数据库系统原理第一章课件

1、1第第1章章 数据库系统基本数据库系统基本概念概念 本章介绍数据库的基本概念及发本章介绍数据库的基本概念及发展历展历2 教学内容教学内容1 1 数据库的特点及相关概念数据库的特点及相关概念2 2 数据库技术及发展数据库技术及发展3 3 数据库系统的体系结构数据库系统的体系结构3 学习重点学习重点1 1 信息、数据的概念及特点、区别信息、数据的概念及特点、区别2 2 数据处理、数据管理及数据库（数据处理、数据管理及数据库（DBDB）的概念及组成或特点的概念及组成或特点3 3 数据库管理系统（数据库管理系统（DBMSDBMS）概念、功能及作用；信息系统（概念、功能及作用；信息系统（ISIS）的概念

2、、分类及特点；数据库系统（的概念、分类及特点；数据库系统（DBSDBS）的概念的概念4 4 数据库系统阶段的特点数据库系统阶段的特点5 5 数据冗余度、数据独立性、数据的安全性控制及完整性控制的数据冗余度、数据独立性、数据的安全性控制及完整性控制的概念及内涵概念及内涵数据库系统（数据库系统（DBSDBS）的人员组成及数据库管理员的人员组成及数据库管理员( (DBA)DBA)的职责的职责DBMSDBMS的主要功能的主要功能数据库系统的三级模式结构及二级映象功能的内涵及优点或作数据库系统的三级模式结构及二级映象功能的内涵及优点或作用用4学习难点学习难点 信息、数据、数据处理、数据管理、数据库、数据

3、库管理系信息、数据、数据处理、数据管理、数据库、数据库管理系统（统（DBMSDBMS）、）、数据库系统（数据库系统（DBSDBS）概念的理解概念的理解 信息与数据的区别、数据库（信息与数据的区别、数据库（DBDB）、）、数据库管理系统（数据库管理系统（DBMSDBMS）及数据库系统（及数据库系统（DBSDBS）的区别的区别 数据独立性的理解数据独立性的理解 数据库的三级模式结构及二级映象功能数据库的三级模式结构及二级映象功能5 学习重点学习重点1 1 数据的概念及特点、信息与数据的联系数据的概念及特点、信息与数据的联系2 2 数据处理的分类、数据管理的内容及数据库（数据处理的分类、数据管理的内

4、容及数据库（DBDB）的概的概念及组成或特点念及组成或特点3 3 数据库管理系统（数据库管理系统（DBMSDBMS）概念、功能及作用；数据库系概念、功能及作用；数据库系统（统（DBSDBS）的概念的概念学习难点学习难点 信息、数据、数据处理、数据管理、数据库、数据库管信息、数据、数据处理、数据管理、数据库、数据库管理系统（理系统（DBMSDBMS）、）、数据库系统（数据库系统（DBSDBS）概念的理解概念的理解 信息与数据的区别、数据库（信息与数据的区别、数据库（DBDB）、）、数据库管理系统（数据库管理系统（DBMSDBMS）及数据库系统（及数据库系统（DBSDBS）的区别的区别6信息就是新

5、的、有用的事实和知识。信息就是新的、有用的事实和知识。 信息具有四个基本特征：信息具有四个基本特征：1) 信息的内容是关于客观事物或思想方面的知识；信息的内容是关于客观事物或思想方面的知识；2) 信息是有用的，它是人们活动的必需知识；信息是有用的，它是人们活动的必需知识；3) 信息能够在空间和时间上被传递，在空间上传递信息信息能够在空间和时间上被传递，在空间上传递信息称为信息通信，在时间上传递信息称为信息存储；称为信息通信，在时间上传递信息称为信息存储；4) 信息需要一定的形式表示，信息与其表现符号不可分信息需要一定的形式表示，信息与其表现符号不可分离。离。78 1.1.2 数据管理与数据库数

6、据管理与数据库数据处理（数据处理（Data Processing）及分类及分类 围绕着数据所做的工作均称为围绕着数据所做的工作均称为数据处理数据处理。数据处理数据处理是指是指对数据的收集、组织、整理、加工、存储和传播等工作。对数据的收集、组织、整理、加工、存储和传播等工作。数据处 理数 据管理数 据 加工数 据传播9数据处理分为数据处理分为3类：类：1) 数据管理：数据管理：收集信息、将信息用数据表示并按类别组织保收集信息、将信息用数据表示并按类别组织保存，在需要的时候能够提供数据；存，在需要的时候能够提供数据；2) 数据加工：数据加工：对数据进行变换、抽取和运算，通过数据加工对数据进行变换、

7、抽取和运算，通过数据加工会得到更有用的数据，以指导或控制人的行为或事物的变化会得到更有用的数据，以指导或控制人的行为或事物的变化趋势；趋势；3) 数据传播：数据传播：在空间或时间上以各种形式传播信息，而不改在空间或时间上以各种形式传播信息，而不改变数据的结构、性质和内容，使更多的人得到信息。变数据的结构、性质和内容，使更多的人得到信息。10学号 姓名年龄系别98001张三20IS98002李 四18CS98003王五21IS课程 号课程 名先修 课001数据库002002数据结构学号课程 号成绩98001002809800200175学生表：课程表：选课 表：文件1： 学生基本信息文件 2：

8、课程 基本 信 息文件3： 学生 DB课 程成绩文件4： 学生 OS课 程成绩.采 用数据库 方式管 理 数据采 用文件方式管 理 数据学生选课 数据 库例：11 数据库管理系统（数据库管理系统（DBMS）是专门用于管理数据库的计算是专门用于管理数据库的计算机系统软件。数据库管理系统能够为数据库提供数据的机系统软件。数据库管理系统能够为数据库提供数据的定义定义、建立建立、维护维护、查询查询和和统计统计等操作功能，并完成对数据完整性、等操作功能，并完成对数据完整性、安全性进行控制的功能。安全性进行控制的功能。2. 信息系统（信息系统（Information System）及分类及分类凡输入和输出

9、的内容是信息的系统都称为凡输入和输出的内容是信息的系统都称为信息系统信息系统。一个信息系统应携带有足够的信息量。一个信息系统应携带有足够的信息量。信息系统可以被划分为信息系统可以被划分为信息传递系统信息传递系统、信息处理系统信息处理系统和和信息信息管理系统管理系统。数 据 库程序DBM S用 户.124. 数据库系统（数据库系统（DBS）使用数据库技术设计的计算机系统称为使用数据库技术设计的计算机系统称为数据库系统数据库系统。数据库系统主要为信息管理系统。一个数据库系统主要为信息管理系统。一个数据库系统数据库系统（DBS）应由应由计算机硬件计算机硬件、数据库（数据库（DB）、数据库管理数据库管

10、理系统（系统（DBMS）、应用软件应用软件和和数据库管理员（数据库管理员（DBA）等等5部分构成。部分构成。3. 信息管理系统（信息管理系统（MIS）及特点及特点1) 信息管理系统是以数据库技术为基础的。信息管理系统是以数据库技术为基础的。2) 信息管理系统一般采用功能选单方式控制程序。信息管理系统一般采用功能选单方式控制程序。3) 信息管理系统的功能模块大致相同。信息管理系统的功能模块大致相同。13 学习重点学习重点1 1 数据库系统阶段的特点数据库系统阶段的特点2 2 数据冗余度、数据独立性、数据的安全性控制及完数据冗余度、数据独立性、数据的安全性控制及完整性控制的概念及内涵整性控制的概念

11、及内涵学习难点学习难点 数据独立性的理解数据独立性的理解14 计算机硬件技术的发展使得计算机的应用领域不计算机硬件技术的发展使得计算机的应用领域不断扩展，数据管理技术也不断更新断扩展，数据管理技术也不断更新 磁盘容量的发展磁盘容量的发展 数据管理技术的发展经历了人工管理、文件系统、数据库阶段（和高级数据库阶段）。 时间（年）19561965197119781981198519952003容量（MB轴）530100600120050001000018000015161. 文件管理阶段的数据管理特点文件管理阶段的数据管理特点1718 20世纪90年代，关系数据库已成为数据库技术的主流。 进入21世

12、纪以后，无论是市场的需求还是技术条件的成熟，对象数据库技术、网络数据库技术的推广和普及已成定局。1963年，美国Honeywell公司的IDS（Integrated Data Store）系统投入运行，揭开了数据库技术的序幕。 1969年IBM公司研发IMS层次数据库管理系统，是第一个成功的DBMS商品软件。20世纪70年代初美国数据系统语言协会下属的DBTG提出了许多关于数据库系统（网状结构）的概念、方法与技术。1970年IBM公司的E.F.Codd提出了关系数据库模型。20世纪70年代是数据库蓬勃发展的年代，网状系统和层次系统占据了整个数据库商用市场，而关系系统仅处于实验阶段。 20世纪8

13、0年代，关系系统由于使用简便以及硬件性能的改善，逐步代替网状系统和层次系统占领了市场。 19 当代数据库研究的范围和方向： 1. 数据库管理系统（DBMS）软件的研制 2. 数据库设计技术的研究 3. 数据库理论的研究20数据库系统和文件系统相比具有以下主要特点数据库系统和文件系统相比具有以下主要特点: 数据冗余度小是指重复的数据少。减少冗余数据可以节数据冗余度小是指重复的数据少。减少冗余数据可以节 约存储空间、避免数据的不一致问题、避免数据统计错误。约存储空间、避免数据的不一致问题、避免数据统计错误。学号 姓名年龄系别98001张三20IS98002李 四18CS98003王五21IS课程

14、号课程 名先修 课001数据库002002数据结构学号课程 号成绩98001002809800200175学生表：课程表：选课 表：文件1： 学生基本信息文件 2： 课程 基本信 息文件3： 学生 DB课 程成绩文件4： 学生 OS课 程成绩.采 用数据库 方式管 理 数据采 用文件方式管 理 数据学生选课 数据 库例：21 (1)数据的物理独立性数据的物理独立性（Physical Data Independence）:应用程序对应用程序对数据存储结构数据存储结构(物理结构物理结构)的依赖程度。的依赖程度。 当数据的物理结构当数据的物理结构(如存储位置如存储位置)发生改变时应用程序不需改变也发

15、生改变时应用程序不需改变也能正常工作，则称能正常工作，则称数据的物理独立性高数据的物理独立性高。 DB中的数据物理独立性高是因为中的数据物理独立性高是因为DBMS提供了提供了数据的逻辑结构数据的逻辑结构和物理结构之间的映像（转换）功能和物理结构之间的映像（转换）功能。(2) 数据的逻辑独立性数据的逻辑独立性（Logical Data Independence）：）：应用程应用程序对数据序对数据全局逻辑结构全局逻辑结构的依赖程度。的依赖程度。当当DB中的数据的全局逻辑结构发生改变时，应用程序可以不中的数据的全局逻辑结构发生改变时，应用程序可以不需改变，则称需改变，则称数据的逻辑独立性高数据的逻辑

16、独立性高。 DB中的数据逻辑独立性高是因为中的数据逻辑独立性高是因为DBMS提供了提供了数据的局部逻数据的局部逻辑结构和全局逻辑结构之间的映像（转换）功能辑结构和全局逻辑结构之间的映像（转换）功能。22数 据库程序D BM S用 户23 学习重点学习重点1 1 数据库系统（数据库系统（DBSDBS）的人员组成及数据库管理员的人员组成及数据库管理员( (DBA)DBA)的职责的职责2 DBMS2 DBMS的主要功能的主要功能3 3 数据库系统的三级模式结构及二级映象功能的内涵数据库系统的三级模式结构及二级映象功能的内涵及优点或作用及优点或作用学习难点学习难点 数据库的三级模式结构及二级映象功能数据库的三级模式结构及二级映象功能24252627 数据模式是数据模型的精确描述，是数据库的框架结构。DB的数据模式由外模式、逻辑模式和内模式三级模式构成。28数据库的三级模式是指外模式（子模式）、逻辑数据库的三级模式是指外模式（子模式）、逻