《数据库概论》第01_1章

1、第一章第一章 绪论绪论 o 熟悉数据库及相关概念o 熟悉数据模型o 了解数据库系统结构 本章学习目标本章学习目标本章主要内容本章主要内容1.1数据库系统概述1.2数据模型1.3数据库系统结构1.4数据库系统的组成1.5小结1.1 数据库系统概述数据库系统概述1.1.1 数据库常用的四个基本概念数据数据(Data)(Data)数据库数据库(Database)(Database)数据库管理系统数据库管理系统(DBMS)(DBMS)一一数据库系统数据库系统(DBS)(DBS)一、数据一、数据o数据(Data)：是数据库中存储的基本对象n数字(狭义的理解)n文字、图形、图像、声音、记录等(广义的理解)

2、o数据的定义n描述事物的符号记录描述事物的符号记录o数据的种类n文字、图形、图象、声音、语言等一、数据一、数据o数据的特点n数据与其语义是不可分的数据与其语义是不可分的学生档案中的学生记录（李明，男，1972，江苏，计算机系，1990）数据举例数据举例数据的表现形式不能完全表达其内容，需经过解释数据的表现形式不能完全表达其内容，需经过解释;数据的数据的含义称为含义称为数据的语义数据的语义数据的解释解释是对数据含义的说明n语义：学生姓名、性别、出生年月、籍贯、所在系别、入学时间n解释：李明是个大学生，1972年出生，江苏人，1990年考入计算机系二、数据库二、数据库o数据库：存放数据的仓库数据库

3、：存放数据的仓库。这个仓库是在计算机存储设备上，数据是按照一定的格式存放。人们收集并抽取出一个应用所需要的大量数据之后，应将其保存起来以供进一步加工处理，进一步抽取有用信息。o数据库的定义数据库的定义n数据库(Database,简称DB)是长期长期储存在计算机内、有组织组织的、可共享共享的大量大量数据集合二、数据库二、数据库o数据库的特征n数据数据按一定的数据模型数据模型组织、描述和储存n可为各种用户共享共享n冗余度冗余度较小n数据独立性独立性较高n易扩展扩展二、数据库二、数据库数据库举例数据库举例（关系数据库模型）三、数据库管理系统三、数据库管理系统nDBMSn数据库管理系统（Databas

4、e Management System，简称DBMS）是位于用户用户与操作系统操作系统之间的一层数据管理软件。nDBMS的用途n科学地组织和存储数据数据、高效地获取和维护数据获取和维护数据DBMS的主要功能的主要功能:数据定义功能n 提供数据定义语言(DDL, Data Definition Language)n 定义数据库中的数据对象数据操纵功能:提供数据操纵语言(DML, Data Manipulation Language)n实现对数据库的基本操作n (查询select、插入insert、删除delete和修改)三、数据库管理系统三、数据库管理系统三、数据库管理系统三、数据库管理系统3.

5、 数据库的运行管理n 保证数据的安全性、完整性n 多用户对数据的并发使用n 发生故障后的系统恢复DBMS的主要功能的主要功能:4. 数据库的建立和维护功能(实用程序)n数据库数据批量装载（初始的输入、转换功能）n数据库转储n介质故障恢复n数据库的重组织n性能监视、分析等三、数据库管理系统三、数据库管理系统DBMS的主要功能的主要功能:四、数据库系统四、数据库系统n数据库系统n数据库系统（Database System，简称DBS）是指在是指在计算机系统中引入数据库后的系统构成计算机系统中引入数据库后的系统构成。n在不引起混淆的情况下常常把数据库系统简称为数据库。n数据库系统的构成n由数据库数据

6、库、数据库管理系统数据库管理系统（及其开发工具）、应应用系统用系统、数据库管理员数据库管理员DBA（和用户）（和用户）构成。数据库系统构成图示用户用户用户用户用户用户应用系统应用系统应用开发工具应用开发工具数据库管理系统数据库管理系统操作系统操作系统数据库数据库数据库管理员数据库管理员四、数据库系统四、数据库系统数据库系统在计算机系统中的位置图示硬件硬件操操作作 系系统统DB MS应应开开 发发工工用用具具应应用用 系系统统编编译译 系系统统四、数据库系统四、数据库系统常见的数据库管理系统常见的数据库管理系统目前广泛使用的数据库管理系统有：o国外：Microsoft公司开发的Access、SQ

7、L Server， Oracle公司开发的Oracle，Sybase 公司开发的Sybase，IBM公司开发的DB2等。o国内：中国人民大学开发的金仓Kingbase ES ，华中科技大学开发的DM3系统 Access数据库数据库 o扩展名： .mdb o运行环境：WindowsoAccess属于Office软件，是目前比较流行的小型桌面数据库管理系统，通常小型网站使用这种数据库。 o它适用于小型企业、学校、个人等用户，我们可以通过多种方式实现对数据操作（如：收集、分类、筛选处理，提供用户查询或打印报表）。还可以可通过Internet网发布。 o相比更加简单易学，一个普通的计算机用户即可掌握并

8、使用它。而且最重要的一点是，Access的功能足够强大，足以应付一般的数据管理及处理需要。oAccess 的最大容量：2 G 字节，建议1000条记录左右。 SQL Servero主文件扩展名为：mdf 主数据文件、ndf 辅助数据文件、 ldf 日志文件o运行环境：WINDOWSoSQL Server 主要有以下几个版本：企业版、标准版、个人版和开发版o一般的入门者选择Microsoft SQL Server，这是非常适合中小型企业的数据库系统，熟悉Access的用户很容易就能初步使用Microsoft SQL Server。 oSQL Server是Microsoft公司推出的中大型数据库

9、管理系统，它建立在成熟而强大的关系模型基础上，可以很好地支持客户机/服务器模式及浏览器/服务器模式，能够满足各种类型的企事业单位对构建网络数据库的需求，并且在易用性、可扩展性、可靠性以及数据仓库等方面确立了地位，是目前各级各类学校学习大型数据库管理系统的首选。SQL ServerOracleo仅次于微软的世界第二大软件公司o最“难难”的数据库-无冕之王o跨平台跨平台，可运行在Windows NT、基于UNIX系统的小型机、IBM大型机以及一些专用硬件操作系统平台。o例如银行系统一般用OracleUNIX 。 1.1.2 数据管理技术的产生和发展数据管理技术的产生和发展o数据管理n对数据进行分类

10、、组织、编码、存储、检索和维护，是数据处理的中心问题o数据管理技术的发展过程n人工管理阶段(40年代中-50年代中)n文件系统阶段(50年代末-60年代中)n数据库系统阶段(60年代末-现在)一、人工管理阶段一、人工管理阶段o时期n20世纪40年代中-50年代中o产生的背景n应用需求: 科学计算n硬件水平: 纸袋、卡片、磁带，无直接存取存储设备n软件水平: 没有操作系统，没有管理数据的软件n处理方式: 批处理n特点n数据的管理者：应用程序，数据不保存n数据面向的对象：某一应用程序 n数据的共享程度：无共享、冗余度极大n数据的独立性：不独立，完全依赖于程序n数据的结构化：无结构n数据控制能力：应

11、用程序自己控制一、人工管理阶段一、人工管理阶段应用程序与数据的对应关系(人工管理) 应用程序应用程序数据集数据集应用程序应用程序数据集数据集应用程序应用程序数据集数据集n.一、人工管理阶段一、人工管理阶段二、文件系统阶段二、文件系统阶段n时期n20世纪50年代末-60年代中n产生的背景n应用需求: 科学计算、管理n硬件水平: 磁盘、磁鼓n软件水平: 有文件系统n处理方式: 联机实时处理、批处理n特点特点数据的管理者：文件系统，数据可长期保存数据的管理者：文件系统，数据可长期保存数据面向的对象：某一应用程序数据面向的对象：某一应用程序 数据的共享程度：共享性差、冗余度大数据的共享程度：共享性差、

12、冗余度大数据的结构化：记录内有结构数据的结构化：记录内有结构,整体无结构整体无结构数据的独立性：独立性差，数据的逻辑结构改变数据的独立性：独立性差，数据的逻辑结构改变必须修改应用程序必须修改应用程序数据控制能力：应用程序自己控制数据控制能力：应用程序自己控制二、文件系统阶段二、文件系统阶段文件系统阶段应用程序与数据的对应关系应用程序应用程序文件文件应用程序应用程序文件文件2应用程序应用程序文件文件n存取存取方法方法.二、文件系统阶段二、文件系统阶段文件系统中数据的结构 记录内有结构。 数据的结构是靠程序定义和解释的。 数据只能是定长的。l可以间接实现数据变长要求，但访问相应数据的应用程序复杂了

13、。 文件间是独立的，因此数据整体无结构。l可以间接实现数据整体的有结构，但必须在应用程序中对描述数据间的联系。 数据的最小存取单位是记录。二、文件系统阶段二、文件系统阶段三、数据库系统三、数据库系统n时期n20世纪60年代末以来n产生的背景n应用背景：大规模管理n硬件背景：大容量磁盘n软件背景：有数据库管理系统n处理方式：联机实时处理,分布处理，批处理n特点n数据的管理者：DBMSn数据面向的对象：现实世界n数据的结构化：整体结构化n数据的共享程度：共享性高（冗余性小）n数据的独立性：高度的物理独立性和一定的 逻辑独立性n数据控制能力：由DBMS统一管理和控制三、数据库系统三、数据库系统应用程

14、序与数据的对应关系(数据库系统)DBMS应用程序应用程序1应用程序应用程序2数据库数据库三、数据库系统三、数据库系统一、数据结构化一、数据结构化 整体数据的结构化是数据库的主要特征之一。 数据库中实现的是数据的真正结构化n数据的结构用数据模型描述，无需程序定义和解释。数据的结构用数据模型描述，无需程序定义和解释。n数据可以数据可以变长变长。n数据的最小存取单位是数据的最小存取单位是数据项数据项。1.1.3 数据库系统的特点数据库系统的特点二、数据的高共享性二、数据的高共享性降低数据的冗余度，节省存储空间避免数据间的不一致性（提升一致性）使系统易于扩充1.1.3 数据库系统的特点数据库系统的特点三、数据独立性三、数据独立性n物理独立性n指用户的应用程序与存储在磁盘上的数据库中数据是相互独立的。n当数据的物理存储改变了，应用程序不用改变。n逻辑独立性n指用户的应用程序与数据库的逻辑结构是相互独立的。数据的逻辑结构改变了，用户程序也可以不变。1.1.3 数据库系统的特点数据库系统的特点四、四、DBMS对数据的控制功能对数据的控制功能n数据的安全性（Security）保护使每个用户只能按指定方式使用和处理指定数