第1章数据库系统

2023/2/41本章内容数据库系统的相关概念及组成1.2数据模型1.3常用数据库系统简介1.51.11.1

数据库系统的产生与发展1.1数据库技术新发展及新型数据库系统1.61.4数据库系统的体系结构

本章主要介绍与数据库技术有关的基本概念与术语。通过本章的学习，主要掌握数据库、数据库管理系统、数据库系统、数据模型及其三要素等知识，了解数据库管理技术的产生与发展、常用的数据库管理系统以及数据库技术的新发展，重点掌握概念模型、数据库系统的三级模式和二级映像功能，为后面的学习打下基础。计算机诞生之初主要用于科学计算，随着软、硬件技术的发展，具有了数据处理能力数据处理的中心问题是数据管理数据库技术是应数据管理的任务而产生的，主要研究如何存储、使用和管理数据数据管理技术的发展经历三个阶段：手工管理、文件系统、数据库系统数据管理是指对数据进行收集、组织、编码、存储、检索和维护等活动

数据库系统的产生与发展1.11.1.1数据管理技术的演变手工管理阶段文件系统阶段数据库系统阶段数据不保存，不共享，无独立性，无专用软件管理数据数据以文件形式长期保存，由文件系统管理数据，程序与数据间有一定独立性数据结构化，共享性高、冗余度低，独立性高，有统一的数据控制功能DBMS数据的安全性控制数据的完整性控制并发控制数据恢复1.手工管理阶段简介：特点：数据不保存应用程序管理数据数据不共享，冗余度大数据不具有独立性

20世纪50年代中期以前，计算机硬件存储设备主要有磁带、卡片、纸带等，还没有磁盘等直接存取的存储设备；软件也处于初级阶段，没有操作系统和管理数据的工具。数据处理方式是批处理。数据的组织和管理完全靠程序员手工完成，该阶段数据的管理效率很低。（1）不保存数据。计算机主要用于科学计算，不要求将数据长期保存，只是在每次计算时，将数据和程序输入计算机内存中，然后进行计算，最后将计算结果输出。（2）应用程序管理数据。数据需要由应用程序管理，每个应用程序不仅要考虑数据的逻辑结构，还要考虑设计其物理结构，包括数据的存储结构、存取方法和输入方式等，使得程序员的工作量很大。（3）数据不共享，冗余度大。每个程序都有自己的一组数据，程序与数据融为一体，相互依赖。当多个应用程序涉及某些相同的数据时，就势必造成数据重复存储的现象，这种现象称为数据冗余。因此，程序之间有大量的冗余数据。（4）程序与数据不具有独立性。程序依赖于数据，如果数据的类型、格式或输入/输出方式等逻辑结构或物理结构发生变化，必须对应用程序做相应的修改，因而，数据与程序不具有独立性，这也进一步增加了程序员的工作量。2023/2/48手工管理阶段，应用程序与数据对应关系示意图

手工管理阶段应用程序与数据间的关系2.文件系统阶段简介：特点：数据可以长期保存由文件系统管理数据数据共享性差、冗余度大数据独立性差

20世纪50年代后期到20世纪60年代中期，计算机得到了广泛应用。在硬件方面，已经有了磁盘、磁鼓等直接存取的存储设备；在软件方面，有了操作系统和专门用于管理数据的应用软件，一般称为文件系统。这时的计算机除了科学计算外，还被用来进行大量的数据处理。

（1）数据可以长期保存。数据需要长期保留在外存上，以供查询、修改、插入和删除等操作。（2）文件系统管理数据。文件系统把数据组织成内部有一定结构的记录，并以文件的形式存储在存储设备上，这样，程序只与存储设备上的文件打交道，不必关心数据的物理存储（存储位置、结构等），而由文件系统提供的存取方法实现数据的存取，从而实现按文件名访问，按记录进行存取的管理技术。（3）数据共享性差，冗余度大。在文件系统中，一个文件基本上对应一个应用程序，即文件仍然是面向应用的。当不同的应用程序具有部分相同的数据时，就会造成同一个数据重复存储，而必须建立各自的文件，不能共享相同的数据，因此数据冗余度大，浪费存储空间。同时，相同数据的重复存储、各自管理，可能造成数据的不一致性，给数据维护带来困难。（4）数据独立性差。文件系统中的文件是为某个特定应用服务的，文件的逻辑结构对该应用程序是最优的，因此，想为现有的数据增加一些新的应用是很困难的，系统扩充性较差。一旦数据的逻辑结构发生变化，就必须修改应用程序和文件结构的定义；而如果应用程序发生变化，如改用另一种程序设计语言来编写程序，也将引起文件数据结构的改变。2023/2/411文件系统管理阶段，应用程序与数据对应关系示意图：

文件系统管理阶段应用程序和数据间的关系3.数据库系统管理阶段简介：特点：数据的冗余度小,共享性、独立性高实现数据的集中化控制实现数据结构化避免了数据的不一致性

20世纪60年代后期以来，计算机用于管理数据的规模更为庞大，应用越来越广泛，数据量也急剧增长。在计算机软、硬件方面，已有了大容量的磁盘，硬件价格下降、软件价格上升；在处理方式上，联机实时和分布式处理的应用更多。为满足多用户、多个应用程序共享数据的需求，数据库技术应运而生，出现了统一管理数据的专门软件系统，即数据库管理系统（DataBaseManagementSystem，DBMS）。2023/2/413数据库系统阶段程序与数据对应关系示意图

60年代末开始，有统一管理数据的专门软件系统－数据库管理系统(DBMS)。数据库管理系统是数据管理技术发展的一个重大变革，它将过去在文件系统中的以程序设计为核心、数据服从程序设计的数据管理模式改变为以数据库设计为核心、应用程序设计退居次位的数据管理模式

数据库发展过程中3个重要事件（1）1968年，美国IBM公司研制、开发出世界上第一个商品化的数据库管理系统IMS（InformationManagementSystem），它是一个典型的层次数据库系统。（2）1969年，美国数据系统语言协会CODASYL（ConferenceonDataSystemLanguage）下属的数据库任务组DBTG（DataBaseTaskGroup）发表了一系列研究数据库方法的DBTG报告，提出了网状数据模型。（3）1970年，美国IBM公司SanJose研究实验室的研究员E.F.Codd发表了题为《大型共享数据库的数据关系模型》的论文，文中提出了数据库的关系模型，定义了关系数据库的基本概念，引进了规范化理论，奠定了关系数据库的坚实理论基础，并一直沿用至今。数据结构化数据冗余度小、共享性高，避免了数据的不一致性数据结构化是文件系统与数据库系统的根本区别之一。数据库系统中的数据采用一定的数据模型来组织、描述和存储，数据模型不仅描述数据本身的特征，还能够描述现实世界中各种数据组织和数据间的联系。

数据库中的数据是面向所有用户的数据需求组织的，可以共享。因此，不同用户、不同应用可同时存取数据库中的数据，每个用户或应用只使用数据库中的一部分数据，同一数据可供多个用户共享，从而减少了不必要的数据冗余，节省了存储空间，而且也避免了数据之间的不一致性，即避免了同一数据在数据库中的重复储存。在此需说明一点，从理论上讲，数据库中的数据应该是冗余度越小越好。然而，在实际运行的数据库系统中，为了提高查询效率，在某种程度上仍然保留一些重复数据，称为可控冗余度，由系统负责对冗余数据的检查、维护工作。

1.1.2数据库系统的特点数据独立性高（逻辑独立性、物理独立性）

在数据库系统中，数据独立性一般分为数据的逻辑独立性和物理独立性。

逻辑独立性是指用户的应用程序与数据库的逻辑结构是相互独立的，数据库的逻辑结构发生变化时，用户的程序不需要改变。如在学生数据库表中，原有学号、姓名、课程号、成绩字段，在学生选课后，需要增加“课程名”字段，虽然数据库表的逻辑结构由（学号，姓名，课程号，成绩）变为（学号，姓名，课程号，课程名，成绩），但在学生选课基本情况的查询中，不需要改变应用程序，整个系统仍然可以正常运行。

物理独立性是指数据的存储结构与逻辑结构之间的相互独立性。改变数据库中的存储结构时，不影响逻辑结构，只要不改变逻辑结构，就不影响应用程序。如若某个数据库管理系统升级或进行了数据库迁移，管理系统一般会将以前的存储结构用新的存储方式进行存储，但逻辑结构是不变的，所以也不需要改变应用程序。统一数据管理和控制功能

在数据库的数据管理方式下，应用程序不能直接存取数据，必须通过数据库管理系统这个中间接口才能访问数据，因此，数据库中的数据是由数据库管理系统统一管理和控制的。数据库管理系统必须提供以下4个方面的数据控制功能：（1）数据的安全性（Security）保护。（2）数据的完整性（Integrity）控制。（3）并发控制（ConcurrencyControl）。（4）数据库恢复（Recovery）。数据的安全性（Security）保护数据的完整性（Integrity）控制

数据的完整性是指数据的正确性、有效性和相容性。◆正确性：指数据的合法性。如学生表中的年龄属性是数值型，只能含0、1、2、…、9，不能含字母或特殊符号。◆有效性：指数据是否在定义的有效范围。如月份只能用1～12的正整数表示。◆相容性：指表示同一事实的两个数据应相同，不一致就是不相容。如一个人不能有两个性别。数据的安全性保护是指保护数据以防止不合法的使用造成的数据泄密和破坏，每个用户只能按规定对某些数据以某些方式进行访问和处理。例如，数据库系统通常采取用户标识与鉴别实现安全保护，即每次用户要求进入系统时，由系统进行核对，合法者才具有使用权。并发控制（ConcurrencyControl）

数据库恢复（Recovery）

并发控制是指多个用户同时存取或修改数据库时，避免因发生相互干扰而提供给用户不正确的数据，防止数据库受到破坏的各种技术。如多个用户可以同时读数据，但同一时间只能允许一个用户写数据。数据库恢复是指将数据库从错误状态恢复到某一正确状态的功能。如计算机系统的硬件故障、软件故障、操作员的失误等均会影响数据库中数据的正确性，甚至造成数据库中部分或全部数据丢失。2023/2/420数据管理技术3个阶段的比较2023/2/4211.2.1数据库数据库系统（DBS）是引入了数据库技术的计算机系统。

计算机的存储设备上合理存放的，相关联、有结构的数据集合。结构化集中存储数据共享…...（1）数据库首先是在计算机的存储设备上存放的，是属于计算机领域的一个术语。（2）数据库是一个数据集合。（3）数据集合是有结构的，这一点也是和文件系统相比最大的特点之一。（4）数据集合是相关联的。（5）数据集合是合理存放的。因此，数据库中的数据按一定的数据模型组织和存储，可共享并具有较小的冗余度，数据之间相互联系而又有较高的独立性。数据库系统的相关概念及组成1.22023/2/422（1）数据定义功能；（2）数据操纵；（3）数据库运行管理功能；（4）数据组织、存储和管理功能；（5）数据库的建立和维护功能；（6）通信功能。

1．DBMS的主要功能：

数据库管理系统是用于建立、使用和维护数据库的专用系统软件，对数据库进行统一的管理和控制，以保证数据的独立性、安全性和完整性。

1.2.2数据库管理系统DBSDBMS数据定义查询更新各种控制核心(1)数据定义功能包括定义构成数据库结构的外部模式、概念模式、内部模式，定义模式之间的映像，定义有关的约束条件等。(2)数据操纵包括对数据库数据的检索、插入、修改和删除等基本操作。(3)数据库的运行进行管理是DBMS的核心功能。所有访问数据库的操作都要在这些控制程序的统一管理下进行，以保证数据的安全性、完整性、一致性以及多用户对数据库的并发使用。DML有两类:自主型宿主型独立使用嵌入在如Fortran、Pascal、C等高级语言中(6)通信功能

(5)数据库的建立功能是指DBMS根据数据库的定义，把实际的数据库数据存储到物理存储设备上，完成实际存放数据的数据库（目标数据库）的建库工作。数据库的维护功能主要包括数据库运行时记录工作日志、监视数据库的性能、完成数据库的重组和重构功能。重组功能是指DBMS提供重组程序来重新整理零乱的数据库，以便回收已删除数据所占用的存储空间，并把记录从溢出区移到主数据区的自由空间中；重构功能是指DBMS提供重构程序来改善数据库的性能DBMS需要提供与其他软件系统进行通信的功能。(4)DBMS要分类组织、存储和管理数据库中的各种数据，包括用户数据、数据字典、存取路径等；要确定以何种文件结构和存取方式在存储设备上组织、存储这些数据，如何实现数据之间的联系，以提高存储空间利用率和存取效率。2023/2/425(1)数据定义语言及其翻译处理程序

DBMS一般都提供数据定义语言（DataDefinitionLanguage，DDL），供用户定义数据库的各种模式，翻译处理程序负责将它们翻译成相应的内部表示，即生成目标模式。(2)数据操纵语言及其编译程序

DBMS提供了数据操纵语言（DataManipulationLanguage，DML），实现对数据库的检索、插入、修改、删除等基本操作。(3)数据库运行控制程序

DBMS提供了一些系统运行控制程序，负责在运行过程中实现对数据库的控制与管理，主要包括系统总控、安全性控制、完整性检查、并发控制、数据存取和更新及通信控制程序等。(4)实用程序

DBMS通常还提供一些实用程序，主要用来建立与维护数据库，包括数据库初始装配、数据清理、重组数据库、数据库恢复、转储复制、跟踪程序等。2．DBMS的组成

DBMS的工作方式DBMS存取数据的过程示意图3．DBMS的工作模式和用户存取数据的过程

DBMS对数据的存取通常需要以下几个步骤：

（1）用户使用某种特定的数据操作语言向DBMS发出存取请求；（2）DBMS接受请求并将该请求解释转换成机器代码指指令；（3）DBMS依次检查外模式、外模式/模式映象、模式、模式/内模式映象及存储结构定义；（4）DBMS对存储数据库执行必要的存取操作。（5）从对数据库的存取操作中接受结果。（6）对得到的结果进行必要的处理，如格式转换等。（7）将处理的结果返回给用户。2023/2/428数据库应用系统的简单结构示意图：

数据库应用系统（DBAS）由数据库系统及其应用程序组成。

由3部分组成：应用程序端、中间件和数据库端1.2.3数据库应用系统从图中可以看出，数据库应用系统由应用程序端、中间件和数据库端3部分组成

中间件是应用程序和数据库之间进行交流的必需通道。设计数据库应用系统时，不需要自己编写，但必须了解中间驱动的运作原理和使用方法。数据库应用系统中采用的数据库类型和开发环境不同，可使用的中间驱动也可能不同。如果数据库应用系统使用服务器类型的数据库，应用程序必须要通过数据库服务器（数据库管理系统）才能存取数据库；如果使用的是文件类型的数据库，应用程序可直接存取数据库。数据库的设计和实现是开发数据库应用系统的核心工作。不同的数据库应用系统由于其业务要求和运行环境不同，用于存取和管理数据库中数据的应用程序也不同，这是终端用户使用数据库应用系统必不可少的操作界面。

2023/2/4301．计算机硬件

硬件是指存储数据库和运行数据库管理系统的硬件资源：输入设备、输出设备、运算器、控制器、存储器等。1.2.4数据库系统的组成数据库系统（DBS）数据库计算机软件系统数据库用户计算机硬件系统2．计算机软件DBMSOS应用系统核心用户终端用户应用程序员数据库管理员对数据库进行存储、维护和检索非计算机专业人员使用数据库设计和编制应用程序负责设计、建立、管理和维护数据库以及协调用户对数据库要求的个人或工作团队

3．数据库系统相关人员

系统分析与设计人员负责应用系统需求分析、数据库设计和系统功能设计的人员2023/2/432数据库系统地位：2023/2/433（1）概念模型也称信息模型，按照用户的观点对数据建模，强调其语义表达能力。概念模型简单、清晰、易于用户理解，是用户和数据库设计人员之间进行交流的语言和工具，用来描述某个特定组织所关心的信息结构，是对现实世界的第一层抽象。1.3.1数据模型的类型和组成模型：现实世界特征的模拟和抽象数据模型是指现实世界事物和信息的模拟及抽象，是数据库系统的核心和基础，应满足3方面的要求：一是能比较真实地模拟现实世界；二是容易理解；三是便于在计算机上实现。

1．数据模型的类型数据模型1.3（2）逻辑模型也称实施模型，按计算机系统的观点对数据建模，有严格的形式化定义，包括层次模型、网状模型、关系模型和面向对象模型,主要用于DBMS实现，是对现实世界的第二级抽象。数据结构数据操作数据的完整性约束层次结构网状结构关系结构查询插入删除修改更新正确有效相容2．数据模型的组成2023/2/4351．3个世界的划分

一般需要经历两个阶段；一是人们必须对现实世界的事物及其联系进行分析，抽象成信息世界的概念模型；二是将概念模型转换为计算机世界的数据模型。所以数据模型是现实世界两级抽象的结果。从图可以看出，数据处理中，数据加工经历了现实世界、信息世界和计算机世界3个不同世界的两级抽象和转换。1.3.2概念模型2023/2/4362．第一级抽象

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现实世界中的事物及联系反映到人们头脑中，经过人们的认识、选择、命名、分类之后进入信息世界。（1）信息世界中的常用术语

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①实体（Entity）②属性（Attribute）③码（Key）④域（Domain）⑤实体型（EntityType）⑥实体集（EntitySet）⑦联系（Relationship）

2023/2/437信息世界常用术语实体型实体值域键(码)信息世界常用术语联系

实体型内部的联系通常是指组成实体的各属性之间的联系实体型之间的联系通常是指不同实体集之间的联系

2023/2/439（2）实体型之间的联系

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实体型之间的联系通常可分为如下3种：①一对一联系（1∶1）②一对多联系（1∶n）③多对多联系（m∶n）2023/2/440（3）概念模型的表示方法

P.P.S.Chen于1976年提出的实体-联系（E-R）图方法。E-R方法也称为E-R模型。E-R图的基本成分有：

①实体型：矩形，矩形框内写明实体名。

②属性：椭圆形，并用无向边将其与相应的实体连接起来。

③联系：菱形，菱形框内写明联系名，并用无向边分别与有关实体型连接起来，同时在无向边上标明联系的类型（1∶1、1∶n、m∶n）。学生实体及其属性

学生与课程之间的m∶n联系

2023/2/4413．第二级抽象：

计算机世界中常用下列术语

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信息世界中的实体经过加工、编码抽象到计算机世界中，称为数据，即信息数据化。

（1）记录（Record）（2）字段（Field）或数据项（3）文件（File）（4）关键字（KeyWord）

字段（Field）记录文件关键字2023/2/443三个世界各术语的对应关系在计算机世界中，信息模型抽象为数据模型，实体型内部的联系抽象为同一记录内部各字段间的联系，实体型之间的联系抽象为记录与记录之间的联系2023/2/4数据库领域最常用的数据模型主要有3种高校中专业的组织机构层次关系1.3.3常用的模型1．层次模型层次模型的数据结构无双亲，根节点根以外的其他结点有且仅有一个双亲结点；父子结点之间的联系是一对多（1:n）的联系。

层次模型的特点是记录之间的联系通过指针来实现，常用的实现方法有邻接法和链接法。

邻接法是用连续的物理顺序表示记录之间联系的方法，在该方法中，由根记录开始存放，按照自顶向下、自左至右的顺序存储记录；链接法是一种采用指针实现记录间联系的方法，它用指针按层次顺序把各记录链接起来，而各记录存储时不一定按层次顺序。具有五个记录型：专业、教研室、班级、教师、学生教师与学生是叶结点，它们没有子女结点由专业到教研室、专业到班级、教研室到教师、班级到学生都是1∶n的联系。（1）执行插入操作时，不能插入无双亲的子结点。如新来的教师未分配教研室则无法插入到数据库中。（2）执行删除操作时，如果删除双亲结点，则其子女结点也会被一起删除。如删除某个教研室，则它的所有教师也会被删除。（3）执行更新操作时，应更新所有相应的记录，以保证数据的一致性。

层次模型的数据操纵与数据完整性约束层次模型的优缺点结构简单，层次分明查询效率高提供良好的数据完整性支持不能直接表示多对多联系插入和删除数据限制太多查询子女结点必须通过双亲结点优点缺点2023/2/447网状模型示例2．网状模型

网状模型是采用有向图结构表示记录型与记录型之间联系的数据模型。

每个结点表示一个记录型，每个记录型可包含若干个字段，记录型描述的是实体。结点间的带箭头的连线（或有向边）表示记录型间的1：n的父子联系。网状模型的数据结构网状模型的特点：有一个以上的结点没有双亲结点。允许结点有多个双亲结点。允许两个结点之间有多种联系（复合联系）。网状模型的数据操纵与完整性约束

插入数据时，允许插入尚未确定双亲结点值的子女结点值。删除数据时，允许只删除双亲结点值。修改数据时，只需更新指定记录即可。网状模型的优缺点可表示实体间的多种复杂联系具有良好的性能和存储效率数据结构复杂数据定义语言、数据操纵语言复杂用户需要了解系统结构的细节优点缺点2023/2/449关系模型用关系（即规范的二维表）来表示各类实体以及实体间的联系。如学生基本信息表：

Sno学号Sn姓名Sex性别Age年龄Bp籍贯Dno部门号100101姜珊女18湖南1100102李思女17江苏2100103孙浩男21江苏3100104周强男20新疆4100105李斌男19河南1100106黄琪男21湖北23．关系模型小型数据库系统：Foxpro、Access大型数据库系统：Oracle、SQLServer、Informix、Sybase属性域：属性的取值范围，（男，女）元组关系模型的数据操纵与完整性约束

关系模型中的数据操作是集合操作，操作对象和操作结果都是关系，即若干元组的集合。关系模型把对数据的存取路径隐蔽起来，用户只要指出“干什么”，而不必详细说明“怎么干”，从而大大地提高了数据的独立性，提高了用户操作效率。关系模型的完整性约束条件包括实体完整性、参照完整性和用户自定义完整性。关系模型的优缺点有严格的数学理论根据用关系描述实体间的联系具有更高的数据独立性、更好的安全保密性优点查询效率不如非关系模型缺点2023/2/451（1）对象与封装性（Encapsulation）面向对象的模型中，每个概念实体都可以模型化为对象。如多边形地图上的一个结点、一条弧段、一条河流、一个区域或一个省都可看成对象。一个对象由描述该对象状态的一组数据和表达其行为的一组操作（方法）组成。例如，河流的坐标数据描述了其位置和形状，而河流的变迁则表达了它的行为。由此可见，对象是数据和行为的统一体。一个对象Object可定义成一个三元组：Object=(ID,S,M)其中，ID为对象标识；S为对象的内部状态，可以直接是一个属性值，也可以是另外一组对象的集合；M为方法集。对象的行为是对象状态上操作的方法集，面向对象模型把对象的状态、行为封装为一体。4．面向对象模型对象是现实世界中实体的模型化。对象标识独立于对象的内容和存储位置，是一种逻辑标识符，通常由系统产生，它在整个系统范围内是惟一的。两个对象即使内部状态值和方法都相同，如标识符不同，仍认为是两个相等而不同的对象。每个对象都包含一组属性和一组方法。对象属性方法对象属性方法……（1）对象与封装性4．面向对象模型（2）类和继承

具有同样属性和方法集的所有对象构成了一个对象类，一个对象是某一类的实例。类的属性域可以是基本数据类型（如整型、实型、字符型等），也可以是类。类的表示具有层次性和继承性。对象类型值面向对象模型的优缺点能完整地描述现实世界的数据结构具有丰富的表达能力优点模型相对比较复杂缺点涉及的知识比较多因此，面向对象数据库尚未达到关系数据库的普及程度！2023/2/4551.4.1数据库系统的三级模式结构三级模式结构：外模式（子模式）、模式模式（逻辑模式）和内模式。

数据库系统的三级模式结构：

1.4数据库系统的体系结构内模式是整个数据库实际存储的表示模式是整个数据库实际存储的抽象表示外模式是概念模式的某一部分的抽象表示外模式模式内模式数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述数据库用户能看到并允许使用的那部分局部数据的逻辑结构和特征的描述它是对数据库存储结构的描述，是数据在数据库内部的表示方式可有多个只有一个2023/2/457数据库的三级模式是对数据的3个不同层次进行抽象，DBMS在三级模式之间提供了二级映像。

1.4.2二级映像功能与数据独立性外模式/模式映象模式/内模式映象保证了数据与程序间的逻辑独立性确保了数据的物理独立性DBMS在三级模式之间提供了二级映象功能，保证了数据库系统中的数据能够具有较高的逻辑独立性与物理独立性。2023/2/458（1）简介：

Oracle是和DB2同期发展起来的数据库产品，也是第二个采用SQL的数据库产品。1977年，拉里·艾里森和BobMiner、EdOates一起创建了一家软件开发实验室，开发当时新型的数据库技术——关系型数据库系统，并将第一个产品命名为“Oracle”，意为“智慧之源”、“神谕”，我国业内称之为“甲骨文”。1978年，软件开发实验室更名为关系型软件公司。1982年，关系型软件公司更名为Oracle系统公司（OracleSystemCorporation），以其产品的名称Oracle来命名。1．Oracle

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目前有许多DBMS产品，有DB2、Oracle、MicrosoftSQLServer、SybaseSQLServer、Informix、MySQL等。

常用数据库系统简介1.51987年，Oracle的年收入达到了1.31亿美元，成为世界上最大的关系型数据库软件公司。1999年，Oracle正式发布世界上第一个支持Internet的数据库——Oracle

8i。2000年，Oracle推出业界第一款完整、集成的电子商务应用产品套件（E-BusinessSuite），并通过实际应用使其成功开展电子商务服务。2001年，发布新一代完整的、简单的电子商务基础结构的平台产品Oracle

9i。目前Oracle已经发布了11gR2版本。（2）Oracle数据库系统特点：①联机事务处理-查询密集的数据仓库：高效、可靠、安全；②较高的并行查询优化能力；③表扫描的异步预读；④高性能的空间管理能力；⑤允许多表视图上非模糊更新操作；⑥支持多线程客户应用程序；⑦先进的文件处理；⑧多媒体技术和面向对象技术的支持；⑨支持并行数据库和透明的分布式查询处理；⑩对Java的支持2023/2/460（1）简介

：2．DB2

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1986年，System/38V7发布，首次配置查询优化器，能对应用的存取计划进行优化。1987年，DB2完成了到OS/2的扩展，进入微机领域。1988年，发布SQL/400，为AS/400服务器提供SQL支持。1992年，IDUG大会在瑞士召开，DB2应用开始全球化。DB2forOS2V1和DB2forRS/6000V1推出，这是第一次在Intel和UNIX平台上推出DB2产品。1994年，AIX平台上的DB2开始支持对象型数据。1995年，DB2开始支持WindowsNT、UNIX等多个平台。1996年，DB2正式更名为DB2通用数据库。2000年，DB2支持XML扩展。2002—2003年，DB2V8.1出现。2007年，DB2V9出现，它是一个混合模式（关系型、层次型）数据库，既有关系模型，又直接支持XML的层次模型。（2）DB2数据库系统的特点

：①提供对象关系特征；②提供通用数据类型和通用应用的支持、联机事务处理、联机分析处理；③通用数据访问功能和对Java的支持；④DB2UniversalDatabase支持基于内容的文本搜索、图像、视频、语言和指纹类型等；⑤OLAP和多维分析；⑥良好的优化器；⑦良好的可伸缩性。2023/2/462(1)简介

:3．MicrosoftSQLServer

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MicrosoftSQLServer是微软推出的一款数据库产品。1995年推出了自己的MicrosoftSQLServer6.0。1998年推出了轰动一时的MicrosoftSQLServer7.0。2000年，微软推出了MicrosoftSQLServer2000。2005年，微软“审时度势”地推出了MicrosoftSQLServer2005。2008年发布了新一代的MicrosoftSQLServer2008。(2)SQLServer的特点

：①SQLServer是客户机/服务器关系型数据库管理系统（RDBMS）；②支持分布式数据库结构；③SQLServer与WindowsNT/2000完全集成；④SQLServer与MicrosoftBackOffice服务器类集成；⑤多线程体系结构。2023/2/463(1)简介

：4．MySQL

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MySQL是一个小型关系型数据库管理系统，由瑞典的MySQLAB公司开发。由于MySQL是开源的，是PHP和Java开发人员首选的数据库开发搭档，目前Internet上流行的网站构架方式是LAMP（Linux+Apache+MySQL+PHP），即使用Linux作为操作系统，Apache作为Web服务器，MySQL作为数据库，PHP作为服务器端脚本解释器。MySQL目前还很难用于支撑大业务量的系统，主要还是用来运行非核心业务；同时，MySQL在国内没有足够的技术支持力量，对MySQL的技术支持工作是由ISV或者系统集成商来承担，这也导致部分客户对MySQL比较抵制，更倾向于使用有更强技术支持力量的数据库产品。（2）MySQL数据库的特点

：①使用C和C++编写，并使用了多种编译器进行测试，保证源代码的可移植性；②支持Windows等多种操作系统；③为多种编程语言提供了API；④支持多线程，充分利用CPU资源；⑤优化的SQL查询算法，有效地提高查询速度；⑥既能够作为一个单独的应用程序应用在客户端服务器网络环境中，也能够作为一个库而嵌入到其他软件中提供多语言支持；⑦提供TCP/IP、ODBC和JDBC等多种数据库连接途径；⑧提供用于管理、检查、优化数据库操作的管理工具。2023/2/465（1）简介：Access是一种关系型数据库管理系统，是MicrosoftOffice的组成部分之一。Access1.0诞生于20世纪90年代初期，目前Access2003及更高版本已经得到广泛使用。Access应用广泛，能操作其他数据源的数据，包括许多流行的数据库（如Dbase、Paradox、FoxPro）和服务器、小型机及大型机上的许多SQL数据库。此外，Access还提供Windows操作系统的高级应用程序开发系统（VBA）。5．Access

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(2)Access数据库的特点

：①存储方式单一；②支持面向对象；③界面友好、易操作；④集成环境、处理多种数据信息；⑤Access支持ODBC，利用数据库访问页对象生成HTML文件，轻松构建Internet/Intranet的应用。关系数据模型层次数据模型和网状数据模型

面向对象的数据模型支持三级模式的体系结构；用存取路径来表示数据之间的联系；独立的数据定义语言；导航的数据操纵语言。概念单一，实体以及实体之间的联系都用关系来表示；以关系代数为基础，形式化基础好；数据独立性强，数据的物理存取路径对用户隐蔽；关系数据库语言是非过程化的，大大降低了用户编程的难度。支持面向对象的数据模型；保持或继承第二代数据库系统的优点；具有开放性。第一代第二代第三代传统数据库缺点：面向机器的语法数据模型；数据类型简单、固定；结构与行为完全分离；被动响应；事务处理能力较差。数据库技术新发展及新型数据库系统1.62023/2/467数据库技术与其他学科的内容相结合，出现了各种新型的数据库系统：并行数据库、主动数据库、工程数据库、空间数据库、数据仓库、多媒体数据库、分布式数据库等。

1.6.2新型数据库系统

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1．并行数据库数据库技术与并行计算技术相结合的产物。并行数据库系统的目标是高性能（HighPerformance）和高可用性（HighAvailability），即通过多个处理节点并行执行数据库任务，提高整个数据库系统的性能和可用性。2．主动数据库主动数据库的定义:

实际应用领域中，主动数据库系统在紧急情况下能够根据数据库的当前状态，主动、适时地作出反应，执行某些操作，向用户提供某些信息。主动数据库的实现:系统提供一个“自动监视”机构，它主动地不时地检查着这些规则中包含的各种事件是否已经发生，一旦某事件被发现，系统就主动触发执行相应的If-Then规则（或规则组）。

3．工程数据库一种能存储和管理各种工程图形，并能为工程设计提供各种服务的数据库。它适用于CAD/CAM（计算机辅助设计/计算机辅助管理）、CIM（计算机集成制造）等通称为CAX的工程应用领域。4．空间数据库以描述空间位置和点、线、面、体特征的拓扑结构的位置数据及描述这些特征的性能的属性数据为对象的数据库。其中位置数据为空间数据，属性数据为非空间数据。空间数据是用于表示空间物体的位置、形状、大小和分布特征等信息的数据，描述所有二维、三维和多维分布的关于区域的信息，它不仅具有表示物体本身的空间位置及状态的信息，还具有表示物体的空间关系的信息。空间数据库的目的是利用数据库技术实现空间数据的有效存储、管理和检索，供各空间数据库用户使用。目前，空间数据库的研究主要集中于空间关系与数据结构的形式化定义、空间数据的表示与组织、空间数据查询语言、空间数据库管理系统。5．数据仓库

数据仓库是一个面向主题的、