數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論

數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論第1頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月教材及參考書教材：《數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)及應用》，魏祖寬，電子工業(yè)出版社，2008參考書：《DatabaseSystemConcepts》,Thefourthedition,Abrahamsiberschatz,Henryf.Korthetc,

第2頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月成績結構平時作業(yè)（5%）上機實驗（25%）隨堂測驗（10%）期末考試（60%）

第3頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月內容安排基礎篇

第一章：數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論第二章：關系數(shù)據(jù)模型第八章：數(shù)據(jù)庫設計理論系統(tǒng)篇應用篇第4頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月基礎篇

第四章：數(shù)據(jù)庫完整性第五章：數(shù)據(jù)庫安全第六章：數(shù)據(jù)庫恢復技術第七章：并發(fā)控制系統(tǒng)篇應用篇內容安排第5頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月基礎篇

第三章：結構化查詢語言SQL基礎第九章：數(shù)據(jù)庫應用設計方法第十章：數(shù)據(jù)庫開發(fā)技術系統(tǒng)篇應用篇內容安排第6頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月DataBase@UESTC電子科技大學·

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數(shù)據(jù)庫·第1章數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論1.1數(shù)據(jù)庫的基本概念和相關術語1.2數(shù)據(jù)庫技術的產(chǎn)生和發(fā)展1.3數(shù)據(jù)庫的體系結構與組成第7頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月DataBase@UESTC電子科技大學·

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數(shù)據(jù)庫·學習目標了解數(shù)據(jù)存儲技術的發(fā)展過程；掌握數(shù)據(jù)庫的基本概念和相關術語；了解數(shù)據(jù)庫技術的產(chǎn)生與發(fā)展；掌握數(shù)據(jù)庫管理技術發(fā)展的三個階段；了解數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的一般構成；理解數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)模式結構第1章數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論

第8頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月DataBase@UESTC電子科技大學·

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數(shù)據(jù)庫·概述 數(shù)據(jù)庫是數(shù)據(jù)管理的最新技術，是計算機學科的重要分支。十余年來，數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)已從專業(yè)的應用程序包發(fā)展成為通用的系統(tǒng)軟件。由于數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)結構化、最低冗余度、較高的程序與數(shù)據(jù)獨立性等優(yōu)點，較大的信息管理系統(tǒng)都是以數(shù)據(jù)庫作為基礎的。第1章數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論

第9頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月DataBase@UESTC電子科技大學·

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數(shù)據(jù)庫·概述第1章數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論

數(shù)據(jù)管理技術的發(fā)展經(jīng)歷了3個階段：人工管理階段；文件系統(tǒng)階段；數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段。第10頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月DataBase@UESTC電子科技大學·

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數(shù)據(jù)庫·概述數(shù)據(jù)庫作為數(shù)據(jù)管理技術發(fā)展的最新階段其體系結構由3級模式構成：模式外模式內模式第1章數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論

第11頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月DataBase@UESTC電子科技大學·

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數(shù)據(jù)庫·1.1數(shù)據(jù)庫的基本概念和相關術語1.1.1數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)管理與數(shù)據(jù)處理

1.1.2數(shù)據(jù)庫基本概念

1.1.3關系列表和關系數(shù)據(jù)庫第1章數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論

第12頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月DataBase@UESTC電子科技大學·

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數(shù)據(jù)庫·1.1.1數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)管理與數(shù)據(jù)處理

第1章數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論

數(shù)據(jù)（Data）數(shù)據(jù)是一種符號序列，它的內容是事物特性的反映。數(shù)據(jù)是對現(xiàn)實世界的事物采用計算機能夠識別、存儲和處理的方式進行的描述，或者說是計算機化的信息。數(shù)據(jù)的概念在數(shù)據(jù)處理領域中得到不斷的發(fā)展，目前數(shù)據(jù)不僅包括數(shù)字、字母、文字和其他特殊字符，而且還包括圖形、圖像、聲音等多媒體數(shù)據(jù)。第13頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月DataBase@UESTC電子科技大學·

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數(shù)據(jù)庫·1.1.1數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)管理與數(shù)據(jù)處理

第1章數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論

數(shù)據(jù)（Data）在計算機中，為了存儲和處理現(xiàn)實世界中的事物，就要抽出對這些事物感興趣的特征組成一個紀錄來描述。例如：

（余穎，女，20，四川，銷售部，2008，3000）第14頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月DataBase@UESTC電子科技大學·

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第1章數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論

這里的員工紀錄就是數(shù)據(jù)。對于上面這條員工紀錄，了解其含義的人會得到如下信息：余穎是公司職員，女，20歲，四川人，2008年進入公司，月薪3000元；而不了解其語意的人則無法理解其含義。1.1.1數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)管理與數(shù)據(jù)處理第15頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月DataBase@UESTC電子科技大學·

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數(shù)據(jù)庫·1.1.1數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)管理與數(shù)據(jù)處理

第1章數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論

數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理是指將數(shù)據(jù)轉換成信息的過程。廣義地講，它包括對數(shù)據(jù)的收集、存儲、加工、分類、檢索、傳播等一系列活動。基本目的是從大量、已知數(shù)據(jù)出發(fā)、根據(jù)事物之間的固有聯(lián)系和規(guī)律，通過分析歸納、演繹推導等手段，提出對人們有價值、有意義的信息，作為決策的依據(jù)。第16頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月數(shù)據(jù)庫(Database)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(DBMS)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)(DBS)實體與表1.1.2數(shù)據(jù)庫基本概念第1章數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論

第17頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月DataBase@UESTC電子科技大學·

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第1章數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論

數(shù)據(jù)庫（Database）數(shù)據(jù)庫是指長期存儲在計算機內的、有組織的、可共享的數(shù)據(jù)集合。數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)按照一定的數(shù)據(jù)模型組織、描述和存儲，具有較小的冗余度、較高的數(shù)據(jù)獨立性和易擴展性，并為各種用戶共享。1.1.2數(shù)據(jù)庫基本概念第18頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月DataBase@UESTC電子科技大學·

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第1章數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論

數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DBMS）作為數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的核心軟件，主要目標是使數(shù)據(jù)成為方便各種用戶使用的資源，并提高數(shù)據(jù)的安全性、完整性和可用性。

DBMS一般具有下面幾個方面的功能：（1）數(shù)據(jù)庫定義功能提供數(shù)據(jù)定義語言（DDL，DataDefinitionLanguage）對各級數(shù)據(jù)模式進行精確定義。1.1.2數(shù)據(jù)庫基本概念第19頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月DataBase@UESTC電子科技大學·

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第1章數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論

（2）數(shù)據(jù)操縱功能數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)操縱語言（DML，DataManipulationLanguage），可以對數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進行追加、插入、修改、刪除、檢索等操作。不同的DBMS語言的語法格式不相同以其實現(xiàn)方式可分為自主型語言和宿主語言1.1.2數(shù)據(jù)庫基本概念第20頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月DataBase@UESTC電子科技大學·

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第1章數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論

（3）數(shù)據(jù)庫運行控制功能 DBMS必須提供以下數(shù)據(jù)控制功能：并發(fā)控制功能數(shù)據(jù)的安全性控制數(shù)據(jù)的完整性控制

數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的一個重要組成部分。1.1.2數(shù)據(jù)庫基本概念第21頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月DataBase@UESTC電子科技大學·

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第1章數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論

數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)通常由5部分組成：硬件系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫集合、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)及相關軟件、數(shù)據(jù)庫管理員（DBA）和用戶。1.1.2數(shù)據(jù)庫基本概念第22頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月DataBase@UESTC電子科技大學·

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數(shù)據(jù)庫·1.1.2數(shù)據(jù)庫基本概念

第1章數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論

數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)一個數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)應該具有如下特征：允許用戶用一種叫做數(shù)據(jù)定義語言(DDL)的專用語言建立新的數(shù)據(jù)庫和指定它們的模式用戶能夠用適當?shù)恼Z言(DML)查詢數(shù)據(jù)和更新數(shù)據(jù)支持存儲大量的數(shù)據(jù)，經(jīng)過很長一段時間以后，仍保證其安全，同時允許對數(shù)據(jù)庫合法的查詢和更新控制多用戶的同時訪問，使得一個用戶的訪問不影響其他用戶，保證同時訪問不會損害數(shù)據(jù)第23頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月DataBase@UESTC電子科技大學·

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第1章數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論

實體與表在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，一個實體就是一個人、一個地方、一個事件或一個我們將要為其收集數(shù)據(jù)的物體。即：客觀存在的對象。 例如，在學校中，實體可能是學生、教師員工、課程等。1.1.2數(shù)據(jù)庫基本概念第24頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月 學生可以組成一個實體集，一個實體集就是實體的一個特定集合，每個實體都有某些稱為屬性的特征。 例如：學生實體可能包含以下屬性：學生學號、姓名、性別、入學時間、專業(yè)方向等。每個屬性必須恰當?shù)孛?，以便讓用戶能夠知道它的內容，如學生實體，屬性姓名可以存儲為STU_NAME，性別可以存儲為STU_SEX。1.1.2數(shù)據(jù)庫基本概念第1章數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論

第25頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月DataBase@UESTC電子科技大學·

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數(shù)據(jù)庫·第1章數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論

表是二維結構，它包括行和列。一個表包括一組相關的實體——實體集。因此，術語實體集和表經(jīng)?；Q使用。表1-1列出了一個表的特征。表1-1一個表的特征1表是二維結構，它包括行和列2每個表行描述實體集中的一個實體3每個表列描述一個屬性，每一列有一個明確的名字4每行/列的交叉描述一個數(shù)據(jù)值5每個表必須有一個屬性或者一個屬性復合體來唯一標識每一行6一列中的所有值必須是同一數(shù)據(jù)格式7每列有一個明確的數(shù)值范圍8行和列的排列順序對DBMS并不重要第26頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月1.1.2數(shù)據(jù)庫基本概念第1章數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論

第27頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月DataBase@UESTC電子科技大學·

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數(shù)據(jù)庫·1.1.3關系列表和關系數(shù)據(jù)庫第1章數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論

關系列表關系數(shù)據(jù)庫使用表來組織數(shù)據(jù)元素，每一個表對應于一個應用實體，而每行則代表實體的一個事例。如醫(yī)院管理系統(tǒng)中醫(yī)生實體對應數(shù)據(jù)庫中的表Doctor，該表中的每一行則代表不同的醫(yī)生。表1-2醫(yī)生數(shù)據(jù)表的屬性構成

醫(yī)生編號醫(yī)生姓名醫(yī)生性別醫(yī)生年齡所屬部門技術等級工資第28頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月DataBase@UESTC電子科技大學·

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數(shù)據(jù)庫·診斷編號患者編號醫(yī)生編號癥狀描述診斷描述就診時間第1章數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論

聯(lián)系通過將來自于一個表的行標識符（醫(yī)生編號）出現(xiàn)在一個表示診斷的行中，從而建立了該診斷與這個醫(yī)生之間的聯(lián)系。診斷數(shù)據(jù)表的屬性構成見表1-3。

表1-3診斷數(shù)據(jù)表的屬性構成這種表之間通過屬性進行聯(lián)系，構成了關系列表，是關系數(shù)據(jù)庫的一個基礎。1.1.3關系列表和關系數(shù)據(jù)庫第29頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月DataBase@UESTC電子科技大學·

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第1章數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論

關系數(shù)據(jù)庫

1970年，IBM研究室的TedCodd發(fā)表了一篇具有很大影響的關于關系數(shù)據(jù)庫模型的論文，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)發(fā)生了顯著的變化。Codd提出數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)應為用戶提供這樣一種觀點，即數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是用一種稱為“關系”的表來組織數(shù)據(jù)的。而在背后，可能有一個很復雜的數(shù)據(jù)結構，以保證對各種查詢的快速響應。但與以前的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的用戶不同，關系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的用戶并不關心數(shù)據(jù)的存儲結構，而是使查詢能用很高級的語言來實現(xiàn)，從而大大提高了數(shù)據(jù)庫開發(fā)人員的效率。1.1.3關系列表和關系數(shù)據(jù)庫第30頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月DataBase@UESTC電子科技大學·

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第1章數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論

下面我們先對關系做一下簡單介紹，增進讀者對關系模型的了解，同時，我們給出一個SQL的例子，以便讀者了解關系模型如何支持高級語言的查詢。

【例1-1】關系就是表。表的各列以屬性開始，屬性是列的入口。表1-4是一個名為Doctor（醫(yī)生）的關系，記錄的是醫(yī)生的信息。

表1-4醫(yī)生數(shù)據(jù)表醫(yī)生編號醫(yī)生姓名醫(yī)生性別醫(yī)生年齡所屬部門技術等級工資001李紅女30101主任醫(yī)師3000002張?zhí)m女35104主治醫(yī)師1800第31頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月DataBase@UESTC電子科技大學·

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第1章數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論

假設我們希望查詢李紅的工資，SQL的查詢語句如下：

SELECT工資

FROMDoctorWHERE醫(yī)生姓名=‘李紅’；1.1.3關系列表和關系數(shù)據(jù)庫第32頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月DataBase@UESTC電子科技大學·

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1.2數(shù)據(jù)庫技術的產(chǎn)生與發(fā)展1.2.1數(shù)據(jù)管理的發(fā)展

1.2.2數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)管理技術

1.2.3數(shù)據(jù)管理技術的3個發(fā)展階段第1章數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論

第33頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月DataBase@UESTC電子科技大學·

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1.2.1數(shù)據(jù)管理的發(fā)展

第1章數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論

數(shù)據(jù)管理技術經(jīng)歷了3個階段人工管理文件系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)第34頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月DataBase@UESTC電子科技大學·

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第1章數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論

表1-5數(shù)據(jù)管理的發(fā)展階段第35頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月DataBase@UESTC電子科技大學·

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1.2.1數(shù)據(jù)管理的發(fā)展

第1章數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論

20世紀60年代，由于計算機的主要應用領域從科學計算轉移到數(shù)據(jù)事務處理，促使數(shù)據(jù)管理應運而生，使數(shù)據(jù)管理技術出現(xiàn)一次飛躍。E.F.科德提出關系數(shù)據(jù)庫模型，在數(shù)據(jù)管理和理論方面產(chǎn)生了深遠的影響。經(jīng)過大批數(shù)據(jù)庫專家十余年的不懈努力，數(shù)據(jù)庫領域在理論和時間上取得令人矚目的成就，它標志著數(shù)據(jù)管理的逐漸成熟，使數(shù)據(jù)管理技術出現(xiàn)了又一次飛躍。第36頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月DataBase@UESTC電子科技大學·

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數(shù)據(jù)庫·數(shù)據(jù)管理技術面臨挑戰(zhàn)信息爆炸可能產(chǎn)生大量垃圾數(shù)據(jù)類型的多樣化和一體化要求當前的數(shù)據(jù)管理還不能處理不確定或不精確的模糊信息數(shù)據(jù)庫安全對數(shù)據(jù)庫理解和知識獲取的要求第1章數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論

第37頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月DataBase@UESTC電子科技大學·

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數(shù)據(jù)庫·

數(shù)據(jù)管理的研究方向

分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)面向對象的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)多媒體數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫中的知識發(fā)現(xiàn)專用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)·第1章數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論

第38頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月DataBase@UESTC電子科技大學·

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數(shù)據(jù)庫·數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結構的發(fā)展·第1章數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論

主機式系統(tǒng)文件共享式系統(tǒng)C/S結構系統(tǒng)分布式處理第39頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月DataBase@UESTC電子科技大學·

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數(shù)據(jù)庫的并行處理技術

多線程并行技術數(shù)據(jù)庫中的多線程虛擬服務器結構（VSA）·第1章數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論

第40頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月DataBase@UESTC電子科技大學·

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數(shù)據(jù)庫·

1.2.2數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)管理技術

第1章數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論

數(shù)據(jù)管理技術經(jīng)歷了3個階段人工管理文件系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)

第41頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月DataBase@UESTC電子科技大學·

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人工管理

第1章數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論

這一階段（20世紀50年代中期以前），計算機主要用于科學計算。外部存儲器只有磁帶、卡片和紙帶等還沒有磁盤等直接存取存儲設備。軟件只有匯編語言，尚無數(shù)據(jù)管理方面的軟件，數(shù)據(jù)處理方式基本是批處理。第42頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月DataBase@UESTC電子科技大學·

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數(shù)據(jù)庫·

第1章數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論

這個階段有如下幾個特點：①計算機系統(tǒng)不提供對用戶數(shù)據(jù)的管理功能。②數(shù)據(jù)不能共享。③不單獨保存數(shù)據(jù)。在人工管理階段，程序與數(shù)據(jù)之間的——對應關系如圖1-1所示。圖1-1人工管理階段應用程序與數(shù)據(jù)之間的對應關系

人工管理

第43頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月DataBase@UESTC電子科技大學·

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數(shù)據(jù)庫·

文件系統(tǒng)

第1章數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論

在這一階段（20世紀50年代后期至60年代中期）計算機不僅用于科學計算，還利用在信息管理方面。隨著數(shù)據(jù)量的增加，數(shù)據(jù)的存儲、檢索和維護問題成為緊迫的需要，數(shù)據(jù)結構和數(shù)據(jù)管理技術迅速發(fā)展起來。此時，外部存儲器已有磁盤、磁鼓等直接存取的存儲設備。軟件領域出現(xiàn)了操作系統(tǒng)和高級軟件。操作系統(tǒng)中的文件系統(tǒng)是專門管理外存的數(shù)據(jù)管理軟件，文件是操作系統(tǒng)管理的重要資源之一。數(shù)據(jù)處理方式有批處理，也有聯(lián)機實時處理。第44頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月DataBase@UESTC電子科技大學·

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數(shù)據(jù)庫·

文件系統(tǒng)

第1章數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論

這個階段有如下幾個特點:①數(shù)據(jù)以“文件”形式可長期保存在外部存儲器的磁盤上。由于計算機的應用轉向信息管理，因此對文件要進行大量的查詢、修改和插入等操作。②數(shù)據(jù)的邏輯結構與物理結構有了區(qū)別，但比較簡單。程序與數(shù)據(jù)之間具有“設備獨立性”，即程序只需用文件名就可與數(shù)據(jù)打交道，不必關心數(shù)據(jù)的物理位置。第45頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月DataBase@UESTC電子科技大學·

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文件系統(tǒng)

第1章數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論

隨著數(shù)據(jù)管理規(guī)模的擴大，數(shù)據(jù)量急劇增加，文件系統(tǒng)顯露出一些缺陷如下:

①數(shù)據(jù)冗余。由于文件之間缺乏聯(lián)系，造成每個應用程序都有對應的文件，有可能同樣的數(shù)據(jù)在多個文件中重復存儲。②不一致性。這往往是由數(shù)據(jù)冗余造成的，在進行更新操作時，稍不謹慎，就可能使同樣的數(shù)據(jù)在不同的文件中不一樣。③數(shù)據(jù)聯(lián)系弱。這是由于文件之間相互獨立，缺乏聯(lián)系造成的。第46頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月DataBase@UESTC電子科技大學·

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文件系統(tǒng)

第1章數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論

在文件系統(tǒng)階段，程序與數(shù)據(jù)之間的對應關系如圖1-2所示。圖1-2文件系統(tǒng)階段應用程序與數(shù)據(jù)之間的對應關系第47頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月DataBase@UESTC電子科技大學·

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數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)

第1章數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論

這一階段（20世紀60年代后期），數(shù)據(jù)管理技術進入數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)克服了文件系統(tǒng)的缺陷，提供了對數(shù)據(jù)更高級、更有效的管理。這個階段的程序和數(shù)據(jù)的聯(lián)系通過數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)來實現(xiàn)（DBMS），如圖1-3所示。圖1-3數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段應用程序與數(shù)據(jù)之間的對應關系第48頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月DataBase@UESTC電子科技大學·

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數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)

第1章數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論

數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段的數(shù)據(jù)管理具有以下特點：（1）采用數(shù)據(jù)模型表示復雜的數(shù)據(jù)結構。（2）有較高的數(shù)據(jù)獨立性。（3）數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)為用戶提供了方便的用戶接口。（4）數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)提供了數(shù)據(jù)控制功能。

第49頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月DataBase@UESTC電子科技大學·

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數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)

第1章數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論

數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的目標是解決數(shù)據(jù)冗余問題，實現(xiàn)數(shù)據(jù)獨立性，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享并解決由于數(shù)據(jù)共享而帶來的數(shù)據(jù)完整性、安全性及并發(fā)控制等一系列問題。為實現(xiàn)這一目標，數(shù)據(jù)庫的運行必須有一個軟件系統(tǒng)來控制，這個系統(tǒng)軟件稱為數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DBMS）。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)將程序員進一步解脫出來，就像當初操作系統(tǒng)將程序員從直接控制物理讀寫中解脫出來一樣。程序員此時不需要再考慮數(shù)據(jù)中的數(shù)據(jù)是不是因為改動而造成不一致，也不用擔心由于應用功能的擴充，而導致程序重寫，數(shù)據(jù)結構重新變動。

第50頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月DataBase@UESTC電子科技大學·

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數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)

第1章數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論

在這一階段，數(shù)據(jù)管理具有下面的特點:（1）數(shù)據(jù)結構不是面向單一的應用，而是面向全組織。（2）數(shù)據(jù)冗余小，易擴充。（3）數(shù)據(jù)獨立于程序。（4）統(tǒng)一的數(shù)據(jù)管理功能，包括數(shù)據(jù)的安全性控制、數(shù)據(jù)的完整性控制及并發(fā)控制。

第51頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月DataBase@UESTC電子科技大學·

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數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)

第1章數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論

數(shù)據(jù)庫是多用戶共享的數(shù)據(jù)資源。對數(shù)據(jù)庫的使用經(jīng)常是并發(fā)的。為保證數(shù)據(jù)的安全可靠和正確有效，數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)必須提供一定的功能來保證?！駭?shù)據(jù)庫的安全性是指防治非法用戶的非法使用數(shù)據(jù)庫而提供的保護。

●數(shù)據(jù)的完整性是指數(shù)據(jù)的正確性和兼容性。例如，在醫(yī)院管理系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)必須保證輸入的收費值大于0，否則系統(tǒng)發(fā)出警告。

●數(shù)據(jù)的并發(fā)控制是多用戶共享數(shù)據(jù)庫必須解決的問題。要說明并發(fā)操作對數(shù)據(jù)的影響，必須首先明確，數(shù)據(jù)庫是保存在外存中的數(shù)據(jù)資源，而用戶對數(shù)據(jù)庫的操作是先讀入內存操作，修改數(shù)據(jù)時，是在內存在修改讀入的數(shù)據(jù)復本，然后再將這個復本寫回到處存的數(shù)據(jù)庫中，實現(xiàn)物理的改變。

第52頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月DataBase@UESTC電子科技大學·

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數(shù)據(jù)庫·1.3數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的體系結構與組成1.3.1數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的一般構成1.3.2數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的模式構成

第1章數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論

第53頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月DataBase@UESTC電子科技大學·

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數(shù)據(jù)庫·

1.3.1數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的一般構成

硬件系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫集合數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)及相關軟件數(shù)據(jù)庫管理員用戶第1章數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論

第54頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月用戶用戶用戶應用軟件應用開發(fā)工具數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫管理員數(shù)據(jù)庫

1.3.1數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的一般構成

第1章數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論

第55頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月DataBase@UESTC電子科技大學·

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數(shù)據(jù)庫·硬件系統(tǒng)

運行數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的計算機需要有足夠大的內存、足夠大容量的磁盤等聯(lián)機直接存取設備和較高的通道能力，以及支持對外存的頻繁訪問，還需要足夠數(shù)量的脫機存儲介質，如軟盤、光盤、磁帶等存放數(shù)據(jù)庫的備份。第1章數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論

第56頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月DataBase@UESTC電子科技大學·

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數(shù)據(jù)庫·數(shù)據(jù)庫集合系統(tǒng)包括若干個設計合理、滿足應用需要的數(shù)據(jù)庫。第1章數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論

第57頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月DataBase@UESTC電子科技大學·

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系統(tǒng)軟件

數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DBMS）是為數(shù)據(jù)庫建立、使用和維護而配置的軟件，是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的核心組成部分。為滿足自描述的需求，DBMS還要存儲元數(shù)據(jù)，也就是關于數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)。因為DBMS是一種通用軟件，用于支持一個廣泛的數(shù)據(jù)庫應用程序，因此它需要對通用的存儲結構（如表）的副本進行定制以反映應用程序的具體需求。此外支持數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)運行的操作系統(tǒng)、系統(tǒng)開發(fā)軟件都是系統(tǒng)軟件的組成。第1章數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論

第58頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月DataBase@UESTC電子科技大學·

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數(shù)據(jù)庫·

數(shù)據(jù)庫管理員

數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)一般需要專人來對數(shù)據(jù)庫進行管理，這個人稱為數(shù)據(jù)庫管理員DBA。 數(shù)據(jù)庫管理員的職責包括： 定義并存儲數(shù)據(jù)庫的內容決定數(shù)據(jù)庫中的信息內容和結構決定數(shù)據(jù)庫的存儲結構和存取策略定義數(shù)據(jù)的安全性要求和完整性約束條件第1章數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論

第59頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月監(jiān)督和控制數(shù)據(jù)庫的使用 周期性轉儲數(shù)據(jù)庫 故障恢復 監(jiān)視審計文件負責數(shù)據(jù)庫的日常維護 性能監(jiān)控和調優(yōu)必要時重組或改進數(shù)據(jù)庫 數(shù)據(jù)重組

數(shù)據(jù)庫管理員

第1章數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論

第60頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月DataBase@UESTC電子科技大學·

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數(shù)據(jù)庫·

用戶

數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)必然涉及不同的用戶。數(shù)據(jù)庫的用戶分為兩類： 一類是最終用戶，主要對數(shù)據(jù)庫進行聯(lián)機查詢或通過數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)提供的界面來使用數(shù)據(jù)庫，這些界面包括菜單、表格、圖形和報表； 另一類是專業(yè)用戶，即應用程序員，他們負責設計應用系統(tǒng)的程序模塊，對數(shù)據(jù)庫進行操作。第1章數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論

第61頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月DataBase@UESTC電子科技大學·

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數(shù)據(jù)庫·

1.3.2數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的模式構成

第1章數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論

描述數(shù)據(jù)的3個不同層次外部層概念層內部層第62頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月DataBase@UESTC電子科技大學·

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數(shù)據(jù)庫·模式的組成3層模式體系結構：內模式（InternalShcema）概念模式（ConceptualSchema）外模式（ExternalSchema）第1章數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論

第63頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月DataBase@UESTC電子科技大學·

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數(shù)據(jù)庫·模式的組成如圖1-4所示，3層模式體系結構的目的是將用戶與物理數(shù)據(jù)庫分離開來。在這個體系結構中，可以將模式在如下3個層次。

圖1-43層模式體系結構第1章數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論

第64頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月DataBase@UESTC電子科技大學·

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數(shù)據(jù)庫·內模式內部層有一個內模式（InternalShcema），它描述的是數(shù)據(jù)庫的物理存儲結構。內模式使用一個物理數(shù)據(jù)模型，全面描述了數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)存儲的全部細節(jié)和存取路徑。它與操作系統(tǒng)接口，以便將數(shù)據(jù)存放到存儲設備上，建立索引、檢索數(shù)據(jù)等。

第1章數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論

第65頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月DataBase@UESTC電子科技大學·

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數(shù)據(jù)庫·概念模式概念層有一個概念模式（ConceptualSchema），它為用戶群體描述了整個數(shù)據(jù)庫的結構。概念模式隱藏了物理存儲結構的細節(jié)，并重點描述實體、數(shù)據(jù)類型、關系、用戶操作和約束。通常，實現(xiàn)了一個數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)之后，會使用一個表示數(shù)據(jù)模型來描述概念模式。這種概念模式通常以高級數(shù)據(jù)模型中的一個概念模式設計為基礎。

第1章數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論

第66頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月DataBase@UESTC電子科技大學·

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數(shù)據(jù)庫·外模式

每個外模式描述的是一個特定用戶組所感興趣的那部份數(shù)據(jù)庫，而對該用戶組隱藏了數(shù)據(jù)庫的其他部份。各個外模式通常都用一個表示數(shù)據(jù)模型實現(xiàn)，并且可能以高級數(shù)據(jù)模型的一個外模式設計為基礎。對于同一個數(shù)據(jù)，不同的視圖可能會有不同的表達方式。例如，一些用戶可能是以日、月、年的形式查看日期，而另外一些用戶可能是以年、月、日的形式查看日期。一些視圖可能包含導出的或者通過計算得到的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)實際上是沒有存儲到數(shù)據(jù)庫中，而是當需要的時候才產(chǎn)生。

第1章數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論

第67頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月DataBase@UESTC電子科技大學·

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