数据库和数据管理系统.ppt

管理信息系统 MIS 李修德2012 9 通知 上机的安排 管 1班 周四 10月1 日 下午18 00在网3 以后每双周 管 2班 周四 10月18日 下午18 00在网3 以后每单周上机 第一次上机要求 1 准备一个U盘 将上机结果 全部VF文件 拷贝 以便下次使用 2 预习VF教材 第2章 项目管理器 准备好要建立的表格数据 3 上机内容 建立数据库先建立一个项目 项目名称为你的姓名 后建立一个数据库 数据库名称为XXX管理 再建立至少三个表 表的名称为各表实体对象的名称 如学生表等每个表至少有8个以上字段 每个字段要确定字段名称 字段类型 字段长度 字段索引 是否空 每个表至少要输入5个记录的数据4 将三个表建立主索引后 将三个表建立相互联系 主索引对主索引或主索引对普通索引 形成数据库 第四章数据库和数据库管理系统 数据库和数据库管理系统 DB DBMS 主要问题 1 什么是数据库 什么是数据库管理系统 DBMS 什么是数据库系统 DBMS与OS有什么关系 有什么不同 DBMS有什么优越性 VFP的优越性2 数据库的数据模型 类型 有哪些 什么是关系数据库 关系数据库有什么优越性 关系代数 索引的类型和作用是什么 3 关系数据库的规范化 完整性 安全性结构化查询语言 SQL 的运用4 专用数据库的简介5 数据库与数据仓库有什么不同 思维导图 数据库 表的规范化 数据库的查询SQL VisualFoxproDBMS 数据库 数据库管理系统 数据库系统 专用数据库 数据仓库 数据库管理系统与文件系统的不同 数据库文件结构与类型 数据库文件结构与数据类型 传统的数据组织方式 文件 ID ID RC RC RC ID ID 文件和文件夹 文件的结构 磁介质上存储记录的方式 顺序文件结构 直接文件结构 顺序文件结构 索引 传统文件系统的局限性1 由于操作系统是按文件名称管理 一个文件对应一个程序 程序中的数据与程序不独立 2 数据有重复 冗余度大 浪费空间 3 容易造成不一致 给修改和维护带来困难 数据库 是有组织的相互联系的数据的集合 关系数据库是有联系的表的集合 数据库和表的结构 字段 field 纪录 record 索引 索引 index 就是对于某一字段的排序 升序或者降序 目的是为了查找方便 速度快 索引的种类 主索引 在一个表中某一字段的值 互不相同 它的值可以作为记录相互区别的字段叫做主关键字段 它的索引可以定为主索引 一个表可以有也只能有一个主索引 候选索引 符合主关键字段的定义 但是由于只能有一个主索引 所以这样的索引都被称为候选索引 普通索引 一般定义的索引 都可以作为普通索引 唯一索引 是将某一索引 看作是在检索时 只显示该字段的不同值中的第一个记录的一种索引 关键字通常是某一个字段 但是也有组合关键字 即几个字段的组合 如 学号 课程号 数据库管理系统 DBMS 数据库 DB 数据库管理系统 DBMS 数据库系统 DBS 的不同数据字典 DD 数据项描述关系 数据库技术的优越性1 数据共享 减少冗余 2 数据独立性 数据和程序相互独立 3 由DBMS统一管理统一协调 数据模型 1 层次模型2 网络模型3 关系模型4 面向对象 数据库系统 关系数据库之父 埃德加 科德 埃德加 科德 英国人 1938年在牛津大学学习数学 后在IBM公司工作 1963年又获得计算机硕士 1965年获得博士 在1970年发表的 用于大型数据库的关系模型 一文 1972年提出了 关系代数 和 关系演算 定义了关系的并 差 交 投影 选择 连接等各种运算 为日后的结构化查询语言SQL奠定了基础 1981年获得了图灵奖 建立数据库的三种途径 项目1 n数据库1 n表 自由表 数据库表表建立表 表结构和表的纪录 表结构 定义每个字段的名称 最好不用汉字 类型 13种类型 长度 以字节为单位 索引 升序 降序 是 否空 null 字段类型 字符型 货币型 日期型 时间日期型 逻辑型 数值型类型缩写CYDTLN长度 字节 1 25688811 20双精度型 浮点型 整数型 通用型 备注型 二进制字符 二进制备注BFIGM141 20442 TPT DBT 关系数据库 1 1 1 n 建立数据库的三种途径 项目1 n数据库1 n表 自由表 数据库表表建立表 表结构和表的纪录 表结构 定义每个字段的名称 最好不用汉字 类型 13种类型 长度 以字节为单位 索引 升序 降序 是 否空 null 字段类型 字符型 货币型 日期型 时间日期型 逻辑型 数值型类型缩写CYDTLN长度 字节 1 25688811 20双精度型 浮点型 整数型 通用型 备注型 二进制字符 二进制备注BFIGM141 20442 TPT DBT 关系代数的五种基本运算 关系R1 关系R2 关系S1 R1 R2 差 3 2 R1 投影 关系代数的五种基本运算 R1 R2 关系的并 R1 S1 关系的叉积 2 V 3 f R1 R1上的选择 合并 求差 乘积 投影 选择五种 其他为 相交 连接 求商 E R图 实体 关系图 E R图 实体 关系图 Entity Rrelation 系主任 系 证件号 姓名 职称 系号 系名 电话 管理 1 1 课程 学生 选课 n m 学号 选课号 出生日期 性别 姓名 课程名 类型 学时 学分 课程号 选课 数据库管理系统 DBMS 的作用 数据视图 模式 子模式 数据库 应用系统 外模式 概念模式 内模式 DBMS OS 终端 软件系统层 数据抽象层 用户 程序员 系统管理员 DBA 人员 商业数据库管理系统 1 OracleOracle9i2 IBMInformix3 IBMDB24 MICROSOFTAccess5 MICROSOFTFoxpro6 MICROSOFTSQLServer oracle数据库 Oracle数据库 ORACLE9i IBMDB2 IBMInformix SQLServer Foxpro Access 分布式数据库 distributedDB 分布式数据库 分布式数据库 20世纪90年代以来 分布式数据库系统进入商品化应用阶段 传统的关系数据库产品均发展成以计算机网络及多任务操作系统为核心的分布式数据库产品 同时分布式数据库逐步向客户机 服务器模式发展 分布式数据库的优点与缺点 分布式数据库的优点 1 具有灵活的体系结构 2 适应分布式的管理和控制机构 3 经济性能优越 4 系统的可靠性高 可用性好 5 局部应用的响应速度快 6 可扩展性好 易于集成现有系统 分布式数据库的缺点 1 系统开销大 主要花在通信部分 2 复杂的存取结构 原来在集中式系统中有效存取数据的技术 在分成式系统中都不再适用 3 数据的安全生和保密性较难处理 分布式数据库 VISUALFOXPRO的优越性 微软VisualFoxPro VFP6 0的特点 1 在PC平台上检索速度最快的数据库2 具有丰富的开发工具 生成器 编辑器 设计器 跟踪与调试器 项目管理器等3 支持面向对象的可视化编程技术4 真正的事件 Event 驱动的应用程序5 OLE技术 支持与其他应用程序之间的数据交换6 支持客户机 Cient 服务器 Server 结构计算机系统 VF的界面 VisualFoxpro的界面 表的设计器 表的浏览 浏览 数据库设计 表的连接 查询设计器 SQL SQL查询 Select语句 查询设计器 查询结果 表单设计 表单 表单设计器 表单设计器 表单控件 属性设计 运行 标签设计 标签 报表设计 报表 输出 统计图表设计 SQLServer2008 SQLServer2005的新功能 SQLSERVER2005简介 SQLServer2005的市场竞争优势 在数据库市场中似乎是最佳的选择 1 它可以最小到只用于少量用户 也可以大到足以支持最大的企业 2 它不用花费Oracle 缺点 比较高的价格和安装运行上的复杂性 或者Sybase MS在1988 1994年与Sybase合作开发了SQLServer4 2 Sybase的缺点 它没有图形用户界面前端 那样大的价钱 3 能够向上扩展并处理兆兆字节 TB 的数据而无需太多的顾虑 4 易于安装 SQLServer2005的新功能 1 数据库引擎增强 MS Net XML SQL 新的数据类型 2 管理工具 API 支持大规模SQLServer部署操作 3 数据转换服务 DTS 的增强 提取 转换 装载平台 SQL服务器集成服务 4 复制增强 简化了安装 复制拓扑的监控 5 数据访问接口 改进了ADO NET 引人了新的本地客户端 6 分析服务增强 可伸缩性 易管理性 可靠性 有效性 数据仓库的可编程性 商务智能和商业解决方案 7 报表服务 功能丰富 交互的 可管理的报表 可以通过内部网 外延网 互联网浏览和导航这些报表 8 通知服务 允许创建丰富的通知服务 将个性化的及时的信息发送给设备以及数以百万计的订阅者 数据库管理系统的数据语言 DBMS的查询语言SQL 数据库管理系统 DBMS 数据语言 分3种 DDL 数据定义语言 create 创建 database table index veiwalter 变动 database tabledrap 去除 database table index DML 数据操作语言 delete 删除 recordinsert 插入 record DCL 数据控制语言 lockon off 加锁 解锁 record SQL语言 SQL的三个组成部分 1 DDL datadefinedlanguage 数据定义语言 CreateTable Index View Database 创建 AlterDatabase Table 变更 DropDatabase Index Table View 去掉 SQL语言 2 DML datamanipulationlanguage 数据操作语言 DeleteRecord 删除 InsertRecord 插入 UpdateRecord statistics 更新 Select 查询 SQL语言 3 DCL datacontrollanguage 数据控制语言 Grantdatabase Table View 授权 Revokedatabase Table View 撤消权限 BeginTransaction 开始事务 CommitTransaction 交付 结束事务 RollbackTransaction 回滚 撤消事务 查询语言类型 1 结构化查询语言 SQL select 字段名表 from 表名称 where 连接条件 筛选条件 group 字段名 sort 字段名 例 select学生号 姓名 班级from学生表where班级 管05 1 And 性别 女 sort出生日期2 QBE查询 querybyexample示例查询 填表方法 SQL语言 完整的select语法select all distinct 字段列表名或表达式 from 表名 视图名 where 连接条件和筛选条件 groupby 分组字段列表 having 筛选条件 orderby 排序字段列表 注 groupby在前面having在中间orderby在后面 SQL例子 例1 Selecttype count avg price fromtitlesgroupbytypehavingavg price 25结果 typecount avg titles price popular comp 通俗 341 48pshchalogy 心理 525 70trad cook 烹调 330 96 聚集函数CountAvgSumMaxMin SQL例子 例2SelecttypeFromtitlesgroupbytypehavingtypelike p 结果 type popular comppsychology 通配符 SQL例子 例3selecttype avg price fromtitleswhereadvance 预付款 5000groupbytypeorderby2typeavg price business12 99mod cook12 99psychology29 30trad cook35 45popular comp41 48 以数字代表要输出字段的顺序 数据库管理 数据库管理的安全性 数据库保护 数据库共享 多用户直接使用 所以DBMS提供了数据库的保护功能 1 安全性 security 是保护数据库以防止不合法的使用造成数据泄露 修改和破坏 措施 用户识别与系统鉴别 存取控制 审计功能2 完整性约束 integrityconstraint 是数据的正确性和相容性 对每个数据有约束措施 有触发条件 对增加 删除 更新 要检查内容的约束条件是否满足 主码完整性约束 唯一完整性 非空完整性 属性参数完整性 引用完整性五种 数据库保护 3 事务控制 transactioncontrol 事务具有原子性 措施 在SQL语言中使用COMMIT 提交 ROLLBACK 回滚 COMMIT 提交 结束 命令 4 并发控制 concurrencycontrol 并发造成 写丢失 不可重写 读脏数据 措施 对数据加锁 防丢失 采用只读事务 防重写 整个事务要么提交 要么成功结束 提交不成功就回滚 防止读脏数据 5 数据库要有备份 backup 在事故 用户错误 语句故障 网络故障 进程故障 介质故障 后进行恢复 数据库的规范化 数据库的规范化 规范化 normalform 在关系数据库设计中的潜在问题是更新异常 把数据库 表 的设计规范化可以防止出现更新异常 规范化的理论是使数据库表的设计符合第一范式 1NF 第二范式 2NF 第三范式 3NF 第四范式 4NF 第五范式 5NF 越来越严格 通常要求满足3NF就可以 更新异常 更新时需要多处修改 数据产生不一致 无法添加 删除时丢失数据 1NF 2NF 3NF BCNF 4NF 数据库设计 数据规范化 数据库的规范化 1NF 每个分量不可再分 表中不能有表 2NF 满足1NF 且每个非主属性都完全依赖于主属性 主关键字 3NF 有组合关键字作为主要属性者 在非主属性之间不能有依赖关系 BCNF 措施 不符合1NF 2NF 3NF的要拆成小表 1NF如 学生表 学号 姓名 性别 籍贯 省 市 街 改为 满足1NF 学生表 学号 姓名 性别 省 市 街 规范化例子 表中有表 规范化例子 非主属性只依赖于关键字的一部分 2NF如 订单表 订单号 订单日期 零件号 零件说明 零件数量 零件价格 改为 订单 订单号 订单日期 零件 零件号 零件说明 订购 订单号 零件号码 零件数量 零件价格 非主属性不完全依赖于主关键字 规范化例子 3NF如 顾客服务 顾客号 顾客名 信誉 认购限额 服务员号 服务员姓名 改为 顾客 顾客号 顾客名 信誉 认购限额 服务员号 服务 服务员号 服务员姓名 非主属性之间存在依赖关系 专用和通用数据库 专用和通用数据库 专用和通用数据库 专用和通用数据库 多 超媒体数据库 MMDBMS 超文本文件基础上建立的数据库 包括了文本 图象 声音 视频数据 转换成HTML 超文本标记语言 XML 可扩展标记语言 后 并且让用户通过INTERNET来访问这些文件 如 Oracle10g IBMDB2 IBMInformix特点是基于内容的检索和查询 QBE方法 MARS multimediaanalysisandretrievalsystem 是由UIVC和伊利诺伊大学合作开发 专用和通用数据库 在线数据库 数字图书馆 数字图书馆与传统图书馆的不同传统图书馆数字图书馆书籍 期刊采购数字化资源创建典藏存储 多媒体数据库 编目标引并生成索引借阅流通CGI WEBPAC等检索软件流通管理有权限管理特征 数字化资源 网络化存取 分布式管理 数字图书馆不同于电子图书馆也不同于网络图书馆CADLIS 中国高等教育文献保障体系 中国高等教育数字化图书馆 专用和通用数据库 图象数据库以图象 由像素组成 为主要数据的数据库 基于内容的图象检索系统的框架 基于内容的图象检索系统的实例 IBM QBIC 哥伦比亚大学 VisualSEEK和WebSEEK 麻省理工 Photobook 查询结果 图象集合 用户 查询要求 特征向量 相似性匹配 图象特征数据库 相关反馈 使用索引检索 特征提取 特征提取 特征 颜色 纹理形状 空间 Photobook IBMQBIC 专用和通用数据库 文挡数据库 全文检索 全文数据需要专用的索引类型 这种索引记录着字与字之间或短语与短语之间相似性信息 或者文档中未出现的相关字的信息 全文操作不同于一般数据库的模式匹配 查询用SQL MM 支持全文检索 数据仓库 数据仓库DATAWAREHOUSE 数据仓库 数据仓库 数据仓库的概念与结构 数据仓库 datawarehouse 是历史数据的集合特征 1 量大 质量高 可检索2 面向某个主题不是面向事务3 可以利用分析工具进行数据挖掘 分析数据和发现数据存在的规律 模式 支持决策 4 只读的 用户不可能回写数据 数据集市 datamarket 是某一方面 销售 人力等 的历史数据库 是数据仓库的逻辑子集 数据集市 数据仓库 结构 决策支持系统 中央存储库 数据元数据 数据管理员 相关数据集市 净化转化 数据仓库 有关的数据集市 外部来源 操作环境数据库 操作性数据库 组成结构 联机分析处理的多维数据模型 逻辑模型 OLAP的多维结构多维结构由多个维组成 当每个维确定一个取值时 即可获得一个多维结构中的变量 这个变量称为数据单元 或单元 cell 这种表示方式称为多维数组 也称为数据立方体 如 产品维成员 vcd 日期维成员 2003年3月19日 商店维成员 NO 1 商店 NO1NO2NO3ALL 一二三四all 季 TVPCVCDALL 产品 多维结构的操作 1 切片2 切块3 旋转4 钻探 下钻如地域时间和上探 反方向 数据仓库 操作型数据库和数据仓库中的决策支持数据的不同 OLAP与OLTP的不同 OLAP 联机分析处理 与OLTP 联机事务处理 的不同 使用数据仓库的行业 99年 总计 超过一半的公司使用数据仓库 90 以上的跨国公司使用数据仓库 通知 上机的安排 管 1班 周四 10月1 日 下午18 00在网3 以后每双周上 管 2班 周