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1、第1章 数据库技术概论,数据管理技术的发展,人工管理阶段 文件系统阶段 数据库系统阶段 高级数据库技术阶段,人工管理阶段,数据不保存在计算机内； 没有专用的软件对数据进行管理； 只有程序（program）的概念，没有文件（file）的概念； 数据面向程序。,文件系统阶段,数据以“文件”形式可长期保存在外部存储器的磁盘上； 数据的逻辑结构与物理结构有了区别，但比较简单； 文件组织已多样化，有索引文件、链接文件和直接存取文件等 ； 数据不再属于某个特定的程序，可以重复使用，即数据面向应用。 对数据的操作以记录为单位。,文件系统的缺陷,数据冗余（redundancy） 不一致性（inconsiste
2、ncy） 数据联系弱（poor data relationship）,o,o,o,职工工资文件,职工档案文件,职工保健文件,o,o,o,职工工资文件,职工档案文件,职工保健文件,文件系统中的文件,数据库中的文件,数据库系统阶段,采用数据模型表示复杂的数据结构； 有较高的数据独立性； 为用户提供了方便的用户接口； 提供数据控制功能； 增加了系统的灵活性。,数据库系统阶段程序和数据间的联系,应用程序1,应用程序1,应用程序n,数据库 管理系统 （DBMS）,数据库,数据库阶段的三个里程碑,IMS系统层次数据库系统 DBTG报告网状数据库系统 E.F.Codd的文章关系数据库系统,数据库技术的术语,
3、数据库（Database，简记为DB）：长期存储在计算机内，有组织的、统一管理的相关数据的集合。 数据库管理系统（Database Management System，简记为DBMS）：位于用户与操作系统（OS）之间的一层数据管理软件，它为用户或应用程序提供访问DB的方法，包括DB的建立、查询、更新及各种数据控制。 数据库系统（Database System，简记为DBS）：实现有组织地、动态地存储大量关联数据、方便多用户访问的计算机硬件、软件和数据资源组成的系统，即它是采用数据库技术的计算机系统。 数据库技术：研究数据库的结构、存储、设计、管理和使用的一门软件学科。,三个发展阶段的比较,高级
4、数据库技术阶段,分布式数据库技术 面向对象数据库技术 各种新型的数据库技术,概念设计中的数据描述,实体（entity）：客观存在，可以相互区别的事物称为实体。 实体集（entity set）：性质相同的同类实体的集合，称为实体集。 属性（attribute）：实体有很多特性，每一个特性称为属性。 实体标识符（identifier）能惟一标识实体的属性或属性集，称为实体标识符。,逻辑设计中的数据描述,字段（field）：标记实体属性的命名单位称为字段，或数据项。 记录（record）：字段的有序集合称为记录。 文件（file）：同一类记录的集合称为文件。 关键码（key）：能惟一标识文件中每个记
5、录的字段或字段集，称为记录的关键码（简称为键）。,概念设计和逻辑设计中属于的对应关系,物理存储介质层次,高速缓冲存储器 主存储器 快擦写存储器 磁盘存储器 光存储器 磁带,存储介质层次图,高速缓存,内存,快闪存储器,磁盘存储器,光存储器,磁带存储器,物理存储中的数据描述,位（bit，比特） 字节（byte） 字（word） 块（block） 桶（bucket） 卷（volume）,数据联系的描述,一对一联系：如果实体集E1中每个实体至多和实体集E2中的一个实体有联系，反之亦然，那么实体集E1和E2的联系称为“一对一联系”，记为“1:1”。,E1,座位,乘客,E2,实体集E1,实体集E2,一对多
6、联系：如果实体集E1中每个实体可以与实体集E2中任意个（零个或多个）实体间有联系，而E2中每个实体至多和E1中一个实体有联系，那么称E1对E2的联系是“一对多联系”，记为“1:N”。,数据联系的描述,实体集E1,实体集E2,E1,车间,工人,E2,多对多联系：如果实体集E1中每个实体可以与实体集E2中任意个（零个或多个）实体有联系，反之亦然，那么称E1和E2的联系是“多对多联系”，记为“M:N”。,数据联系的描述,实体集E1,实体集E2,E1,学生,课程,E2,实体联系模型,ER图中的四个基本成分： 矩形框，表示实体类型（问题的对象） 菱形框，表示联系类型（实体间联系） 椭圆形框，表示实体类型
7、和联系类型的属性 连线。,ER图实例,PROJECT,SUPPLIER,PART,P_P,P_S,JNO,COLOR,PNAME,DATE,QUANTITY,TOTAL,SNAME,SNO,SADDR,WEIGHT,PNO,JNAME,M,N,M,N,四种主要的结构数据模型,层次模型：用树型（层次）结构表示实体类型及实体间联系的数据模型称为层次模型。 网状模型：用有向图结构表示实体类型及实体间联系的数据模型称为网状模型。 关系模型：用二维表格表达实体集，由若干个关系模式组成的集合。 面向对象模型,四种结构数据模型的比较,数据库的三级模式结构,外部级 （单个用户的视图）,概念级 （全局视图）,内
8、部级 （存储视图）,用户的局部逻辑结构,数据库的整体逻辑结构,数据库的物理结构,数据抽象的术语,三级结构中的五个要素,概念模式：数据库中全部数据的整体逻辑结构的描述，它由若干个概念记录类型组成，还包含记录间联系、数据的完整性安全性等要求。 外模式：是用户与数据库系统的接口，是用户用到的那部分数据的描述。 内模式：数据库在物理存储方面的描述，定义所有内部记录类型、索引和文件的组织方式，以及数据控制方面的细节。 模式内模式映象：存在于概念级和内部级之间，用于定义概念模式和内模式之间的对应性。 外模式模式映象：存在于外部级和概念级之间，用于定义外模式和概念模式之间的对应性。,两级数据独立性,物理数据
9、独立性：如果数据库的内模式要修改，即数据库的物理结构有所变化，那么只要对模式内模式映象作相应的修改，可以使概念模式尽可能保持不变。 逻辑数据独立性：如果数据库的概念模式要修改，譬如增加记录类型或增加数据项，那么只要对外模式模式映象作相应的修改，可以使外模式和应用程序尽可能保持不变。,DBMS的工作模式,接受应用程序的数据请求和处理请求； 将用户的数据请求（高级指令）转换成复杂的机器代码（低层指令）； 实现对数据库的操作； 从对数据库的操作中接受查询结果； 对查询结果进行处理（格式转换）； 将处理结果返回给用户。,DBMS的主要功能,数据库的定义功能 数据库的操纵功能 数据库的保护功能 数据库的维护功能 数据字典,DBS的组成,数据库； 硬件； 软件； 数据库管理员。,DBA是控制数据整体结构的一组人员，负责DBS的正常运行，承担创建、监控和维护数据库结构的责任。主要职责有： 定义模式； 定义内模式； 与用户的联络； 定义安全性规则，对用户访问数据库的授权； 定义完整性规则，监督数据库的运行； 数据库的转储与恢复工作。,DBA,DBS的全局结构,数据库用户 DBMS的查询处理器 DBMS的存储管理器 磁盘存储器中的数据结构,
