数据库应用讲座汇编

1、Principle and Application of Database System AnQing Teachers College Department of Computer & Information 数据库应用 Application of Database System 安庆师范学院计算机与信息学院 韩承双 hanchengshuang Principle and Application of Database System 数据库技术的重要性 数据库技术产生于六十年代末，是数据管理的最新技 术，是计算机科学的重要分支。产生到今天仅仅40余 年，但取得辉煌成就： n经历了三代演变：层次/网状系统、关系系统、新一代 数据库系统家族 n造就了三位图灵奖turing award得主：C.W.Bachman、 E.F.Codd和James Gray n发展了一门计算机基础学科：以数据模型和DBMS核心 技术为主，内容丰富、领域宽广 n形成了一个巨大的软件产业： DBMS及其相关工具产 品、应用解决方案 Principle and Application of Database S

2、ystem C.W.Bachman E.F.Codd James Gray Principle and Application of Database System 数据库技术的重要性 n当前，在大、中、小、微型计算机上都有数 据库系统在运行。 n信息资源已成为各部门的重要财富和资源， 各行各业均需应用信息系统，而数据库是信 息系统的核心。 Principle and Application of Database System 数据库技术的重要性 n数据库是其它很多系统的核心或重要组成部 分，如： nMIS（Management Information System） 管理信息系统 nDSS（Decision Support System）决策支持 系统，知识库，规则库，专家系统，智能 数据库 n计算机辅助设计与制造 工程数据库 n计算机集成制造 Principle and Application of Database System 数据库技术的重要性 n数据库技术与其他学科相结合，涌现出各种新型的数 据库系统，如： n分布式数据库系统 n并行数据库系统 n面向对象数据库系统 n知

3、识库系统 n多媒体数据库系统 n模糊数据库系统 n网络数据库系统 Principle and Application of Database System 学习数据库课程的重要性 n鉴于数据库技术重要的学术地位和广泛 的实际应用范围，我们必须系统地学习 和掌握数据库系统的理论、技术和方法 。 Principle and Application of Database System n国外高等学校较早地在计算机科学系、 计算机应用与信息系统系都开设有数据 库系统方面的课程。 n1983年教育部将数据库概论列为高等学 校计算机软件专业四年制本科的必修的 重要课程。 Principle and Application of Database System 1.1 四个基本概念 n数据(Data) n数据库(Database) n数据库管理系统(DBMS) n数据库系统(DBS) Principle and Application of Database System 一、数据 n信息：客观世界中事物的存在方式和 运动状态及其变化的反映，是客观事 物之间相互联系和相互作用的表征。 Princi

4、ple and Application of Database System 一、数据 n数据是对信息的符号化表示，即用一 定的符号（数字、文字、图形、图象 、声音等）来表示信息。 n数据与信息的联系：数据是信息的载 体，信息是数据的内涵。同一信息可 以有不同的数据表示形式，而同一数 据也可能有不同的解释。 Principle and Application of Database System 数据举例 n数据： （李明，男，1972，江苏，计算机系，1990） n李明是个大学生，男，1972年出生，江苏人 ，1990年考入计算机系 n李明是位老师，男，1972年参加工作，江苏 人，计算机系，1990年晋升为教授 n数据的形式不能完全表达其内容，必须经过 解释，数据的解释即对数据语义的说明 信息 Principle and Application of Database System 二、数据库（举例） Principle and Application of Database System 二、数据库 n人们收集并抽取出一个应用所需要的大量数据 之后，应将其保存起来以供进一步加工处

5、理， 进一步抽取有用信息 n数据库的定义 n数据库(Database,简称DB)是长期储存在计算 机内、有组织的、可共享的大量数据集合 Principle and Application of Database System 二、数据库 n数据库的特征 n数据按一定的数据模型组织、描述和存储 n可为各种用户共享 n冗余度较小 n易扩展 n数据独立性较高 Principle and Application of Database System 三、数据库管理系统 n数据库管理系统（Database Management System，简称DBMS）是位于用户与操作系 统之间的一层数据管理软件。 Principle and Application of Database System DBMS的主要功能 n数据定义功能 提供数据定义语言(DDL) 定义数据库中的数据对象 n数据操纵功能: 提供数据操纵语言(DML)操纵数据 实现对数据库的基本操作(查询、插入、删除和修改 ) Principle and Application of Database System DBMS的主要功能 n数据

6、库的运行管理 安全性控制 完整性控制 多用户对数据的并发使用时的并发控制 Principle and Application of Database System DBMS的主要功能 n数据库的建立和维护功能(实用程序) 数据库数据批量装载 数据库转储 介质故障恢复 数据库的重组织 性能监视、分析等 Principle and Application of Database System 四、数据库系统 n数据库系统（Database System，简称DBS ）是指在计算机系统中引入数据库后的 系统构成。 n数据库系统的构成 n由数据库、数据库管理系统、应用系统（及其开发 工具） 、数据库管理员和用户构成。 Principle and Application of Database System 数据库系统构成图 数据库 应用开发工具 数据库管理系统 应用系统 操作系统 用户用户用户 数据库管理员 图1.1 数据库系统 Principle and Application of Database System 数据库系统在计算机系统中的地位 硬件 操作系统 D B M S 编译系统 应

7、用开发工具 应用系统 图1.2 数据库在计算机系统中的地位 Principle and Application of Database System 1.2 数据管理技术的产生和发展 n什么是数据管理 n对数据进行分类、组织、编码、存储、检索和维护 n数据管理技术的发展过程 在应用需求的推动下，在计算机硬件、软件发展的基础上，数据 管理技术经历了下面三个阶段： n人工管理阶段(40年代中-50年代中) n文件系统阶段(50年代末-60年代中) n数据库系统阶段(60年代末-现在) Principle and Application of Database System 一、人工管理 n时期 n40年代中-50年代中 n产生的背景 n应用需求科学计算 n硬件水平无直接存取存储设备 n软件水平没有操作系统 n数据处理方式 批处理 Principle and Application of Database System 人工管理 n特点 n数据不保存。 n应用程序管理数据 n数据面向某一应用程序 n数据无共享、冗余度极大 n数据不独立，完全依赖于程序 Principle and Applic

8、ation of Database System 应用程序与数据的对应关系(人工管理) 应用程序数据集 应用程序数据集 应用程序数据集n . . Principle and Application of Database System 二、文件系统 n时期 n50年代末-60年代中 n产生的背景 n应用需求科学计算、数据处理 n硬件水平磁盘、磁鼓 n软件水平有文件系统 n处理方式联机实时处理、批处理 Principle and Application of Database System 文件系统 特点 n数据可长期保存 n数据由文件系统管理 n数据面向某一应用程序 n数据的共享性差、冗余度大 n数据记录内有结构,整体无结构 n数据独立性差，数据的逻辑结构改变必须修 改应用程序 Principle and Application of Database System 应用程序与数据的对应关系(文件系统) 应用程序文件 应用程序文件2 应用程序文件n 存取 方法 . . Principle and Application of Database System 三、数据库系统 n时期 n6

9、0年代末以来 n产生的背景 n应用背景大规模管理 n硬件背景大容量磁盘 n软件背景有数据库管理系统 n处理方式联机实时处理、分布处理 Principle and Application of Database System 数据结构化 n整体数据的结构化是数据库的主要特 征之一。 Principle and Application of Database System 数据的共享性高，冗余度小，易扩充 n降低数据的冗余度，节省存储空间 n避免数据间的不一致性 n使系统易于扩充 Principle and Application of Database System 数据独立性高 n物理独立性 n指用户的应用程序与存储在磁盘上的数据库中数据 是相互独立的。当数据的物理存储改变了，应用程 序不用改变。 n逻辑独立性 n指用户的应用程序与数据库的逻辑结构是相互独立 的。数据的逻辑结构改变了，用户程序也可以不变 。 Principle and Application of Database System DBMS对数据统一管理与控制 n数据的安全性（Security）保护 n使每个用户只能按指定方式使用和处理指定 数据，保护数据以防止不合法的使用造成的 数据的泄密和破坏。 n数据的完整性（Integrity）检查 n将数据控制在有效的范围内，或保证数据之 间满足一定的关系。 Principle and Application of Database System DBMS对数据的控制功能 n并发（Concurrency）控制 n对多用户的并发操作加以控制和协调，防止 相互干扰而得到错误的结果或破坏数据库的 完整性 n数据库恢复（Recovery） n将数据库从错误状态恢复到某一已知的正确 状态。 Principle and Application of Database System 应用程序与数据的对应关系(数据库系统) DBMS 应用程序1 应用程序2 数据库 Principle and Application of Database System 1.3 数据库系统结构 1.3.1数据库系统内部的模式结构 从数据库管理系统角度看 1.3.2数据库系统外部的体系结构* 从数据库最终用户角度看

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