物流信息技术第二章

1、数据库基础知识数据库基础知识2.1 四个基本概念四个基本概念n数据(Data)n数据库(Database)n数据库管理系统(DBMS)n数据库系统(DBS)一、数据一、数据n数据(Data)是数据库中存储的基本对象n数据的定义n描述事物的符号记录n数据的种类n数字、文字、图形、图象、声音n数据的特点n数据与其语义是不可分的数据举例数据举例n学生档案中的学生记录（李明，男，1972，江苏，计算机系，1990）n数据的形式不能完全表达其内容n数据的解释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（举例）二

2、、数据库（举例）数据库数据库(续续)n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n数据库的定义n数据库(Database,简称DB)是长期储存在计算机内、有组织的、可共享的大量数据集合数据库数据库(续续)n数据库的特征n数据按一定的数据模型组织、描述和储存数据按一定的数据模型组织、描述和储存n可为各种用户共享可为各种用户共享n冗余度较小冗余度较小n数据独立性较高数据独立性较高n易扩展易扩展三、数据库管理系统三、数据库管理系统n什么是DBMSn数据库管理系统（Database Management System，简称DBMS）是位于用户与操

3、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、高效地获取和维护数据DBMS的主要功能的主要功能n数据定义功能 提供数据定义语言提供数据定义语言(DDL) 定义数据库中的数据对象定义数据库中的数据对象n数据操纵功能:提供数据操纵语言(DML) 操纵数据实现对数据库的基本操作操纵数据实现对数据库的基本操作 (查询、插入、删除和修改查询、插入、删除和修改)DBMS的主要功能的主要功能n数据库的运行管理 保证数据的安全性、完整性、保证数据的安全性、完整性、 多用户对数据的并发使用多用户对数据的并发使用 发生故障后的系统恢复发生故障后的系统恢复n数据库的建立和维护功能(实用程序实

4、用程序) 数据库数据批量装载数据库数据批量装载 数据库转储数据库转储 介质故障恢复介质故障恢复 数据库的重组织数据库的重组织 性能监视等性能监视等四、数据库系统四、数据库系统n什么是数据库系统n数据库系统（数据库系统（Database System，简称，简称DBS）是指在计）是指在计算机系统中引入数据库后的系统构成。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。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由数据库及其硬件支持系统、数据库管理系统（及其开由数据库及其硬件支持系统、数据库管理系统（及其开发工具）、操作系统、应用系统

5、、数据库管理员（和用发工具）、操作系统、应用系统、数据库管理员（和用户）构成。户）构成。2. 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n什么是数据管理n对数据进行分类、组织、编码、存储、检索和维护，是数据对数据进行分类、组织、编码、存储、检索和维护，是数据处理的中心问题处理的中心问题n数据管理技术的发展过程n人工管理阶段人工管理阶段(40年代中年代中-50年代中年代中)n文件系统阶段文件系统阶段(50年代末年代末-60年代中年代中)n数据库系统阶段数据库系统阶段(60年代末年代末80年代中年代中)n高级数据库技术阶段高级数据库技术阶段(80年代末年代末现在现在)数据管理技术的产生和

6、发展数据管理技术的产生和发展(续续)n数据管理技术的发展动力n应用需求的推动应用需求的推动n计算机硬件的发展计算机硬件的发展n计算机软件的发展计算机软件的发展一、人工管理一、人工管理n时期n40年代中-50年代中n产生的背景n应用需求科学计算n硬件水平无直接存取存储设备n软件水平没有操作系统人工管理人工管理(续续)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：应用程序自己控制应用程序与数据的对应关系应用程序与数据的对应关系(人工管理人工管理) 应用程序应

7、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.二、文件系统二、文件系统n时期n50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文件系统文件系统(续续)特点数据的管理者：文件系统，数据可长期保存数据面向的对象：某一应用程序 数据的共享程度：共享性差、冗余度大数据的结构化：记录内有结构,整体无结构数据的独立性：独立性差，数据的逻辑结构改变必须修改应用程序数据控制能力：应用程序自己控制应用程序与数据的对应关系应用程序与数据的对应关系(文件系统文件系统)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

8、件文件n存取存取方法方法.三、数据库系统三、数据库系统n时期n60年代末-80年代中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数据库系统数据库系统(续续)n特点n数据的管理者：DBMSn数据面向的对象：现实世界n数据的共享程度：共享性高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数据的结构化：整体结构化n数据控制能力：由DBMS统一管理和控制应用程序与数据的对应关系应用程序与数据的对应关系(数据库系统数据库系统)DBMS应用程序1应用程序2数据库四、高级数据库技术四、高级数据库技术n时期n80年代末以来n产生的背景n应用背景微型计算机和计算机网络n

9、硬件背景大容量磁盘n软件背景新型数据库出现并成熟2.3 数据模型数据模型n数据模型分成两个不同的层次(1) 概念模型概念模型 也称信息模型，它是按用户的观点来也称信息模型，它是按用户的观点来对数据和信息建模。对数据和信息建模。 (2) 数据模型数据模型 主要包括网状模型、层次模型、关系主要包括网状模型、层次模型、关系模型等，它是按计算机系统的观点对数据建模模型等，它是按计算机系统的观点对数据建模。 数据模型数据模型(续续)n客观对象的抽象过程-两步抽象n现实世界中的客观对象抽象为概念模型；现实世界中的客观对象抽象为概念模型；n把概念模型转换为某一把概念模型转换为某一DBMS支持的数据模型。支持

10、的数据模型。 概念模型是现实世界到机器世界的一个中间层次。概念模型概念模型1. 概念模型2. 信息世界中的基本概念3. 概念模型的表示方法1. 概念模型概念模型n概念模型的用途n概念模型用于信息世界的建模概念模型用于信息世界的建模n是现实世界到机器世界的一个中间层次是现实世界到机器世界的一个中间层次n是数据库设计的有力工具是数据库设计的有力工具n数据库设计人员和用户之间进行交流的语言数据库设计人员和用户之间进行交流的语言n对概念模型的基本要求n较强的语义表达能力，能够方便、直接地表达应用较强的语义表达能力，能够方便、直接地表达应用中的各种语义知识中的各种语义知识n简单、清晰、易于用户理解简单、

11、清晰、易于用户理解。2. 信息世界中的基本概念信息世界中的基本概念 (1) 实体（Entity） 客观存在并可相互区别的事物称为实体。客观存在并可相互区别的事物称为实体。可以是具体的人、事、物或抽象的概念可以是具体的人、事、物或抽象的概念。(2) 属性（Attribute） 实体所具有的某一特性称为属性。实体所具有的某一特性称为属性。一个实体可以由若干个属性来刻画。一个实体可以由若干个属性来刻画。 (3) 码（Key） 唯一标识实体的属性集称为码。唯一标识实体的属性集称为码。 信息世界中的基本概念信息世界中的基本概念(续续)(4) 域（Domain） 属性的取值范围称为该属性的域属性的取值范围

12、称为该属性的域。 (5) 实体型（Entity Type） 用实体名及其属性名集合来抽象和刻画用实体名及其属性名集合来抽象和刻画同类实体称为实体型同类实体称为实体型(6) 实体集（Entity Set） 同型实体的集合称为实体集同型实体的集合称为实体集信息世界中的基本概念信息世界中的基本概念(续续)(7) 联系（Relationship） 现实世界中事物内部以及事物之间的联系在信息世界现实世界中事物内部以及事物之间的联系在信息世界中反映为实体内部的联系和实体之间的联系中反映为实体内部的联系和实体之间的联系两个实体型间的联系两个实体型间的联系实体型实体型1联系名联系名实体型实体型2111:1联系

13、联系实体型实体型1联系名联系名实体型实体型2mnm:n联系联系实体型实体型1联系名联系名实体型实体型21n1:n联系联系两个实体型间的联系两个实体型间的联系 n一对一联系 n如果对于实体集如果对于实体集A中的每一个实体，实体集中的每一个实体，实体集B中至多中至多有一个实体与之联系，反之亦然，有一个实体与之联系，反之亦然，则称实体集则称实体集A与与实体集实体集B具有一对一联系具有一对一联系。记为。记为1:1。 n 实例班级与班长之间的联系：班级与班长之间的联系：一个班级只有一个正班长一个班级只有一个正班长一个班长只在一个班中任职一个班长只在一个班中任职两个实体型间的联系两个实体型间的联系 (续续

14、)n一对多联系n如果对于实体集如果对于实体集A中的每一个实体，实体集中的每一个实体，实体集B中有中有n个实体（个实体（n0）与之联系，反之，对于实体集）与之联系，反之，对于实体集B中中的每一个实体，实体集的每一个实体，实体集A中至多只有一个实体与之中至多只有一个实体与之联系，则称联系，则称实体集实体集A与实体集与实体集B有一对多联系有一对多联系 记为记为1:nn实例班级与学生之间的联系：班级与学生之间的联系：一个班级中有若干名学生，一个班级中有若干名学生，每个学生只在一个班级中学习每个学生只在一个班级中学习两个实体型间的联系两个实体型间的联系 (续续)n多对多联系（m:n）n如果对于实体集如果

15、对于实体集A中的每一个实体，实体集中的每一个实体，实体集B中有中有n个实体（个实体（n0）与之联系，反之，对于实体集）与之联系，反之，对于实体集B中中的每一个实体，实体集的每一个实体，实体集A中也有中也有m个实体（个实体（m0）与之联系，则称实体集与之联系，则称实体集A与实体与实体B具有多对多联系。具有多对多联系。记为记为m:nn实例课程与学生之间的联系：课程与学生之间的联系：一门课程同时有若干个学生选修一门课程同时有若干个学生选修一个学生可以同时选修多门课程一个学生可以同时选修多门课程3. 概念模型的表示方法概念模型的表示方法n概念模型的表示方法很多n实体联系方法(E-R方法)n用E-R图来

16、描述现实世界的概念模型nE-R方法也称为E-R模型E-R图图n实体型n用矩形表示，矩形框内写明实体名。学生学生教师教师E-R图图(续续)n属性n用椭圆形表示，并用无向边将其与相应的实体连接起来学生学生学号学号年龄年龄性别性别姓名姓名E-R图图(续续)n联系n联系本身：用菱形表示，菱形框内写明联系名，用菱形表示，菱形框内写明联系名，并用无向边分别与有关实体连接起来，同时在无向并用无向边分别与有关实体连接起来，同时在无向边旁标上联系的类型（边旁标上联系的类型（1:1、1:n或或m:n） n联系的属性：联系本身也是一种实体型，也可以联系本身也是一种实体型，也可以有属性。如果一个联系具有属性，则这些属

17、性也要有属性。如果一个联系具有属性，则这些属性也要用无向边与该联系连接起来用无向边与该联系连接起来 联系的表示方法联系的表示方法实体型实体型1联系名联系名实体型实体型2111:1联系联系实体型实体型1联系名联系名实体型实体型2mnm:n联系联系实体型实体型1联系名联系名实体型实体型21n1:n联系联系联系的表示方法联系的表示方法(续续)实体型实体型1联系名联系名mn同一实体型内同一实体型内部的部的m:n联系联系实体型实体型1联系名联系名实体型实体型21m多个实体型间的多个实体型间的1:n联系联系实体型实体型3n联系的表示方法示例联系的表示方法示例班级班级班级班级-班长班长班长班长111:1联系

18、联系课程课程选修选修学生学生mnm:n联系联系班级班级组成组成学生学生1n1:n联系联系联系的表示方法示例联系的表示方法示例(续续)职工职工领导领导1n同一实体型内同一实体型内部的部的1:n联系联系课程课程讲授讲授教师教师1m多个实体型间的多个实体型间的1:n联系联系参考书参考书n联系属性的表示方法联系属性的表示方法课程课程选修选修学生学生mn成绩成绩常用结构数据模型常用结构数据模型n非关系模型n层次模型（层次模型（Hierarchical Model）n网状模型网状模型(Network Model )n数据结构：以基本层次联系为基本单位 基本层次联系：两个记录以及它们之间的一对多基本层次联系

19、：两个记录以及它们之间的一对多（包括一对一（包括一对一)的联系的联系常用结构数据模型常用结构数据模型(续续)n关系模型(Relational Model) n数据结构：表n面向对象模型(Object Oriented Model）n数据结构：对象层次模型层次模型1. 层次数据模型的数据结构 2. 层次数据模型的数据操纵3. 层次数据模型的完整性约束 4. 层次数据模型的存储结构 5. 层次数据模型的优缺点 1. 层次数据模型的数据结构层次数据模型的数据结构n层次模型 满足下面两个条件的基本层次联系的集合为层次模型。满足下面两个条件的基本层次联系的集合为层次模型。1. 有且只有一个结点没有双亲结

20、点，这个结点称为根有且只有一个结点没有双亲结点，这个结点称为根 结点结点2. 根以外的其它结点有且只有一个双亲结点根以外的其它结点有且只有一个双亲结点n层次模型中的几个术语n根结点，双亲结点，兄弟结点，叶结点根结点，双亲结点，兄弟结点，叶结点层次数据模型的数据结构层次数据模型的数据结构(续）续） 1 根结点根结点 2 兄弟结点兄弟结点 3 叶结点叶结点 4 兄弟结点兄弟结点 5 叶结点叶结点 叶结点叶结点层次数据模型的数据结构层次数据模型的数据结构(续）续）n表示方法实体型实体型：用记录类型描述。：用记录类型描述。 每个结点表示一个记录类型。每个结点表示一个记录类型。属性属性：用字段描述。每个

21、记录类型可包含若干个字段。：用字段描述。每个记录类型可包含若干个字段。联系联系：用结点之间的连线表示记录（类）型之间的：用结点之间的连线表示记录（类）型之间的 一对多的联系一对多的联系实例：实例：教员教员-学生数据模型学生数据模型层次数据模型的数据结构层次数据模型的数据结构(续）续）n特点n结点的双亲是唯一的结点的双亲是唯一的n只能直接处理一对多的实体联系只能直接处理一对多的实体联系n每个记录类型定义一个排序字段，也称为码字段每个记录类型定义一个排序字段，也称为码字段n任何记录值只有按其路径查看时，才能显出它的全部意义任何记录值只有按其路径查看时，才能显出它的全部意义n没有一个子女记录值能够脱

22、离双亲记录值而独立存在没有一个子女记录值能够脱离双亲记录值而独立存在层次数据模型的数据结构层次数据模型的数据结构(续）续）n多对多联系在层次模型中的表示n用层次模型用层次模型间接间接表示多对多联系表示多对多联系n方法方法将多对多联系将多对多联系分解分解成一对多联系成一对多联系n分解方法分解方法n冗余结点法冗余结点法n虚拟结点法虚拟结点法5. 层次模型的优缺点层次模型的优缺点n优点n层次数据模型简单，对具有一对多的层次关系的部层次数据模型简单，对具有一对多的层次关系的部门描述自然、直观，容易理解门描述自然、直观，容易理解n性能优于关系模型，不低于网状模型性能优于关系模型，不低于网状模型n层次数据

23、模型提供了良好的完整性支持层次数据模型提供了良好的完整性支持n缺点n多对多联系表示不自然多对多联系表示不自然n对插入和删除操作的限制多对插入和删除操作的限制多n查询子女结点必须通过双亲结点查询子女结点必须通过双亲结点n层次命令趋于程序化层次命令趋于程序化网状模型网状模型1.网状数据模型的数据结构 2.网状数据模型的存储结构 3.网状数据模型的优缺点1.网状数据模型的数据结构网状数据模型的数据结构n网状模型满足下面两个条件的基本层次联系的集合为满足下面两个条件的基本层次联系的集合为网状模型。网状模型。1. 允许一个以上的结点无双亲；允许一个以上的结点无双亲；2. 一个结点可以有多于一个的双亲一个

24、结点可以有多于一个的双亲。网状数据模型的数据结构网状数据模型的数据结构 1 2 R3 L1 L2 R1 R1 R2R2 L3 L3 L1 L2 L1 L2 R3R3 L4 L4 R4 R4 R5R5 网状数据模型的数据结构网状数据模型的数据结构(续）续）n表示方法（与层次数据模型相同）实体型实体型：用记录类型描述。：用记录类型描述。 每个结点表示一个记录类型。每个结点表示一个记录类型。属性属性：用字段描述。：用字段描述。 每个记录类型可包含若干个字段。每个记录类型可包含若干个字段。联系联系：用结点之间的连线表示记录（类）型之：用结点之间的连线表示记录（类）型之 间的间的一对多的父子联系一对多的

25、父子联系。网状数据模型的数据结构网状数据模型的数据结构(续）续）n特点n只能直接处理一对多的实体联系只能直接处理一对多的实体联系n每个记录类型定义一个排序字段每个记录类型定义一个排序字段n任何记录值只有按其路径查看时，才能显出任何记录值只有按其路径查看时，才能显出它的全部意义它的全部意义网状数据模型的数据结构网状数据模型的数据结构(续）续）n网状模型与层次模型的区别n网状模型允许多个结点没有双亲结点网状模型允许多个结点没有双亲结点n网状模型允许结点有多个双亲结点网状模型允许结点有多个双亲结点n网状模型允许两个结点之间有多种联系（复网状模型允许两个结点之间有多种联系（复合联系）合联系）n网状模型

26、可以更直接地去描述现实世界网状模型可以更直接地去描述现实世界n层次模型实际上是网状模型的一个特例层次模型实际上是网状模型的一个特例网状数据模型的数据结构网状数据模型的数据结构(续）续） 1 2 R3 L1 L2 R1 R1 R2R2 L3 L3 L1 L2 L1 L2 R3R3 L4 L4 R4 R4 R5R5 网状数据模型的数据结构网状数据模型的数据结构(续）续） 1 L1 L2 R2网状数据模型的数据结构网状数据模型的数据结构(续）续）学生宿舍学生宿舍学生学生教研室教研室系系教师教师网状数据模型的数据结构网状数据模型的数据结构(续）续）父母父母人人子女子女树树种种植植砍砍伐伐养养育育赡赡养

27、养网状数据模型的数据结构网状数据模型的数据结构(续）续）多对多联系在网状模型中的表示n用网状模型用网状模型间接间接表示多对多联系表示多对多联系n方法方法 将多对多联系将多对多联系直接直接分解成一对多联系分解成一对多联系2. 网状模型的数据操纵网状模型的数据操纵l查询l插入l删除l更新5.网状模型的优缺点网状模型的优缺点n优点n能够更为直接地描述现实世界，如一个结点可以有能够更为直接地描述现实世界，如一个结点可以有多个双亲多个双亲n具有良好的性能，存取效率较高具有良好的性能，存取效率较高n缺点n结构比较复杂，而且随着应用环境的扩大，数据库结构比较复杂，而且随着应用环境的扩大，数据库的结构就变得越

28、来越复杂，不利于最终用户掌握的结构就变得越来越复杂，不利于最终用户掌握nDDL、DML语言复杂，用户不容易使用语言复杂，用户不容易使用关系模型关系模型1. 关系数据模型的数据结构 2.关系数据模型的优缺点关系模型关系模型n最重要的一种数据模型。也是目前主要采用的数据模型n1970年由美国IBM公司San Jose研究室的研究员E.F.Codd提出关系数据模型的数据结构关系数据模型的数据结构 n在用户观点下，关系模型中数据的逻辑结构是一张二维表，它由行和列组成。关系模型的基本概念关系模型的基本概念n关系（Relation）一个关系对应通常说的一张表。n元组（Tuple）表中的一行即为一个元组。n

29、属性（Attribute）表中的一列即为一个属性，给每一个属性起一个名称即属性名。关系模型的基本概念关系模型的基本概念n主码（Key）表中的某个属性组，它可以唯一确定一个元组。n域（Domain）属性的取值范围。n分量元组中的一个属性值。n关系模式对关系的描述关系名（属性1，属性2，属性n）学生（学号，姓名，年龄，性别，系，年级）关系数据模型的数据结构关系数据模型的数据结构(续）续）n实体及实体间的联系的表示方法n实体型实体型：直接用关系（表）表示。：直接用关系（表）表示。n属性属性：用属性名表示。：用属性名表示。n一对一联系一对一联系：隐含在实体对应的关系中。：隐含在实体对应的关系中。n一对

30、多联系一对多联系：隐含在实体对应的关系中。：隐含在实体对应的关系中。n多对多联系多对多联系：直接用关系表示：直接用关系表示。关系数据模型的数据结构关系数据模型的数据结构(续）续）例1学生、系、系与学生之间的一对多联系：学生（学号，姓名，年龄，性别，系号，年级）学生（学号，姓名，年龄，性别，系号，年级）系系 (系号，系名，办公地点系号，系名，办公地点)例2系、系主任、系与系主任间的一对一联系关系数据模型的数据结构关系数据模型的数据结构(续）续）例3学生、课程、学生与课程之间的多对多联系： 学生（学号，姓名，年龄，性别，系号，年级）学生（学号，姓名，年龄，性别，系号，年级）课程（课程号，课程名，学

31、分）课程（课程号，课程名，学分）选修（学号，课程号，成绩）选修（学号，课程号，成绩）关系数据模型的数据结构关系数据模型的数据结构(续）续）n关系必须是规范化的，满足一定的规范条件最基本的规范条件：关系的每一个分量必须是一个不最基本的规范条件：关系的每一个分量必须是一个不可分的数据项。可分的数据项。工工 资资扣扣 除除职职 工工号号姓姓名名职职称称基基 本本 工工 龄龄 职职 务务 房房 租租 水水 电电实实发发8 8 6 6 0 0 5 5 1 1陈陈 平平讲讲 师师1 1 0 0 5 59 9 5 51 1 5 56 61 1 2 21 1 1 1 5 5 5 5. . . . . . .

32、. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4.关系数据模型的存储结构关系数据模型的存储结构n表以文件形式存储n有的DBMS一个表对应一个操作系统文件n有的DBMS自己设计文件结构5.关系模型的优缺点关系模型的优缺点n优点n建立在严格的数学概念的基础上建立在严格的数学概念的基础上n概念单一。数据结构简单、清晰，用户易懂易用概念单一。数据结构简单、清晰，用户易懂易用n实体和各类联系都用关系来表示。实体和各类联系都用关系来表示。n对数据的检索结果也是关系。对数据的检索结果也是关系。n关系模型的存取路径对用户透明n具有更高的数据独立性，更好的安全保密性具有更高的

33、数据独立性，更好的安全保密性n简化了程序员的工作和数据库开发建立的工作简化了程序员的工作和数据库开发建立的工作关系模型的优缺点（续）关系模型的优缺点（续）n缺点存取路径对用户透明导致查询效率往往不如非存取路径对用户透明导致查询效率往往不如非关系数据模型关系数据模型为提高性能，必须对用户的为提高性能，必须对用户的查询请求进行优化查询请求进行优化增加了开发数据库管理系统的难度增加了开发数据库管理系统的难度2.4数据库系统的组成数据库系统的组成n数据库及硬件支持系统n数据库管理系统（及其开发工具）n操作系统n应用系统n数据库管理员n（用户）一、硬件平台及数据库一、硬件平台及数据库n数据库系统对硬件资

34、源的要求(1) 足够大的内存n操作系统操作系统nDBMS的核心模块的核心模块n数据缓冲区数据缓冲区n应用程序应用程序数据库系统对硬件资源的要求数据库系统对硬件资源的要求 (2) 足够大的外存n 磁盘n操作系统操作系统nDBMSn应用程序应用程序n数据库及其备份数据库及其备份n 光盘、磁带、软盘n数据备份数据备份(3) 较高的通道能力，提高数据传送率二、软件二、软件nDBMSn操作系统n与数据库接口的高级语言及其编译系统n以DBMS为核心的应用开发工具n为特定应用环境开发的数据库应用系统三、人员三、人员n数据库管理员n系统分析员n数据库设计人员n应用程序员n(最终用户)1. 数据库管理员数据库管

35、理员(DBA)n决定数据库中的信息内容和结构n决定数据库的存储结构和存取策略n定义数据的安全性要求和完整性约束条件数据库管理员数据库管理员(续续)n监控数据库的使用和运行n周期性转储数据库n数据文件n日志文件n系统故障恢复n介质故障恢复n监视审计文件数据库管理员数据库管理员(续续)n数据库的改进和重组n性能监控和调优n数据重组n数据库重构2. 系统分析员系统分析员n负责应用系统的需求分析和规范说明n与用户及DBA(数据库管理员)协商，确定系统的硬软件配置n参与数据库系统的概要设计3. 数据库设计人员数据库设计人员n参加用户需求调查和系统分析n确定数据库中的数据n设计数据库各级模式4. 应用程序

36、员应用程序员n设计和编写应用系统的程序模块n进行调试和安装5. 用户用户n偶然用户n企业或组织机构的高中级管理人员n简单用户n银行的职员、机票预定人员、旅馆总台服务员用户（续）用户（续）n复杂用户n工程师、科学家、经济学家、科技工作者等n直接使用数据库语言访问数据库，甚至能够基于数据库管理软件n管理系统的API（应用程序编程接口）编制自己的应用程序数据管理技术数据管理技术 n（一）安全性管理 n（二）数据库备份n（三）数据库恢复n（四）数据复制2.1 2.1 SQLSQL概述概述n2.1.1 SQL语言的特点n综合统一n高度非过程化n面向集合的操作方式n同一种语法结构提供两种使用方式（自含式语

37、言；嵌入式语言）n语言简捷，易学易用2.1.22.1.2常用常用SQLSQL语言组成语言组成nDDL（Data Definition Language）nDML（Data Manipulation Language）nDCL（Data Control Language）n存储过程和触发器n嵌入式SQL语言n 定义表：如创建表，删除表，修改表定义；n定义视图：如创建视图、删除视图、间接修改视图定义（删除+创建视图）；n定义索引(内模式或内部视图)：如创建索引、删除索引、间接修改索引定义（删除+创建索引） 1.SQL数据定义语言（数据定义语言（DDL）功能）功能数据库的建立与删除数据库的建立与删除

38、 1建立数据库n数据库是一个包括了多个基本表的数据集，其语法格式为： CREATE DATABASE 其他参数n【例2-1】以学校图书馆的图书管理为例，建立图书管理信息数据库（books_management）。 CREATE DATABASE books_management;2删除数据库n将数据库及其全部内容从系统中删除。其语法格式为： DROP DATABASE n【例2-2】删除图书管理信息数据库（books_management）。 DROP DATABASE books_management;SQL提供的一些主要数据类型提供的一些主要数据类型数据类型数据类型 类型类型 描描 述述

39、bit逻辑数据类型 这种数据类型用于存储只有两种可能值的数据，如 True 或False int 整数数据类型int 数据类型可以存储从( -2 147 483 648)到 (2147483 647)之间的整数。这种数据类型在数据库里每个值占用4个字节 float 浮点数据类型float 数据类型是一种近似数值类型， 浮点数可以是从-1.79E+308到1.79E+308 之间的任意数 datetime 日期时间类型 datetime数据类型用来表示日期和时间。这种数据类型存储从1753年1月1日到9999年12月3 1日间所有的日期和时间数据， 精确到三百分之一秒或3.33毫秒 SQL提供的

40、一些主要数据类型提供的一些主要数据类型CHAR字符数据类型 char(n) 按固定长度存储字符串,n必须从1-8000 .VARCHAR字符数据类型 varchar(n)它与char 类型相似,n必须从1-8000 .之间的数值。存储大小为输入数据字节的实际长度。 由于CHAR 数据类型长度固定，因此它比VARCHAR 类型的处理速度快。TEXT文本 TEXT数据类型用于存储大量文本数据，其容量理论上为1 到2的31次方-1 （2 147 483 647）个字节，在实际应用时需要视硬盘的存储空间而定。基本表的创建、修改和撤销基本表的创建、修改和撤销n创建基本表n创建基本表的语法格式为： CRE

41、ATE TABLE (,|)【例2-3】在图书管理信息数据库（books_management）中建立3个数据表book（图书信息）、reader（读者信息）、borrow（借阅信息） 。建立book表的SQL命令为： CREATE TABLE book (总编号 Char(6),分类号 Char(6),书名Char(12),作者Char(8),出版单位 Char(20),单价 Money,是否在库 Char（4）);n 修改基本表：(1) ADD方式：用于增加新列和完整性约束，其语法格式为： ALTER TABLE ADD |【例2-4】在reader表中增加一个年龄列。 ALTER TAB

42、LES reader ADD 年龄 TINYINT;【例2-5】在reader表中增加完整性约束定义，使年龄值在0100之间。 ALTER TABLE reader ADD CONSTRAINT age_chk CHECK(年龄 BETWEEN 0 AND 100);n(2) ALTER方式：用于修改某些列，其语法格式为： ALTER TABLE ALTER COLUMN NULL|NOT NULL【例2-6】把 reader 表中的姓名列加宽到10个字符。 ALTER TABLE reader ALTER COLUMN 姓名 CHAR(10);n(3) DROP方式：用于删除完整性约束定义，

43、其语法格式为： ALTER TABLE DROP CONSTRAINT 【例2-7】删除reader表中的完整性约束定义。 ALTER TABLE reader DROP CONSTRAINT age_chk;n删除基本表 删除基本表后，表中的数据和在此表上的索引都被删除，而建立在该表上的视图不会随之删除，系统将继续保留其定义，但已无法使用。如果重新恢复该表，这些视图可重新使用。n删除表的语法格式为： DROP TABLE 【例2-8】删除表reader。 DROP TABLE reader;2.SQL数据操纵语言（数据操纵语言（DML） SQL数据操纵语言提供了select，insert，d

44、elete和update命令，完全覆盖关系各种运算。 3.SQL数据控制语言（数据控制语言（DCL） 数据控制亦称为数据保护，包括数据数据控制亦称为数据保护，包括数据安全性控制、完整性控制、并发控制和安全性控制、完整性控制、并发控制和数据恢复。数据恢复。4.4.存储过程和触发器存储过程和触发器n存储过程是为了完成特定功能汇集而成的一组命名了的SQL语句集合，该集合编译后存放数据库管理系统中，可根据实际情况重新编译，该过程可直接运行，也可以远程运行。n触发器是一种特殊的存储过程。它的优点是不管什么原因造成的数据变化都能自动响应，对于每条SQL语句，触发器仅执行一次，事务可用于触发器中。5.5.嵌

45、入式嵌入式SQLSQL语言语言 nSQL的表达能力相比高级语言有一定的限制，有些数据访问要求单纯使用SQL无法完成，因此，有时候要将SQL语言嵌入到高级语言中使用。嵌入式SQL语言的执行过程如图 计算机网络概论计算机网络概论1062.1计算机网络的定义计算机网络的定义 n 定义:n简单定义： “互联起来的独立自主的计算机集合”。n完整的定义：“利用通信设备和线路，将分布在不利用通信设备和线路，将分布在不同地理位置的、功能独立的多个计算机系统连接起同地理位置的、功能独立的多个计算机系统连接起来，以功能完善的网络软件（网络通信协议及网络来，以功能完善的网络软件（网络通信协议及网络操作系统等）实现网

46、络中资源共享和信息传递的系操作系统等）实现网络中资源共享和信息传递的系统统” 。2.2计算机网络的功能计算机网络的功能 n数据交换和通信n资源共享n提高系统的可靠性n分布式网络处理和负载均衡返回2.3 计算机网络的分类n按网络的作用范围：n局域网；n城域网；n广域网；n按网络的传输技术：n广播式网络 ；n点到点网络 ；n按网络的使用范围：n公用网；n专用网；n按通信介质：n有线网；n无线网；n按企业管理分类 ：n内联网 ；n外联网 ；n因特网 ；按网络的作用范围按网络的作用范围n局域网n城域网n广域网局域网（局域网（Local Area Network） nLAN通常安装在一个建筑物或校园（园

47、区）中，覆盖的地理范围从几十米至数公里。n一个实验室、一栋大楼、一个校园或一个单位。nLAN是计算机通过高速线路相连组成的网络，网上传输速率较高，从10Mbps100Mbps1000Mbps。n通过LAN，各种计算机可以共享资源。n共享打印机和数据库。城域网（城域网（Metropolitan Area Network） nMAN规模局限在一座城市的范围内，覆盖的地理范围从几十公里至数百公里。nMAN是对局域网的延伸，用来连接局域网，在传输介质和布线结构方面牵涉范围较广。广域网（广域网（Wide Area Network） nWAN覆盖的地理范围从数百公里至数千公里，甚至上万公里。可以是一个地区

48、或一个国家，甚至世界几大洲，故称远程网。nWAN在采用的技术、应用范围和协议标准方面有所不同。在WAN中，通常是利用邮电部门提供的各种公用交换网，将分布在不同地区的计算机系统互连起来，达到资源共享的目的。n广域网使用的主要技术为存储转发技术。拓扑结构拓扑结构 n拓扑学把实体抽象成与其大小、形状无关的点，将连接实体的线路抽象成线，进而研究点、线、面之间关系；n在计算机网络中，将主机和终端抽象为点，将通信介质抽象为线，形成点和线组成的图形，使人们对网络整体有明确的全貌印象；n计算机网络的拓扑结构就是网络中通信线路和站点（计算机或设备）的几何排列形式。 计算机网络的拓扑结构计算机网络的拓扑结构 星型

49、拓扑网络星型拓扑网络 n各节点通过点到点的链路与中心节点相连，中心节点可以是转接中心，起到连通的作用，也可以是一台主机，此时就具有数据处理和转接的功能。n目前流行的PBX（专用交换机）就是星形拓扑的典型实例。星型拓扑网络星型拓扑网络 n优点：n1.配置方便n2.每个连接点只接一个设备n单个连接点的故障只影响一个设备，不会影响全网。n3.集中控制和故障诊断容易n容易检测和隔离故障，可方便地将有故障的结点从系统中删除。n4.简单的访问协议n很容易在网络中增加新的站点，数据的安全性和优先级容易控制，易实现网络监控。星型拓扑网络星型拓扑网络 n缺点n1.电缆长度和安装n这种拓扑结构需要大量电缆，增加的

50、费用相当可观。n2.扩展困难n在初始安装时可能要放置大量冗余的电缆，以配置更多连接点。n3.依赖于中央结点n中央结点产生故障，则全网不能工作。n属于集中控制，对中心节点的依赖性大，一旦中心节点有故障会引起整个网络瘫痪。 总线型拓扑网络总线型拓扑网络 n总线拓扑结构采用单根传输线作为传输介质，所有站点都通过相应的硬件接口直接连接到传输介质上（或称总线上）。任何一个站点发送的信号都可以沿着介质双向传播，而且能被其他所有站接收（广播方式）。总线型网总线型网总线型拓扑网络总线型拓扑网络 n总线型网络结构简单，安装方便，需要铺设的线缆最短，成本低，某个站点自身的故障一般不会影响整个网络。n总线拓扑的优点

51、：n1.电缆长度短，容易布线n2.可靠性高n3.易于扩充n总线拓扑的缺点：实时性较差，总线的任何一点故障都会导致网络瘫痪。树型拓扑网络树型拓扑网络 n树型拓扑是从总线拓扑演变过来的，形状象一棵倒置的树，顶端有一个带有分支的根，每个分支还可延伸出子分支。n树型拓扑是一种层次结构，适用于分级管理和控制系统。这种拓扑与其它拓扑的主要区别在于其根的存在。当下面的分支节点发送数据时，根接收该信号，然后再重新广播发送到全网。n与星型拓扑相比，由于通信线路总长度较短，故它的成本低，易推广，但结构较星型复杂。 树型网树型网树型拓扑网络树型拓扑网络 n树型拓扑结构有以下的优点：n易于扩展。从本质上看这种结构可以

52、从本质上看这种结构可以延伸出很多分支和子分支，因此新的延伸出很多分支和子分支，因此新的节点和新的分支易于加入网内。节点和新的分支易于加入网内。n故障隔离容易。如果某一分支的节点如果某一分支的节点或线路发生故障，很容易将这分支和或线路发生故障，很容易将这分支和整个系统隔离开来。整个系统隔离开来。n树型拓扑的缺点是对根的依赖性太大，是对根的依赖性太大，如果根发生故障，则全网不能正常工作，如果根发生故障，则全网不能正常工作，因此这种结构的可靠性与星型结构相似。因此这种结构的可靠性与星型结构相似。集线器集线器交换机环型拓扑网络环型拓扑网络 n在环行拓扑网络中，节点通过点到点通信线路连接成闭合环路。这种

53、链路是单向的，数据在一个方向上围绕着环进行循环。n由于环型拓扑的数据在环路上沿着一个方向在各节点间传输，每个站对环的使用权是平等的，所以它也存在着一个对于环型线路的“争用”和“冲突”的问题。环型拓扑网络环型拓扑网络 n环型拓扑网络结构简单，传输延时确定，但是环中每个节点与连接节点之间的通信线路都会成为网络可靠性的屏障。对于环型网络，网络节点的加入、退出、环路的维护和管理都比较复杂。n环形网是点到点、一个结点一个结点的连接，可以在网上的不同段使用各种传输介质。 服务器服务器工作站工作站打印机打印机工作站工作站工作站工作站工作站环型拓扑网络环型拓扑网络 n环形拓扑的优点：n 电缆长度短n 无需接线

54、盒n 可用光纤n环形拓扑的缺点：n 一个结点故障会引起全网故障n 诊断故障困难n 不易重新配置网络n拓扑结构影响访问协议服 务 器服 务 器工 作 站工 作 站打 印 机打 印 机工 作 站工 作 站工 作 站工 作 站工 作 站网状型拓扑网络网状型拓扑网络 网络中任意两站点间都有直接通路相连，所以任意两站点间的通信无需路由，而且有专线相连没有等待延迟，因此通信速度快，可靠性高。 但是组建这样网络投资非常巨大。由此也可看出这种全部互连型拓扑的灵活性差。混合型网混合型网混合型网网状型拓扑网络网状型拓扑网络 n网状型拓扑网络中，节点之间的连接是任意的，没有规律。n主要优点是可靠性高，但结构复杂，必

55、须采用路由选择算法和流量控制方法。n广域网基本上采用网状型拓扑结构。网络拓扑的选择网络拓扑的选择n1.费用低n最理想的情况是建楼的同时进行安装，并考虑今后扩展最理想的情况是建楼的同时进行安装，并考虑今后扩展的要求。的要求。n2.灵活性n要考虑到设备搬动时，能容易地重新配置网络拓扑。要考虑到设备搬动时，能容易地重新配置网络拓扑。n3.可靠性n拓扑的选择要使故障检测和故障隔离较为方便。拓扑的选择要使故障检测和故障隔离较为方便。开放式系统互联（开放式系统互联（OSI）参考模型）参考模型 为了实现网络互联，国际标准化组织（ISO）提出了开放系统互联参考模型OSI，凡按照该模型建立起来的网络就可以互联，

56、 ISO提出了网络互联协议的基本框架，称为开放系统互联参考模型（OSI）。该模型把网络功能分为七个层次。 TCP/IP参考模型参考模型 随着计算机网络通信技术的发展，ARPANET提出了新的网络协议TCP/IP协议。OSI模型是一种通用的、标准的、理论模型，TCP/IP虽然不是OSI标准，但是它在网络应用中最流行的协议，已经成为公认的“事实上的标准”。 局域网的特点与功能局域网的特点与功能（一）局域网的特点（一）局域网的特点n通信速率高；n通信质量好；n通常属于一个单位、企业或者部门所有；n支持多种通信传输介质，如光缆、粗缆、双绞线、无线等方式；n局域网成本低，安装维护、扩展都很方便。（二）局

57、域网的功能（二）局域网的功能n资源共享；n数据传送与电子邮件；n方便分布式任务处理；n网络办公。 局域网的基本组成局域网的基本组成n局域网由网络硬件和网络软件两大部分组成。网络硬件主要由计算机系统和通信系统组成 。网络软件可大致分为网络系统软件和网络应用软件两种类型，包括控制信息传送的网络协议及其相应的协议软件、网络操作系统、通信控制软件和品种繁多的网络应用软件。 n1、网络服务器 4、网络设备n2、工作站 5、传输介质及附属设备n3、网卡 6、网络软件网络服务器网络服务器n网络服务器是连接在局域网上的一台计算机，也是一个网络节点。该节点的特殊功能是为网络提供各种网络服务和共享资源。 n（1）提供网络通信功能，有管理网络服务器与工作站之间通信的能力。（2）为网络用户提供各种共享的软硬件资源。（3）提供文件管理功能（4）提供各种Internet信息服务（5）提供各种网络应用服务。（6）提供网络管理功能，监控网络运行情况，对网络进行性能管理、失效管理、配置管理、设备管理等。 网络适配器（网卡）网络适配器（网卡） n网卡的基本功能是：n（1）实现工作站与局域网传输介质之间的物理连接和电信号匹配，接收和执行工作站与服务器送来的各种控制命令，完成物理层功能。n（2）实现局域网数据链路层的一部分功能，包括网络存取控制、信息帧的发送与接收、差错校验、串并代码转换等。n（3）实现某些接口功能