数据库系统讲义01(数据库系统概述,2011秋).pdf

1/62第一章 数据库系统概述第一章 数据库系统概述 无限风光在险峰无限风光在险峰 1 France 3 关系模型及关系运算关系模型及关系运算 Hungary 你我它你我它 Belgium 0 实体实体-联系模型联系模型 Germany 2 SQL Ireland 4 SQL编程 编程 Italy 5 数据完整性数据完整性 Latvia 6 关系数据库设计关系数据库设计 Lithuania 7 查询处理及优化查询处理及优化 Luxemburg 8 数据库管理系统数据库管理系统DBMS Netherlands 9 数据库系统概念与技术 第一章 数据库系统概述第一章 数据库系统概述 一部大书就 是一大灾难. 2/62第一章 数据库系统概述第一章 数据库系统概述 1.1 数据库系统 1.2 数据库模式 1.3 数据模型 1.4 数据库语言 1.5 数据库系统的发展 数据库数据库 数据的集合数据的集合 process process process process process requestresponse 访问语言 语言处理 数据结构 交互式语言 嵌入式语言 完整性控制 DBMS其它 查询优化处理 数据的概念模型 数据库系统设计 现实世界 逻辑结构 数据操作 物理结构 3/62第一章 数据库系统概述第一章 数据库系统概述 第一章 数据库系统概述第一章 数据库系统概述 1.1 数据库系统数据库系统 1.2 数据库模式 1.3 数据模型 1.4 数据库语言 1.5 数据库系统的发展 4/62第一章 数据库系统概述第一章 数据库系统概述 ?什么是数据库DB(DataBase)？ ?存储在计算机上的相互关联相互关联的数据的集合 数据库数据库 1.1 数据库系统1.1 数据库系统 关联 关系 结构 5/62第一章 数据库系统概述第一章 数据库系统概述 ?一个“数据相互关联”的数据库：相互之间有关联关系 的 相互之间有关联关系 的Table的集合。

的集合 相互有关联关系的 多个 相互有关联关系的 多个Table的集合的集合 数据库数据库//Database 学生成绩单学生成绩单 1.1 数据库系统1.1 数据库系统 6/62第一章 数据库系统概述第一章 数据库系统概述 ?数据库管理系统DBMS ?一组访问和控制数据库的程序 数据库数据库 process process process process process 查询处理器 存储管理器 request response 数据库数据库 requestresponse 1.1 数据库系统1.1 数据库系统 7/62第一章 数据库系统概述第一章 数据库系统概述 ?数据库系统DBS (DataBase System) ?装有数据库的计算机系统 数据库数据库 存储管理器 查询处理器 应用界面应用程序查询工具管理工具 数据库 DBMS 应用软件 用户初级用户 数据库管理员 DBA 程序员分析员 1234 1.1 数据库系统1.1 数据库系统 8/62第一章 数据库系统概述第一章 数据库系统概述 数据库数据库 数据的集合数据的集合 DBMS 系统使用人员系统使用人员 (客户,职员) 使用界面 开发工具 应用服务器应用服务器 网上银行 客户管理 … … 系统开发人员系统开发人员 (开发,部署,维护) 分析工具 OLAP/DM 分析界面 管理界面 管理工具 Enterprise manager 数据分析人员数据分析人员 (客户数据分析) 系统管理员系统管理员 (需求分析, 系统设计, 系统管理) 1.1 数据库系统1.1 数据库系统 分析工具 OLAP/DM 数据库服务器数据库服务器 9/62第一章 数据库系统概述第一章 数据库系统概述 高 处 不 胜 寒 初级用户 程序员 分析员 DBA 1.1 数据库系统1.1 数据库系统 10/62第一章 数据库系统概述第一章 数据库系统概述 第一章 数据库系统概述第一章 数据库系统概述 1.1 数据库系统数据库系统 1.2 数据库模式数据库模式 1.3 数据模型 1.4 数据库语言 1.5 数据库系统的发展 ●数据库DB ●数据库管理系统DBMS ●数据库系统DBS 11/62第一章 数据库系统概述第一章 数据库系统概述 ?数据抽象(数据视图)的三个层次 ?物理层物理层：数据实际上是怎样存储的。

即数据库的内部 视图 ?逻辑层逻辑层：数据库中存储什么数据以及数据间存在什么 样的关系即数据库的全局视图 ?视图层视图层：数据库的某个部分同一个数据库可以有多 个视图即数据库的外部视图 物理层 逻辑层 视图层 视图1视图2视图3视图4 数据的一部分 数据及数据 之间的关系 数据在物理设 备上如何存储 1.2 数据库模式1.2 数据库模式 12/62第一章 数据库系统概述第一章 数据库系统概述 ?数据库模式 ?数据库在不同层次上的数据视图的描述描述 ?数据库的三级模式结构 1.2 数据库模式1.2 数据库模式 数据库数据库 内模式内模式 模式模式 外模式外模式2外模式外模式3外模式外模式1 外模式外模式/模式映象模式映象 数据的逻辑独立性数据的逻辑独立性 模式模式/内模式映象内模式映象 数据的物理独立性数据的物理独立性 user DBA DBMS 应用应用A应用应用B应用应用C应用应用D应用应用E 13/62第一章 数据库系统概述第一章 数据库系统概述 ?数据库的三级模式 ?模式模式（Schema）：对数据库逻辑层的描述 ?模式以某一种数据模型数据模型为基础（关系、层次、网状） ?用模式描述语言（模式DDL）定义。

?一个数据库只有一个模式 1.2 数据库模式1.2 数据库模式 数据库数据库 内模式内模式 模式模式 外模式外模式2外模式外模式3外模式外模式1 外模式外模式/模式映象模式映象 数据的逻辑独立性数据的逻辑独立性 模式模式/内模式映象内模式映象 数据的物理独立性数据的物理独立性 user DBA DBMS 应用应用A应用应用B应用应用C应用应用D应用应用E 数据库的三级模式结构数据库的三级模式结构 14/62第一章 数据库系统概述第一章 数据库系统概述 ?外模式外模式（External Schema ）:对数据库视图层的描述 ?外模式通常是模式的子集, 是与某一应用有关的数据的逻辑表 示外模式是保证数据库安全性数据库安全性的一个有力措施 ?用子模式描述语言（子模式DDL）定义. ?一个数据库有多个外模式.一个应用程序只能使用一个外模式. 1.2 数据库模式1.2 数据库模式 数据库数据库 内模式内模式 模式模式 外模式外模式2外模式外模式3外模式外模式1 外模式外模式/模式映象模式映象 数据的逻辑独立性数据的逻辑独立性 模式模式/内模式映象内模式映象 数据的物理独立性数据的物理独立性 user DBA DBMS 应用应用A应用应用B应用应用C应用应用D应用应用E 数据库的三级模式结构数据库的三级模式结构 15/62第一章 数据库系统概述第一章 数据库系统概述 ?内模式内模式（Internal Schema ）：对数据库物理层的描述。

?用内模式描述语言（内模式DDL）定义 ?一个数据库只有一个内模式 1.2 数据库模式1.2 数据库模式 数据库数据库 内模式内模式 模式模式 外模式外模式2外模式外模式3外模式外模式1 外模式外模式/模式映象模式映象 数据的逻辑独立性数据的逻辑独立性 模式模式/内模式映象内模式映象 数据的物理独立性数据的物理独立性 user DBA DBMS 应用应用A应用应用B应用应用C应用应用D应用应用E 数据库的三级模式结构数据库的三级模式结构 16/62第一章 数据库系统概述第一章 数据库系统概述 Internal View Global View External View Internal Schema Schema External Schema 数据的 存储介质 数据的 存储介质 应用程序应用程序(DBAP) 收发管理 学生注册 成绩登记 图书登记 图书借阅 图书采购 借阅证 课程登记 收发人员 图书采购员 图书借阅员 读者管理员 学籍管理员 1.2 数据库模式1.2 数据库模式 17/62第一章 数据库系统概述第一章 数据库系统概述 Internal View Global View External View Internal Schema Schema External Schema 学生登记表学生登记表( 学号学号 char(8), 姓名姓名 char(10), 性别性别 char(2), 出生年月出生年月 datetime, 入学日期入学日期 datetime, 家庭住址家庭住址 char(40) ) 学生简要信息表学生简要信息表( 序号序号 number, 姓名姓名char(8), 性别性别char(2), 年龄年龄number, 入学日期入学日期 datetime ) 年龄年龄 27 27 28 26 记录按顺序 存储 记录按顺序 存储 1.2 数据库模式1.2 数据库模式 18/62第一章 数据库系统概述第一章 数据库系统概述 ?数据库的两级映像（Mapping） ?外模式外模式/模式映像模式映像（ES-S Mapping ） ?将外模式映射为模式，从而支持实现数据全局视图向外部视图 的转换。

?便于用户观察和使用 ?数据的逻辑独立性数据的逻辑独立性 ?当模式变化时，可以不改变外模式(只需改变ES-S Mapping)， 从而无需改变应用程序 1.2 数据库模式1.2 数据库模式 数据库数据库 内模式内模式 模式模式 外模式外模式2外模式外模式3外模式外模式1 外模式外模式/模式映象模式映象 数据的逻辑独立性数据的逻辑独立性 模式模式/内模式映象内模式映象 数据的物理独立性数据的物理独立性 user DBA DBMS 应用应用A应用应用B应用应用C应用应用D应用应用E 数据库的三级模式结构数据库的三级模式结构 19/62第一章 数据库系统概述第一章 数据库系统概述 ?模式模式/内模式映像内模式映像（S-IS Mapping ） ?将模式映射为内模式，从而支持实现数据全局视图向内部视图 的转换 ?便于计算机进行存储和处理 ?数据的物理独立性数据的物理独立性 ?当内模式变化时，可以不改变模式(只需改变S-IS Mapping) ， 从而不改变外模式 1.2 数据库模式1.2 数据库模式 数据库数据库 内模式内模式 模式模式 外模式外模式2外模式外模式3外模式外模式1 外模式外模式/模式映象模式映象 数据的逻辑独立性数据的逻辑独立性 模式模式/内模式映象内模式映象 数据的物理独立性数据的物理独立性 user DBA DBMS 应用应用A应用应用B应用应用C应用应用D应用应用E 数据库的三级模式结构数据库的三级模式结构 20/62第一章 数据库系统概述第一章 数据库系统概述 Internal View Global View External View Internal Schema Schema External Schema 数据的 存储介质 数据的 存储介质 应用程序应用程序(DBAP) 收发管理 学生注册 成绩登记 图书登记 图书借阅 图书采购 借阅证 课程登记 收发人员 图书采购员 图书借阅员 读者管理员 学籍管理员 ES-S Mapping S-IS Mapping 1.2 数据库模式1.2 数据库模式 21/62第一章 数据库系统概述第一章 数据库系统概述 ?数据库实例 在特定时刻按照数据库模式数据库模式组织的数据的集合。

1.2 数据库模式1.2 数据库模式 学生登记表学生登记表( 学号学号 char(8), 姓名姓名 char(10), 性别性别 char(2), 出生年月出生年月 datetime, 入学日期入学日期 datetime, 家庭住址家庭住址 char(40) ) 22/62第一章 数据库系统概述第一章 数据库系统概述 数据库模式。