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2、U,PHEI*概述*关系数据库*非关系数据库*其他数据库技术*构建信息系统 Dada and Computation,4Th,CS of ZJU,PHEI*全球知名数据库美国图书馆美国图书馆美国中央情报局世界气候数据世界气候数据中心中心(WDCC)美国国家能源研究美国国家能源研究科学计算中心科学计算中心(简称简称NERSC)如果我们需要查询某件事，最好知道到哪儿去找？数据库也许就是这个问题的答案数据库：Database，DBDada and Computation,4Th,CS of ZJU,PHEI*Dada and Computation,4Th,CS of ZJU,PHEI这都是基于应用
3、的数据库信息系统这都是基于应用的数据库信息系统*早前，文件管理*适合较小系统，例如个人机*非结构化数据*数据库*复杂的、大数据量系统*结构化数据Dada and Computation,4Th,CS of ZJU,PHEI*文件数据*顺序结构*例如电子表格Dada and Computation,4Th,CS of ZJU,PHEIDada and Computation,4Th,CS of ZJU,PHEI*直接访问-哈希法*哈希函数将输入映射到数字*文件名作为哈希函数输入*输出的数字作为索引值*迅速地得到文件的目标地址*实现文件的快速检索*结构化*规则在数据间建立了逻辑关系的数据*数据库*
4、结构化的数据集合Dada and Computation,4Th,CS of ZJU,PHEI*什么是数据库什么是数据库*数据库*持久数据的结构化集合，是数据的组织和存储*数据库本身可以看作是一个电子文件柜：存放计算机所收集的数据的容器*数据库用户可以进行增加或删除数据库文件，插入、修改、查询、检索、删除数据*数据库系统（Database System）是计算机应用软件中非常重要的一个领域*数据库技术是应用最广且经久不衰的计算机技术之一*几乎所有较大项目都采用基于服务器的数据库系统Dada and Computation,4Th,CS of ZJU,PHEI*文件系统*平面桌面*数据库系统*立
5、体文件柜*电子柜Dada and Computation,4Th,CS of ZJU,PHEI*实现数据的集中管理保持数据的独立性支持事务处理，能够保证数据的完整性可以存放大量的数据，并能够有效地进行数据的组织和管理，进行各种数据处理可以高速、高效检索数据数据库的信息可以重组是计算机信息系统与应用程序的核心技术和重要基础Dada and Computation,4Th,CS of ZJU,PHEI*构成数据库系统的2个部分：数据存储+数据库管理系统(DBMS)数据库用户一类：设计者、使用者、数据库管理员(DBA),and应用软件：实用程序、开发工具、设计辅助、报表制作Dada and Comp
6、utation,4Th,CS of ZJU,PHEIDada and Computation,4Th,CS of ZJU,PHEI*DBMS,DB Manager System数据库是一个抽象的概念用户和数据库之间的“二传手”DBA、用户不能直接和“数据库”打交道建立、使用和管理数据库都是在DBMS下进行的用户数据库的应用程序DBMS 数据库中的数据*DBMS：软件和数据的结合*创建数据库*定义数据*使用数据库*间接访问的机制，可以有效地保证数据库安全*在线事务处理（OLTP）*在线分析处理（OLAP）DBMS就是一个大管家Dada and Computation,4Th,CS of ZJU,
7、PHEI*Oracle*DB2*Sybase*SQL Server*Access*Visual FoxProDada and Computation,4Th,CS of ZJU,PHEI*使用数据库*满足用户需求企业数据库ERP个人数据库OutlookInternet上的数据库Dada and Computation,4Th,CS of ZJU,PHEI*E.F.Codd于1970年提出IBM San Jose Research Lab关系就是表，关系模型/数据库由表（Table）的集合而成数据库的外部形态就是表关系的定义一个“关系”是一个没有重复值的集合关系和表Codd使用关系，ISO使用表
8、关系就是一个二维的表格，但不是指数据在数据库中就是以表的形式存储Dada and Computation,4Th,CS of ZJU,PHEIDada and Computation,4Th,CS of ZJU,PHEI*Example:Northwind 2007*假想的小型食品经销商的数据库*有产品、供应商、订单等8个表Dada and Computation,4Th,CS of ZJU,PHEI*字段名数据类型约束（必须？）备注产品IDlongIntegerPrimaryKey长整型，自动编号产品名称varchar（40）NotNull40个字符，不能为空供应商integer数值型，与供
9、应商中的ID表项相同类别Integer与类别表中的ID表项相同单位数量varchar（20）文本，20个字符；例如，24装箱、一公升/瓶单价currency货币数据类型库存量integer=0订购量integer=0再订购量integer=0为保持库存所需的最小单位数中止logic默认为No，Yes表示条目不可用Dada and Computation,4Th,CS of ZJU,PHEI*Dada and Computation,4Th,CS of ZJU,PHEI*行，也叫纪录，元祖。*行数：基数*列，也叫属性*列数：度*表名*记录*表的一组不同数据类型的数据*关系模型*建立了记录的运算规
10、则*一次处理一个记录*结构化数据的实现*“结构”或“类对象”实现Dada and Computation,4Th,CS of ZJU,PHEI*数据库语言与程序*SQL，and 运算*集合运算和高速运算*集合运算*并(Union),交(Intersection),差(Difference),积(Cartesian Product,笛卡尔积)*是集合论运算被用于关系数据库，双目运算*关系运行*选择（Select）、连接（Link）、投影（Project）、除（Divide）*数据库中的关系是多维结构*表之间存在联系*表之间可以通过运算得到新的表Dada and Computation,4Th,C
11、S of ZJU,PHEI*Dada and Computation,4Th,CS of ZJU,PHEI*选择 Select*单目运算：作用于单个关系的行*寻找目标元祖组成新的表*投影 Project*单目运算：作用于单个关系的列*寻找目标列组成新的表Dada and Computation,4Th,CS of ZJU,PHEI*连接Join（link）*将两个关系组合成一个新关系，这是关系代数中*最重要的操作，也是数据库系统中*最难实现的操作*注意 r3*是r1、r2关系中具有相同属性的元祖有相同的值*且只出现一次Dada and Computation,4Th,CS of ZJU,PHE
12、I*Division*实现难*与投影相关*Example：找出选了所有课的学生结果是TangDada and Computation,4Th,CS of ZJU,PHEI*关系数据库编程语言SQL（Structured Query Language），结构化查询语言IBM System R开发的一种查询语言大多数关系数据库都支持SQL。通用语言，如C、Java等语言缺乏对数据库的操作，但通过嵌入SQL语句扩展其对数据库操作的能力，是数据库应用设计基本上采用的途径，把这样的通用语言叫做宿主语言（Host Language）。Dada and Computation,4Th,CS of ZJU,P
13、HEI*SQL非过程化*不需要编写一步步详细的程序，只需要*描述过程，即只需要给出“过程”的声明*SQL 使用 Where 作为条件运算关键字*例如查找罗斯文数据库查询销售经理赵军的销售数据Where 订单.雇员ID=5*ExampleSelect field_Name,field_Name,field_Name,From table_Name,table_Name,table_Name,Where conditionDada and Computation,4Th,CS of ZJU,PHEIDada and Computation,4Th,CS of ZJU,PHEI*Transactio
14、n*ACID特性原子性（Atomicity）、一致性（Consistency）、隔离性（Isolation）和持久性（Durability）*DBMS设定了一个操作逻辑*对数据库的操作，要么全部做完，要么什么都不做Begin Transaction;-开始事务Commit；-提交事务*只有当事务提交后，事务中的操作才生效Dada and Computation,4Th,CS of ZJU,PHEI*GB/T 32630-2016*非结构化数据管理（unstructured data management system）规范,浙江大学庄越挺教授主持制定*非结构化数据处理要比结构化数据处理更复杂*
15、文档文档存储存储：如微博系统*图图数据库数据库:Neo4j*键值键值存储存储:双11网络购物,Amazon DynamoDB,Apache Cassandra*4列列存储存储:Google HBaseDada and Computation,4Th,CS of ZJU,PHEI*面向对象的数据库面向对象的数据库*分布式数据库分布式数据库*并行并行数据库数据库*地理数据库地理数据库*geographical database GIS(Geographic Information System)*其他其他数据库数据库*时态数据库*逻辑型数据库*自然语言数据库*现代的数据库系统基于网络服务器结构数据
16、库系统访问结构C/S模式：服务器(Server),客户（Client）B/S模式：浏览器对数据库访问（Browse/Server）Dada and Computation,4Th,CS of ZJU,PHEI*数据库应用设计*业务-数据库管理*建模，ER图法*实体关系（Entity-Relationship model）建模法*图形化的ER设计，简称ER图*展示实体之间的相关联系StudentStudentIDNameAddressEmailPhotoCourseCourseIDNameGPAC_HourTeacherTeacherIDNameEmailPhotonmDada and Computation,4Th,CS of ZJU,PHEIDada and Computation,4Th,CS of ZJU,PHEI*数据库接口:与其他系统连接-进行数据交换*ODBC Open Database Connectivity 是在数据库和应用程序之间的传声筒：驱动程序*可以访问数据库*也可以访问Excel 表*也能访问文本数据文件*JDBC（Java Data Base Connect
