《数据库系统的目的》PPT课件.ppt

第1章: 绪论,数据库系统的目的 对数据的观察角度 数据模型 数据定义语言DDL 数据操纵语言DML 事务管理 存储管理 数据库管理员DBA 数据库用户 系统总体结构,数据库管理系统(DBMS),一个相互关联的数据的集合 一个存取数据的程序的集合 特定企业的信息 DBMS 提供对数据进行方便和高效的使用的环境. 数据库应用: 银行: 各种交易 航空公司: 订座, 时刻表 大学: 注册, 分数 销售: 客户, 产品, 购买 制造业: 生产, 库存, 订货, 供应链 人力资源: 雇员记录, 工资, 扣税 数据库涉及我们生活的所有方面,数据库系统的目的,早期的数据库应用建立在文件系统之上 使用文件系统存储数据的缺点: 数据冗余与不一致性 多种文件格式, 信息在不同文件中重复 存取数据困难 对每个新任务必须写新程序 数据隔离 多种文件及格式 完整性问题 完整性约束(e.g. account balance 0)嵌在程序代码中 难以加入新约束或改变已有约束,数据库系统的目的 (续),文件系统的缺点 (续) 更新的原子性 故障可能导致更新只执行一部分，从而使数据库处于一个不一致的状态 例如：账户之间的转账必须全部完成或完全不做 多用户并发存取 并发存取有利于提高性能 并发存取若不加控制可能导致不一致性 例如：两个人同时修改账户余额 安全问题 数据库系统提供对以上所有问题的解决方法,抽象层次,物理层: 描述记录 (e.g., customer)如何存储. 逻辑层: 描述存储在数据库中的数据及数据之间的联系. type customer = record name : string; street : string; city : integer; end; 视图层: 应用程序隐蔽了数据类型的细节. 视图还能为安全目的隐蔽信息 (e.g., salary).,对数据的观察层次,数据库系统的体系结构,实例与模式,类似程序设计语言中的类型与变量 模式 数据库的逻辑结构 例如, 数据库包含客户与账户信息，以及它们之间的联系 类似于程序变量的类型信息 物理模式: 物理层数据库设计 逻辑模式: 逻辑层数据库设计 实例 数据库在特定时刻的实际内容 类似于变量的值 物理数据独立性 修改物理模式而不需改变逻辑模式的能力 应用依赖于逻辑模式 一般地, 不同层次与部分之间的界面应该良定义，使得一部分的改变不会严重影响其他部分.,数据模型,一个概念工具集合，用于描述 数据 数据联系 数据语义 数据约束 实体-联系模型 关系模型 其他模型: 面向对象模型 半结构化数据模型 旧式模型: 网状模型和层次模型,实体-联系模型,实体-联系模型建立的模式例,实体-联系模型 (续),现实世界的 E-R 模型 实体 (对象) E.g. 客户, 账户, 银行分行 实体之间的联系 E.g. 账户 A-101 为客户 Johnson 所拥有 联系集 depositor 将客户与账户相关联 广泛用于数据库设计 用 E-R 模型做的数据库设计再转换成用关系模型做的设计，后者用于存储和处理,关系模型,关系模型中的表式数据例,customer- name,Customer-id,customer- street,customer- city,account- number,Johnson Smith Johnson Jones Smith,192-83-7465 019-28-3746 192-83-7465 321-12-3123 019-28-3746,Alma North Alma Main North,Palo Alto Rye Palo Alto Harrison Rye,A-101 A-215 A-201 A-217 A-201,属性,关系数据库例,数据定义语言 (DDL),定义数据库模式 E.g. create table account ( account-number char(10), balance integer) DDL 编译器生成数据字典中的信息 数据字典包含元数据 (i.e., 关于数据的数据) 数据库模式 数据存储与定义语言 可用于说明数据库系统使用的存储结构和存取方法的语言 通常是数据定义语言的扩展,数据操纵语言 (DML),用于存取和操作按特定数据模型组织起来的数据的语言 DML 也称为查询语言 两种类型的语言 过程式的 用户指明需要什么数据以及如何得到那些数据 非过程式的 用户指明需要什么数据但不说明如何得到那些数据 SQL 是最广泛使用的查询语言,SQL,SQL: 广泛使用的非过程式语言 E.g. 求客户号为 192-83-7465 的客户的姓名 select customer.customer-name from customer where customer.customer-id = 192-83-7465 E.g. 求客户号为 192-83-7465 的客户所拥有的所有账户的余额 select account.balance from depositor, account where depositor.customer-id = 192-83-7465 and depositor.account-number = account.account-number 应用程序存取数据库一般是通过 嵌入式 SQL 应用编程界面 (e.g. ODBC/JDBC),数据库用户,根据与数据库系统交互的方式来区分不同用户 应用程序员 通过 DML 调用与系统交互 高级用户 使用数据库查询语言表达请求 专业用户 写专门的数据库应用 初级用户 调用别人开发好的应用程序 E.g. 通过web访问数据库的人, 银行出纳, 办事员,数据库管理员,协调数据库系统中的所有活动 数据库管理员完全了解企业的信息资源和需求 数据库管理员的职责包括: 模式定义 存储结构与存取方法定义 模式与物理组织修改 给用户授予存取数据库的权限 声明完整性约束 负责与用户的联络 监控性能 对需求的改变进行反应,事务管理,事务是一个操作集合，完成数据库应用中的单个逻辑功能 事务管理部件确保数据库在即使发生了系统故障(e.g., 电源故障和操作系统崩溃)或事务故障的情况下仍处于一致(正确)状态. 并发控制管理器控制并发事务之间的交互, 以确保数据库的一致性.,存储管理,存储管理器提供存储在数据库中的底层数据与应用程