数据库技术的产生与发展 PPT课件

1 SQLServer2008R2数据库技术及应用 第3版 周慧 施乐军主编 2 点击添加文本 点击添加文本 点击添加文本 点击添加文本 能力目标能够初步认识数据库系统的组成能够明确数据库系统中的用户角色能够初步认识各种数据库管理系统 开发工具及其特点能够初步认识数据库设计的方法与步骤能够了解数据模型的基本概念能够阅读并理解数据库系统有关的英文术语能够自学安装并初步使用SQLServer2005 第1章数据库系统认知 3 点击添加文本 点击添加文本 点击添加文本 点击添加文本 1 4数据库设计基础 1 5任务训练 第1章数据库系统认知 4 1 1数据管理技术的产生和发展 点击添加文本 点击添加文本 5 数据 data 信息 information 点击添加文本 点击添加文本 点击添加文本 点击添加文本 1 1 1数据处理的基本概念 数据是对客观事物及其活动的抽象符号表示 是存储在某一媒体上可以鉴别的符号资料 数据的形式 数字 文字 图形 图像 声音等 信息是指数据经过加工处理后所获得的有用的知识 是以某种数据形式表现的 数据和信息的关系 数据是信息的具体表现形式 信息是数据所表现的意义 6 1 1 1数据处理的基本概念 例如 85 59 对85和59进行语义解释 两名学生的成绩是85和59 对成绩进行判断 其中一名同学成绩不及格那么我们得到及格与不及格的信息 7 1 1 1数据处理的基本概念 数据处理 dataprocessing 数据处理指对数据进行加工的过程 即将数据转换成信息的过程 是对各种数据进行收集 存储 加工和传播的一系列活动的总和 8 点击添加文本 点击添加文本 点击添加文本 点击添加文本 1 1 2数据管理技术的发展 9 点击添加文本 点击添加文本 点击添加文本 点击添加文本 人工管理阶段 时期 20世纪50年代以前硬件特点 计算机主要用于科学计算 外存只有磁带 卡片 纸带 没有操作系统和管理数据的软件 特点 数据不能长期储存应用程序本身管理数据数据不共享数据不具有独立性 10 点击添加文本 点击添加文本 点击添加文本 点击添加文本 人工管理阶段 11 点击添加文本 点击添加文本 点击添加文本 点击添加文本 文件系统阶段 时期 20世纪50年代后期 20世纪60年代中期软硬件背景 计算机不仅应用于科学计算 还大量应用于经济管理 出现了磁盘 磁鼓等直接存取的外存设备 出现了初级的操作系统 和专门的管理数据的软件 文件管理系统 特点 数据可以长期保持由文件系统管理数据数据冗余大 共享性差数据独立性差 12 点击添加文本 点击添加文本 点击添加文本 点击添加文本 文件系统阶段 13 磁鼓 文件系统阶段 14 文件系统阶段 15 点击添加文本 点击添加文本 点击添加文本 点击添加文本 数据库系统阶段 时间 20世纪60年代后期背景 计算机性能得到提高 出现大容量磁盘 且价格下降 数据共享的需求日益增加 软硬件功能越来越强 特点 数据结构化数据共享性高数据独立性强数据粒度小统一的管理和控制 DBMS 独立的操作界面 16 点击添加文本 点击添加文本 点击添加文本 点击添加文本 数据库系统阶段 数据库系统阶段 17 数据库系统阶段 18 数据库系统阶段 19 点击添加文本 点击添加文本 点击添加文本 点击添加文本 数据管理技术的发展 WEB数据库技术并行数据库技术数据仓库与联机分析技术数据挖掘与商务智能技术内容管理技术海量数据管理技术和云计算技术等 数据管理技术的发展 20 数据管理技术的发展 21 数据管理技术的发展 22 数据管理技术的发展 23 点击添加文本 点击添加文本 点击添加文本 点击添加文本 作业 完成下表 24 点击添加文本 点击添加文本 点击添加文本 点击添加文本 第1章数据库系统认知 1 4数据库设计基础 1 5任务训练 25 1 2数据库系统概述 点击添加文本 点击添加文本 1 2 2数据库的体系结构 1 2 3数据库管理系统简介 26 1 2 1数据库系统的构成 数据库系统是指在计算机中引入数据库后的系统 通常由计算机硬件 软件 数据库和数据用户组成 数据库系统的主要组成部分 硬件系统 具有满足数据库需求的存储 计算 通信和服务能力操作系统 OS 根据数据库系统的硬件平台 数据库的处理和安全需求选择相适应的操作系统数据库 DB 指长期保存在计算机的存储设备上 按照某种模型组织起来的 可以被各种用户或应用共享的数据集合 数据库管理系统 DBMS 数据库应用系统的开发工具及数据接口数据库应用系统 提供可视化操作界面供终端用户使用进行日常数据处理工作数据库用户 数据库管理员 数据库分析师 应用程序员和终端用户 27 1 2 2数据库的体系结构 2数据库的二级存储映像 1数据库的三级模式结构 28 三级模式结构 29 模式 定义 模式 简称概念模式 也称逻辑模式 是对数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述 是数据库所有用户的公共数据视图 一个数据库只有一个模式 概念模式描述 所有实体 实体的属性和实体间的联系 数据的约束 数据的语义信息 安全性和完整性信息 DBMS提供描述模式的定义语言 如 CreateTable 30 外模式 定义 外模式 也称子模式或用户模式 属于视图层抽象 是数据库用户 包括应用程序员和最终用户 能够看见和使用的局部数据的逻辑结构和特征的描述 外模式是模式的子集 一个数据库可以有多个外模式不同的数据库用户的外模式可以不同每个用户只能看见和访问所对应的外模式中的数据 数据库中的其余数据是不可见的 设置外部模式有如下优点 方便用户使用 简化了用户接口 保证数据的独立性 有利于数据共享 有利于数据安全和保密 DBMS提供描述外模式的定义语言 如 CreateView 31 内模式 定义 内模式 也称存储模式 是对数据库中数据物理结构和存储方式的描述 是数据在数据库内部的表示形式 一个数据库只有一个内模式 内模式定义了所有内部记录类型 索引和文件的组织方式 以及所有数据控制方面的细节 内模式与下面的工作相关 数据和索引的存储空间分配 用于存储的记录描述 数据项的存储大小 记录放置 数据压缩和数据加密技术 DBMS提供描述内模式的定义语言 如 CreateDatabase 32 模式描述数据的全局逻辑结构外模式涉及数据的局部逻辑结构 即用户可以直接接触到的数据的逻辑结构内模式更多的是由数据库系统内部实现的 33 1 2 2两级映像和两级数据独立性 为了提高数据库系统中的数据独立性 数据库系统在这三级模式间提供了两层映像 外模式 模式映像和模式 内模式映像 映像是一种对应规则 它指出了映像双方是如何进行转换的 逻辑数据独立性 物理数据独立性 34 两级映像 1 外模式 模式映像对于每一个外模式 数据库系统都有一个外模式 模式映像 它定义了该外模式与模式之间的对应关系 这些映像定义通常包还在各自外模式的描述中 当模式改变时 外模式 模式映像要做相应的改变 以保证外模式不变 访问的数据库的应用不变 外模式 模式映像保证了数据的逻辑独立性 35 例如 对全局逻辑结构 学生 系 班级 学号 姓名 年龄 性别 籍贯 有外模式 学生籍贯 学生 学号 学生 姓名 学生 籍贯 将学生模式拆分成 学生1 系 班级 学号 姓名 年龄 性别 照片 学生2 学号 籍贯 照片 学生籍贯 学生1 学号 学生1 姓名 学生2 籍贯 36 两级映像 续 2 模式 内模式映像定义了数据库全局逻辑结构与存储结构之间的对应关系 模式 内模式映像是唯一的模式 内模式映像存在于模式和内模式之间 用于定义数据的逻辑结构和存储结构的对应关系 使得当数据库的存储结构发生变化时 访问数据库的应用不变 模式 内模式映像保证了数据的物理独立性 37 物理独立性指用户的应用程序与存储在磁盘上的数据库中数据是相互独立的 当数据的物理存储改变了 应用程序不用改变 逻辑独立性指用户的应用程序与数据库的逻辑结构是相互独立的 数据的逻辑结构改变了 用户程序也可以不变 数据独立性是由DBMS的二级映像功能来保证的 38 为什么要采用三级模式 39 为什么要采用三级模式结构 数据库中的数据 为了满足各种用户的要求 设计了复杂的数据结构 为了给用户提供简单明了的数据界面 系统必须隐藏数据在数据库内部的结构和存储细节 为此 系统提供三个层次屏蔽系统的复杂性 简化用户接口 两层模式之间的映像关系由DBM