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1、数据库原理课程简介,重庆邮电大学计算机学院,引言,随着计算机、网络、安全、智能等技术的不断进步，云计算、物联网、移动互联网等以数据为中心应用日益丰富，来自政府、行业、企业、公众的大量数据不断汇集，人们对信息的访问需求无处不在。数据库技术是现代信息科学与技术的重要组成部分，主要研究和解决计算机信息处理过程中复杂数据的有效组织、存储、查询、分析等问题，是计算机数据处理与信息管理系统的核心，是提供信息共享、决策支持的基础。,身边的数据库应用,搜索引擎,位置服务,即时通信,信息管理,网络环境下的数据库应用,越来越大的系统（云应用）越来越小的系统（智能终端应用）越来越多的用户（Web）越来越复杂的数据（
2、海量、动态、多媒体）,从数据库技术常常思考的问题： 系统体系架构是什么？ 数据库模式怎样？ 系统是如何实现的？,课程主要内容,数据管理技术概述数据库建模关系数据模型关系数据语言：SQL数据库设计数据库应用开发关系数据库系统：事务管理，数据安全等数据库技术应用与发展,教材及参考书,教材王国胤等. 数据库原理与设计. 电子工业出版社参考书王珊等. 数据库系统概论(第四版). 高等教育出版社Jeffrey D.Ullman等. A First Course in Database Systems（英文第3版）. 机械工业出版社 课程网站http:/ 数据库系统概论,本章要点,数据库系统的基本概念数据
3、管理技术的发展历史数据库系统的体系结构,1.1 基本概念,数据模型,面向对象模型,关系模型,层次网状模型,其它技术融合,分布处理,并行处理,人工智能,多媒体,模糊技术,商业管理,计划统计,科学实验,决策支持,应用领域, ,数据仓库,分布式数据库,空间数据库,空间信息,知识库,1.1.1 数据库管理系统,数据：是一组对客观事物定性或定量描述的原始物理符号集合，也是数据库存储和处理加工的基本对象信息：是管理和决策的依据，具有时间性、事实性、完整性、共享性等特点数据管理：是对数据的收集、分类、组织、编码、存储、检索、维护等一系列操作,1.1.2 数据库系统组成及特点,数据库(DataBase, DB
4、) 数据库中的数据是按一定的结构（数据模型）组织存储起来的，数据间有着相互联系，数据各自都有语义解释。数据库能够进行大量数据的长时间存储。数据库中的数据为用户所共享，允许多个不同用户同时存取数据库中的数据，方便服务于不同的应用。 数据库中的数据具有较少的冗余性和较高的数据独立性。,数据库管理系统 ( DataBase Management System, DBMS)数据定义功能：提供数据定义语言(Data Definition Language,DDL)，让用户能够方便地定义数据库的逻辑结构、存储结构和存取路径，描述对数据的完整性和安全性等要求。数据存取功能：提供数据操纵语言(Data Man
5、ipulation Language，DML),在保证数据的完整性和安全性基础上，方便、高效地实现数据的查找、插入、修改和删除等操作。数据组织与存储功能：提供数据在外围存储设备上的物理组织和存储方式。,事务运行管理功能：提供事务运行管理及运行日志，事务运行的安全性监控和数据完整性检查，事务的并发控制及系统恢复等功能。数据库建立维护功能：提供了数据安全控制、完整性保障、数据库备份、数据库重组和性能监控等维护工具软件，用于提高系统运行效率。通信接口：提供与其他类型数据库系统或软件之间的格式转换和网络通信功能，实现异构数据库互访和互操作。,数据库系统(Database System, DBS),组成
6、：计算机系统数据库数据库管理系统应用程序用户特点：数据集成度高数据共享性好数据完整性和安全性好,1.2 数据库管理技术的发展,人工管理阶段 特点：数据不能长期保存；系统没有专用的软件对数据进行管理；程序与数据不具有独立性；数据无法共享,文件系统阶段 特点：数据可以长期保存；程序与数据有一定的独立性；文件系统对数据进行统一管理；数据以文件的形式存在,数据库系统阶段 特点：数据整体结构化；数据共享性高、冗余度低、易扩展；数据独立性高；数据由数据库管理系统（DBMS）统一管理,数据库技术发展的新趋势从技术融合角度，关系数据库和其他技术领域的交叉融合成为数据库技术研究和开发的重要标志从数据模型角度，随
7、着数据库新应用的出现，最初的层次模型、网络模型和普遍使用的关系模型都无法充分体现数据的特征从数据类型角度，不同领域产生的数据成为主要驱动力从数据分布角度，集中式数据库与分布式数据库并存从发展趋势角度，互联网、物联网、移动通信等新技术推动着数据库技术的发展,1.3 数据库系统的体系结构,系统内部的层次体系结构系统外部的应用体系结构,1.3.1 数据库系统的内部体系结构,三级模式结构,模式，又称为逻辑模式或概念模式，是数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述，是所有用户的公共数据视图，是数据库管理员所看到的全局逻辑数据视图。数据库管理系统提供模式描述语言（模式 DDL）来严格定义模式。模式实际上是数
8、据库数据在逻辑层次上的视图， 一个数据库只有一个模式。,内模式，又称为存储模式或物理模式，是数据物理结构和存储方式的描述，是数据在数据库内部的表示方式。数据库管理系统提供内模式描述语言（内模式 DDL或存储模式 DDL）来严格定义内模式。一个数据库只有一个内模式，依赖于全局逻辑结构。,外模式，又称为子模式或用户模式，是应用程序（或用户）使用的局部逻辑数据视图是根据应用程序需求对模式的抽取一个数据库可以有多个外模式，一个外模式可以为多个应用程序所使用，一个应用程序至少使用一个外模式用户使用数据操纵语言（DML）对数据库进行的操作，实际上是对外模式所涉及的记录进行操作。,外模式/模式映像通过模式生
9、成外模式的规则，定义所有外模式与模式之间的对应关系模式/内模式映像说明模式在物理设备中的存储方式，定义模式与内模式之间的对应关系数据独立性数据的物理独立性由模式/内模式映像实现数据的逻辑独立性由外模式/模式映像实现,客户关系,订单关系,服装关系,客户文件,订单文件,服装文件,用户2 客户：订单总金额,用户1 网站销售部门：客户订单表,外模式,模式,内模式,例如：,数据库系统的应用体系结构,集中式数据库系统网络数据库系统分布式数据库系统并行数据库系统,集中式数据库系统,特点：易于管理、控制与维护，但主机成为系统瓶颈,数据库系统（应用程序、DBMS、数据）安装在一台计算机上单用户集中式数据库系统多
10、用户集中式数据库系统（主从式数据库系统）,网络数据库系统,特点：多用户同时访问，数据共享，但效率、安全性等受网络传输的影响,运行在计算机网络上的数据库系统普遍使用的两种模式客户/服务器（Client/Server，C/S）模式浏览器/服务器（Browser/Server，B/S）模式,分布式数据库系统,运行在计算机网络上的数据库系统物理上分布，逻辑上一体数据库逻辑上是一个整体，物理地被划分成不同数据集合存储在不同地域上，但数据库数据的分布对用户是透明的特点协同能力强，各结点都具有独立处理本地数据的能力，结点之间能够互访并配合完成更复杂的事务；可靠性和可用性高，个别结点出问题，整个系统仍可用系统
11、效率和灵活性高，易于扩充。,并行数据库系统,是数据库技术与并行处理技术相结合的产物，建立在并行计算机系统上，采用多CPU和多硬盘的并行工作方式，能极大地提高数据库的处理能力，满足如金融业务、实时点播、电信实时计费等数据容量大、处理速度快的应用要求。目前并行数据库系统仍是数据库技术的重要研究方向之一。,1.4 SQL Server 2008关系数据库,SQL Server 简介SQL Server 2008 新增功能与特性,本章小结,数据库管理系统中的基本概念：数据、信息、数据管理数据库系统组成：数据库、数据库管理系统、数据库系统数据管理技术的发展：人工阶段、文件系统阶段、数据库系统阶段、数据库新技术的发展数据库系统的体系结构：内部体系结构（三级模式两级映射结构）、外部体系结构（集中式数据库、网络数据库、分布式数据库、并行式数据库）,
