《数据库概述》PPT课件

工业控制数据库 吴胜昔wushengxi 课程安排 数据库概述关系数据库SQL语言数据库恢复技术 安全性开放式数据连接现代数据库技术 分布式 实时数据库原理及应用 数据库管理系统数据库技术在工业过程中的应用 MES框架及数据流 SQLServer数据库管理系统应用实例 SQLServer数据库的设计与开发 实时数据库应用案例 参考书目 萨师煊 王珊 数据库系统概论 高等教育出版社张宜生 张乐福 梁书云 计算机网络与数据库技术及其工业应用 机械工业出版社刘云生 现代数据库技术 国防工业出版社 考核方式 开卷考试实验考勤 一 数据库系统概述 本节主要内容 通过本章学习了解数据库技术的应用情况和作用当前数据库市场上的主流产品数据库技术的基本概念数据库系统的体系结构数据库技术的研究领域当前数据库技术面临的挑战及发展趋势 数据库技术的发展 数据库系统应用示例航空售票系统 最早使用数据库技术 包括信息 航班信息 航班号 飞机型号 机组号 起飞地 目的地 起飞时间 到达时间 飞行状态等机票信息 票价 折扣 有无等 主要功能 查询在某一段时间内从某个指定城市到另一个指定城市的航班 是否有其他飞机型号 飞机票价 是否折扣等信息更新乘客登记航班任何时候都有许多航空售票代理商访问这些数据 通过这些数据 可以统计出经常坐某一航班的乘客信息 并为这些乘客提供优惠系统特点 数据庞大 人工不能提供及时 准确服务 图书管理系统 最常见之一 包括信息 图书信息 书号 书名 作者姓名 出版日期 类型 页数 价格 出版商名称 内容简介等作者信息 姓名 身份证号 性别 出生日期 学历 住址 电话等出版社信息 名称 地址 成立日期等读者信息 姓名 借书号 书名 借书日期 借书数量等 主要功能 查询 某种类型的图书 浏览指定出版商出版的图书 检索指定作者的图书等更新 登记新书信息 作者信息 借阅者信息等对存书几百万的图书馆 人工操作劳动强度大 数据库系统的作用 数据库系统作用管理大量数据 大约可存储183亿个航班信息 45亿本书的简要信息 2800万本40页图书的所有内容数据库定义功能 将数据的存储结构定义到数据库中数据查询功能 方便地检索数据 插入数据 修改数据和删除数据控制多用户访问 许多用户同时访问系统 确保不同用户只能使用自己所需数据 不同用户操作互不干扰确保故障恢复 基本概念 数据库系统中的一些概念数据 Data 描述事物的符号记录 有多种形式 它们都可以经过数字化后存入计算机数据的语义 数据的含义例如对于学生的描述 姓名 性别 年龄 出生年月 籍贯 所在系 入学时间 马拉多纳 男 40 1964 阿根廷 自动化系 1990 孙雯 女 31 1973 上海 自动化系 1990 基本概念 数据库 DB 长期存放在计算机内的有组织的可共享的数据集合数据库管理系统 DBMS 完成数据库的建立 使用和维护功能数据库系统 DBS 数据库 最底层 数据库管理系统 应用系统 数据库管理员 用户 一般常说的数据库就是DBS数据库管理员 DBA 专门管理和维护数据库系统的人员 数据库系统 应用系统 应用开发工具 数据库管理系统 操作系统 数据库 用户 用户 用户 数据库管理员 数据库系统 硬件 操作系统 DBMS编译系统 应用开发工具 应用系统 数据库在计算机系统中的地位 数据管理技术的产生和发展 数据的管理 对数据进行分类 组织 编码 存储 检索和维护数据管理经历了人工管理 文件系统 数据库系统三个阶段 人工管理阶段 数据不保存应用程序管理数据数据不共享数据不具独立性 应用程序1 数据集1 应用程序2 数据集2 应用程序n 数据集n 数据管理技术的产生和发展 文件系统阶段 数据可以长期保存文件系统管理数据数据共享差 冗余大数据独立性差 应用程序1 文件1 应用程序2 文件2 应用程序n 文件n 存取方法 数据管理技术的产生和发展 数据库系统阶段 数据结构化 面向整个组织来组织数据 采用复杂的数据模型来表示 数据管理技术的产生和发展 文件中记录内部有结构 但记录间无联系 数据管理技术的产生和发展 数据库系统实现整体数据结构化 分级分类建表 表之间相互关联 数据管理技术的产生和发展 数据共享性高 冗余度低 易扩充 数据独立性高数据由DBMS统一管理和控制 安全 完整 并发 可恢复 应用程序1 应用程序2 数据库管理系统 数据库 人机交互 主要的数据库产品 主流数据库系统Oracle 美国Oracle公司产品MicrosoftSQLServer2000 2005 2014 美国Microsoft公司产品Sybase 美国Sybase公司产品Informix 美国Informix公司产品 主流产品的发展现状 数据库管理系统经历了40多年的发展演变 已经取得了辉煌的成就 发展成了一门内容丰富的学科 形成了总量达数百亿美元的一个软件产业 GartnerDataquest公司的调查 2000年国际数据库市场销售总额达88亿美元 比1999年增长10 根据CCID的报告 2000年的中国数据库管理系统市场销售总额达24 8亿元 比1999年增长了41 7 占软件市场总销售额的10 8 支持各种互联网应用 数据库管理系统是网络经济的重要基础设施之一 支持Internet 甚至于MobileInternet 数据库应用已经成为数据库系统的重要方面 例如 Oracle公司从8版起全面支持互联网应用 是互联网应用的代表 微软公司更是将SQLServer作为其整个 NET计划中的一个重要的成分 支持各种互联网应用 对于互联网应用 由于用户数量是无法事先预测的 这就要求数据库相比以前拥有能处理更大量的数据以及为更多的用户提供服务的能力 也就是要拥有良好的可伸缩性及高可用性 此外 互联网提供大量以XML格式数据为特征的半结构化数据 支持这种类型的数据的存储 共享 管理 检索等也是各数据库厂商的发展方向 数据库系统结构 数据模型 是一组概念的集合 用于对现实世界数据特征进行抽象按应用不同分为 概念模型和数据模型数据库系统结构从数据库管理系统角度看 三级模式结构 二级映像功能 现实世界 信息世界 机器世界 概念模型 数据模型 数据库系统结构 从最终用户角度看 集中式结构 分布式结构 客户 服务器结构数据库系统模式的概念模式 是数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述 模式是相对稳定的实例 模式的一个具体值数据库系统的三级模式结构 数据库系统结构 外模式1 外模式2 外模式n 模式 内模式 数据库 应用A 应用B 应用C 应用D 应用E 外模式 模式 模式 内模式 数据库系统结构 数据库的二级映象功能数据独立性外模式 模式 保证数据与程序的独立性模式 内模式 定义全局逻辑结构与存储结构之间的对应关系 保证数据与程序的物理独立性 数据库的三级模式结构为了有效地组织 管理数据 提高数据库的逻辑独立性和物理独立性 人们为数据库设计了一个严谨的体系结构 数据库领域公认的标准结构是三级模式结构 它包括外模式 模式和内模式 美国国家标准协会 ANSI AmericanNationalStandardsInstitute 的数据库管理系统研究小组于1978年提出了标准化的建议 将数据库结构分为3级 面向用户或应用程序员的用户级 面向建立和维护数据库人员的概念级 面向系统程序员的物理级 用户级对应外模式 概念级对应模式 物理级对应内模式 使不同级别的用户对数据库形成不同的视图 所谓视图 就是指观察 认识和理解数据的范围 角度和方法 是数据库在用户 眼中 的反映 很显然 不同层次 级别 用户所 看到 的数据库是不相同的 模式模式又称概念模式或逻辑模式 对应于概念级 它是由数据库设计者综合所有用户的数据 按照统一的观点构造的全局逻辑结构 是对数据库中全部数据的逻辑结构和特征的总体描述 是所有用户的公共数据视图 全局视图 它是由数据库系统提供的数据模式描述语言 DDL DataDescriptionLanguage 来描述 定义的 体现 反映了数据库系统的整体观 外模式外模式又称子模式 对应于用户级 它是某个或某几个用户所看到的数据库的数据视图 是与某一应用有关的数据的逻辑表示 外模式是从模式导出的一个子集 包含模式中允许特定用户使用的那部分数据 用户可以通过外模式描述语言 外模式DLL 来描述 定义对应于用户的数据记录 外模式 也可以利用数据操纵语言 DML DataManipulationLanguage 对这些数据记录进行 外模式反映了数据库的用户观 内模式内模式又称存储模式 对应于物理级 它是数据库中全体数据的内部表示或底层描述 是数据库最低一级的逻辑描述 它描述了数据在存储介质上的存储方式和物理结构 对应着实际存储在外存储介质上的数据库 内模式由内模式描述语言 内模式DLL 来描述 定义 它是数据库的存储观 数据库系统的组成 硬件平台及数据库 足够内存 足够磁盘磁带 高通道能力 指高速传递数据 数据库系统的软件 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为特定环境开发的数据库应用系统 数据库系统的组成 人员 DBA 全面控制和管理数据库系统系统分析员和数据库设计人员应用程序员用户 偶然用户 简单用户 复杂用户 数据库系统的组成 DBMS OS 应用系统 模式 外模式 内模式 数据表示 DB 数据抽象级别 软件系统层次 DBA 系统分析员 应用程序员 用户 数据库技术的研究领域 数据库管理系统软件的研制 数据库设计 数据库设计方法学和设计工具数据库理论 研究关系数据理论以及新的数据库技术最新数据库技术的全面 充分和灵活应用 这是非计算机专业领域的任务 尤其是工业网络层次的应用 数据库技术的发展趋势 数据库技术面临的挑战环境变化 数据库系统的应用环境由可控制的环境变成多变的异构信息集成环境和Internet环境数据类型变化 由结构化变成半结构化 非结构化和多媒体数据类型数据来源变化 由静态变成实时动态传感器或监控设备 工业 航空航天 军事等领域数据管理要求变化 支持协同设计和工作流不同单