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1、数据库原理及应用,An Introduction to Database Systems,初识数据库,数据库技术是计算机在数据处理方面的应用 数据处理: 将数据处理成信息，供人们使用 数据：有多种形式(数字、文字、声音、图形、图象)，又有简单、复杂之分 信息：浅层次的、深层次的 数据存储在数据库中，数据库中的数据是按某种数据模型组织、描述、存储、处理的,An Introduction to Database Systems,课程内容, 基础篇 第一章 绪论 第二章 关系数据库(关系数据模型) 第三章 关系数据库标准语言SQL(实现关系数据模型的语言) 第四章 数据库安全性 第五章 数据库完整性
2、 设计篇 第六章 关系数据理论(如何使数据存储的合理) 第七章 数据库设计(如何设计数据库) 第八章 数据库编程 系统篇 第九章 关系查询处理和查询优化(不讲) 第十章 数据库恢复技术 第十一章 并发控制,An Introduction to Database Systems,数据库系统概论 An Introduction to Database Systems 第一章 绪论,An Introduction to Database Systems,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 小结,An Introduction to Database
3、 Systems,第一章 绪论,1.1 数据库系统概述 1.1.1 基本概念 1.1.2 数据管理技术的发展过程,An Introduction to Database Systems,1.1.1 基本概念,数据(Data) 数据库(Database) 数据库管理系统(DBMS) 数据库系统(DBS),An Introduction to Database Systems,一、数据,数据的定义 描述事物的符号 数据的表现形式 数字、文字、图形、图像、音频、视频等 数据的特点 数据与其语义是不可分的 数据的含义称为语义，一个数据可以有多种语义,An Introduction to Databas
4、e Systems,数据举例,简单数据，如93： 语义1：学生某门课的成绩 语义2：某人的体重 语义3：计算机系2003级学生人数,An Introduction to Database Systems,数据举例,学生档案中的学生记录(复杂数据) （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、入学年份 解释：李明是个大学生，1972年5月出生，江苏南京市人，1990年考入计算机系,An Introduction to Database Systems,二、数据库,数据库的定义 数据库(Database,简称DB)是长期储存在计算机内
5、、有组织的、可共享的大量数据的集合。,An Introduction to Database Systems,三、数据库管理系统,什么是数据库管理系统 (DBMS) 位于用户与操作系统之间的一层系统软件 DBMS的用途 帮助用户科学地组织和存储数据、高效地获取和维护数据,An Introduction to Database Systems,四、数据库系统,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 数据库系统的构成 数据库 数据库管理系统（及其开发工具） 应用系统 数据库管理员 用户,An Introduction to Database Sy
6、stems,数 据 D 库 B 系 S 统,An Introduction to Database Systems,1.1 数据库系统概述,1.1.1 基本概念 1.1.2 数据管理技术的发展过程,An Introduction to Database Systems,数据管理技术的发展过程,数据管理技术的发展过程 人工管理阶段(20世纪40年代中-50年代中) 文件系统阶段(20世纪50年代末-60年代中) 数据库系统阶段(20世纪60年代末-现在),An Introduction to Database Systems,一、人工管理阶段,时期 20世纪40年代中-50年代中 产生的背景 应
7、用需求 科学计算 硬件水平 无直接存取存储设备 软件水平 没有操作系统 处理方式 批处理,An Introduction to Database Systems,应用程序与数据的对应关系(人工管理阶段),人工管理阶段应用程序与数据之间的对应关系,An Introduction to Database Systems,二、文件系统阶段,时期 20世纪50年代末-60年代中 产生的背景 应用需求 科学计算、数据处理 硬件水平 磁盘、磁鼓 软件水平 有文件系统 处理方式 联机实时处理、批处理,An Introduction to Database Systems,应用程序与数据的对应关系(文件系统阶
8、段),文件系统阶段应用程序与数据之间的对应关系,An Introduction to Database Systems,三、数据库系统阶段,时期 20世纪60年代末以来 产生的背景 应用背景 大规模数据处理 硬件背景 大容量磁盘、磁盘阵列 软件背景 有数据库管理系统 处理方式 联机实时处理,分布处理,批处理,An Introduction to Database Systems,应用程序与数据的对应关系(数据库系统),数据库系统阶段应用程序与数据之间的对应关系,An Introduction to Database Systems,第一章 绪论,1.1 数据库系统概述 1.2 数据模型 1.3
9、 数据库系统结构 1.4 小结,An Introduction to Database Systems,1.2 数据模型,1.2.1 两大类数据模型 1.2.2 逻辑模型的组成要素 1.2.3 常用的逻辑模型,An Introduction to Database Systems,数据模型,模型就是现实世界的模拟,数据模型分为两类 (1) 概念模型(也称信息模型) 是按用户的观点对数据建模 用途：用于数据库设计 独立于具体的DBMS (2) 结构模型(包括逻辑结构模型和物理结构模型) 是按计算机的观点对数据建模 用途：用于描述数据库的逻辑结构和物理结构 与具体的DBMS息息相关,An Intr
10、oduction to Database Systems,数据模型,模型就是现实世界的模拟,数据模型分为两类 (1) 概念模型(也称信息模型) 是按用户的观点来对数据建模， 用途：用于数据库设计。 独立于具体的DBMS (2) 结构模型(包括逻辑结构模型和物理结构模型) 逻辑模型是设计人员能直接操作的数据对象的集合。 物理模型描述数据在磁盘或磁带上的存储方式和存取方法。 一般用户不必考虑物理模型。(只有设计DBMS的人需要考虑),An Introduction to Database Systems,1.2.2 数据模型的组成要素,逻辑模型的三要素 数据结构 数据操作 完整性约束条件,An I
11、ntroduction to Database Systems,一、 数据结构,什么是数据结构 描述数据库的组成对象，以及对象之间的联系 如链表、二维表 数据结构是对系统静态特性的描述,An Introduction to Database Systems,二、数据操作,数据操作 对数据库中各种对象允许执行的操作 数据操作的类型 查询 更新(包括插入、删除、修改) 数据操作是对系统动态特性的描述,An Introduction to Database Systems,三、数据的完整性约束条件,数据的完整性约束条件 完整性规则：给定的数据模型中数据及其联系应遵循的制约和规则 保证数据的正确、有效
12、、相容,An Introduction to Database Systems,1.2.4 常用的逻辑模型,层次模型(Hierarchical Model) 网状模型(Network Model) 关系模型(Relational Model) 面向对象模型(Object Oriented Model） 对象关系模型(Object Relational Model),An Introduction to Database Systems,1.3 数据库系统结构,从数据库管理系统角度看，数据库系统通常采用 三级模式结构，是数据库系统内部的系统结构 从数据库最终用户角度看，数据库系统的结构分为: 单
13、用户结构 主从式结构 客户服务器 C/S模式 分布式结构 浏览器应用服务器数据库服务器多层结构等 B/S模式,An Introduction to Database Systems,1.4 小结,数据库技术是计算机在数据处理方面的应用 数据处理的特点：数据量大，算法简单 数据：有多种表现形式，有简单数据复杂数据(记录数据)之分，数据库研究是复杂数据 数据与其语义密不可分，不同的环境语义可能不同 大量数据存储在计算机中，即数据库DB 数据库管理系统DBMS，是用于管理数据库的系统软件 DBMS的作用：帮助用户科学地组织和存储数据、高效地获取和维护数据 数据管理技术发展的三个阶段：人工、文件系统、
14、数据库系统,An Introduction to Database Systems,小结(续),数据模型 概念模型：用于数据库设计 逻辑模型：用于DBMS实现 逻辑模型的三要素 数据结构、数据操作、完整性约束 几种常用的逻辑模型 层次、网状、关系、面向对象、对象关系,An Introduction to Database Systems,本章练习题,1、数据库技术是计算机在 方面的应用。 2、DBMS是位于用户与 之间的一层 软件。 3、DBMS的用途是 。 4、DBS是引入 后的计算机系统。 5、DBS是由构成 、 、 、 的。 6、DBMS与OS的关系是 。,An Introduction
15、 to Database Systems,本章练习题,7、数据管理技术的发展经历了 、 、 三个阶段。 8、概念模型独立于具体的 ，用于 。 9、数据库中的数据是按照某种 组织的。 10、数据模型的三要素是 、 、 。 11、数据结构描述数据库的组成 ，以及 。 12、数据操作描述对数据库中各种对象 。 13、数据库中数据的操作包括四种类型 、 、 、 。,An Introduction to Database Systems,本章练习题,14、数据库中设置完整性约束的目的是保证数据的 、 、 。 15、常用的数据模型有 。 16、关系模型的数据结构是 。,An Introduction to Database Systems,
