《数据库的基础知识》PPT课件.ppt

第一章 数据库的基础知识 数据库系统概述数据库管理技术的产生和发展数据模型概念数据模型结构数据模型数据库系统结构数据库系统结构三级模式结构二级映像数据库的用户 本章主要内容 1 1数据库系统概述 常用术语数据数据库数据库管理系统数据库系统 数据库是数据管理的最新技术 是计算机科学的重要分支 今天 信息资源已成为各个部门的重要财富和资源 数据库的地位 支撑当代计算机应用最基本的四大支柱 操作系统 网络技术 计算机语言 数据库 数据 数据 数据 Data 是描述事物的符号记录 数据的表示形式 文字 图形 图像 声音等 数据库 数据库 数据库 DataBase 简称DB 是有组织有结构存储在计算机内部的可共享的数据集合 数据库管理系统 数据库管理系统 数据库管理系统 DataBaseManagementSystem 简称DBMS 是一类位于用户与操作系统之间 帮助用户有效地组织和存储数据 高效获取有用信息的一层计算机系统软件 主要功能 数据定义 DDL 数据操纵 DML 数据控制 DCL 事务控制 TCL 数据库系统 数据库系统 数据库系统 DataBaseSystem 简称DBS 是指在引入数据库后的计算机系统 硬件平台及数据库 软件 人员 1 2数据管理技术的产生和发展 人工管理阶段文件管理阶段数据库系统阶段 数据库技术是指对数据进行分类 组织 编码 存储 检索和维护的技术 人工管理阶段 特点 数据不保存应用程序管理数据数据不共享数据不具有独立性 文件管理阶段 特点 数据长期保存文件管理数据共享性差独立性差 文件系统阶段 数据库系统阶段 特点 数据结构化数据的共享性高 冗余度低 易扩充数据独立性高数据由DBMS统一管理和控制 数据结构化 面向全组织 具有整体数据的结构化不仅描述数据本身 而且描述数据之间的联系数据结构化 数据最小存取单位是数据项 数据项组成数据记录 比较文件系统的数据组织特点有 面向应用记录之间没有联系最小存取单位是数据记录 数据库系统的特点 数据的共享性 低冗余 易扩充 数据库服务器 应用1 应用2 应用3 数据的共享性 低冗余 易扩充 数据独立性高 数据独立性 数据由DBMS统一管理和控制 数据的安全性 Security 保护数据的完整性 Integrity 检查并发 Concurrency 控制数据库恢复 Recovery 1 3数据模型 概念数据模型 信息世界的基本概念 实体 联系模型 E R模型 结构数据模型 层次模型 网状模型 关系模型 面向对象模型 数据模型 数据模型是数据库系统中用于提供信息表示和操作手段的形式构架 数据库设计过程 基本概念 历史 模型 Entity RelationshipModel1976年 P P S Chen提出 模型 用 图来描述概念模型观点世界是由一组称作实体的基本对象和这些对象之间的联系构成的 信息世界的基本概念 实体 Entity 属性 Attribute 码 Key 域 Domain 实体型 EntityType 实体集 EntitySet 联系 Relationship 一对一联系 一对多联系 多对多联系 基本概念 实体 Entity 客观存在并可相互区分的事物叫实体如学生张三 工人李四 计算机系 数据库概论属性 Attribute 实体所具有的某一特性一个实体可以由若干个属性来刻画例如 学生可由学号 姓名 年龄 系等组成域 Domain 属性的取值范围例如 性别的域为 男 女 月份的域为 到 的整数 基本概念 实体型 EntityType 实体名与其属性名集合共同构成实体型例 学生 学号 姓名 年龄 性别 系 年级 注意实体型与实体 值 之间的区别 后者是前者的一个特例如 9808100 王平 21 男 计算机系 2 是一个实体实体集 EntitySet 同型实体的集合称为实体集如全体学生 基本概念 联系 Relationship 实体之间的相互关联如学生与老师间的授课关系 学生与学生间有班长关系联系也可以有属性 如学生与课程之间有选课联系 每个选课联系都有一个成绩作为其属性 基本概念 码 Key 唯一标识实体的属性集称为码如学号是学生实体的码通讯录 姓名 邮编 地址 电话 Email BP 基本 图要点 基本 图要点 码在E R图中的表示实体集属性中作为主码的一部分的属性用下划线来标明 E R模型 两个实体型之间的联系 结构数据模型示例 层次模型 层次模型 层次模型 用树型 层次 结构表示实体类型以及实体之间联系的模型是层次模型 两个条件 有只有一个结点而无双亲结点的结点称为根结点除根结点外的其它结点有且只有一个双亲结点 结构数据模型 叶结点 网状模型 网状模型 用网状结构表示实体类型及实体之间联系的数据模型称为网状模型 条件 多个结点可无双亲结点一个结点可有多个双亲结点 关系模型 关系模型 用关系 二维表格形式结构 来表示实体类型以及实体间联系的模型称为关系模型 1970年美国IBM公司SanJose研究室的研究员E F Codd首次提出了数据库系统的关系模型 对象模型 对象模型 使用面向对象技术 Object Oriented 简称OO 来表示信息世界的实体类型及实体之间联系的模型称为对象模型 1 4数据库系统结构 本节内容包括 数据库系统结构模式的概念数据库系统的三级模式结构数据库的二级映象功能与数据独立性 数据库系统的体系结构 数据库系统的体系结构与计算机系统的体系结构密切相关 集中式体系结构 集中式数据库系统计算机的联网 客户 服务器数据库系统并行处理能力 并行数据库系统分布计算能力 分布式数据库系统 集中式数据库系统 运行在一台计算机上 数据集中存储在一台计算机中 不与其他计算机系统交互的数据库系统 单用户系统 管理简单 客户 服务器结构 微机变得速度更快 能力更强 价格更低 集中式系统中的终端被微机所代替 集中式系统直接执行的用户界面功能由微机来处理集中式系统 客户机 服务器系统 客户 服务器结构 客户 服务器系统的一般结构 客户 客户 客户 客户 服务器 网络 客户 服务器数据库系统 数据处理任务在客户与服务器间进行划分好处 有利于充分利用网络中的计算资源有利于减少网络上的传输量数据库后端功能 存储管理 查询处理 事务管理 具体包括存取结构 查询计算和优化 并发控制 故障恢复等 数据库前端功能 应用的处理 具体包括表格生成工具 报表书写工具 图形用户界面工具等 客户 服务器数据库系统 不同的功能划分 事务服务器与数据服务器 事务服务器 数据库前端功能由客户完成 后端功能由服务器完成 服务器提供一个接口 使得客户可以发出执行一个动作的请求 服务器响应客户的请求 执行该动作 并将结果送回给客户 数据服务器 数据库前端功能由客户完成 后端功能也大部分由客户完成 客户向服务器发出请求 以文件或页面等为单位对数据进行读取或更新 客户 服务器数据库系统 集中式或分布式 单服务器与多服务器系统 单服务器系统 多个客户共享一个服务器 多服务器系统 一个客户可以对多个服务器进行访问 客户 客户 客户 客户 客户 客户 客户 客户 服务器 服务器 服务器 服务器 网络 网络 单服务器系统 多服务器系统 客户与服务器间的接口 客户与服务器间的接口客户向服务器发出查询请求 服务器传回给用户查询结果 客户表达请求的形式 SQL语句 应用编程接口 远程过程调用 客户与服务器间的接口 续 开放数据库互连ODBC OpenDatabaseConnectivity 访问数据库的一种统一界面标准 数据源DBMS 数据源DBMS 数据源DBMS 驱动程序 驱动程序 驱动程序 应用程序 驱动程序管理器 数据库访问标准化接口 ODBC ODBC 开放数据库互联标准 适用于客户 服务器体系结构 定义客户程序用以连接到数据库系统和发出SQL命令的API客户可以用同一ODBCAPI来连接到任何支持ODBC的数据库系统 ODBC允许用户同时连接到多个数据源并在这些数据源之间进行切换每个数据库系统必须提供一个驱动程序 受客户端的ODBC驱动程序管理器控制 负责与服务器连接和通讯以及进行所有必要的数据和查询格式转换ODBCAPI定义一个CLI 调用层接口 一个SQL语法定义以及关于允许的CLI调用序列的规则 数据库访问标准化接口 ODBC Oracle服务器 DB2服务器 其它数据库服务器 并行数据库系统 利用并行计算机系统提供的并行处理能力 通过并行地使用多个CPU和硬盘来提高处理速度和I O速度 从而加速数据库的活动 分布式数据库系统 多台计算机通过网络连接 数据驻留在不同计算机中 形成逻辑上的整体 支持本节点的数据访问 也支持其他节点的数据访问 支持局部事务 也支持全局事务 数据库系统模式的概念 模式 Schema 模式 Schema 是数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述 它仅仅涉及到型的描述 不涉及到具体的值 数据库的逻辑结构 是指你在数据库中看到的部分如RDBMS中的表 索引等数据库的物理结构 指数据库的数据文件的存储实例 Instance 实例 Instance 是模式的一个具体值 注意 实例 instance 在具体的某一RDBMS中有不同的含义 如 在oracle中 database代表存储数据的物理文件Instance代表用于访问数据的后台进程及内存结构 数据库系统的三级模式结构 数据库系统的二级映象功能与数据独立性 两层映象 外模式 模式映象模式 内模式映象意义 这两层映象保证了数据库系统中的