数据库系统概论oracl.ppt

Data Base -Oracle,2011-8-18,Chapter 1 Introduction 概论,1.1 数据库系统概述 1.2 数据模型 1.3 关系数据库 1.4 常见的数据库对象 1.5 范式,1.1 数据库系统概述,1.1.1 数据库的地位 1.1.2 相关基本概念 1.1.3 数据管理技术的产生与发展,1.1.1 数据库在软件产业中的地位,软件的四大支柱： 操作系统(网络)、编程语言、数据库、中间件技术。 软件的新趋向:数据密切型应用 应用由计算转向信息。 数据量激增，并呈多样性。 需求从数据中来 本课程中对学员要求：三个能力的培养 一般计算机语言的编程能力、数据库编程能力和系统分析与建模能力,1.1.1 数据库在软件产业中的地位cont,常见数据库及其特点 Oracle 9i(internet)/10g(grid)/11g 大型商业用户 DB2 SQL server (2000,2005,2008) Mysql 中小企业 PostgreSQL Sqlite 3 嵌入式应用,1.1.2 基本概念,Data 数据 Database 数据库 DBMS 数据库管理系统 DBS 数据库系统 DBA 数据库管理员,1.Data 数据,数据(Data)是数据库中存储的基本对象。 描述事物的符号记录称为数据。 可以是数字，也可以是文字、图形、图像、声音、语言等，有多种表现形式，都可以数字化后存入计算机。,数据举例,学生档案中，我们关心学生姓名、性别、出生年月、籍贯、所在系别、入学时间，则数据为 （张三，男，1972，江苏，计算机系，1990） 数据的含义为：张三是个大学生，1972年出生，江苏人，1990年考入计算机系。 数据的含义称为数据的语义，数据及其语义是不可分的。离开了语义的数据是无用的。,表达同一种语义有多种手段，应该选择合适的表达方式,2.Database 数据库,人们收集并抽取出一个应用所需要的大量数据之后，应将其保存起来以供进一步加工处理，进一步抽取有用信息。 数据库(Database,简称DB)是指长期储存在计算机内、有组织的、可共享的大量数据集合。,Database 数据库(cont.),数据库的特征 数据按一定的数据模型组织、描述和储存 sharable by many users 可为各种用户共享 small redundancy 冗余度较小 high independency 数据独立性较高 easy extensibility 易扩展,3.DBMS 数据库管理系统,什么是DBMS 数据库管理系统 （Database Management System，简称DBMS）是位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件。 科学地组织和存储数据、高效地获取和维护数据。 数据定义功能 数据操纵功能 数据库的运行管理 数据库的建立和维护功能,4. DBS 数据库系统,数据库系统（Database System，简称DBS）是指在计算机系统中引入数据库后的系统构成。 一般由数据库、数据库管理系统（及其开发工具）、应用系统、数据库管理员（和用户）构成。 在不引起混淆的情况下常常把数据库系统简称为数据库。,体系结构,1.1.3 数据管理技术的产生与发展,什么是数据管理 数据管理就是对数据进行分类、组织、编码、存储、检索和维护，是数据处理的中心问题。 数据管理技术的发展过程 人工管理阶段 (19401950) 文件系统阶段 (19501960) 数据库系统阶段 (1960-now),人工管理阶段,数据不保存 数据由应用程序管理，编写程序需要经常考虑数据结构等数据运行时存储问题 数据面向程序，无法共享 数据不具有独立性，随逻辑结构和物理结构变化而变化,文件系统阶段,数据持久化 数据面向具体应用程序，不强调扩展性 举例：文件格式 数据可以共享 对各种数据规模都接受,文件系统阶段带来的问题,数据共享性差，本质上不具通用性 获取实际需要数据难（需要针对性开发） 数据冗余和不一致性 难以应对复杂操作逻辑 文件系统可移植性问题,数据库系统阶段,面向一定逻辑规模应用（业务逻辑） 通用型操作 增删改查 数据独立于程序逻辑 完整性，原子性 并发访问 更细致复杂的安全和权限管理 适用于大规模数据，但不是特大规模(PB级) 举例：两个10G文件表连接操作,数据库万能？,超大数据规模 举例：人类基因组计划与Perl 超大用户并发 举例：奥运售票站点down机,1.2 数据模型,模型是什么？我们知道，建筑设计沙盘、飞机模型等都是具体的模型。模型是现实世界数据特征的抽象，所谓数据模型就是现实世界数据特征的抽象。 在数据库中用数据模型这个工具来抽象、表示和处理现实世界中的数据和信息。 数据模型应满足的要求： 能比较真实地模拟现实世界 容易为人所理解 便于在计算机上实现,1.2 数据模型,不同的数据模型是提供给我们模型化数据和信息的不同工具。平时使用的数据模型主要分为两类，分属于不同的层次。 第一类模型是概念模型，也称信息模型，它是按用户的观点来对数据和信息建模，主要用于数据库设计。 最常用的是E(Entity)-R(Relationship)模型。 另一类模型是数据模型，它是按照计算机系统的特点对数据建模，主要用于DBMS的实现。最常用的是关系模型。,1.3 关系数据库,数据库这一概念提出后，先后出现了几种数据模型。其中基本的数据模型有三种：层次模型系统、网络模型系统和关系模型系统。 60 年代末期提出的关系模型具有数据结构简单灵活，易学易懂且具有雄厚的数学基础等特点，从70 年代开始流行，发展到现在已成为数据库的标准。 目前广泛使用的数据库软件都是基于关系模型的关系数据库管理系统。,1.3.1 关系模型,关系模型把世界看作是由实体Entity 和联系Relationship 构成的。 所谓实体，就是指现实世界中具有区分与其它事物的特征或属性并与其它实体有联系的对象。在关系模型中实体通常是以表的形式来表现的。表的每一行描述实体的一个实例，表的每一列描述实体的一个特征或属性。,1.3.1 关系模型,所谓联系，就是指实体之间的关系，即实体之间的对应关系联系。 通过联系就可以用一个实体的信息来查找另一个实体的信息。 关系模型把所有的数据都组织到表中。表是由行和列组成的，行表示数据的记录，列表示记录中的域。表反映了现实世界中的事实和值。,1.3.2 关系数据库的优点,关系数据库是以关系模型作为数据的组织方式，关系模型是建立在严格的数学概念基础上的，关系数据库的主要优点是概念简单清晰，用户不需了解复杂的存取路径，不需说明“怎么干”，只需说明“干什么”，易懂易学。即命令型语言,数据库使用查询,什么叫命令型语言？ 语言的发展史 机器语言 汇编语言 高级语言 第四代语言 SQL(Structual Query Language),习题练习,1. 举例说明在生活中实际使用数据库的例子，并根据此生活场景尽可能详细的说明数据库都提供了哪些具体的功能 2. 请描述数据管理技术发展的三阶段？并具体比较文件管理阶段和数据库管理阶段各有什么优缺点？并针对此两个阶段，各举出一个实例，说明各自为什么要采取这样的数据管理方式是合理的。 3. 从数据库技术特征角度分析百度和Google等IT类互联网企业为什么不用Oracle数据库呢？,1.4 常见的数据库对象,表 视图 触发器 存储过程,数据抽象,物理层 文件系统层 逻辑层 视图层 可以有多个视图,1.4.1 表,数据库中的表与我们日常生活中使用的表格类似它也是由行Row 和列Column组成的。 列由同类的信息组成，每列又称为一个字段，每列的标题称为字段名。 行包括了若干列信息项。一行数据称为一个或一条记录，它表达有一定意义的信息组合。一个数据库表由一条或多条记录组成，没有记录的表称为空表。,1.4.2 视图,视图看上去同表似乎一模一样，具有一组命名的字段和数据项，但它其实是一个虚拟的表，在数据库中并不实际存在。 视图是由查询数据库表产生的，它限制了用户能看到和修改的数据。 视图可以用来控制用户对数据的访问，并能简化数据的显示，即通过视图只显示那些需要的数据信息。,1.4.3 触发器和存储过程,触发器是一个用户定义的SQL 事务命令的集合。当对一个表进行插入、更改、删除时，这组命令就会自动执行。 存储过程是为完成特定的功能而汇集在一起的一组SQL 程序语句，经编译后存储在数据库中的SQL 程序。,1.5 范式,构造数据库必须遵循一定的规则，在关系数据库中这种规则就是范式。 范式是符合某一种级别的关系模式的集合。关系数据库中的关系必须满足一定的要求，即满足不同的范式。常见的有第一范式(1NF) 、第二范式(2NF)和第三范式(3NF)。,1.5.1第一范式(1NF),在任何一个关系数据库中第一范式(1NF)是对关系模式的基本要求，不满足第一范式(1NF)的数据库就不是关系数据库。 所谓第一范式(1NF)是指数据库表的每一列都是不可分割的，基本数据项同一列中不能有多个值，即实体中的某个属性不能有多个值或者不能有重复的属性。 在第一范式(1NF)中表的每一行只包含一个实例的信息。简而言之，第一范式就是无重复的列。,1.5.2 第二范式(2NF),第二范式(2NF)是在第一范式(1NF)的基础上建立起来的，即满足第二范式(2NF)必须先满足第一范式(1NF) 。 第二范式(2NF) 要求数据库表中的每个实例或行必须可以被惟一地区分。 为实现区分通常需要为表加上一个列以存储各个实例的惟一标识，这个惟一属性列被称为主关键字或主键、主码(Primary Key PK)。,1.5.3 第三范式(3