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1、数据库原理 DATABASE PRINCIPLES 天津大学 计算机科学与技术学院 陈世展 副教授 博士 shizhan 王 鑫 副教授 博士 wangx 2 我的研究方向 研究方向 移动互联网与社会计算 语义标注质量工程研究 移动互联网生态系统机制研究 社团发现优化方法研究 智慧交通应用研究 主页 http:/123.57.234.11/ 3 数据库 计算机科学与技术的一个重要领域 研究问题 如何用计算机有效管理数据？ 信息系统的核心和基础 促进信息系统向各行各业推广 computer science datalogy Peter Naur 2005 Turing Award 4 数据库原理
2、的位置 5 课程目标和内容 目标 掌握数据库系统的基本理论和基本技术 内容 数据库基本概念 关系数据库系统（重点） 数据库系统的设计与开发 事务处理 6 人物 图灵奖：“计算机界的诺贝尔奖” 数据库领域的三位图灵奖得主 C. W. Bachman 1973 网状数据库之父 E. F. Codd1981 关系数据库之父 Jim Gray1998 事务处理奠基者 7 数据库产业 关系数据库管理系统（RDBMS） 2008年 2011年 年市场销售额188亿 241亿 美元 Oracle44.3% 48.8% IBM DB221.0% 20.2% Microsoft SQL Server 18.5%
3、 17.0% SAP/Sybase3.5% 4.6% Teradata3.3% 3.7% 其他9.4% 5.8% 数据来源 Garnter (2012年3月) 8 大数据时代 数据量 (volume) 2013年全世界产生和复制了大约4.4ZB (IDC) 4.4万亿GB 13.7亿中国人每人每分钟发3条文字微信， 且不停地写14894年所产生的数据总量 数据处理速度 (velocity) 数据实时处理：感知、传输、决策、控制 数据多样性 (variety) 结构化、半结构、无结构 1 TB = 1024 GB 1 PB = 1024 TB 1 EB = 1024 PB 1 ZB = 1024
4、 EB 9 9 语义大数据 关联政府数据 语义大数据应用将无处不在！ 电脑“沃森” 大数据 知识 通过“图灵测试”？ “沃森”基于语义大数据, 而非一般海量数据 语义大数据 唤起人工智 能新希望！ 英国 data.gov.uk 345,631 数据集 1,246 应用 健康、交通、财政、 环境、安全、金融 美国 data.gov 445,317 数据集 1,603 应用 教育、能源、健康、 制造、海洋、安全 10 Textbooks “A First Course in Database Systems, 3rd Edition”, 2007 机械工业出版社 影印, 2008 Stanford
5、 University 数据库系统基础教程 （原书第3版） Jeffrey D. Ullman, Jennifer Widom 著 岳丽华 等 译 机械工业出版社, 2009 11 Textbooks (Contd) “Database System Implementation, 2nd Edition”, 2008（17, 18.1-18.6） 机械工业出版社, 影印, 2010 Stanford University 数据库系统实现（原 书第2版） Hector Garcia-Molina, Jeffrey D. Ullman, Jennifer Widom 著 杨冬青 等 译 机械工业
6、出版社, 2010 12 Textbooks (Contd) “Database Systems: The Complete Book, 2nd Edition”, 2008（全书） Hector Garcia-Molina, Jeffrey D. Ullman, Jennifer Widom “Database System Implementation, 2nd Edition” 实际上是全书的后一半 国外只有全书，并无此书 数据库系统全书 13 Reference Books 数据库系统概论 （第4版） 王珊, 萨师煊 高等教育出版社, 2006 数据库系统概论-学习指 导与习题解析 王
7、珊 高等教育出版社, 2008 14 Reference Books (Contd) “Database Management Systems, 3rd Edition”, 2002 “奶牛书”（Cow Book） 清华大学出版社 影印, 2003 MIT University of Wisconsin 数据库管理系统: 原理与设计（第3版） Raghu Ramakrishnan, Johannes Gehrke 著 周立柱 等 译 清华大学出版社, 2004. 15 Reference Books (Contd) “Database System Concepts, 6th Edition”
8、, 2010 “帆船书”（Sailboat Book ） 高等教育出版社 影印 (第5版), 2006 数据库系统概念第6 版 Avi Silberschatz, Henry F. Korth, S. Sudarshan 著 杨冬青 等 译 机械工业出版社, 2012. 16 Outline of Our Course Relational Database Modeling 2. The Relational Model of Data 3. Design Theory of Relational Databases 4. High-Level Database Models Relatio
9、nal Database Programming 6. The Database Language SQL 7. Constraints and Triggers 8. Views and Indexes 9. SQL in a Server Environment 10.1 Security and User Authorization in SQL Transaction Processing 17. Coping With System Failures 18. Concurrency Control 总课时：56 上课：40学时 上机：16学时（ 4个半天） 预计：第9、15 、16、
10、17周停课 ，去做上机实验 可能：上机压缩 一次，改成习题 课、复习等 18 课程成绩 考试成绩：70% 书面作业成绩：10% 56次 上机实验和大作业成绩：20% 数据库系统设计与编程实现 19 e-Learning教学平台 Lecture 1 The Worlds of Database Systems 数据库系统的世界 OUTLINES Evolution Evolution of Database Systemsof Database Systems1 Overview Overview of a DBMSof a DBMS 2 23 数据（Data） 是数据库存储的基本对象， 描述事
11、物的符号记录 数字（number） 文本（text） 图形（graph） 图像（image） 音频（audio） 视频（video） 数据的语义 数据的含义 93 某门课的成绩 某个人的体重 计算机系学生人数 数据与其语义是不可分的 信息 带有语义的数据 24 有组织的数据 一条记录 (张三, 男, 19900510, 天津市, 计算机, 2009) 语义 学籍系统中的一条学生记录 姓名, 性别, 出生日期, 居住地, 所在系, 入学年份 给出这条记录的另一种解释？ 25 Data cake metaphor Data cake metaphor developed by Mark Johns
12、tone 26 数据/信息爆炸 IDC（国际数据资讯公司）报告 2006年1610亿GB 制造和复制的数据量 2010年9880亿GB 自然界 哈勃太空望远镜：每天约产生50亿字节数据 人类基因组计划：海量基因数据处理 人类社会 企业： 商品生产和流通环节产生的数据 银行： 每笔业务生成的相关数据 电子商务：网上买卖交易数据 证券市场：证券交易、委托与持仓数据 需求：科学地组织和存储数据、高效地获取和维护数据 27 数据库（Database） 数据库（Database，简称DB） 长期存储在计算机内、 有组织的、 可共享的 数据的集合。 28 Databases Are Essential D
13、atabases today are essential to every business Google Yahoo! A There is a database behind the scenes DataBase Management System DBMS 29 数据库管理系统 数据库管理系统 Database Management System，缩写DBMS 位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件 DBMS是系统软件 DBMS是大型复杂的软件系统 功能 数据定义、数据存储、数据操作、 数据控制、事务管理、数据库维护 30 DBMS的位置 硬件平台 基础软件平台 基础架构平台 应用软
14、件平台 软件产品 办公软件 管理软件 应用服务器 中间件 DBMS OS 31 数据库管理系统：产品 关系数据库管理系统（RDBMS） 商业的 Oracle IBM DB2 MS SQL Server 开源的 MySQL / MariaDB PostgreSQL 32 数据库系统 Database System，缩写DBS 针对某种应用而开发的信息管理系统 构成 数据库 DBMS 应用程序 数据库管理员（DBA） 典型的DBS 银行交易系统 人力资源管理系统 电子购物系统 33 Management of Data Expectations 1.Allow users to create new databases and specify their schemas 2.The ability to query and modify the data, a query language 3.Support the storage of large amounts of data over a long period of time, efficient access to the data for queries 4.Enable durability 5.Control access to data from many user
