第1讲 数据库系统概述

数据库系统概论

主讲：余艳武汉科技大学理学院信息与计算科学系Email:课程背景

数据库技术已经成为信息根底设施的核心技术和重要根底。数据库技术作为数据管理最有效的手段，极大的促进了计算机应用的开展。

本课程系统讲述数据库系统的根底理论和技术。主要内容包括：数据库系统的根本概念、关系代数、关系数据库及其标准语言SQL、关系标准化理论、数据库设计方法、数据库保护技术〔平安性、完整性、数据库恢复和并发控制〕等。学习目标掌握数据库系统的根本原理和根本技术；在掌握数据库系统根本概念的根底上，熟练使用SQL语言在某一个数据库管理系统上进行数据库操作；掌握数据库设计方法和步骤，具有设计数据库模式以及开发数据库应用系统的根本能力。课时安排：54学时〔44上课＋10上机〕考核成绩：平时成绩〔作业、上机、考勤〕30％，期末成绩70％教材数据库系统概论〔第四版〕，萨师煊，王珊，高等教育出版社，2006参考书DatabaseSystemConcepts，Abraham，Silberschatz等著，杨冬青，唐世渭等译，数据库系统概念，机械工业出版社，2000数据库技术及应用，苗雪兰，机械工业出版社，2005第一讲数据库系统概述DB的根本概念数据管理技术的开展一、根本概念1.数据〔Data〕:可以被计算机存储和处理的信息，是数据库中存储的根本对象。对现实世界中客观事物的符号表示表现形式可以是数值数据，也可以是非数值数据〔如声音、图像、视频、结构化的记录等〕数据与其语义不可分，例如描述某职工的根本情况：(000579,601,李培根,1,1978.03.26,1)(工号,部门编号,姓名,性别,出生日期,民族)2.数据库〔DataBase,简称DB〕：长期存储在计算机内的、有组织的、可共享的大量数据的集合。3.数据库管理系统(DatabaseManagementSystem,简称DBMS)：是一个系统软件，用于科学地组织和存储数据，高效地获取和维护数据。

主要功能：1〕数据定义－创立或修改数据库对象DDL(如Create,Drop,Alter)2〕数据操纵－对数据库进行查询或更新DML(如Select,Delete,Insert,Update)3〕数据库的事务管理和运行管理－并发控制、完整性检查等4〕数据库的建立和维护、组织和存储－数据录入、性能监视等数据库管理系统实例DBMS分类：中，小型：Foxpro,Access,Paradox大型：Oracle,Sybase,DB2,INFORMIX,INGRES,SQLServerORACLEORACLE公司1977.成立特点：对象--关系数据库DB2IBM公司起源于SYSTEMRSYBASESYBASE公司1984.成立特点：1〕客户/效劳器体系结构2〕PowerBuilder基于图形界面的客户/效劳器前端应用开发工具INFORMIXINFORMIX公司1988.第1版1996.对象--关系数据库INFORMIX-Online9.0INGRESINGRES公司1980.成立特点：分为DB核心，开发工具，开放互连产品DM4〔1.DatabaseMultimedia2.DAMENG达梦〕华中科技大学达梦DB多媒体技术研究所特点：1.自主版权国产软件2.GIS开发3.多媒体数据管理4.数据库系统〔DataBaseSystem,简称DBS〕：是采用了数据库技术的计算机系统,包括：数据库DB、数据库管理系统DBMS(及开发工具)、应用系统、数据库管理员DBA。

数据库系统的组成：1)硬件平台及数据库:要求硬件具备足够大的内存和磁盘；2)软件：①DBMS②OS③应用开发工具④DB应用系统3)人员：①数据库管理员(DBA):全面管理和控制DB，如：故障恢复、维护日志、监视DB性能等②系统分析员:负责应用系统的需求分析和总体设计③应用程序员:coding④最终用户:通过应用系统的用户接口使用DB以实例分析DB系统组成：武汉科技大学的网上教务系统DBMS的工作模式接受应用程序的数据请求和处理请求将用户的数据请求〔高级指令〕转换成复杂的机器代码〔低层指令〕实现对数据库的操作从对数据库的操作中接受查询结果对查询结果进行处理〔格式转换〕将处理结果返回给用户数据库技术是应数据管理任务的需要而产生的数据管理：对数据进行存储、检索、维护和加工数据管理技术经历了三个阶段二、数据管理技术的产生和开展手工管理（直接输入机器指令）001010101001110101100011110010100001011111010010数据库管理（自主管理信息）

select*fromSinsertdelete文件管理（程序管理数据）

main(){inta,b,c;fopen(““);}数据管理技术的开展经历了人工管理、文件系统和数据库阶段阶段。考察要点：各阶段的技术及应用背景计算机应用领域外存储设备数据管理软件各个阶段的差异表达谁管理数据数据面向谁数据与应用的独立性在人工管理阶段〔20世纪50年代中期以前〕计算机主要用于科学计算；外部存储器只有磁带、卡片和纸带等；尚无数据管理方面的软件。人工管理阶段的数据管理有以下特点：数据不保存在计算机内。没有专用的软件管理数据：应用程序管理数据。数据不共享：即一组数据对应一个程序。数据不具有独立性：一旦数据结构变化，程序必做相应修改。应用程序1数据集1应用程序2数据集2应用程序n数据集n…………应用程序与数据之间的对应关系1.人工管理阶段2.文件系统阶段在这一阶段〔20世纪50年代后期至60年代中期〕，计算机不仅用于科学计算，还用于信息管理；外部存储器已有磁盘、磁鼓等直接存取存储设备；软件领域出现了高级语言和操作系统；文件系统是专门管理外存的数据管理软件。文件系统阶段的数据管理有以下特点：数据以“文件〞形式可长期保存在外部存储器的磁盘上由文件系统管理数据：使程序和数据有了一定的独立性文件面向应用程序。独立性不够〔e.g.数据的逻辑结构改变或改变程序的语言〕应用程序1数据集1应用程序2数据集2应用程序n数据集n…………文件系统应用程序与数据之间的对应关系3.数据库系统阶段数据管理技术进入数据库阶段的标志是20世纪60年代末的三件大事：1968年美国IBM公司推出层次模型的IMS系统。1969年美国CODASYL组织发布了DBTG报告，总结了当时各式各样的数据库，提出网状模型。1970年美国IBM公司的连续发表论文，提出关系模型，奠定了关系数据库的理论根底。3.数据库阶段特点:1.数据结构化。2.数据共享性高、冗余低。3.数据独立性高。物理独立性＋逻辑独立性4.由DBMS统一管理和控制1)数据的平安性(Security)2)数据的完整性(Integrity)控制3)并发(Concurrenc