第一章 数据库系统基本概念

第一章数据库系统基本概念第一页，共三十四页，2022年，8月28日数据库的特点及相关概念数据库数据的仓库，即数据存放的地方小数据库可用手工管理大型数据库必须由计算机进行管理通讯录：图书馆：第二页，共三十四页，2022年，8月28日数据库的特点及相关概念计算机三大主要应用领域？科学计算过程控制数据处理70%第三页，共三十四页，2022年，8月28日数据库的特点及相关概念信息的特征信息能源材料客观世界的三大要素采集并加工、传递消息情报指令数据信号学号：S1姓名：赵亦性别：女年龄：17岁所在系别：计算机源于物质和能量可以感知可存储、加工、传递和再生第四页，共三十四页，2022年，8月28日数据库的特点及相关概念数据用于载荷信息的物理符号有“型”和“值”之分受数据类型和取值范围的约束有定性表示和定量表示之分应具有载体和多种表现形式数字文字图形图象声音等第五页，共三十四页，2022年，8月28日数据库的特点及相关概念数据与信息的联系数据是信息的符号表示或载体信息是数据的内涵，是对数据的语义解释

第六页，共三十四页，2022年，8月28日数据库的特点及相关概念学号姓名性别大学语文高等数学200500001张成祥男8978200500002王明兴男9680200500003龙志伟男8382200500004李晓辉男9190200500005唐娜女9392“型”“值”数据类型：文本数据范围：男、女值域：{男、女}第七页，共三十四页，2022年，8月28日数据库的特点及相关概念收集信息、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趋势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数据管理数据加工数据传播数据处理第八页，共三十四页，2022年，8月28日数据库的特点及相关概念

信息＝数据＋数据处理产出输出结果原料输入“数据处理”的真正含义应该是为了产生信息而处理数据

第九页，共三十四页，2022年，8月28日数据库的特点及相关概念数据管理组织、保存查询、统计维护第十页，共三十四页，2022年，8月28日数据库的特点及相关概念订单号货号订货单位售价订货量送货地点96001JW65阳光公司806.50280天津96002VF90友谊商城588.881700北京96003AB55和平饭店250.991005上海96004EF77五环实业590.00600北京货号品名库存量仓库地点单价VF90电话机1000北京550.00JW65收音机300上海800.50SL88录像机2600北京11898.50AB55收音机3000上海280.00EF77电视机1200广州600.00库存关系订单关系第十一页，共三十四页，2022年，8月28日数据库的特点及相关概念共享性数据整体性DBDB是从全局观点出发建立数据结构；而文件是从某个局部要求或功能需要建立的①不同的用户可以按各自的用法使用数据库中的数据。②多个用户可以同时共享数据库中的数据资源。数据库（DB）是一个按数据结构来存储和管理数据的计算机软件系统。第十二页，共三十四页，2022年，8月28日数据库的特点及相关概念共享性数据整体性DB数据库用户1用户2用户3用户4用户5第十三页，共三十四页，2022年，8月28日数据库的特点及相关概念职工编号姓名性别出生日期家庭住址职务职称政治面貌基本工资附加工资身体状况病史情况业务特长主要科研成果职工编号姓名性别出生日期家庭住址职务职称政治面貌职工编号姓名性别基本工资附加工资职工编号姓名性别出生日期身体状况病史情况职工编号姓名性别出生日期职务职称业务特长主要科研成果人事处科研处财务处校医院第十四页，共三十四页，2022年，8月28日数据库的特点及相关概念数据库系统（DBS）由计算机硬件、数据库、数据库管理系统、应用软件和数据库管理员组成第十五页，共三十四页，2022年，8月28日数据库的特点及相关概念专门用于管理数据库的计算机系统软件。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、安全性进行控制的功能。第十六页，共三十四页，2022年，8月28日数据库技术及发展文件系统阶段手工管理阶段数据库系统阶段50年代以前60年代中期60年代开始1)手工管理阶段不保存大量的数据；2)手工管理阶段没有软件系统对数据进行管理；3)手工管理阶段基本上没有“文件”概念；4)手工管理阶段一组数据对应一个程序。应用程序1数据组1数据组2应用程序2数据组N应用程序N……第十七页，共三十四页，2022年，8月28日数据库技术及发展文件系统阶段手工管理阶段数据库系统阶段1)管理的数据以文件的形式长久地被保存在计算机的外存中。应用程序文件名1文件名N……地址1地址N原来存放处新的存放处文件系统外存第十八页，共三十四页，2022年，8月28日数据库技术及发展文件系统阶段手工管理阶段数据库系统阶段2)文件系统有专门的数据管理软件提供有关数据存取、查询及维护功能。3)文件系统中的数据文件已经具有多样化。4)文件系统的数据存取是以记录为单位的。应用程序1应用程序N应用程序2文件1文件2文件N文件系统……第十九页，共三十四页，2022年，8月28日数据库技术及发展文件系统阶段手工管理阶段数据库系统阶段1)文件系统的数据冗余度（Redundancy）大。2)文件系统中缺乏数据与程序独立性。

①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。②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。第二十页，共三十四页，2022年，8月28日数据库技术及发展文件系统阶段手工管理阶段数据库系统阶段数据库设计时面向数据模型对象学号姓名系名…课程名学分教师…学号课程名成绩学生记录课程记录第二十一页，共三十四页，2022年，8月28日数据库技术及发展文件系统阶段手工管理阶段数据库系统阶段数据库设计时面向数据模型对象数据库系统的数据冗余度小、数据共享度高1）节约存储空间，使数据的存储、管理和查询都容易实现2）使数据统一，避免产生数据的不一致问题3）便于数据维护，避免数据统计错误第二十二页，共三十四页，2022年，8月28日数据库技术及发展文件系统阶段手工管理阶段数据库系统阶段数据库设计时面向数据模型对象数据库系统的数据冗余度小、数据共享度高1）系统现有用户或程序可以共享数据库中的数据2）系统需要扩充时，再开发的新用户或新程序还可以共享原有的数据资源3）多用户或多程序可以在同一时刻共同使用同一数据第二十三页，共三十四页，2022年，8月28日数据库技术及发展文件系统阶段手工管理阶段数据库系统阶段数据库设计时面向数据模型对象数据库系统的数据冗余度小、数据共享度高数据库系统的数据和程序之间具有较高的独立性数据物理独立性高是指当数据的物理结构（存储结构）发生变化时，应用程序不需要修改也可以正常工作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，它们对应的应用程序不需要改变仍可以正常运行第二十四页，共三十四页，2022年，8月28日数据库技术及发展文件系统阶段手工管理阶段数据库系统阶段数据库系统的数据和程序之间具有较高的独立性数据库中数据的最小存取单位是数据项数据库系统通过DBMS进行数据安全性、完整性、并发控制和数据恢复控制第二十五页，共三十四页，2022年，8月28日数据库技术及发展完整性控制安全性控制数据恢复并发控制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。包括提供进行数据完整性定义的方法以及提供进行检验数据完整性的功能指保护数据库，以防止不合法的使用造成的数据泄漏、破坏和更改。1)用户有超越自身拥有的数据操作权的行为；2）出现了违背用户操作意愿的结果第二十六页，共三十四页，2022年，8月28日数据库技术及发展完整性控制安全性控制数据恢复并发控制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。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。第二十七页，共三十四页，2022年，8月28日数据库系统的结构DBS的体系结构硬件软件人员1)计算机内存要尽量大2)计算机外存也要尽量大3)计算机的数据传输速度要快

操作系统（OS）、数据库管理系统（DBMS）、主语言系统、应用程序软件和数据库。第二十八页，共三十四页，2022年，8月28日数据库系统的结构DBS的体系结构硬件软件人员人员由开发人员、软件使用人员及软件管理人员组成。软件管理人员称为数据库管理员（DataBaseAdministrator，简称DBA），职责为：1)DBA应参与数据库和应用系统的设计。2)DBA应参与决定数据库的存储结构和存取策略的工作。3)DBA要负责定义数据的安全性要求和完整性条件。4)DBA负责监视和控制数据库系统的运行，负责系统的维护和数据恢复工作。5)DBA负责数据库的改进和重组。第二十九页，共三十四页，2022年，8月28日数据库系统的结构终端用户应用程序员数据库管理员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

第三十页，共三十四页，2022年，8月28日数据库系统的结构数据定义功能数据操纵功能运行管理功能建立与维护功能DBMS的功能结构实现数据的插入、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。数据库管理系统通过提供数据操纵语言（DataManipulationlanguage，简称DML）实现其数据操纵功能。能够提供数据定义语言（DataDescriptionLanguage，简称DDL）和相应的建库机制。用户利用DDL可以方便地建立数据库。第三十一页，共三十四页，2022年，8月28日数据库系统的结构数据定义功能数据操纵功能运行管理功能建立与维护功能DBMS的功能结构指数据的载入、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、数据库内部的维护等。第三十二页，共三十四页，2022年，8月28日数据库系统的结构数据模型用数据描述语言给出的精确描述称为数据模式。

定义并保证了