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1、1数据库原理课程简介重庆邮电大学 计算机学院2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。 3身边的数据库应用 搜索引擎 位置服务 即时通信 信息管理4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（W
2、eb） 越来越复杂的数据（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？5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6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:/ 理
3、论知识（基础） 数据库设计（设计者） 数据库应用开发（开发者） 数据库管理与维护（管理员）8考核方法 理论考核 笔试，统考9第一章 数据库系统概论10本章要点 数据库系统的基本概念 数据管理技术的发展历史 数据库系统的体系结构111.1 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121.1.1 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
4、：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131.1.2 数据库系统组成及特点数据库(DataBase, DB) 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。14数据库管理系统( DataBase Management System, DBMS) 数据定义功能：
5、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 Manipulation 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。15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
6、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。16数据库系统(Database System, DBS)组成： 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171.2 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18 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；
7、数据以文件的形式存在19 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20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211.3 数据库系统的体系结构 系统内部的层次
8、体系结构 系统外部的应用体系结构221.3.1 数据库系统的内部体系结构三级模式结构23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。 模式实际上是数据库数据在逻辑层次上的视图， 一个数 据库只有一个模式。24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
9、全局逻辑结构。25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。26 外模式/模式映像 通过模式生成外模式的规则，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2720字符电话8字符
10、客户名整型客户编号服装编号实型尺寸实型价格整型20字符电话8字符客户名整型订单号应付总额服装编号订单号实型整型整型数据文件索引文件数据文件索引文件数据文件索引文件长度订单号整型客户编号 整型服装编号 整型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：28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29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 多用户集中式数据库系统
11、（主从式数据库系统） 30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用户请求处理结果Client/BrowserServer 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31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
12、事务； 可靠性和可用性高，个别结点出问题，整个系统仍可用 系统效率和灵活性高，易于扩充。32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。331.4 SQL Server 2008关系数据库 SQL Server 简介 SQL Server 2008 新增功能与特性34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）
