数据库技术第一章

1、机械工业出版社第1章 数据库基础知识数据库基础知识第2章 数据模型与概念模型数据模型与概念模型第3章 数据库系统的设计方法数据库系统的设计方法第4章 关系数据库关系数据库第5章 关系数据库标准语言关系数据库标准语言SQL第6章 SQL Server 2000关系数据库管理系统关系数据库管理系统第7章 关系数据库理论关系数据库理论第8章 数据库保护及数据库保护及SQL Server的数据库保护技术的数据库保护技术第9章 新型数据库系统及数据库技术的发展新型数据库系统及数据库技术的发展1.1 数据库的特点及相关概念数据库的特点及相关概念 1.1.1 信息与数据信息与数据 1.1.2 数据管理与数据

2、库数据管理与数据库 1.1.3 数据库管理系统与数据库应用系统数据库管理系统与数据库应用系统 1.2 数据库技术及发展数据库技术及发展 1.2.1 手工管理数据阶段手工管理数据阶段 1.2.2 文件系统数据管理的特点和缺陷文件系统数据管理的特点和缺陷 1.2.3 数据库技术的发展历程和研究方向数据库技术的发展历程和研究方向 1.2.4 数据库系统管理数据的特点数据库系统管理数据的特点 1.3 数据库系统的结构数据库系统的结构 1.3.1 数据库系统的体系结构数据库系统的体系结构 1.3.2 数据库管理系统的功能结构数据库管理系统的功能结构 1.3.3 数据库系统的三级数据模式结构数据库系统的三

3、级数据模式结构1.1 数据库的特点及相关概念数据库的特点及相关概念 1.1.1 信息与数据信息与数据 “信息信息”可以告诉我们有用的事实和知识，可以告诉我们有用的事实和知识，“数据数据”可以更有效地可以更有效地表示、存储和抽取信息。表示、存储和抽取信息。1. 信息（信息（Information）、信息特征及作用）、信息特征及作用信息就是新的、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

4、必需知识；3) 信息能够在空间和时间上被传递，在空间上传递信息称为信息通信，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；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离。信息需要一定的形式表示，信息与其表现符号不可分离。信息的作用：信息的作用：1) 它可以提高人们对事物的认识，减少人们活动的盲目性；它可以提高人们对事物的认识，减少人们活动的盲目性；2) 信息是社会机体进行活动的纽带，社会的各个组织通过信息网相互信息是社会机体进行活动的纽带，社会的各个组织通过信息网相互了解并协同工作，使整个社会协调发展；了解并协同

5、工作，使整个社会协调发展；3) 信息又是管理活动的核心。信息又是管理活动的核心。数据是用于载荷信息的物理符号。数据是用于载荷信息的物理符号。数据的数据的4个特征：个特征：1) 数据有数据有“型型”和和“值值”之分。之分。2) 数据受数据类型和取值范围的约束。数据受数据类型和取值范围的约束。3) 数据有定性表示和定量表示之分。数据有定性表示和定量表示之分。4) 数据应具有载体和多种表现形式。数据应具有载体和多种表现形式。1.1.2 数据管理与数据库数据管理与数据库 数据处理是指对数据的收集、组织、整理、加工、存储和传播等工作数据处理是指对数据的收集、组织、整理、加工、存储和传播等工作.(1) 数

6、据管理：收集信息、将信息用数据表示并按类别组织保数据管理：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：对数据进行变换、抽取和运算，通过数据加工数据加工：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：在空间或时间上以各种形式传播信息，而不改数据传播：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。1. 数据处理（数

7、据处理（Data Processing）及分类）及分类 组织和保存数据，即将收集到的数据合理地分类组织，将其存储在物理载体上，使数据能够长期地被保存；进行数据维护，即根据需要插入新数据、修改原数据和删除失效数据的操作；提供数据查询和数据统计功能，以便快速地得到需要的正确数据，满足各种使用要求。 2. 数据管理及内容数据管理及内容 数据管理是其他数据处理的核心和基础。 3. 数据库及数据库中数据的性质数据库及数据库中数据的性质数据库方法与文件方法相比，具有以下两个特征。1) 数据库中的数据具有数据整体性。2) 数据库中的数据具有数据共享性。 不同的用户可以按各自的用法使用数据库中的数据。 多个用

8、户可以同时共享数据库中的数据资源。 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机系）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定义、建立、统软件。数据库管理系统能够为数据库提供数据的定义、建立、维护、查询和统计等操作功能，并完成对数据完整性、安全性进维护、查询和统计等操作功能，并完成对数据完整性、安全性进行控制的功能。行控制的功能。2. 数据库应用系统（数据库应用系统（Database Application System） 凡使用数据库技术管理及其数据（信息）的系统都称为数据库应凡使用数据库技术管理及其数据（信息）的系统都称为数据库应

9、用系统一个信息系统应携带有足够的信息量。一个数据库应用系统用系统一个信息系统应携带有足够的信息量。一个数据库应用系统应携带有较大的数据量，否则它就不需要数据库管理。数据库应用应携带有较大的数据量，否则它就不需要数据库管理。数据库应用系统按其实现的功能可以被划分为数据传递系统、数据处理系统和系统按其实现的功能可以被划分为数据传递系统、数据处理系统和管理信息系统。管理信息系统。 1.1.3 数据库管理系统与数据库应用系统数据库管理系统与数据库应用系统 4.管理信息系统的主要功能管理信息系统的主要功能 一般的信息管理系统都有输入数据、修改数据、删除数据、数据查询、数据统计及数据报表打印功能 。3.

10、管理信息系统及特点管理信息系统及特点 1) 管理信息系统是以数据库技术为基础的。2) 管理信息系统一般采用功能选单方式控制程序。3) 管理信息系统的功能模块大致相同。5. 数据库系统数据库系统 一个数据库系统应由计算机硬件、数据库、数据库管理系统、数据库应用系统和数据库管理员五部分构成 。1.2 数据库技术及发展数据库技术及发展 1.2.1 手工管理数据阶段手工管理数据阶段1.2.2 文件系统数据管理的特点和缺陷文件系统数据管理的特点和缺陷1. 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2. 文件系统在数据管理上的主要缺点文件系统在数据管理上的主要缺点1) 文件系统的数据冗余度（Re

11、dundancy）大。2) 文件系统中缺乏数据与程序独立性。 文件系统中的数据文件是为某一特定应用服务的，数据文件的可重复利用率非常低。 当数据的逻辑结构改变时，必须修改它的应用程序，同时也要修改文件结构的定义。3) 应用程序的改变将影响到文件数据结构的改变。1.2.3数据库技术的发展历程和研究方向数据库技术的发展历程和研究方向 （略）（略） 1.2.4 数据库系统管理数据的特点数据库系统管理数据的特点 3. 数据库系统的数据和程序之间具有较高的独立性数据库系统的数据和程序之间具有较高的独立性(1)数据的物理独立性（数据的物理独立性（Physical Data Independence） 应用

12、程序对数据存储结构（也称物理结构）的依赖程度。数据应用程序对数据存储结构（也称物理结构）的依赖程度。数据物理独立性高是指当数据的物理结构发生变化时，应用程序不需要物理独立性高是指当数据的物理结构发生变化时，应用程序不需要修改也可以正常工作。修改也可以正常工作。 (2) 数据的逻辑独立性（数据的逻辑独立性（Logical Data Independence） 应用程序对数据全局逻辑结构的依赖程度。数据逻辑独立性高应用程序对数据全局逻辑结构的依赖程度。数据逻辑独立性高是指当数据库系统的数据全局逻辑结构改变时，它们对应的应用程是指当数据库系统的数据全局逻辑结构改变时，它们对应的应用程序不需要改变仍可

13、以正常运行。序不需要改变仍可以正常运行。 4. 数据库系统通过数据库系统通过DBMS进行数据安全性、完整性、进行数据安全性、完整性、并发控制和数据恢复控制并发控制和数据恢复控制5. 数据库中数据的最小存取单位是数据项数据库中数据的最小存取单位是数据项数据的安全性控制数据的安全性控制是指保护数据库，以防止不合法的使用造成的数是指保护数据库，以防止不合法的使用造成的数据泄漏、破坏和更改。据泄漏、破坏和更改。 数据的完整性控制数据的完整性控制是指为保证数据的正确性、有效性和相容性，防是指为保证数据的正确性、有效性和相容性，防止不符合语义的数据输入或输出所采用的控制机制。止不符合语义的数据输入或输出所

14、采用的控制机制。数据的并发控制数据的并发控制是指排除由于数据共享，即用户并行使用数据库中是指排除由于数据共享，即用户并行使用数据库中的数据时，所造成的数据不完整和系统运行错误问题。的数据时，所造成的数据不完整和系统运行错误问题。数据恢复数据恢复是通过记录数据库运行的日志文件和定期做数据备份工作，是通过记录数据库运行的日志文件和定期做数据备份工作，保证数据在受到破坏时，能够及时使数据库恢复到正确状态。保证数据在受到破坏时，能够及时使数据库恢复到正确状态。1.3 数据库系统的结构数据库系统的结构1.3.1 数据库系统的体系结构数据库系统的体系结构3. 数据库系统的人员组成及数据库管理员的职责数据库

15、系统的人员组成及数据库管理员的职责1.3.2 数据库管理系统的功能结构数据库管理系统的功能结构 能够提供数据定义语言（能够提供数据定义语言（Data Description Language，简称，简称DDL）和相应的建库机制。用户利用和相应的建库机制。用户利用DDL可以方便地建立数据库。可以方便地建立数据库。 实现数据的插入、修改、删除、查询、统计等数据存取操作的功能称实现数据的插入、修改、删除、查询、统计等数据存取操作的功能称为数据操纵功能。数据操纵功能是数据库的基本操作功能，数据库管理为数据操纵功能。数据操纵功能是数据库的基本操作功能，数据库管理系统通过提供数据操纵语言（系统通过提供数据

16、操纵语言（Data Manipulation language，简称，简称DML）实现其数据操纵功能。实现其数据操纵功能。 指数据的载入、转储、重组织功能及数据库的恢复功能指数据的载入、转储、重组织功能及数据库的恢复功能;指数据库结构指数据库结构的修改、变更及扩充功能。的修改、变更及扩充功能。 包括并发控制、数据的存取控制、数据完整性条件的检查和执行、包括并发控制、数据的存取控制、数据完整性条件的检查和执行、数据库内部的维护等。数据库内部的维护等。 1.3.3 数据库系统的三级数据模式结构数据库系统的三级数据模式结构一.基本概念 数据模式 数据模式的实质1.3.3 数据库系统的三级数据模式结构数据库系统的三级数据模式结构 应用应用A 应用应用B 应用应用C 应用应用D 应用应用E