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1、第一章 数据库系统基本概念第1 页，本讲稿共34 页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u 通讯录：u 图书馆：第2 页，本讲稿共34 页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3 页，本讲稿共34 页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4 页，本讲稿共34 页数据库的特点及相关概念数据用于载荷信息的物
2、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5 页，本讲稿共34 页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6 页，本讲稿共34 页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 89 78200500002 王明兴 男 96 80200500003 龙志伟 男 83 82200500004 李晓辉 男 91 90200500005 唐娜 女 93 92“型”“值”数据类型：文本数据范围：男、女值域：男、女第7 页
3、，本讲稿共34 页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管理数据加工数据加工数据传播数据传播数据处理第8 页，本讲稿共34 页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9 页，本讲稿共34 页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1 0 页，本讲稿共34 页数据库
4、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96001 JW65 阳光公司 806.50 280 天津96002 VF90 友谊商城 588.88 17 00 北京96003 AB55 和平饭店 250.99 1 005 上海96004 EF77 五环实业 590.00 600 北京货号 品名 库存量 仓库地点 单价VF90 电话机 1 000 北京 550.00JW65 收音机 300 上海 800.50S L88 录像机 2600 北京 11 898.50AB55 收音机 3000 上海 280.00EF77 电视机 1 200 广州 600.00库存关系订单关系第11
5、页，本讲稿共34 页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 不同的用户可以按各自的用法使用数据库中的数据。多个用户可以同时共享数据库中的数据资源。数 数 据 据 库 库（DB DB）是一）是一 个 个 按 按 数 数 据 据 结 结 构来 构来 存 存 储 储 和管 和管理 理 数 数 据的 据的 计 计 算机 算机 软 软 件系 件系 统 统。第1 2 页，本讲稿共34 页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1 3 页，本讲稿共34 页数据库的特点及相关概念职工编号姓名性别
6、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1 4 页，本讲稿共34 页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1 5 页，本讲稿共34 页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
7、的功能。第1 6 页，本讲稿共34 页数据库技术及发展文件系统阶段手工管理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17 页，本讲稿共34 页数据库技术及发展文件系统阶段 手工管理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1 8 页，本讲稿共
8、34 页数据库技术及发展文件系统阶段 手工管理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1 9 页，本讲稿共34 页数据库技术及发展文件系统阶段 手工管理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（R edundancy）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
9、 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20 页，本讲稿共34 页数据库技术及发展文件系统阶段手工管理阶段手工管理阶段数据库系统阶段1.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21 页，本讲稿共34 页数据库技术及发展文件系统阶段 手工管理阶段手工管理阶段数据库系统阶段1.数据库设计时面向数据模型对象2.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
10、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22 页，本讲稿共34 页数据库技术及发展文件系统阶段手工管理阶段手工管理阶段 数据库系统阶段1.数据库设计时面向数据模型对象2.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23 页，本讲稿共34 页数据库技术及发展文件系统阶段手工管理阶段手工管理阶段数据库系统阶段1.数据库设计时面向数据模型对象2.数据库系统的数据冗余度小、数据共享度高3.数据库系统的数据和程序之间具有较高的独立性数
11、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24 页，本讲稿共34 页数据库技术及发展文件系统阶段 手工管理阶段手工管理阶段 数据库系统阶段3.数据库系统的数据和程序之间具有较高的独立性4.数据库中数据的最小存取单位是数据项5.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25 页，本讲稿共34 页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
12、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26 页，本讲稿共34 页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27 页，本讲稿共34 页数据库系统的结构D BS的体系结构硬件软件人员1 1)计算机内存要尽量大 计算机内存要尽量
13、大2)2)计算机外存也要尽量大 计算机外存也要尽量大3)3)计算机的数据传输速度要快 计算机的数据传输速度要快 操 操作 作系 系统 统（O OS S）、数 数据 据库 库管 管理 理系 系统 统（DBM DBMS S）、主语言系统、应用程序软件和数据库。主语言系统、应用程序软件和数据库。第28 页，本讲稿共34 页数据库系统的结构D BS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。人员由开发人员、软件使用人员及软件管理人员组成。软 软件 件管 管理 理人 人员 员称 称为 为数 数据 据库 库管 管理 理员 员（Data Data Base Base A dmini
14、str at or A dministr at or，简 简称 称 DB A DB A），职责为：），职责为：1 1)DB A DB A应参与数据库和应用系统的设计。应参与数据库和应用系统的设计。2)2)DB A DB A应参与决定数据库的存储结构和存取策略的工作。应参与决定数据库的存储结构和存取策略的工作。3)3)DB A DB A要负责定义数据的安全性要求和完整性条件。要负责定义数据的安全性要求和完整性条件。4)4)DB A DB A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 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。工作。5)5)DB A DB A负责数
15、据库的改进和重组。负责数据库的改进和重组。第29 页，本讲稿共34 页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30 页，本讲稿共34 页数据库系统的结构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（Data Manipulation language，简称DML）实现其数据操纵功能。能够提供数据定义语言（Data Description Language，简称DDL）和相应的建库机
16、制。用户利用DDL可以方便地建立数据库。第31 页，本讲稿共34 页数据库系统的结构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32 页，本讲稿共34 页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。定义并保证了外 定义并保证了外模式与数据模式 模式与数据模式之间的对应关系。之间的对应关系。定义并保证了数 定义并保证了数据的逻辑模式与 据的逻辑模式与内模式之间的对 内模式之间的对应关系 应关系第33 页，本讲稿共34 页数据库系统的结构 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 可有多个只有一个第34 页，本讲稿共34 页