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1、工程数据库原理,陈宜金 Y.J.CHEN263.NET,主要参考书,数据库系统概念 Abraham Silberschatz, Henry F.Korth, S.Sudarshan,杨冬青，唐世渭等译， 机械工业出版社，2000 数据库系统实现 Hector Garcia-Molina, Jeffery D.Ullman,Jennifer Widom, 杨冬青，唐世渭，徐其钧等译，机械工业出版社，2001 数据挖掘 - 概念与技术Jiawei Han, Micheline Kamber范明, 孟小峰等译,机械工业出版社，2001,数据模型与数据库系统,第一章 数据库系统的发展与数据模型,1.1
2、 数据库技术进步与应用发展 1.2 数据模型 1.3 数据库系统的发展,数据模型与数据库系统,1.1 数据库技术进步与应用发展,技术进步和应用发展：相互推动相互促进的关系,发展阶段,应用发展和需求,技术进步,. . .,数据模型与数据库系统,文件系统,商务数据处理应用 （查询要求，有结构的数据，数据共享）,DBMS技术,层次和网状数据库,商务数据处理迅速发展，普及 （简单结构，非过程化查询，开放的界面）,关系数据方法，关系数据理论,关系数据库,数据库应用领域扩大，新应用领域，传统应用新需求（复杂对象，对象的复杂行为）,面向对象技术,新一代数据库系统,面向对象数据库,对象-关系数据库,数据模型与
3、数据库系统,1.2 数据模型,数据模型是研究的核心数据模型三要素数据结构数据操作完整性约束,数据模型与数据库系统,数据结构：描述系统的静态特性，即组成数据库的对象类型。包括： 数据本身：类型、内容、性质。例如关系模型中的域、属性，关系等。 数据之间的联系：数据之间是如何相互关联的，例如关系模型中的主码外码联系等。 在数据库系统中一般按数据结构的类型来命名数据模型。,数据模型与数据库系统,数据操作：描述系统的动态特性，即对数据库中对象的实例允许执行的操作的集合，包括操作及操作规则。一般有检索、更新（插入、删除、修改）操作。 数据模型要定义操作含义、操作符号、操作规则，以及实现操作的语言。,数据模
4、型与数据库系统,数据的约束条件：数据的约束条件是完整性规则的集合，规定数据库状态及状态变化所应满足的条件，以保证数据的正确、有效、相容。例如关系模型中的实体完整性、参照完整性、用户定义的完整性等。,数据模型与数据库系统,1.3 数据库系统的发展,层次模型和网状模型数据库系统 以有向图为基础 一次一个记录的存取 过程化的存取方法,科室,医生,病房,病人,第二章 数据库技术与面向对象技术结合,2.1 面向对象技术与数据库技术结合 2.2 DBMS分类矩阵 2.3 面向对象数据库 2.4 对象-关系数据库 2.5 OODBMS vs ORDBMS,2.1 面向对象技术与数据库技术结合,面向对象方法
5、面向对象技术引入到数据库系统中 面向对象技术与数据库技术结合的途径,2.1 面向对象技术与数据库技术结合（2）,面向对象方法 基本思想：从现实世界中客观存在的事物（对象）出发，以尽可能接近人类思维的方式建立模型，对客观事物进行结构模拟和行为模拟。基本概念：对象、属性、方法、消息、封装、类、继承、多继承等。,2.1 面向对象技术与数据库技术结合（3）,对象：系统中用来描述客观事物的一个实体，它是构成系统的一个基本单位。一个对象由一组属性和对这组属性进行操作的一组方法构成。 属性：用来描述对象静态特征的一个数据项。 方法：用来描述对象动态特征的一个操作序列。 消息：用来请求对象执行某一操作或回答某
6、些信息的要求。 封装：一种信息隐蔽技术。对象本身就是一种封装，把一组属性和对这组属性进行的操作结合成一个独立的系统单位，并尽可能隐蔽对象的内部细节。,2.1 面向对象技术与数据库技术结合（4）,类：具有相同属性和方法的一组对象的集合，它为属于该类的全部对象提供了统一的抽象描述。 继承：类构成特殊化层次（is-a 联系）。Is-a 联系中子类的对象拥有其超类的对象的全部属性和方法，称做子类对超类的继承。 多继承：一个类从多个超类中继承属性和方法的能力。 对象包含：一个（或一些）对象是另一个对象的组成成分（is-part-of 联系） 。包含其他对象的对象称为复杂对象或复合对象。,面向对象技术引入
7、到数据库系统中数据库的新应用领域 计算机辅助设计（CAD） 计算机辅助软件工程（CASE） 多媒体数据库 办公信息系统（OIS） 超文本数据库,应用的新需求：模拟复杂对象模拟对象的复杂行为 面向对象技术给数据库系统带来的好处： 复杂对象构造能力使得对于客观世界的模拟能力强，方式自然。 封装性向开发人员和最终用户屏蔽复杂性和实现细节。 继承性使得数据库设计和应用编程成为可重用的。,面向对象技术与数据库技术结合的途径80年代中后期的研究和实践活动 扩充关系数据库系统。例 Postgres 持久的程序设计语言。例 持久的Smalltalk, C+ 面向对象的数据库系统。例 Gemstone, Vba
8、se, Orion 数据库系统工具包/部件。例 EXODUS,90年代中后期的研究和市场状况 很多研究成果 若干商品化系统 市场份额小 应用较局限, 扩充关系数据库系统 持久的程序设计语言 面向对象的数据库系统 数据库系统工具包/部件,对象-关系数据库系统 Illustra, UniSQL, ,标准草案ODMG-93, Gemstone, ObjectStore, O2, 商品化现状比预期的差,若干研究成果，但已很少有人用这样的系统,2.2 DBMS分类矩阵,简单数据,复杂数据,无查询,有查询,DBMS应用分类矩阵,2.2 DBMS分类矩阵（2）,第一象限：简单数据，无查询 应用实例：正文处理
9、系统，如vi，word，wps等。 应用对DBMS的需求：- 数据结构：任意长度的字符串。- 数据处理方式：打开一个文件，其内容被拷贝到内存，然后对它进行编辑，定期将内存中拷贝保存到磁盘上。没有查询需求。 DBMS：操作系统中的文件系统,2.2 DBMS分类矩阵（3）,第二象限：简单数据，有查询 应用实例：公司的职工信息、部门信息管理。SQL语句建表，属性均为SQL标准数据类型。 应用对DBMS的需求：查询语言：SQL-89、SQL-92应用开发工具：表格工具、报表工具、菜单工具等并发控制、故障恢复、事务管理、安全性、完整性等安全性/体系结构：DBMS必须在一个与客户应用分离开的地址空间中运行
10、，数据库文件只能由DBMS存取。 DBMS：RDBMS,2.2 DBMS分类矩阵（4）,第三象限：复杂数据，无查询 应用实例：公司实验室空间管理，每个职工安排在一个小方格内。 create table emp(ename varvhar(30),space polygon;adjacency set-of(emp); 职工经过一定时期的变动之后，需要重新安排。main()read all emp;compact;write all emp;,2.2 DBMS分类矩阵（5）, 应用对DBMS的需求：对象的持久存储无查询要求 开发工具：可以用程序设计语言工具包性能：希望保持非持久存储程序设计语言的
11、性能 DBMS：OODBMS,2.2 DBMS分类矩阵（6）,第四象限：复杂数据，有查询 应用实例：加洲水资源管理，管理各种水道幻灯片，按内容存取。create table slides(id int,caption document,picture photo-CD-image);create table landmarks(name varchar(30),location point);,2.2 DBMS分类矩阵（7）,找出距Sacramento20英里以内的日落照片。select idfrom slides P, Landmarks L, Landmarks Swhere sunset(P.picture)and contains(P.caption, L.name)and L.location | S.locationand S.name =Sacramento ;,2.2 DBMS分类矩阵（8）, 应用对DBMS的需求：查询语言：至少需要允许用户定义的函数和操作符应用开发工具：与DBMS集成在一起的可视化工具对查询性能的要求：各种优化（执行次序、预计算、空间存取方法等） DBMS：ORDBMS,
