数据库精品课仅供个人学习第一章.ppt

海阔凭鱼跃天高任鸟飞1Theory of Database石家庄铁道学院 计算机与信息工程分院数据库原理Theory of database教材及参考书 教材Ø王珊，萨师煊：数据库系统概论(第四版)，高等教育出版社， 2006 参考书ØA First Course in Database Systems Jeffrey.D.Ullman, Jennifer Widom （美）斯坦福大学 （数据库系统基础教程 机械工业出版社）何玉洁：数据库原理与应用， 机械工业出版社，2007 樊金生等：Power Builder 9.0 实用教程 科学出版社， 2004  上机软件ØSQL SERVER 2000、PowerBuilder 9.0 3Theory of Database学习方式 听课：启发式、讨论式 读书：预习、复习、查阅大量资料 作业、实验：课后作业、上机实验、综合练习4Theory of Databasev 掌握数据库相关概念、原理、设计方法v 对数据库系统有一定了解(SQL Server2000)v 掌握数据库开发工具如Power Builder 9.0v 达到开发小型应用系统的能力v 对数据库的新发展、新技术有一定了解学习要求5Theory of Databasev平时成绩（30%）（考勤、书面作业、上机实验、综合练习）v期末考试（70%）课程成绩6Theory of Database课程内容基础篇 设计与开发篇 系统篇 应用篇一、绪论 二、关系数据库 三、关系数据库标准语言SQL 四、数据库安全性 五、数据库完整性数据库系统设计POWER BUILDER 9.0、 SQL SERVER 2000六、关系数据理论 七、数据库设计 八、数据库编程十、 数据库恢复技术 十一、并发控制 十二、数据库管理系统 （SQL SERVER 2000） 十三、数据库技术新发展7Theory of Database数 据 库 原 理Theory of Database第一章 绪论8Theory of Database数据库产生的背景Ø1、数据密集型应用特点： a、涉及的数据量大； b、数据不随程序结束而消失； c、数据被多个应用程序所共享； Ø2、应用领域的驱动 a、产品数据管理PDM，计算机辅助设计； b、信息管理系统、情报检索系统；数据库是计算机科学技术的重要技术和研究课题。

9Theory of Database数据库的地位Ø 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Ø 数据库技术是信息系统的核心和基础，它的出现极大地促进了计算机应用向各行各业的渗透Ø 数据库的建设规模、数据库信息量的大小和使用频度已成为衡量一个国家信息化程度的重要标志10Theory of Database第一章 绪论1.1 数据库系统概述1.2 数据模型1.3 数据库系统结构1.4 数据库系统的组成1.5 小结11Theory of Database1.1 数据库系统概述1.1.1 四个基本概念1.1.2 数据管理技术的产生和发展1.1.3 数据库系统的特点 12Theory of Database1.1.1 四个基本概念数据(Data)数据库(Database)数据库管理系统(DBMS)Database Management System数据库系统(DBS)Database System13Theory of Database一、数据数据(Data)是数据库中存储的基本对象Ø 定义ü反映客观世界的事实，并可以互相区分其特征的符号ü例如：一个学生：学号、姓名、性别、年龄、班级等。

Ø 种类（实在的事物或抽象的事物）ü文本、图形、图像、音频、视频、学生的档案记录、货物的运输情况等 Ø 特点 ü数据与其语义是不可分的14Theory of Database数据举例Ø 数据的含义称为数据的语义，数据与其语义是不可分的ü例如: 93是一个数据语义1：学生某门课的成绩93分语义2：火车票的价格93元语义3：三年级的学生人数93人语义4：请同学给出……15Theory of Database数据举例ü 学生档案中的学生记录（李明，男，197205，江苏南京市，计算机系，1990）§语义：学生姓名、性别、出生年月、籍贯、所在院系、入学时间§解释：李明是个男生，1972年5月出生，江苏南京市人，1990年考入计算机系请给出另一个解释和语义16Theory of Database二、数据库Ø定义ü数据库(Database,简称DB)是长期储存在计算机内、有组织的、可共享的大量数据的集合 Ø基本特征ü数据按一定的数据模型组织、描述和储存ü可为各种用户共享、冗余度较小ü数据独立性较高、易扩展ü针对明确的目标而设计、建立、加载（为用户服务）ü数据库应该反映现实世界中的某一方面（静态和动态特征）17Theory of Database三、数据库管理系统Ø DBMS：对DB中data进行存储和管理的软件系统。

ü位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件；ü是基础软件，是一个大型复杂的软件系统 ；Ø 分类ü小型：ACESS, FOXPRO, DBASE等ü大型：DB2, ORACLE, SQL SERVER, INFORMIX等18Theory of Database硬件平台基础软件平台软件基础构架平台应用软件平台软件产品协同软件 办公软件数据库系统数据库系统 操作系统操作系统中间件 应用服务器数据库在计算机系统中的位置19Theory of DatabaseDBMS的主要功能数据定义功能数据操纵功能数据组织、存储和管理提供数据操纵语言 (DML)，实现对数 据库的基本操作 (查询、插入、删除 和修改)分类组织、存储和管 理各种数据 确定组织数据的文件 结构和存取方式 实现数据之间的联系 提供多种存取方法提 高存取效率提供数据定义语言 (DDL)，定义数据 库中的数据对象事务管理和运行管理数据库的运行和维护其它功能保证数据的安全性 、完整性 多用户对数据的并 发使用 发生故障后的系统 恢复数据库初始数据装 载转换，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DBMS与其它软件 系统的通信，两个 DBMS系统的数据 转换，异构数据库 之间的互访和互操 作20Theory of Database四、数据库系统Ø数据库系统（Database System，简称DBS）在计算机系统中引入数据库后的系统构成。

Ø数据库系统的构成ü数据库ü数据库管理系统（及其开发工具）ü应用系统ü数据库管理员 21Theory of Database数据库应用系统应用开发工 具操作系 统数据库管理系 统数据库管理员用户用户用户数据库系统22Theory of Database1.1 数据库系统概述1.1.1 四个基本概念1.1.2 数据管理技术的产生和发展1.1.3 数据库系统的特点 23Theory of Database数据管理技术的产生和发展Ø什么是数据管理ü对数据进行分类、组织、编码、存储、检索和维护；ü数据处理的中心问题； Ø数据管理技术的发展动力ü应用需求的推动ü计算机硬件的发展ü计算机软件的发展24Theory of Database数据管理技术的产生和发展(续)数据管理技术的发展过程20世纪60年 代末 --现在20世纪50年 代末--60年代中20世纪40年 代中期--50年代中 期人工管理阶段文件系统阶段数据库系统阶段25Theory of Database一、人工管理阶段Ø时期ü20世纪40年代中--50年代中Ø产生的背景ü应用需求 科学计算ü硬件水平 无直接存取存储设备ü软件水平 没有操作系统ü处理方式 批处理26Theory of Database人工管理阶段(续)Ø特点ü数据的管理者：用户（程序员），数据不保存ü数据面向的对象：某一应用程序 ü数据的共享程度：无共享、冗余度极大ü数据的独立性：不独立，完全依赖于程序ü数据的结构化：无结构ü数据控制能力：应用程序自己控制27Theory of Database应用程序与数据的对应关系(人工管理阶段)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...…...…28Theory of Database二、文件系统阶段Ø时期ü20世纪50年代末--60年代中Ø产生的背景ü应用需求 科学计算、管理ü硬件水平 磁盘、磁鼓ü软件水平 有文件系统ü处理方式 联机实时处理、批处理29Theory of Database文件系统阶段(续)Ø 特点ü数据的管理者：文件系统，数据可长期保存ü数据面向的对象：某一应用程序 ü数据的共享程度：共享性差、冗余度大ü数据的结构化：记录内有结构,整体无结构ü数据的独立性：独立性差，数据的逻辑结构改变必须修改应用程序ü数据控制能力：应用程序自己控制30Theory of Database应用程序与数据的对应关系(文件系统阶段)应用程序１文件１应用程序２文件2应用程序ｎ文件n存取 方法...…...…31Theory of Database文件系统中数据的结构Ø 记录内有结构；Ø 数据的结构是靠程序定义和解释的；Ø 数据只能是定长的；ü可以间接实现数据变长要求，但访问相应数据的应用程序复杂了。

Ø 文件间是独立的，因此数据整体无结构；ü可以间接实现数据整体的有结构，但必须在应用程序中对描述数据间的联系Ø 数据的最小存取单位是记录； 32Theory of Database三、数据库系统阶段Ø时期ü20世纪60年代末以来Ø产生的背景ü应用背景 大规模管理ü硬件背景 大容量磁盘、磁盘阵列ü软件背景 有数据库管理系统ü处理方式 联机实时处理，分布处理，批处理33Theory of Database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…34Theory of Database1.1 数据库系统概述1.1.1 四个基本概念1.1.2 数据管理技术的产生和发展1.1.3 数据库系统的特点 35Theory of Database1.1.3 数据库系统的特点Ø数据结构化Ø数据的共享性高，冗余度低，易扩充Ø数据独立性高Ø数据由DBMS统一管理和控制36Theory of Database数据结构化Ø整体数据的结构化是数据库的主要特征之一 Ø整体结构化ü不再仅仅针对某一个应用，而是面向全组织ü不仅数据内部结构化，整体是结构化的，数据之间具有联系Ø数据库中实现的是数据的真正结构化ü数据的结构用数据模型描述，无需程序定义和解释ü数据可以变长ü数据的最小存取单位是数据项37Theory of Database数据的共享性高，冗余度低，易扩充Ø数据库系统从整体角度看待和描述数据，数据面向整个系统，可以被多个用户、多个应用共享使用。

Ø数据共享的好处ü减少数据冗余，节约存储空间ü避免数据之间的不相容性与不一致性 ü使系统易于扩充38Theory of Database数据独立性高Ø 物理独立性ü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Ø 逻辑独立性ü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Ø 数据独立性是由DBMS的二级映像功能来保证的39Theory of Database数据由DBMS统一管理和控制Ø DBMS提供的数据控制功能ü(1)数据的安全性（Security）保护保护数据，以防止不合法的使用造成的数据的泄密和破坏ü(2)数据的完整性（Integrity）检查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。