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第1讲: 应用开发与数据库技术 重庆大学计算机学院,课程名称: 数据库系统 -,课程教材及参考书目,主用教材： 数据库系统概念第5版，耶鲁大学等学校，西尔伯沙茨等著，杨冬青（北京大学）等译，机械工业出版社， 2007年8月第1版第3次印刷（或2007年3月第1版第2次印刷）。 Database System ComceptsFifth Edtion, Silberschatz A.A.(英文) 本课程只介绍前三部分中的内容 第一部分（1-10章）第二部分（11-22章）第三部分（23-25章） 本教材所参考的网站主页(耶鲁大学) /avi/db-book/ 参考书目： 1数据库原理王能斌，机械工业出版社，2001年1月，第1版 2数据系统原理教程王珊等，清华大学出版社， 1999年5月，第3次印刷 3关系数据库石树刚等，清华大学出版社，1993年11月，第1版 4数据库系统基础教程(中译本)机械工业出版社出版，2006.03, 第1版3次印刷A First Course in Database Systems(斯坦福大学),Jeffrey D. Ullman, Edition 2 China Machine Press,July 2006,First Version,First Print）,项目驱动目标： 应用开发涉及哪些数据库技术： 一 数据库系统及其开发环节 二 数据需求分析涉及数据库技术 三 数据结构设计涉及数据库技术 四 数据存储访问涉及数据库技术 五 数据维护涉及数据库技术 六 应用功能开发涉及数据库技术 主要讨论问题： 什么类型的应用最需要数据库技术 数据库系统开发有哪些主要环节 各个阶段涉及哪些数据库技术 数据库技术包括那些内容 数据库技术在DBS开发中到底有多重要,第1讲：数据库系统开发与数据库技术,Exercise 1,包含关系! 数据库系统(DBS)只是一般应用系统的一个子集 但是一个很大的子集，凡采用了数据库技术的系统！ DBS涉及应用领域十分广泛，你所用到、看到的几乎都是！ 通常涉及的数据库量巨大 对数据的操作频繁 用户访问数巨大 对数据库的安全性、可靠性、访问效率等要求高 如银行、校园、企业、航空等管理信息系统,一 数据库系统及其开发环节,1-1 应用系统与数据库系统有何差异？,1-2 什么类型的应用最需要数据库技术？,问题1答案,一个大型DBS几乎用到所有数据库技术 这要从DBS的开发和使用环节说起 Step1: 需求分析 （数据流图-待续） 数据需求分析核1 （用户需求说明书） 功能需求分析附带 （功能需求规格说明书） Step2: 数据结构设计 概念设计核2 （概念模型-抽象结构，可与DBMS产品相关） 逻辑设计核3 （逻辑模型-与DBMS产品密切相关） Step3: 数据存储访问设计 数据存储设计(物理设计核4) （物理模型） 数据访问设计 数据控制设计 Step4: 数据维护设计 Step5: 应用功能开发设计,一 数据库系统及开发环节,1-3 DBS开发涉及哪些数据库技术？,1-4 DBS的设计有哪些主要环节？,问题2答案,首 页,分析系统的业务处理流程 分析流程中各个业务环节 功能需求分析：业务环节中具体处理功能 （编程要求） 数据需求分析：处理功能中涉及哪些数据 （数据库要求） 分析产生结果：数据流图（处理功能+相关数据） 主要：数据流图分析方法（课外知识，自学） 收集数据对象 收集数据字典 辅助：数据抽取分析方法 E-R模型，统一建模语言UML（6章）(初步,客户交流) 数据视图（1章）,二 数据需求分析涉及数据库技术,2-1 应用需求分析的任务是什么？,2-2 数据需求分析涉及哪些数据库技术？,首 页,数据流程图(样例),2数据系统原理教程王珊-清华大学,P185,1-5 什么是数据流图？,分析数据对象特征和使用需求 建立数据模型（对象内部结构和外部关联） 根据开发需要调整和选择数据模型 分析和描述数据约束 数据结构优化 E-R模型，UML（精细设计）（6章）-面向客观描述！ 关系数据模型（ 2章，7章） 对象数据模型（9章） -面向计算机实现！ XML数据模型（10章）,三 数据结构设计涉及数据库技术,3-1 数据结构设计的任务是什么？,3-2 数据结构设计涉及哪些数据库技术？,引入多层抽象概念,物理层(Physical level): (物理模式、内模式) describes how a record (e.g., customer) is stored. 逻辑层(Logical level): (逻辑模式、外模式) describes data stored in database, and the relationships among the data. type customer = record customer_id : string; customer_name : string; customer_street : string; customer_city : integer; end; 视图层(View level): (子模式、视图) application programs hide details of data types. Views can also hide information (such as an employees salary) for security purposes.,3-3 如何体现数据结构的设计效率？,三 数据结构设计涉及数据库技术,三层模式两级映射,三 数据结构设计涉及数据库技术,3-4 三层数据模式如何关联？,3-5 三层模式架构有何优点？,两级独立： 应用独立性！ 物理独立性！,首 页,分析数据需求和使用需要 对关联数据的使用要求 访问效率要求 安全性要求 设计数据物理存储方式 数据如何存放 如何支持快速访问 如何保证数据安全 存储和文件结构*(11章) 索引与散列(12章),四 数据存储访问涉及数据库技术,4-1 数据存储设计的任务是什么？,4-2 数据存储涉及哪些数据库技术？,4.1 数据存储涉及数据库技术,分析数据访问方式及使用要求 采用什么方式访问数据 如何快速访问数据 数据访问方式的优化 SQL（3章） 高级SQL（4章） 查询处理（13章） 查询优化（14章） 信息检索（19章）,4.2 数据访问涉及数据库技术,4-3 数据访问设计的任务是什么？,4-4 数据访问涉及哪些数据库技术？,如何设计系统的体系架构 如何保证数据真实有效 如何支持多用户并发访问 安全性控制（8章） 事务管理（15章） 并发控制（16章） 数据库系统的体系结构（20章） 并行数据库*（21章） 分布式数据库*（22章）,4.3 数据控制涉及数据库技术,4-5 数据控制设计的任务是什么？,4-6 数据控制涉及哪些数据库技术？,首 页,如何防范数据或系统故障 如何备份数据 如何恢复数据 如何转移数据 备份与恢复系统（17章） 基本的系统恢复技术 高级恢复技术 远程备份系统,五 数据维护涉及数据库技术,5-1 数据维护设计的任务是什么？,5-2 数据维护涉及哪些数据库技术？,首 页,分析如何有效支持应用功能开发 如何提供开发效率 哪些功能应交给数据库完成 数据库如何与应用程序打交道 数据视图（1章）&视图（3章） 嵌入式SQL（4章）&动态SQL（4章） 完整性约束（4章） 查询优化（14章）&索引（12章） 应用设计与开发*（8章） 存储过程，触发器,六 应用开发涉及数据库技术,6-1 应用开发中的任务是什么？,6-2 应用开发涉及哪些数据库技术？,6.1 功能开发涉及数据库技术,分析海量数据中蕴藏着那些知识 如何发现这些有用的知识 如何展现这些知识 如何利用这些知识为企业提供服务 数据分析与数据挖掘（18章） 联机分析处理OLAP 数据仓库 数据库挖掘,6.2 数据分析涉及数据库技术,6-3 数据分析的任务是什么？,6-4 数据分析涉及哪些数据库技术？,DBS开发涉及的数据库技术 （比如银行管理信息系统）,6.3 DBS开发涉及数据库技术总结,问题3、4、5答案,6-3 数据库技术在DBS开发中有多重要？,答案：非常重要! 涉及其各个环节！,27-28-29-大型商用数据库产品（实现了上述各种数据库技术）,数据库技术 包含的内容,首 页,*6.4 DBS体系结构,6-4 你想想的DBS结构是什么样的？,项目驱动目标： 关系模型的特点及在应用开发中的地位： 一、关系模型 二、关系的键和外键 三、关系数据查询 四、空值Null的特殊作用 五、关系数据更