数据库原理及应用第一章 PPT课件

数据库原理及应用 刘治liuzhi 教材 数据库系统及应用 作者王知强等 清华大学出版社参考教材 数据库原理及应用 作者张晋连等 电子工业出版社 第一章数据库系统概述 本章主要内容 本章主要介绍数据库的基本概念 数据管理的发展过程 数据库系统组成 数据模型 数据库系统结构以及数据库新技术等内容 通过本章的学习使读者从中领悟到为什么要应用数据库以及使用数据库技术所带来的重要意义 本章是后续章节的准备和基础 本章学习目标 理解数据库相关概念及数据库的作用 了解数据管理技术的发展阶段及各阶段的特点 掌握数据库系统的组成 各部分的功能及其相互之间的关系 理解并掌握数据库体系的三级模式结构 两级映像及数据独立性概念及其作用 掌握数据模型的概念及其组成 重点掌握概念模型 了解数据库系统发展的特点及主流数据库技术的发展趋势 1 1数据库基本概念 1 1 1数据库 DB 1 1 2数据库管理系统 DBMS 1 1 3数据库系统 DBS 1 1 4数据库系统组成1 1 5数据库应用系统开发项目 1 数据 数据是记录信息的物理符号 是表达和传递信息的工具 尽管信息有多种表现形式 可以通过手势 眼神 声音或图形等方式表达 但数据是信息的最佳表现形式 由于数据能够书写 因而它能够被记录 存储和处理 从中挖掘出更深层的信息 数据 Data 是数据库中存储的基本对象数据的定义描述事物的符号记录数据的种类文本 图形 图象 声音数据的特点数据与其语义是不可分的 数据举例 学生档案中的学生记录 李明 男 1981 江苏 计算机系 1999 数据的形式不能完全表达其内容数据的解释语义 学生姓名 性别 出生年月 籍贯 所在系别 入学时间解释 李明是个大学生 1981年出生 江苏人 1999年考入计算机系 2 信息 信息泛指通过各种方式传播的 可被感受的数字 文字 图像和声音等符号所表征的某一事物新的消息 情报和知识 它是观念性的东西 是人们头脑对现实事物的抽象反映 与载体无关 必须指出的是 在许多不严格的情况下 对数据和信息两个概念不进行区分而是混为一谈 3 数据处理 围绕着数据所做的工作均称为数据处理 数据处理是指对数据的收集 组织 整理 加工 存储和传播等工作 数据处理包含数据管理 数据加工和数据传播 4 数据管理 在数据处理中 最基本的工作是数据管理工作 数据管理是其他数据处理的核心和基础 在实际工作中数据管理的地位很重要 工作中有许多人从事各种行政管理工作 实际上这些管人 管财 管物或管事的工作就是数据管理工作 5 数据库 数据库 DataBase DB 是一个长期存储在计算机内的 有组织的 可共享的 统一管理的大量数据的集合 数据库的概念实际上包括两层含意 其一为数据库是一个实体 它是能够合理保管数据的 库 用户在该 库 中存放要管理的事务的数据及事务间联系 数据 和 库 两个概念结合成为 数据库 其二为数据库是数据管理的新方法和技术 它能够更合理地组织数据 更方便地维护数据 更严密地控制数据和更有效地利用数据 概括地讲 数据库中数据的性质具有永久存储 数据整体性 数据共享性三个特点 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 从而 进一步抽取有用信息数据库 Database 简称DB 是长期储存在计算机内 有组织的 可共享的大量数据集合 1 1 2数据库管理系统 什么是DBMS数据库管理系统 DatabaseManagementSystem 简称DBMS 是位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件 DBMS的用途科学地组织数据 合理存储数据 高效地获取数据 稳定地维护数据 数据库管理系统 数据库管理系统 DataBaseManagementSystem DBMS 是负责数据库的定义 建立 操纵 管理和维护的一种计算机软件 是数据库系统的核心部分 数据库管理系统是位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件 它提供了对数据库资源进行统一管理和控制的功能 使数据结构和数据存储具有一定的规范性 提高了数据库应用的简明性和方便性 DBMS是一种系统软件 也就是数据库语言本身 常用的有SQL Server Oracle等数据库语言 DBMS为用户管理数据提供了一整套命令 利用这些命令可以实现对数据库的各种操作 如数据结构的定义 数据的输入 输出 编辑 删除 更新 统计和浏览等 DBMS主要功能 数据库的运行管理保证数据的安全性 完整性 多用户对数据的并发使用发生故障后的系统恢复数据库的建立和维护功能数据库数据批量装载数据库转储介质故障恢复数据库的重组织性能监视等 DBMS的工作模式如下 1 接受应用程序的数据请求和处理请求 2 将用户的数据请求 高级指令 转换成复杂的机器代码 底层指令 3 实现对数据库的操作 4 从数据库的操作中接受查询结果 5 对查询结果进行处理 格式转换 6 将处理结果返回给用户 信息系统 信息系统 InformationSystem IS 是由人 硬件 软件和数据资源组成的复合系统 目的是及时 正确地收集 加工 存储 传递和提供信息 实现组织中各项活动的管理与控制 在组织内部存在着各种各样的信息流 基于计算机和各类通信技术 集组织内部各类信息流为一个系统 并用于对组织内部的各项业务活动进行管理 调节和控制的信息处理网络中 称为一个组织的信息系统 1 1 3数据库系统 数据库系统 DataBaseSystem 简称DBS 是指在计算机系统中引入数据库后的系统 一般由数据库 数据库管理系统 及其开发工具 应用系统 数据库管理员构成 应当指出的是 数据库的建立 使用和维护等工作只靠一个DBMS是远远不够的 还要有专门的人员来完成 这类人员被称为数据库管理员 DataBaseAdministrator DBA 数据库系统 什么是数据库系统数据库系统 DatabaseSystem 简称DBS 是指在计算机系统中引入数据库后的系统构成 在不引起混淆的情况下常常把数据库系统简称为数据库 数据库系统的构成由数据库 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 1 1 4数据库系统组成 一般是由数据库 硬件支撑环境 软件系统和人员组成 1 硬件支撑环境 硬件是存储数据库和运行DBMS的物质基础 数据库系统对硬件的要求是有足够大的内存以存放操作系统 DBMS例行程序 应用程序 数据库表等 有大容量的直接存取的外存储器 供存放数据和系统副本 有较强的数据通道能力以提高数据处理速度 有些数据库系统还要求提供网络环境 2 软件系统 DBMS 支持DBMS运行的操作系统 具有与数据库接口的高级语言及其编译系统 以DBMS为核心的应用开发工具软件 为某种应用环境开发的数据库应用程序软件 3 数据库 通常包括两部分内容 物理数据库 其中存放按一定的数据实际存储的所有应用需要的工作数据 数据字典 数据字典 DataDictionary DD 中存放关于数据库中各级模式的描述信息 包括所有数据的结构名 意义 描述定义 存储格式 完整性约束 使用权限等信息 由于数据字典包含了数据库系统中的大量描述信息而不是用户数据 因此也称其为 描述信息库 3 数据库 在结构上数据字典也是一个数据库 为了区分物理数据库中的数据和数据字典中的数据 通常称数据字典中的数据为元数据 组成数据字典文件的属性称为元属性 数据字典是DBMS存取和管理数据的基本依据 主要由系统管理和使用 在关系数据库系统中 数据字典通常主要包括表示数据库文件的文件 表示数据库中属性的文件 视图定义文件 授权关系文件 索引关系文件等 4 人员 数据库系统的人员由软件开发人员 软件使用人员及软件管理人员组成 他们既有不同的数据抽象级别 又具有不同的数据视图 因而其职责也有所区别 5 数据库管理系统 DBMS是数据库系统中对数据进行管理的软件系统 它是数据库系统的核心组成部分 对数据库的一切操作 包括定义 查询 更新及各种控制 都是通过DBMS进行的 DBMS的主要目标是使数据作为一种可管理的资源来 其主要功能如下 数据定义数据操纵数据库的运行管理数据组织 存储与管理数据库的保护数据库的维护通信 数据库管理系统 DBMS的主要组成部分 1 1 5数据库应用系统开发项目 教材P11网上书店系统 高校管理系统 1 2数据库技术发展过程 什么是数据管理对数据进行分类 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 40年代中 50年代中 文件系统阶段 50年代末 60年代中 数据库系统阶段 60年代末 现在 1 2数据管理的发展 1 2 1人工管理阶段1 2 2文件系统阶段1 2 3数据库系统阶段 1 2 1人工管理特点 时期40年代中 50年代中产生的背景应用需求科学计算硬件水平无直接存取存储设备软件水平没有操作系统处理方式批处理 1 2 1人工管理 其特点如下 1 数据不保存 2 没有对数据进行管理的软件系统 3 数据不具独立性 4 数据不共享 人工管理阶段应用程序与数据之间的对应关系 1 2 2文件系统 时期50年代末 60年代中产生的背景应用需求科学计算 管理硬件水平磁盘 磁鼓软件水平有文件系统处理方式联机实时处理 批处理 文件管理阶段应用程序与数据之间的对应关系 1 2 2文件系统特点 这一阶段数据管理的特点如下 1 数据需要长期留在外存上供反复使用 2 文件的形式已经多样化 3 程序和数据之间有了一定的独立性 4 数据的存取基本以记录为单位 1 2 3数据库系统 时期60年代末以来产生的背景应用背景大规模管理硬件背景大容量磁盘软件背景有数据库管理系统处理方式联机实时处理 分布处理 批处理 1 2 4数据库系统特点 数据库系统的特点及其带来的优点 1 数据结构