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1、2017年9月26日星期二,1,第1章 数据库基础知识,2017年9月26日星期二,2,第1章 数据库基础知识,本章主要内容数据库的基本原理管理数据库及其对象数据库安全设置和管理,2017年9月26日星期二,3,数据管理技术的产生和发展,数据处理是指数据收集、存储、加工和传输等活动的总和。什么是数据管理对数据进行分类、组织、编码、存储、检索和维护，是数据处理的中心问题数据管理技术的发展过程人工管理阶段(40年代中-50年代中)文件系统阶段(50年代末-60年代中)数据库系统阶段(60年代末-现在),2017年9月26日星期二,4,数据库技术产生于六十年代末，是数据管理的最新技术，是计算机科学的
2、重要分支。数据库技术是信息系统的核心和基础，它的出现极大地促进了计算机应用。数据库的建设规模、数据库信息量的大小和使用频度已成为衡量一个国家信息化程度的重要标志。,数据库系统概述,2017年9月26日星期二,5,四个基本概念,数据(Data)数据是数据库中存储的基本对象数据库(Database)数据库(Database,DB)是长期储存在计算机内、有组织的、可共享的大量数据集合。存放数据的仓库。数据库管理系统(DBMS)数据库管理系统（DBMS）是位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件。数据库管理系统是对数据库进行管理和实现对数据库的数据进行操作的管理系统。数据库系统(DBS):使用DBMS
3、的软件系统,2017年9月26日星期二,6,带有数据库的计算机系统层次,2017年9月26日星期二,7,DBMS的主要功能,数据定义功能:DDL,定义数据对象数据操纵功能:(DML) 操纵数据实现对数据库操作SIDU数据库的运行管理:安全性、完整性、 多用户并发操作，故障后的系统恢复数据库的建立和维护功能(实用程序) 数据库数据批量装载,转储,重组织 性能监视, 分析功能等。,2017年9月26日星期二,8,四、数据库系统,什么是数据库系统数据库系统（DBS）是指在计算机系统中引入数据库后的系统构成。在不引起混淆的情况下常常把数据库系统简称为数据库。数据库系统的构成由数据库、数据库管理系统（及
4、其开发工具）、应用系统、数据库管理员（和用户）构成。,2017年9月26日星期二,9,数据库系统(续),数据库系统构成数据库系统在计算机系统中的位置,2017年9月26日星期二,10,数据库系统的特点,一、数据结构化数据结构化:是与文件系统的根本区别文件是记录内部有结构。定长等。数据库可以描述记录之间的关系。,2017年9月26日星期二,11,二、数据的共享性高、冗余度低，易扩充数据是面向整个系统。多个用户共享，减少冗余。 避免不相容与不一致性。不一致性是指同一数据不同拷贝的值不一样。容易增加，易于扩充，适用各种需求。,数据库系统的特点,2017年9月26日星期二,12,物理独立性指用户的应用
5、程序与存储在磁盘上的数据库中数据是相互独立的。逻辑独立性指用户的应用程序与数据库的逻辑结构是相互独立的。数据的逻辑结构改变了，用户程序也可以不变。数据独立性是由DBMS的二级映象来保证。,数据库系统的特点,三、数据独立性,2017年9月26日星期二,13,数据抽象过程,现实世界中的客观对象抽象为概念模型,把概念模型转换为某一DBMS支持的数据模型。,2017年9月26日星期二,14,关系模型,1. 关系数据模型的数据结构 2. 关系数据模型的操纵3. 关系数据模型的完整性约束 4. 关系数据模型的存储结构,2017年9月26日星期二,15,关系数据模型的数据结构,在用户观点下，关系模型中数据的
6、逻辑结构是一张二维表，它由行和列组成。,2017年9月26日星期二,16,关系模型的基本概念,关系（Relation）一个关系对应通常说的一张表。关系模式元组（Tuple）表中的一行即为一个元组。属性（Attribute）表中的一列即为一个属性，给每一个属性起一个名称即属性名。,2017年9月26日星期二,17,关系模型的基本概念,主码（Key）表中的某个属性组，它可以唯一确定一个元组。域（Domain）属性的取值范围。分量元组中的一个属性值。是一个不可以分割的数据项。关系模式对关系的描述。关系名（属性1，属性2，属性n）学生（学号，姓名，年龄，性别，系，年级）,2017年9月26日星期二,1
7、8,关系数据模型的数据结构(续）,学生、系、系与学生之间的一对多联系：学生（学号,姓名,年龄,性别,系号,年级）系 (系号，系名，办公地点)系、系主任、系与系主任间的一对一联系学生、课程、学生与课程之间多对多： 学生（学号,姓名,年龄,性别,系号,年级）课程（课程号，课程名，学分）选修（学号，课程号，成绩）,2017年9月26日星期二,19,关系模型的数据操纵和完整性,查询、插入、删除、更新数据操作是集合操作，操作对象和操作结果都是关系，即若干元组的集合存取路径对用户隐蔽，用户只要指出“干什么”，不必详细说明“怎么干”实体完整性（有主键）参照完整性（外键引用）用户定义的完整性（列的约束）,20
8、17年9月26日星期二,20,关系数据模型的存储结构,在关系数据模型中，实体与实体间的联系都用表来表示。在物理结构中，表以文件形式存储有的DBMS一个表对应一个操作系统文件有的DBMS自己设计文件结构,2017年9月26日星期二,21,数据库系统结构,从数据库内部： 数据库系统采用三级模式。从最终用户看； 集中式（单机/主从）分布式结构C/S并行结构,2017年9月26日星期二,22,数据库系统的组成,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）,2017年9月26日星期二,23,硬件平台及数据库,数据库系统对硬件资源的要求(1) 足够大的内存，要运行：操作系统，DBMS的
9、核心模块，数据缓冲区应用程序(2) 足够大的外存 磁盘：OS、DBMS、应用程序、数据库及其备份 光盘、磁带、软盘数据备份(3) 较高的通道能力，提高数据传送率,2017年9月26日星期二,24,软件,DBMS操作系统与数据库接口的高级语言及其编译系统以DBMS为核心的应用开发工具为特定应用环境开发的数据库应用系统,2017年9月26日星期二,25,人员,数据库管理员库的信息内容和结构、存储结构和存储策略。定义数据安全性和完整性约束条件监控数据库使用和运行，DB改进和重组重构系统分析员数据库设计人员应用程序员(最终用户),2017年9月26日星期二,26,人员,2017年9月26日星期二,27
10、,数据库管理员(DBA),决定数据库中的信息内容和结构决定数据库的存储结构和存取策略定义数据的安全性要求和完整性约束条件。监控数据库的使用和运行周期性转储数据库:数据文件,日志文件系统故障恢复介质故障恢复监视审计文件数据库的改进和重组性能监控和调优,数据重组,数据库重构,2017年9月26日星期二,28,2. 系统分析员负责应用系统的需求分析和规范说明与用户及DBA协商，确定系统的硬软件配置。参与数据库系统的概要设计3. 数据库设计人员参加用户需求调查和系统分析确定数据库中的数据,设计数据库各级模式4. 应用程序员设计和编写应用系统的程序模块,进行调试和安装5.用户: 偶然用户、简单用户、复杂
11、用户,人员,2017年9月26日星期二,29,数据库技术的研究领域,数据库管理系统软件的研制DBMS核心相互联系的软件系统(工具软件、中间件)数据库设计数据库设计方法、设计工具、设计理论、数据模型和数据建模数据库理论关系数据理论、分布式数据库、知识发现和推理。,2017年9月26日星期二,30,关系模型,数据模型是对客观世界数据的抽象，是用来描述数据的结构和性质、数据之间的联系以及在数据或联系上的操作和约束。1数据结构数据结构是所研究的对象类型的集合，一类是与数据类型、内容、性质有关的对象，另一类是与数据之间联2数据操作数据操作是指对数据库中各种对象的实例所执行操作的集合。3数据的约束条件数据
12、的约束条件是一组完整性规则的集合。,2017年9月26日星期二,31,实体关系图,1. 一对一联系(1:1)2. 一对多联系(1:N)3. 多对多关系(M:N),2017年9月26日星期二,32,2017年9月26日星期二,33,2017年9月26日星期二,34,数据库系统设计,1. 需求分析阶段需求分析的重点是调查、求精、收集和分析用户在数据管理中的信息要求、处理要求、安全性要求与完整性要求等需求。 2. 概念结构设计阶段形成一个独立于具体DBMS的概念模型 3. 逻辑结构设计阶段逻辑结构设计的主要任务是将用ER图等描述的概念模型转换成关系模型。 4. 物理设计阶段 物理设计是在计算机的物理
13、设备上，确定应采取的数据存储结构和存取方法，以及如何分配存储空间等问题 5. 数据库实施阶段 根据逻辑结构设计和物理设计的结果建立数据库、编写与调试应用程序、组织数据入库，并经过系统测试、集成测试和验收测试后进行试运行。 6. 数据库运行与维护阶段改正性维护,适应性维护 ,完善性维护 ,预防性维护,2017年9月26日星期二,35,Oracle11g数据库简介,ORACLE公司在2004年推出以网格计算模型的关系型数据库管理系统。Oracle11g尽可能以最低成本和最高的服务质量提供信息，它提供了企业网络计算所需的集群、工作负载管理、数据中心自动化、易用性。,2017年9月26日星期二,36,
14、网络计算模型,网格计算是一种新的软件体系结构，它的基本思想是把网格作为公用设施（像电力网）进行计算。客户端来看，网格计算是一种使用方便、安全可靠、按需使用的办公设备。用户不用关心数据或应用程序的存储位置、使用什么样的平台，随时随地都能够进行查询、计算或信息发布。从服务器端来看网格计算是关于资源分配、信息共享以及高可用性的技术手段。 网格计算消除了应用程序、服务器、数据库、计算机、存储等网格中每一个组件的固定连接。,2017年9月26日星期二,37,Oracle11g网格模型,网格计算的基础是硬件，但网格基础架构的功能必须在软件中得以体现。Oracle11g提供了网格基础架构，通过提供软件来利用
15、和控制具备网格功能的硬件，从而实现企业网格。Oracle Database11g RAC、Oracle Application Server和Oracle Enterprise Manager Grid Control等一起提供了完整的网格基础架构软件。,2017年9月26日星期二,38,Oracle安装,Oracle数据库管理组成：数据库服务器 它是Oracle的核心，是DBMS的主要内容，它完成DBMS的功能。 客户 它是安装在用户端的软件，它也有相应的管理工具和开发工具。 网络通讯 它要通常自动安装在服务器端和客户端 开发工具 Developer 2008,JAVA等中间件其它服务,2017年9月26日星期二,39,获得ORACLE软件,http:/
