《數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)概論》PPT課件

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1、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)概論 An Introduction to Database System,24學(xué)時(shí) 2005年春季,課程性質(zhì)與設(shè)置目的,性質(zhì) 計(jì)算機(jī)與信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)的一門(mén)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課 數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)是計(jì)算機(jī)軟件學(xué)科的重要分支 應(yīng)用領(lǐng)域廣大 目的 掌握基本原理和方法 掌握數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)方法 能應(yīng)用現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫(kù)管理軟件和軟件開(kāi)發(fā)工具,課程教材及參考書(shū),教材 薩師煊，王珊：數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)概論(第三版) ，高等教育出版社，2000 自學(xué)參考書(shū) 英文教材：First Course in Database Systems（英文講授ppt） SQL Server 2000相關(guān)書(shū)籍 Powerbuilder、

2、Powerdesigner、Delphi等數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)相關(guān)書(shū)籍,課程學(xué)習(xí)方法,理論學(xué)習(xí) 掌握基本概念，多看例題，多做習(xí)題 理論指導(dǎo)實(shí)踐，實(shí)踐提高認(rèn)識(shí) 重視數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì) 實(shí)踐學(xué)習(xí) 勤思考，多動(dòng)手 重視上機(jī)實(shí)習(xí)環(huán)境 堅(jiān)持自學(xué),相關(guān)課程資源,網(wǎng)絡(luò)課程 教案、參考電子教材 學(xué)習(xí)資源匯總 習(xí)題集和自測(cè) 在線答疑、BBS 教師主頁(yè) 掛牌教學(xué) 課程信息發(fā)布,從計(jì)算機(jī)學(xué)院主頁(yè)進(jìn)入,課程考試,必要條件 平時(shí)作業(yè)完成率100 出勤率達(dá)到學(xué)校要求 教考分離、統(tǒng)一命題 總成績(jī)100平時(shí)成績(jī)閉卷考試實(shí)驗(yàn)成績(jī),第一章 緒論,學(xué)習(xí)要點(diǎn) 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)有關(guān)的基本概念 數(shù)據(jù)庫(kù)的發(fā)展歷史 數(shù)據(jù)模型(Data Models) 數(shù)據(jù)庫(kù)系

3、統(tǒng)的三級(jí)模式及二級(jí)映象 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng),1.1 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)概論,數(shù)據(jù)庫(kù)的地位 數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)產(chǎn)生于六十年代末，是數(shù)據(jù)管理的最新技術(shù)，是計(jì)算機(jī)科學(xué)的重要分支 數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)是信息系統(tǒng)的核心和基礎(chǔ)，它的出現(xiàn)極大促進(jìn)了計(jì)算機(jī)應(yīng)用向各行各業(yè)的滲透 數(shù)據(jù)庫(kù)的建設(shè)規(guī)模、數(shù)據(jù)庫(kù)信息量的大小和使用頻度已成為衡量一個(gè)國(guó)家信息化程度的重要標(biāo)志,四個(gè)基本概念,數(shù)據(jù) Data 數(shù)據(jù)庫(kù) Database 數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng) DBMS 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng) DBS,概念1：數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)(Data)是數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)的基本對(duì)象 數(shù)據(jù)的定義 描述事物的符號(hào)記錄 數(shù)據(jù)的種類(lèi) 文字、圖形、圖像、聲音、學(xué)生檔案記錄等 數(shù)據(jù)的特點(diǎn) 語(yǔ)義：數(shù)據(jù)具有一定的含義 數(shù)據(jù)與

4、其語(yǔ)義是不可分的 數(shù)據(jù)處理：收集、存儲(chǔ)、加工和傳播,數(shù)據(jù)舉例,學(xué)生檔案中的學(xué)生記錄 （李明，男，1972，江蘇，計(jì)算機(jī)系，1990） 數(shù)據(jù)的解釋 語(yǔ)義：學(xué)生姓名、性別、出生年月、籍貫、所在系別、入學(xué)時(shí)間 解釋?zhuān)豪蠲魇莻€(gè)大學(xué)生，1972年出生，江蘇人，1990年考入計(jì)算機(jī)系,請(qǐng)給出另一個(gè)解釋和語(yǔ)義,數(shù)據(jù)的形式不能完全表達(dá)其內(nèi)容,概念2：數(shù)據(jù)庫(kù),人們收集并抽取出一個(gè)應(yīng)用所需要的大量數(shù)據(jù)之后，應(yīng)將其保存起來(lái)以供進(jìn)一步加工處理，進(jìn)一步抽取有用信息,,數(shù)據(jù)庫(kù)定義和特征,數(shù)據(jù)庫(kù)的定義 數(shù)據(jù)庫(kù)(Database,簡(jiǎn)稱(chēng)DB)是長(zhǎng)期儲(chǔ)存在計(jì)算機(jī)內(nèi)、有組織的、可共享的大量數(shù)據(jù)集合 數(shù)據(jù)庫(kù)的特征 數(shù)據(jù)按一定的數(shù)據(jù)模

5、型組織、描述和儲(chǔ)存 可為各種用戶共享 冗余度較小 數(shù)據(jù)獨(dú)立性較高 易擴(kuò)展,概念3：數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng),DBMS定義（Database Management System） 位于用戶與操作系統(tǒng)之間的一層數(shù)據(jù)管理軟件 DBMS的用途 科學(xué)地組織和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)、高效地獲取和維護(hù)數(shù)據(jù),計(jì)算機(jī)軟件的種類(lèi)？,補(bǔ)充：計(jì)算機(jī)軟件分類(lèi),計(jì)算機(jī)軟件著作權(quán)登記中使用的軟件分類(lèi)編碼 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算機(jī)軟件分類(lèi)與代碼 系統(tǒng)軟件 支持軟件 應(yīng)用軟件,計(jì)算機(jī)軟件 分類(lèi)代碼,軟件適用的國(guó)民經(jīng)濟(jì)行業(yè)代碼,10000 系統(tǒng)軟件, 操作系統(tǒng) 包括實(shí)時(shí)、分時(shí)、分布式、智能等操作系統(tǒng) 系統(tǒng)實(shí)用程序 系統(tǒng)擴(kuò)充程序 包括操作系統(tǒng)的擴(kuò)充、漢化 網(wǎng)絡(luò)系

6、統(tǒng)軟件 其他系統(tǒng)軟件,30000 支持軟件, 軟件開(kāi)發(fā)工具 軟件評(píng)測(cè)工具 界面工具 轉(zhuǎn)換工具 軟件管理工具 語(yǔ)言處理程序 數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng) 網(wǎng)絡(luò)支持軟件 其它支持軟件,60000 應(yīng)用軟件, 科學(xué)和工程計(jì)算軟件 文字處理軟件 數(shù)據(jù)處理軟件 圖形軟件 圖象處理軟件 應(yīng)用數(shù)據(jù)庫(kù)軟件 事務(wù)管理軟件 輔助類(lèi)軟件, 控制類(lèi)軟件 智能軟件 仿真軟件 網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用軟件 安全與保密軟件 社會(huì)公益服務(wù)軟件 游戲軟件 其它應(yīng)用軟件,數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)功能,數(shù)據(jù)定義：提供DDL 數(shù)據(jù)操縱：用DML實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的查詢(xún)，插入，修改及刪除等 數(shù)據(jù)庫(kù)的運(yùn)行管理：統(tǒng)一管理及控制，以保證數(shù)據(jù)的安全性，完整性，共享性及可恢復(fù)性 數(shù)據(jù)庫(kù)的建立

7、和維護(hù)：數(shù)據(jù)的輸入，轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)儲(chǔ)，恢復(fù)，監(jiān)控，分析等,用戶是用DML還是DDL完成下列任務(wù)？ a.改變客戶地址 b.定義目錄表 c.輸入一個(gè)新員工的信息,概念4：數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng),定義 指在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中引入數(shù)據(jù)庫(kù)后的系統(tǒng) 組成 數(shù)據(jù)庫(kù)，數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)(DBMS)，應(yīng)用系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫(kù)管理員(DBA)和用戶 層次：,Powerbuilder, Delphi, VB, Oracle,DB2,Sybase,mysql SQL server，Win2k, Linux, Unix 。。。？,P5 圖1.1, 1.2,數(shù)據(jù)管理技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展,什么是數(shù)據(jù)管理 對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分類(lèi)、組織、編碼、存儲(chǔ)、檢索和維護(hù) 是數(shù)據(jù)處理的

8、中心問(wèn)題 數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展過(guò)程 人工管理階段(40年代中--50年代中) 文件系統(tǒng)階段(50年代末--60年代中) 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)階段(60年代末--現(xiàn)在) 數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展動(dòng)力 應(yīng)用需求的推動(dòng) 計(jì)算機(jī)硬件的發(fā)展 計(jì)算機(jī)軟件的發(fā)展 理論發(fā)展,P6表1.1三個(gè)階段比較,階段1：人工管理階段,時(shí)間：20世紀(jì)50年代中期以前 背景 應(yīng)用需求：科學(xué)計(jì)算 硬件水平：外存只有卡片紙帶磁帶，無(wú)直接存取存儲(chǔ)設(shè)備 軟件水平：匯編語(yǔ)言，沒(méi)有操作系統(tǒng) 處理方式：批處理,P7 圖1.3,人工管理階段特點(diǎn),數(shù)據(jù)的管理者：應(yīng)用程序，數(shù)據(jù)不保存 數(shù)據(jù)面向的對(duì)象：某一應(yīng)用程序 數(shù)據(jù)的共享程度：無(wú)共享、冗余度極大 數(shù)據(jù)的獨(dú)立性

9、：不獨(dú)立，完全依賴(lài)于程序 數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化：無(wú)結(jié)構(gòu) 數(shù)據(jù)控制能力：應(yīng)用程序自己控制,階段2：文件系統(tǒng)階段,時(shí)間：20世紀(jì)50年代末到60年代中期 背景 應(yīng)用需求：科學(xué)計(jì)算、管理 硬件水平：磁盤(pán)、磁鼓等直接存取的外存設(shè)備 軟件水平：操作系統(tǒng)高級(jí)語(yǔ)言操作系統(tǒng)中的文件系統(tǒng)是專(zhuān)門(mén)用于數(shù)據(jù)管理的軟件 處理方式：聯(lián)機(jī)實(shí)時(shí)處理、批處理,文件系統(tǒng)的特點(diǎn),數(shù)據(jù)的管理者：文件系統(tǒng)，數(shù)據(jù)可長(zhǎng)期保存 數(shù)據(jù)面向的對(duì)象：某一應(yīng)用程序 數(shù)據(jù)的共享程度：共享性差、冗余度大 數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化：記錄內(nèi)有結(jié)構(gòu)，整體無(wú)結(jié)構(gòu),,數(shù)據(jù)的獨(dú)立性：獨(dú)立性差，數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)改變必須修改應(yīng)用程序 數(shù)據(jù)控制能力：應(yīng)用程序自己控制,,文件系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu),

10、記錄內(nèi)有結(jié)構(gòu) 數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)是靠程序定義和解釋的 數(shù)據(jù)只能是定長(zhǎng)的 可以間接實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)變長(zhǎng)要求，但訪問(wèn)相應(yīng)數(shù)據(jù)的應(yīng)用程序復(fù)雜了 數(shù)據(jù)整體無(wú)結(jié)構(gòu) 因?yàn)槲募g是獨(dú)立的 可以間接實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)整體的有結(jié)構(gòu)，但必須在應(yīng)用程序中對(duì)描述數(shù)據(jù)間的聯(lián)系 數(shù)據(jù)的最小存取單位是記錄,階段3：數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)階段,時(shí)間:20世紀(jì)60年代末 背景 應(yīng)用背景：大規(guī)模管理 硬件背景：大容量磁盤(pán) 軟件背景：有數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng) 處理方式：聯(lián)機(jī)實(shí)時(shí)處理,分布處理,批處理,數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)特點(diǎn),數(shù)據(jù)的管理者：DBMS 數(shù)據(jù)面向的對(duì)象：現(xiàn)實(shí)世界 數(shù)據(jù)的共享程度：共享性高 數(shù)據(jù)的獨(dú)立性：高度的物理獨(dú)立性和一定的邏輯獨(dú)立性 數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化：整體結(jié)構(gòu)化，數(shù)據(jù)存取粒

11、度小 數(shù)據(jù)控制能力：由DBMS統(tǒng)一管理和控制,補(bǔ)充說(shuō)明,數(shù)據(jù)的高共享性的好處 降低數(shù)據(jù)的冗余度，節(jié)省存儲(chǔ)空間 避免數(shù)據(jù)間的不一致性 使系統(tǒng)易于擴(kuò)充 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化 整體數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化是數(shù)據(jù)庫(kù)的主要特征之一 數(shù)據(jù)庫(kù)中實(shí)現(xiàn)的是數(shù)據(jù)的真正結(jié)構(gòu)化 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)用數(shù)據(jù)模型描述，無(wú)需程序定義和解釋 數(shù)據(jù)可以變長(zhǎng) 數(shù)據(jù)的最小存取單位是數(shù)據(jù)項(xiàng),補(bǔ)充說(shuō)明：數(shù)據(jù)獨(dú)立性,物理獨(dú)立性 指用戶的應(yīng)用程序與存儲(chǔ)在磁盤(pán)上的數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)是相互獨(dú)立的 當(dāng)數(shù)據(jù)的物理存儲(chǔ)改變了，應(yīng)用程序不用改變 邏輯獨(dú)立性 指用戶的應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)庫(kù)的邏輯結(jié)構(gòu)是相互獨(dú)立的 數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)改變了，用戶程序也可以不變,DBMS對(duì)數(shù)據(jù)的控制功能,數(shù)據(jù)的安全性（Se

12、curity）保護(hù) 使每個(gè)用戶只能按指定方式使用和處理指定數(shù)據(jù)，保護(hù)數(shù)據(jù)以防止不合法的使用造成的數(shù)據(jù)的泄密和破壞 數(shù)據(jù)的完整性（Integrity）檢查 將數(shù)據(jù)控制在有效的范圍內(nèi)，或保證數(shù)據(jù)之間滿足一定的關(guān)系 并發(fā)（Concurrency）控制 對(duì)多用戶的并發(fā)操作加以控制和協(xié)調(diào)，防止相互干擾而得到錯(cuò)誤的結(jié)果 數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)（Recovery） 將數(shù)據(jù)庫(kù)從錯(cuò)誤狀態(tài)恢復(fù)到某一已知的正確狀態(tài),數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì),數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)與其他計(jì)算機(jī)技術(shù)相互滲透，促成了新一代數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的研究。,數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì),數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)應(yīng)用于特定領(lǐng)域，出現(xiàn)了數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)、空間數(shù)據(jù)庫(kù)、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)、科學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)等多種數(shù)據(jù)庫(kù)，使數(shù)據(jù)庫(kù)領(lǐng)域的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大。 以數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)及其關(guān)鍵技術(shù)為例 數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)：是一個(gè)面向主題的、集成的、不可更新的、隨時(shí)間不斷變化的數(shù)據(jù)集合，用以支持企業(yè)或組織的決策分析處理?？梢猿浞掷靡延械臄?shù)據(jù)資源，把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為信息，從中挖掘出知識(shí)，提煉成智慧，最終創(chuàng)造出效益。 數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)：從數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)中發(fā)現(xiàn)并提取隱藏在內(nèi)部的信息的一種新技術(shù)，目的是幫助決策者尋找數(shù)據(jù)間潛在的關(guān)聯(lián)和要素，以便進(jìn)行趨勢(shì)預(yù)測(cè)或決策。,