數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)基本概念

數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)基本概念第1頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月【課程名稱】數(shù)據(jù)庫技術(shù)及應(yīng)用【先修課程】離散數(shù)學(xué) 某種高級語言 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)姓名：黃芬Email：fenhuang8888@第2頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月1、教學(xué)：本課程計劃54學(xué)時，其中課堂教學(xué)40學(xué)時，上機實習(xí)14學(xué)時。2、作業(yè)：平時作業(yè)+實驗報告。3、考試：理論考試采用閉卷方式。

4、成績：筆試60%、平時40%:考勤、上機等。第3頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月本書章節(jié)第1章數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)基本概念第2章數(shù)據(jù)模型與概念模型第3章數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計的步驟和方法第4章

關(guān)系數(shù)據(jù)庫第5章關(guān)系數(shù)據(jù)庫標(biāo)準(zhǔn)語言——SQL第6章SQLServer2000關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)第7章關(guān)系數(shù)據(jù)庫理論第8章數(shù)據(jù)庫保護及SQLServer的數(shù)據(jù)庫保護技術(shù)第9章數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的研究與發(fā)展第4頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月第1章數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)基本概念●

1.1數(shù)據(jù)庫的特點及相關(guān)概念

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1.1.1信息與數(shù)據(jù)

●1.1.2數(shù)據(jù)管理與數(shù)據(jù)庫

●1.1.3數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)與信息管理系統(tǒng)●

1.2數(shù)據(jù)庫技術(shù)及發(fā)展

●1.2.1手工管理數(shù)據(jù)階段的特點

●1.2.2文件系統(tǒng)階段的數(shù)據(jù)管理特點和缺陷●1.2.3數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段的到來及其發(fā)展●1.2.4數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段的數(shù)據(jù)管理特點●

1.3數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

●1.3.1數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)●1.3.2數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)●1.3.3數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級數(shù)據(jù)模式結(jié)構(gòu)第5頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月●

1.1數(shù)據(jù)庫的特點及相關(guān)概念

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1.1.1信息與數(shù)據(jù)

“信息”可以告訴我們有用的事實和知識，“數(shù)據(jù)”可以更有效地表示、存儲和抽取信息。

1.信息（Information）、信息特征及作用信息就是新的、有用的事實和知識。信息具有四個基本特征：1)信息的內(nèi)容是關(guān)于客觀事物或思想方面的知識；2)信息是有用的，它是人們活動的必需知識；3)信息能夠在空間和時間上被傳遞，在空間上傳遞信息稱為信息通信，在時間上傳遞信息稱為信息存儲；4)信息需要一定的形式表示，信息與其表現(xiàn)符號不可分離。第6頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月信息的作用：1)它可以提高人們對事物的認(rèn)識，減少人們活動的盲目性；2)信息是社會機體進(jìn)行活動的紐帶，社會的各個組織通過信息網(wǎng)相互了解并協(xié)同工作，使整個社會協(xié)調(diào)發(fā)展；3)信息又是管理活動的核心。數(shù)據(jù)是用于載荷信息的物理符號。數(shù)據(jù)的4個特征：1)數(shù)據(jù)有“型”和“值”之分。2)數(shù)據(jù)受數(shù)據(jù)類型和取值范圍的約束。3)數(shù)據(jù)有定性表示和定量表示之分。4)數(shù)據(jù)應(yīng)具有載體和多種表現(xiàn)形式。2.數(shù)據(jù)（Data）、數(shù)據(jù)和信息的關(guān)系及數(shù)據(jù)的特征第7頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月●

1.1.2數(shù)據(jù)管理與數(shù)據(jù)庫圍繞著數(shù)據(jù)所做的工作均稱為數(shù)據(jù)處理。數(shù)據(jù)處理是指對數(shù)據(jù)的收集、組織、整理、加工、存儲和傳播等工作。數(shù)據(jù)處理分為3類：1)數(shù)據(jù)管理：收集信息、將信息用數(shù)據(jù)表示并按類別組織保存，在需要的時候能夠提供數(shù)據(jù)；2)數(shù)據(jù)加工：對數(shù)據(jù)進(jìn)行變換、抽取和運算，通過數(shù)據(jù)加工會得到更有用的數(shù)據(jù)，以指導(dǎo)或控制人的行為或事物的變化趨勢；3)數(shù)據(jù)傳播：在空間或時間上以各種形式傳播信息，而不改變數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和內(nèi)容，使更多的人得到信息。1.數(shù)據(jù)處理（DataProcessing）及分類第8頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月數(shù)據(jù)管理工作包括：組織和保存數(shù)據(jù)，即將收集到的數(shù)據(jù)合理地分類組織，將其存儲在物理載體上，使數(shù)據(jù)能夠長期地被保存；進(jìn)行數(shù)據(jù)維護，即根據(jù)需要插入新數(shù)據(jù)、修改原數(shù)據(jù)和刪除失效數(shù)據(jù)的操作；提供數(shù)據(jù)查詢和數(shù)據(jù)統(tǒng)計功能，以便快速地得到需要的正確數(shù)據(jù)，滿足各種使用要求。

3.數(shù)據(jù)庫（Database）及數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的性質(zhì)數(shù)據(jù)庫（DB）是一個按數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲和管理數(shù)據(jù)的計算機軟件系統(tǒng)。數(shù)據(jù)庫方法與文件方法相比，具有以下兩個特征。1)數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)具有數(shù)據(jù)整體性。2)數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)具有數(shù)據(jù)共享性。①不同的用戶可以按各自的用法使用數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)。②多個用戶可以同時共享數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)資源。第9頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DBMS）是專門用于管理數(shù)據(jù)庫的計算機系統(tǒng)軟件。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)能夠為數(shù)據(jù)庫提供數(shù)據(jù)的定義、建立、維護、查詢和統(tǒng)計等操作功能，并完成對數(shù)據(jù)完整性、安全性進(jìn)行控制的功能。2.信息系統(tǒng)（InformationSystem）及分類凡輸入和輸出的內(nèi)容是信息的系統(tǒng)都稱為信息系統(tǒng)。一個信息系統(tǒng)應(yīng)攜帶有足夠的信息量。信息系統(tǒng)可以被劃分為信息傳遞系統(tǒng)、信息處理系統(tǒng)和信息管理系統(tǒng)。●1.1.3數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)與信息管理系統(tǒng)

1.數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DatabaseManagementSystem）的功能及作用第10頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月4.數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（DatabaseSystem）使用數(shù)據(jù)庫技術(shù)設(shè)計的計算機系統(tǒng)稱為數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)主要為信息管理系統(tǒng)。一個數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)應(yīng)由計算機硬件、數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、應(yīng)用軟件和數(shù)據(jù)庫管理員等5部分構(gòu)成。3.信息管理系統(tǒng)（ManagementInformationSystem）及特點1)信息管理系統(tǒng)是以數(shù)據(jù)庫技術(shù)為基礎(chǔ)的。2)信息管理系統(tǒng)一般采用功能選單方式控制程序。3)信息管理系統(tǒng)的功能模塊大致相同。第11頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月

1)手工管理階段不保存大量的數(shù)據(jù)。2)手工管理階段沒有軟件系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進(jìn)行管理。3)手工管理階段基本上沒有“文件”概念。4)手工管理階段一組數(shù)據(jù)對應(yīng)一個程序。●

1.2數(shù)據(jù)庫技術(shù)及發(fā)展

●1.2.1手工管理數(shù)據(jù)階段的特點第12頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月●1.2.2文件系統(tǒng)階段的數(shù)據(jù)管理特點和缺陷1.文件管理階段的數(shù)據(jù)管理特點1)管理的數(shù)據(jù)以文件的形式長久地被保存在計算機的外存中。2)文件系統(tǒng)有專門的數(shù)據(jù)管理軟件提供有關(guān)數(shù)據(jù)存取、查詢及維護功能。3)文件系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)文件已經(jīng)具有多樣化。4)文件系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存取是以記錄為單位的。第13頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月2.文件系統(tǒng)在數(shù)據(jù)管理上的主要缺點1)文件系統(tǒng)的數(shù)據(jù)冗余度（Redundancy）大。2)文件系統(tǒng)中缺乏數(shù)據(jù)與程序獨立性。①文件系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)文件是為某一特定應(yīng)用服務(wù)的，數(shù)據(jù)文件的可重復(fù)利用率非常低。②當(dāng)數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)改變時，必須修改它的應(yīng)用程序，同時也要修改文件結(jié)構(gòu)的定義。3)應(yīng)用程序的改變將影響到文件數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的改變。第14頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月●1.2.4數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段的數(shù)據(jù)管理特點數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和文件系統(tǒng)相比具有以下主要特點:1.數(shù)據(jù)庫設(shè)計時面向數(shù)據(jù)模型對象2.數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的數(shù)據(jù)冗余度小、數(shù)據(jù)共享度高數(shù)據(jù)冗余度小是指重復(fù)的數(shù)據(jù)少。減少冗余數(shù)據(jù)可以節(jié)約存儲空間、避免數(shù)據(jù)的不一致問題、避免數(shù)據(jù)統(tǒng)計錯誤。數(shù)據(jù)共享度高的優(yōu)點：1)系統(tǒng)現(xiàn)有用戶或程序可以共同享用數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)。2)當(dāng)系統(tǒng)需要擴充時，新用戶或新程序還可以共享原有的數(shù)據(jù)資源。3)多用戶或多程序可以在同一時刻共同使用同一數(shù)據(jù)。第15頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月3.數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的數(shù)據(jù)和程序之間具有較高的獨立性(1)數(shù)據(jù)的物理獨立性（PhysicalDataIndependence）(2)數(shù)據(jù)的邏輯獨立性（LogicalDataIndependence）4.數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)通過DBMS進(jìn)行數(shù)據(jù)安全性、完整性、并發(fā)控制和數(shù)據(jù)恢復(fù)控制5.數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的最小存取單位是數(shù)據(jù)項第16頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月●

1.3數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

●1.3.1數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)1.數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)需要的硬件資源及對硬件的要求持?jǐn)?shù)據(jù)庫系統(tǒng)的計算機硬件資源包括CPU、內(nèi)存、外存及其他外部設(shè)備。1)計算機內(nèi)存要盡量大。2)計算機外存也要盡量大。3)計算機的數(shù)據(jù)傳輸速度要快。2.數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的軟件組成軟件中包括操作系統(tǒng)（OS）、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DBMS）、主語言系統(tǒng)、應(yīng)用程序軟件和數(shù)據(jù)庫。第17頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月3.數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的人員組成及數(shù)據(jù)庫管理員的職責(zé)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的人員由軟件開發(fā)人員、軟件使用人員及軟件管理人員組成。軟件管理人員稱為數(shù)據(jù)庫管理員（DataBaseAdministrator，簡稱DBA），職責(zé)為：1)DBA應(yīng)參與數(shù)據(jù)庫和應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計。2)DBA應(yīng)參與決定數(shù)據(jù)庫的存儲結(jié)構(gòu)和存取策略的工作。3)DBA要負(fù)責(zé)定義數(shù)據(jù)的安全性要求和完整性條件。4)DBA負(fù)責(zé)監(jiān)視和控制數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的運行，負(fù)責(zé)系統(tǒng)的維護和數(shù)據(jù)恢復(fù)工作。5)DBA負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)庫的改進(jìn)和重組。第18頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月●1.3.2數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)

1.數(shù)據(jù)定義功能2.數(shù)據(jù)操縱功能3.數(shù)據(jù)庫的建立和維護功能4.數(shù)據(jù)庫的運行管理功能第19頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月●1.3.3數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級數(shù)據(jù)模式結(jié)構(gòu)第20頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月數(shù)據(jù)庫的三級模式是指邏輯模式、外模式（子模式）、內(nèi)模式（物理模式）。1.數(shù)據(jù)庫的三級模式結(jié)構(gòu)(1)邏輯模式（Schema）及概念數(shù)據(jù)庫邏輯模式是對數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的整體邏輯結(jié)構(gòu)和特征的描述。以邏輯模式為框架的數(shù)據(jù)庫為概念數(shù)據(jù)庫。(2)外模式（ExternalSchema）及用戶數(shù)據(jù)庫外模式也稱子模式（Subschema），它是對各個用戶或程序所涉及到的數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)特征的描述。以子模式為框架的數(shù)據(jù)庫為用戶數(shù)據(jù)庫。第21頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月(3)