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1、1数据库原理与应用数据库原理与应用主讲教师：梁平主讲教师：梁平2第第1 1章章数据库概述数据库概述3本章概要本章概要在本章中，首先回顾数据管理技术在本章中，首先回顾数据管理技术的三个发展阶段及各阶段的主要特的三个发展阶段及各阶段的主要特点。点。掌握数据库系统的组成及各部分的掌握数据库系统的组成及各部分的主要功能。主要功能。41.1数据管理的发展数据管理的发展一、以数据为中心应用系统的特点一、以数据为中心应用系统的特点 l以数据为中心应用系统的特点以数据为中心应用系统的特点 随着计算机的普及和信息量的不断增加，随着计算机的普及和信息量的不断增加，在众多的计算机应用的发展中，数据密集型的在众多的计
2、算机应用的发展中，数据密集型的应用发展非常迅速。它具有如下三个特点：应用发展非常迅速。它具有如下三个特点：v涉及的数据量大涉及的数据量大v数据不随程序的结束而消失数据不随程序的结束而消失v数据可以被多个应用程序共享数据可以被多个应用程序共享5人工管理阶段人工管理阶段文件管理系统阶段文件管理系统阶段数据库管理系统阶段数据库管理系统阶段三个阶段各自的优缺点三个阶段各自的优缺点数据管理的发展数据管理的发展6二、人工管理阶段二、人工管理阶段 2020世纪世纪5050年代以前年代以前，计算机主要用于，计算机主要用于数值计算数值计算。这一时期的数据，数据量小，无结构，由用户直接管这一时期的数据，数据量小，
3、无结构，由用户直接管理，且数据间缺乏逻辑组织，由于是面向应用程序理，且数据间缺乏逻辑组织，由于是面向应用程序的，数据缺乏独立性，应用程序与其处理的数据结合的，数据缺乏独立性，应用程序与其处理的数据结合成一个整体。成一个整体。(1)(1)硬件：外存只有纸带、卡片、磁带，并没有磁硬件：外存只有纸带、卡片、磁带，并没有磁 盘等直接存取的存储设备。盘等直接存取的存储设备。(2)(2)软件：当时还未形成软件的整体概念，这一时软件：当时还未形成软件的整体概念，这一时 期，没有操作系统和管理数据的软件。期，没有操作系统和管理数据的软件。7（3 3）特点：）特点：数据不保存数据不保存 应用程序管理数据应用程序
4、管理数据 应用程序承担设计数据的逻辑结构和物理应用程序承担设计数据的逻辑结构和物理结构任务。结构任务。数据不能共享数据不能共享 一组数据只能对应一个程序。一组数据只能对应一个程序。数据不具有独立性数据不具有独立性 数据的逻辑或物理结构改变，应用程序随数据的逻辑或物理结构改变，应用程序随之改变。之改变。82020世纪世纪5050年代后期到年代后期到6060年代中后期年代中后期(1)(1)硬件：磁盘、磁鼓等直接存取存储设备。硬件：磁盘、磁鼓等直接存取存储设备。(2)(2)软件：操作系统中有了专门的数据管理软件：操作系统中有了专门的数据管理 软件软件-文件系统文件系统。三、文件管理系统三、文件管理系
5、统9图图1-1文件管理系统示例文件管理系统示例学生信息管理学生信息管理学生选课管理学生选课管理应用程序应用程序A1学生基本学生基本信息文件信息文件F1课程基本课程基本信息文件信息文件F2学生选课学生选课信息文件信息文件F3应用程序应用程序A210文件管理系统管理数据的缺点：文件管理系统管理数据的缺点：编写应用程序不方便编写应用程序不方便 数据冗余不可避免数据冗余不可避免应用程序有依赖性应用程序有依赖性 不支持对文件的并发访问不支持对文件的并发访问 数据间联系弱数据间联系弱 难以按不同用户需求表示数据难以按不同用户需求表示数据 无安全控制功能无安全控制功能 11四、数据库管理系统四、数据库管理系
6、统2020世纪世纪6060年代后期至今年代后期至今(1)(1)硬件：大容量磁盘，价格下降。硬件：大容量磁盘，价格下降。(2)(2)软件：出现了统一管理数据的专门软件：出现了统一管理数据的专门 软件软件-数据库管理系统数据库管理系统。12图图1-2数据库管理系统实现示例数据库管理系统实现示例应用程序应用程序A1学生管理学生管理学生学生有关的有关的数据库数据库应用程序应用程序A2学生选课学生选课管理管理数据库数据库管理系统管理系统13差别：差别：v 在文件系统中，应用程序直接访问存在文件系统中，应用程序直接访问存储数据的文件；储数据的文件；v 而在数据库系统中，应用程序则是通而在数据库系统中，应用
7、程序则是通过数据库管理系统（过数据库管理系统（DataBase DataBase Management System,Management System,简称简称DBMSDBMS）来访问）来访问数据。数据。14数据库系统带来的优点：数据库系统带来的优点：将相互关联的数据集成在一起将相互关联的数据集成在一起较少的数据冗余较少的数据冗余程序与数据相互独立程序与数据相互独立保证数据的安全可靠保证数据的安全可靠最大限度地保证数据的正确性最大限度地保证数据的正确性 数据可以共享并能保证数据的一致性数据可以共享并能保证数据的一致性15数据库具备如下特征：数据库具备如下特征：数据库是相互关联的数据的集合，它
8、用综合数据库是相互关联的数据的集合，它用综合的方法组织数据，具有较小的数据冗余，可的方法组织数据，具有较小的数据冗余，可供多个用户共享，具有较高的数据独立性，供多个用户共享，具有较高的数据独立性，具有安全控制机制，能够保证数据的安全、具有安全控制机制，能够保证数据的安全、可靠，允许并发地使用数据库，能有效、及可靠，允许并发地使用数据库，能有效、及时地处理数据，并能保证数据的一致性和完时地处理数据，并能保证数据的一致性和完整性。整性。16五、数据独立性五、数据独立性 包含两个方面：包含两个方面：逻辑独立性逻辑独立性和和物理独立性物理独立性。物物理理独独立立性性是是指指当当数数据据的的存存储储结结
9、构构发发生生变化时，不影响应用程序的特性。变化时，不影响应用程序的特性。逻逻辑辑独独立立性性是是指指当当表表达达现现实实世世界界的的信信息息内内容容发发生生变变化化时时，也也不不影影响响应应用用程程序序的的特性。特性。17 因此，数据独立性的提出主要是一因此，数据独立性的提出主要是一种客观应用的要求。数据独立性可描述种客观应用的要求。数据独立性可描述为：为：应用程序不因物理表示和访问技术应用程序不因物理表示和访问技术的改变而改变的改变而改变，即应用程序不依赖于任，即应用程序不依赖于任何特定的物理表示和访问技术。何特定的物理表示和访问技术。181.2什么是数据库系统什么是数据库系统应用程序应用程
10、序1应用程序应用程序2应用程序应用程序n数据库管理系统数据库管理系统(DBMS)数据库数据库图图1-3数据库系统简图数据库系统简图19数据库：数据库：是数据的汇集，它以一定的组是数据的汇集，它以一定的组织形式存于存储介质上。织形式存于存储介质上。DBMSDBMS：是管理数据库的系统软件，它实是管理数据库的系统软件，它实现数据库系统的各种功能。是数据库系现数据库系统的各种功能。是数据库系统的核心。统的核心。应用程序：应用程序：指以数据库为基础的应用程指以数据库为基础的应用程序。序。20数据库系统数据库系统的人员的人员系统管理员系统管理员应用程序开发人员应用程序开发人员最终用户最终用户211.3使
11、用数据库系统的考虑使用数据库系统的考虑及数据库应用的未来及数据库应用的未来v使用数据库系统的原因使用数据库系统的原因 因为数据库系统因为数据库系统为数据提供了共享、稳定、为数据提供了共享、稳定、安全的保障体系安全的保障体系。要判断是否需要使用数据库系统，要看被管要判断是否需要使用数据库系统，要看被管理的数据是否有结构、数据之间是否有联系、数理的数据是否有结构、数据之间是否有联系、数据的取值是否有约束，如果数据有这些特征，则据的取值是否有约束，如果数据有这些特征，则应该使用数据库系统。应该使用数据库系统。22v数据库应用的未来数据库应用的未来 目前数据库系统已经应用到医学诊断、计目前数据库系统已
12、经应用到医学诊断、计算机辅助设计、计算机辅助工程、图书馆管算机辅助设计、计算机辅助工程、图书馆管理、天气预报、交通预订、旅馆预订等许多领理、天气预报、交通预订、旅馆预订等许多领域。数据库系统的发展主要是为了满足共享信域。数据库系统的发展主要是为了满足共享信息用户的需求，随着在线信息的增加，以及越息用户的需求，随着在线信息的增加，以及越来越多的用户希望访问在线信息，今后还会开来越多的用户希望访问在线信息，今后还会开发出更多的面向应用的数据库系统。发出更多的面向应用的数据库系统。23数据管理的发展，重点是文件管理系统数据管理的发展，重点是文件管理系统和数据库管理系统在数据管理上的差别和数据库管理系统在数据管理上的差别数据库系统的组成。数据库系统的组成。本章小结本章小结