数据库技术.ppt
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1、数据库技术数据库技术大学计算机基础Fundamentals of Fundamentals of ComputersComputers1.1 数据库系统的应用数据库系统的应用1.2 数据库管理技术的产生和发展数据库管理技术的产生和发展1.3 数据库系统的组成数据库系统的组成第第1节节 数据库系统概述数据库系统概述2大学计算机基础Fundamentals of Fundamentals of ComputersComputers超市信息管理系统超市信息管理系统在超市的数据库中存储所有关于进、销、存的信息,其中包括供应在超市的数据库中存储所有关于进、销、存的信息,其中包括供应商、商品、库存、销售、
2、现金账和人员等超市运营管理的信息。商、商品、库存、销售、现金账和人员等超市运营管理的信息。这些信息以表的方式存储,表与表之间存在一定的联系。这些信息以表的方式存储,表与表之间存在一定的联系。银行信息管理系统银行信息管理系统 电子商务网站电子商务网站1.1 数据库系统的应用数据库系统的应用3大学计算机基础Fundamentals of Fundamentals of ComputersComputers 数据处理的中心问题是数据管理。数据处理的中心问题是数据管理。数据管理是指对数据的组织、分类、编码、存储、检索和数据管理是指对数据的组织、分类、编码、存储、检索和维护。维护。随着计算机硬件和软件的
3、发展,数据管理经历了随着计算机硬件和软件的发展,数据管理经历了人工管理、人工管理、文件系统和数据库系统文件系统和数据库系统三个发展阶段。三个发展阶段。1.2 数据库管理技术的产生和发展数据库管理技术的产生和发展4大学计算机基础Fundamentals of Fundamentals of ComputersComputers产生的背景(产生的背景(20世纪世纪50年代中以前)年代中以前)应用需求应用需求 科学计算科学计算硬件水平硬件水平 无直接存取存储设备无直接存取存储设备软件水平软件水平 没有操作系统没有操作系统处理方式处理方式 批处理批处理1011010111010111011100011
4、001001101、人工管理阶段(程序管理)、人工管理阶段(程序管理)5大学计算机基础Fundamentals of Fundamentals of ComputersComputers特点特点数据的管理者:应用程序,数据不保存。数据的管理者:应用程序,数据不保存。数据面向的对象:某一应用程序,程序和数据不可分数据面向的对象:某一应用程序,程序和数据不可分 数据的共享程度:无共享、冗余度极大数据的共享程度:无共享、冗余度极大数据的独立性:不独立,完全依赖于程序,无结构。数据的独立性:不独立,完全依赖于程序,无结构。.应用程序n数据集n数据集2数据集应用程序2应用程序1应用程序与数据集合的关系应
5、用程序与数据集合的关系1、人工管理阶段、人工管理阶段6大学计算机基础Fundamentals of Fundamentals of ComputersComputers产生的背景(产生的背景(20世纪世纪50年代后年代后60年代中)年代中)应用需求应用需求 科学计算、管理科学计算、管理硬件水平硬件水平 磁盘、磁鼓磁盘、磁鼓软件水平软件水平 有文件系统有文件系统处理方式处理方式 联机实时处理、批处理联机实时处理、批处理在文件系统中,应用程序从数据文件中存取数据,产生各种报在文件系统中,应用程序从数据文件中存取数据,产生各种报表和实现各种事务处理。表和实现各种事务处理。文件管理是指将有关数据组织成
6、一个独立的文件,叫做数据文文件管理是指将有关数据组织成一个独立的文件,叫做数据文件。件。2、文件管理阶段、文件管理阶段7大学计算机基础Fundamentals of Fundamentals of ComputersComputers特点特点数据的管理者:文件系统,数数据的管理者:文件系统,数据可长期保存据可长期保存数据面向的对象:某一应用程数据面向的对象:某一应用程序序 数据的共享程度:共享性差、数据的共享程度:共享性差、冗余度大冗余度大数据的结构化:记录内有结构数据的结构化:记录内有结构,整体无结构整体无结构数据的独立性:独立性差,数数据的独立性:独立性差,数据的逻辑结构改变必须修改应据的
7、逻辑结构改变必须修改应用程序用程序数据控制能力:应用程序自己数据控制能力:应用程序自己控制控制应用程应用程序序文件文件应用程应用程序序文件文件2应用程应用程序序文件文件n存存取取方方法法.应用程序与数据集合的关系应用程序与数据集合的关系2、文件管理阶段、文件管理阶段8大学计算机基础Fundamentals of Fundamentals of ComputersComputers产生的背景(产生的背景(20世纪世纪60年代)年代)应用背景应用背景 大规模管理大规模管理硬件背景硬件背景 大容量磁盘大容量磁盘软件背景软件背景 有数据库管理系统有数据库管理系统处理方式处理方式 联机实时处理联机实时处
8、理,分布处理分布处理,批处理批处理指导思想是将所有的数据实行统一的、集中的、独立的管指导思想是将所有的数据实行统一的、集中的、独立的管理,形成一个所谓的理,形成一个所谓的数据仓库数据仓库,使数据的存储完全独立于应,使数据的存储完全独立于应用程序,由数据库管理系统(用程序,由数据库管理系统(DBMS)来对数据库进行管)来对数据库进行管理。理。3、数据库系统管理阶段、数据库系统管理阶段9大学计算机基础Fundamentals of Fundamentals of ComputersComputers 用户用户1 1用户用户2 2用户用户m m应用程序应用程序1 1应用程序应用程序2 2应用程序应用
9、程序3 3应用程序应用程序n n数数据据库库管管理理系系统统数据库数据库数据字典数据字典记录记录DBS阶段数据与程序的关系阶段数据与程序的关系10大学计算机基础Fundamentals of Fundamentals of ComputersComputers在数据字典中存储数据结构(元数据)和数据之间的联系。在数据字典中存储数据结构(元数据)和数据之间的联系。数据字典数据字典:是:是DBMS自动建立和管理的一个文件,用于自动建立和管理的一个文件,用于存放数据结构(元数据)和数据之间的联系。存放数据结构(元数据)和数据之间的联系。所有应用程序都通过所有应用程序都通过DBMS访问数据库。访问数据
10、库。BMS能够根据能够根据数据库的任何变动自动地修改数据字典。数据库的任何变动自动地修改数据字典。避免了文件系统编写、修改存取程序的麻烦,避免了文件系统编写、修改存取程序的麻烦,DBMS可可以消除文件系统中数据依赖于程序的弱点,提供较好的以消除文件系统中数据依赖于程序的弱点,提供较好的数据独立性。数据独立性。3、数据库系统管理阶段特点、数据库系统管理阶段特点11大学计算机基础Fundamentals of Fundamentals of ComputersComputers在建立数据库时,只需要简单地定义数据的逻辑结构,不必在建立数据库时,只需要简单地定义数据的逻辑结构,不必花费大量的精力定义
11、数据的物理结构和编写程序。花费大量的精力定义数据的物理结构和编写程序。例如,定义一个学生表。只要用以下命令就可以建立数据库例如,定义一个学生表。只要用以下命令就可以建立数据库的表结构。的表结构。CREATE TABLE学生(学号学生(学号 SMALLINT,学号是短整型数学号是短整型数 姓名姓名 CHAR(8););姓名是字符型、长度是姓名是字符型、长度是8个字符个字符3、数据库系统管理阶段特点、数据库系统管理阶段特点12大学计算机基础Fundamentals of Fundamentals of ComputersComputers可以自动地将用户输入的逻辑数据转换成物理数据。逻辑数可以自动
12、地将用户输入的逻辑数据转换成物理数据。逻辑数据与物理数据之间的变换由据与物理数据之间的变换由DBMS来完成。来完成。“逻辑数据逻辑数据”是指存在于人们头脑中有具体含义的数据,是指存在于人们头脑中有具体含义的数据,例如年龄、性别等;例如年龄、性别等;“物理数据物理数据”是指实际存储在计算机中的二进制数据。是指实际存储在计算机中的二进制数据。DBMS能够把用户的逻辑请求转换成内部命令,由能够把用户的逻辑请求转换成内部命令,由DBMS确确定数据的物理地址。定数据的物理地址。DBMS将查询的结果按照用户要求的格式输出。将查询的结果按照用户要求的格式输出。3、数据库系统管理阶段特点、数据库系统管理阶段特
13、点13大学计算机基础Fundamentals of Fundamentals of ComputersComputersDBMS中通过封锁和授权机制,确保数据库的安全性和保密中通过封锁和授权机制,确保数据库的安全性和保密性。性。能够实现数据共享,支持多个用户的数据存取。能够实现数据共享,支持多个用户的数据存取。具有数据备份和数据恢复的能力,保证数据的可靠性。具有数据备份和数据恢复的能力,保证数据的可靠性。提供完整性约束功能,可以控制数据冗余和消除潜在的数据提供完整性约束功能,可以控制数据冗余和消除潜在的数据不一致问题。不一致问题。提供功能强大的结构化查询语言(提供功能强大的结构化查询语言(SQ
14、L)。)。SQL属于一种非属于一种非过程性语言,只需用户指出做什么,不必说明怎么做。同过程性语言,只需用户指出做什么,不必说明怎么做。同时,时,DBMS还提供了第三代语言存取数据的接口,如还提供了第三代语言存取数据的接口,如COBOL、C、Pascal等语言。等语言。3、数据库系统管理阶段特点、数据库系统管理阶段特点14大学计算机基础Fundamentals of Fundamentals of ComputersComputers 数据库是长期存储在计算机内有组织的大量的共享的数据库是长期存储在计算机内有组织的大量的共享的数据集合。它可以供各种用户共享,具有最小冗余度和较数据集合。它可以供各
15、种用户共享,具有最小冗余度和较高的数据独立性。高的数据独立性。DBMS在数据库建立、运用和维护时对数据库进行统在数据库建立、运用和维护时对数据库进行统一控制,以保证数据的完整性、安全性,并在多用户同时一控制,以保证数据的完整性、安全性,并在多用户同时使用数据库时进行并发控制,在发生故障后对系统进行恢使用数据库时进行并发控制,在发生故障后对系统进行恢复。复。3、数据库系统管理阶段、数据库系统管理阶段15大学计算机基础Fundamentals of Fundamentals of ComputersComputers文件文件桌面数据库桌面数据库大型商业数据库大型商业数据库开源数据库开源数据库新型新
16、型Java数据库数据库国产数据库国产数据库数据库系统平台简介16大学计算机基础Fundamentals of Fundamentals of ComputersComputers文本文件文本文件 文件保存在操作系统中的目录中。有不同类文件保存在操作系统中的目录中。有不同类型的文件,例如型的文件,例如,可执行文件(可执行文件(.EXE)、数据文件)、数据文件(.DAT)和文本文件()和文本文件(.TXT)等。数据库也是以文件)等。数据库也是以文件形式由操作系统管理并存放在磁盘上的。形式由操作系统管理并存放在磁盘上的。Excel文件文件 微软公司提供的处理电子表格的软件,适微软公司提供的处理电子表
17、格的软件,适合日常工作中的表格管理、财务报表处理或报表打合日常工作中的表格管理、财务报表处理或报表打印。印。1、文件、文件17大学计算机基础Fundamentals of Fundamentals of ComputersComputersAccess 是微软提供的一种小型桌面关系数据库管理系统。它具有关是微软提供的一种小型桌面关系数据库管理系统。它具有关系数据库管理系统的基本功能。另外,还可以编写用户使用界面和可系数据库管理系统的基本功能。另外,还可以编写用户使用界面和可供打印的报表,很容易制作一个小型的供打印的报表,很容易制作一个小型的MIS系统。系统。XBase 作为个人计算机系统中使用
18、最广泛的小型数据库管理系统,作为个人计算机系统中使用最广泛的小型数据库管理系统,具有方便、廉价、简单易用等优势,并向下兼容具有方便、廉价、简单易用等优势,并向下兼容Dbase、Foxbase等等早期的数据库管理系统。它有良好的普及性,在小型企业数据库管理早期的数据库管理系统。它有良好的普及性,在小型企业数据库管理与与WWW结合等方面具有一定优势,但它难于管理大型数据库。结合等方面具有一定优势,但它难于管理大型数据库。2、桌面数据库、桌面数据库18大学计算机基础Fundamentals of Fundamentals of ComputersComputersOracle是目前世界上最流行的大型
19、关系数据库管理系统,具有移植性是目前世界上最流行的大型关系数据库管理系统,具有移植性好、使用方便、功能强大、性能强大等特点,适用于各类大、中、小、好、使用方便、功能强大、性能强大等特点,适用于各类大、中、小、微机和专用服务器环境。微机和专用服务器环境。Oracle适合大中型企业使用,在电子政务,电信、证券和银行企业中使适合大中型企业使用,在电子政务,电信、证券和银行企业中使用比较广泛。用比较广泛。Oracle 1.0于于1979年推出,目前最新版本为年推出,目前最新版本为Oracle 10i。SQL Server、IBM的的DB2,Sybase和和Informix等。等。3、大型商业数据库、大
20、型商业数据库19大学计算机基础Fundamentals of Fundamentals of ComputersComputers开源数据库是指开放源代码的数据库,开源数据库是指开放源代码的数据库,Linux系统下最受系统下最受程序员喜爱的三种程序员喜爱的三种DB是是MySQL、PostgreSQL和和Oracle。其中。其中MySQL、PostgreSQL是开源数据库的优是开源数据库的优秀代表。秀代表。开源数据库具有速度快、易用性好、支持开源数据库具有速度快、易用性好、支持SQL语言、支语言、支持各种网络环境、可移植性、开放和价格低廉(甚至免持各种网络环境、可移植性、开放和价格低廉(甚至免费
21、)等特点。费)等特点。4、开源数据库、开源数据库20大学计算机基础Fundamentals of Fundamentals of ComputersComputers伴随着互联网的发展,使用伴随着互联网的发展,使用Java语言编写的面向语言编写的面向对象数据库管理系统也应运而生。对象数据库管理系统也应运而生。JDataStore是是Borland公司推出的纯公司推出的纯Java数据数据库,主要用于库,主要用于J2EE平台,具有跨平台的移植性,平台,具有跨平台的移植性,与与Borland新一代新一代Java开发工具开发工具Jbuilder配合使配合使用。用。5、新型、新型Java数据库数据库21
22、大学计算机基础Fundamentals of Fundamentals of ComputersComputers据中国软件评测中心对国内、外数据库的调查结果显示,以东软据中国软件评测中心对国内、外数据库的调查结果显示,以东软OpenBASE等为代表的国产数据库除了具有自主版权外,在技术方面已经等为代表的国产数据库除了具有自主版权外,在技术方面已经接近国外先进水平。接近国外先进水平。国产数据库有价格低和实施周期短等优势。目前,已经获得实际应用的国产国产数据库有价格低和实施周期短等优势。目前,已经获得实际应用的国产数据库主要包括:数据库主要包括:1东软公司开发的东软东软公司开发的东软OpenBA
23、SE;2九江华易软件有限公司开发的华易数据库管理系统九江华易软件有限公司开发的华易数据库管理系统HYSQL;3人大金仓公司开发的人大金仓公司开发的Kingbase ES金鼎金鼎DBMS;4武汉华工达梦数据库有限公司研制的武汉华工达梦数据库有限公司研制的DM3;5北京国信贝斯软件有限公司推出的北京国信贝斯软件有限公司推出的iBASE数据库。数据库。6、国产数据库、国产数据库22大学计算机基础Fundamentals of Fundamentals of ComputersComputers近年来,在计算机领域出现了许多新技术,例如分布式处理技术、并行近年来,在计算机领域出现了许多新技术,例如分布
24、式处理技术、并行处理技术、人工智能、多媒体处理技术、模糊技术和面向对象技术等。处理技术、人工智能、多媒体处理技术、模糊技术和面向对象技术等。随着与其他学科内容的结合,数据库技术的应用范围越来越广,出现了随着与其他学科内容的结合,数据库技术的应用范围越来越广,出现了一些更适合特定领域的新型数据库技术,例如一些更适合特定领域的新型数据库技术,例如工程数据库、模糊数据工程数据库、模糊数据库、统计数据库、时态数据库和演绎数据库等。库、统计数据库、时态数据库和演绎数据库等。从发展上也出现了一些引人瞩目的趋势,其主要趋势包括从发展上也出现了一些引人瞩目的趋势,其主要趋势包括分布式数据分布式数据库、面向对象
25、数据库、多媒体数据库和并行数据库库、面向对象数据库、多媒体数据库和并行数据库等。等。数据库应用及发展趋势数据库应用及发展趋势23大学计算机基础Fundamentals of Fundamentals of ComputersComputers数据库数据库数据库管理系统数据库管理系统数据库应用数据库应用数据库管理员数据库管理员用户用户用户应用系统应用开发工具 数据库管理系统 操作系统数据库管理员 数据库用户用户1.3 数据库系统的组成数据库系统的组成24大学计算机基础Fundamentals of Fundamentals of ComputersComputers从用户使用数据库的观点,定义从
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