数据库系统概论(王珊第五版)第一讲 PPT课件

AnIntroductiontoDatabaseSystems,主讲：姜姗电话数据库系统概论AnIntroductiontoDatabaseSystems,课程简介,课程名称：数据库原理课程类别：专业基础课学时：72学时（理论：54，实验：18）学分：4学分考核方法：期末*60%+实验20%+平时20%使用教材：高等教育出版社数据库系统概论前期课程：程序设计，离散数学，数据结构等,教学内容简介,教材共分十六章，共计四部分。其中第1章到第5章为基础篇，主要介绍数据库系统的基本概念、原理、方法及应用技术，关系数据库及SQL语言、及数据库的安全性、完整性等相关知识。是数据库课程的重点。第6章到第8章为设计篇，主要介绍数据库的规范化设计、数据库编程等内容。第9-12为系统篇，主要介绍查询优化、并发控制的基本概念、方法和技术。本学期课程内容：第1章第11章,课程培养目标,整个课程以SQLServer数据库作为实例来讲解数据库理论和实现技术，努力做到数据库理论和实际产品的实现与应用结合起来，使学生在学习理论的同时，实践SQLServer在数据库设计和开发方面的应用。通过该课程的学习，培养学生具有数据库管理员必备的基础理论知识和专业知识，掌握从事本专业领域实际工作的基本能力和基本技能。,第一章：绪论,学习目标：熟悉数据库及相关概念熟悉数据模型了解数据库系统结构,1.1数据库系统概述1.2数据模型1.3数据库系统的结构1.4数据库系统的组成1.5小结,在我们上网、娱乐或学习的过程中，总听说XXX的网站被人黑了，原来是其数据库被别人下载或更改了；有的系统无法运行，是因为其数据库文件被破坏，那么，请问一下，什么地方会用到数据库，什么是数据库？他的作用是什么？数据库是怎么存在的？有哪些种类？如何使用这些数据库。今天我们来讨论这些问题，作为我们走向数据库领域的第一步。,第一部分：认识数据库,数据库的地位什么是数据库常见的数据库管理系统数据库的操作方式数据库技术的产生和发展数据库系统的特点,一.数据库的地位,数据库技术产生于六十年代末，是数据管理的有效技术，是计算机科学的重要分支。数据库技术是信息系统的核心和基础，它的出现极大地促进了计算机应用向各行各业的渗透。数据库已经成为每个人生活中不可缺少的部分。,数据库的应用,医疗系统银行超市交通公安系统（第二代身份证、指纹系统）院校,医疗方面（药品采购、住院信息等）,下列信息都被有效的存储在医院信息数据库中，可方便人们快速查询及了解相关信息。数据库内容主要包括：医生信息：科室、姓名、职称、诊疗时间等。费用信息：项目名称、规格、价格、医保费用类别、数额等。病人基本信息：就诊卡号、病案号、姓名、性别、年龄、医保费用类别等。诊疗相关信息：病史资料、主诉、现病史、既往史等。用药信息：常规用法及剂量、费用、功能及适应症、不良反应及禁忌症等。,银行系统,我们去银行进行交易（如查询金额、提取金额等）的过程中，就是对银行的数据库系统使用的过程。数据库内容大概包括：客户的基本信息：帐号、密码、交易情况、交易金额、交易地点等操作人员基本信息：账号、密码、权限、交易情况等,公安系统,DNA数据库：只要采集到犯罪嫌疑人的DNA样本，就可以上网进入数据库进行比对，大大提高了查找犯罪嫌疑人的效率。指纹数据库：顾名思义，这个数据库就是存储各类犯罪嫌疑人的指纹数据，刑事技术人员在犯罪现场提取指纹后，进入数据库中进行比对，就可以快速认定犯罪嫌疑人。辽宁省厅指纹中心库存指纹已达100万人，计算机查询速度可达每秒4.5万枚。第二代身份证：第二代身份证是将个人身份信息数据库化管理的开始，能够有效利用人口资源，实现信息共享，加强社会管理。,院校系统,教务系统（选课、查询成绩等）新闻公告系统招生查询留言系统资源中心（学习、工作、软件、娱乐等）学生工作平台,对于一个国家来说，数据库的建设和使用水平已成为衡量该国信息化程度的重要标志。人们越来越认识到，数据库是信息化社会中信息资源管理的基础。所以对于我们来说，掌握数据库是迈向信息化社会的第一步。,二、什么是数据库,1.1.1数据库的4个基本概念数据(Data)数据库(Database)数据库管理系统(DBMS)数据库系统(DBS),数据是数据库中存储的基本对象。新生入学时，一般要填写入学登记，把自己的基本情况写下来，如姓名、性别、出生年月、家庭住址、联系电话等项目，例如：姓名写为张三或者李四，性别是男，身高170cm，那么张三、李四就可以称为数据。数据表示了登记者的一种特征或特性。数据的定义：描述事物的符号记录。数据的种类：可以是数字、文字、图形、图像、声音、语言等。,1数据,数据的含义称为数据的语义，数据与其语义是不可分的。例如93是一个数据语义1：学生某门课的成绩语义2：某人的体重语义3：某个年级的学生人数,数据举例,学生档案中的学生记录（李明，男，198505，江苏南京市，计算机系，2005）语义：学生姓名、性别、出生年月、籍贯、所在院系、入学时间解释：李明是个学生，1985年5月出生，江苏南京市人，2005年考入计算机系请给出另一个解释和语义,2.数据库,数据库的定义数据库（Database，简记为DB），是长期存储在计算机内、有组织的、可共享的大量相关数据的集合。数据库的基本特征数据按一定的数据模型组织、描述和储存可为各种用户共享冗余度较小数据独立性较高易扩展,3.数据库管理系统（DBMS）,什么是DBMS位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件。是基础软件，是一个大型复杂的软件系统DBMS的用途科学地组织和存储数据、高效地获取和维护数据,硬件平台,基础软件平台,软件基础构架平台,应用软件平台,软件产品,协同软件办公软件,数据库系统操作系统,中间件应用服务器,数据库在计算机系统中的位置,数据库管理系统的主要功能,数据定义功能提供数据定义语言（DDL）定义数据库中的数据对象数据组织、存储和管理分类组织、存储和管理各种数据确定组织数据的文件结构和存取方式实现数据之间的联系提供多种存取方法提高存取效率,数据库管理系统的主要功能,数据操纵功能提供数据操纵语言（DML）实现对数据库的基本操作（查询、插入、删除和修改）数据库的事务管理和运行管理数据库在建立、运行和维护时由数据库管理系统统一管理和控制保证数据的安全性、完整性、多用户对数据的并发使用发生故障后的系统恢复,数据库管理系统的主要功能,数据库的建立和维护功能数据库初始数据的装载和转换数据库转储、恢复功能数据库的重组织性能监视、分析等其它功能数据库管理系统与网络中其它软件系统的通信数据库管理系统系统之间的数据转换异构数据库之间的互访和互操作,4.数据库系统,数据库系统（DatabaseSystem，简称DBS）在计算机系统中引入数据库后的系统数据库系统的构成（P6图1.1）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（DBA）,数据库,应用系统,应用开发工具,操作系统,数据库管理系统,数据库管理员,用户,用户,用户,三、常见的数据库,国外：目前广泛使用的数据库管理系统有Microsoft公司开发的Access、SQLServer，Oracle公司开发的Oracle，Sybase公司开发的Sybase，IBM公司开发的DB2等。国内：中国人民大学开发的金仓KingbaseES（系统可以从北京人大金仓信息技术股份有限公司的网站,1Access数据库,扩展名：.mdb运行环境：WindowsAccess属于Office软件，是目前比较流行的小型桌面数据库管理系统，通常小型网站使用这种数据库。它适用于小型企业、学校、个人等用户，我们可以通过多种方式实现对数据操作（如：收集、分类、筛选处理，提供用户查询或打印报表）。还可以可通过Internet网发布。相比更加简单易学，一个普通的计算机用户即可掌握并使用它。而且最重要的一点是，Access的功能足够强大，足以应付一般的数据管理及处理需要。,2SQLSERVER,扩展名为：mdf、ndf、ldf运行环境：WINDOWSSQLServer2008主要有以下几个版本：企业版、标准版、个人版和开发版一般的入门者选择MicrosoftSQLServer，这是非常适合中小型企业的数据库系统，熟悉Access的读者很容易就能初步使用MicrosoftSQLServer。,SQLServer是Microsoft公司推出的中大型数据库管理系统，它建立在成熟而强大的关系模型基础上，可以很好地支持客户机/服务器模式及浏览器/服务器模式，能够满足各种类型的企事业单位对构建网络数据库的需求，并且在易用性、可扩展性、可靠性以及数据仓库等方面确立了地位，是目前各级各类学校学习大型数据库管理系统的首选。,3ORACLE,仅次于微软的世界第二大软件公司最“难”的数据库，最安全的数据库跨平台，可运行在WindowsNT、基于UNIX系统的小型机、IBM大型机以及一些专用硬件操作系统平台。例如银行系统一般用ORACLEUNIX。,四、数据库的操作方式,(1)交互方式所谓“交互方式”是指数据库使用者利用数据库管理系统提供的软件工具，直接对数据库进行操作，操作结果立即返回到操作界面。这种软件工具一般有两种形式，一种是图形界面的，如SQLServer2008的企业管理器，用户通过界面即可对数据库进行各种操作；另一种是命令方式的，如SQLServer2008的查询分析器，用户输入SQL命令后，操作结果立即返回到界面上。,(2)程序嵌入方式SQL语句被嵌入到高级语言（称为宿主语言）中，使用者通过编程使用SQL语句对数据库操作，如asp、VB、PowerBuilder、Delphi等。,五、数据技术的产生和发展（P61.1.2）,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(20世纪40年代中期-50年代中期)文件系统阶段(20世纪50年代末期-60年代中期)数据库系统阶段(20世纪60年代末期-现在),AnIntroductiontoDatabaseSystems,数据管理技术的发展动力应用需求的推动计算机硬件的发展计算机软件的发展,1人工管理阶段,时期20世纪40年代中期-50年代中期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,人工管理阶段（续）,特点数据不保存应用程序自己控制管理数据，程序员负担重无共享、冗余度极大不独立，完全依赖于程序,人工管理阶段应用程序与数据之间的对应关系,2文件系统阶段,时期20世纪50年代末期-60年代中期产生的背景应用需求：科学计算、管理硬件水平：有磁盘、磁鼓软件水平：有文件系统，有专门的数据管理软件处理方式：联机实时处理、批处理,文件系统阶段（续）,特点数据可长期保存。由文件系统管理数据共享性差、冗余度大独立性差，系统不易扩展，数据的逻辑结构改变必须修改应用程序数据控制能力：应用程序自己控制,文件系统阶段应用程序与数据之间的对应关系,文件系统中数据的结构,记录内有结构。数据的结构是靠程序定义和解释的。数据只能是定长的。可以间接实现数据变长要求，但访问相应数据的应用程序复杂了。文件间是独立的，因此数据整体无结构。可以间接实现数据整体的有结构，但必须在应用程序中对描述数据间的联系。数据的最小存取单位是记录。,3数据库系统阶段,时期20世纪60年代末以来产生的背景应用背景：大规模数据管理硬件背景：大容量磁盘、磁盘阵列软件背景：有数据库管理系统处理方式：联机实时处理,分布处理,批处理文件系统到数据库系统，标志着数据管理技术的飞跃,六、数据库系统的特点,数据结构化，采用数据模型表示复杂的数据结构；共享性高、冗余度小、易扩充；有较高的数据独立性；数据由DBMS统一管理和控制；,数据结构化,整体数据的结构化是数据库的主要特征之一整体结构化不再仅仅针对某一个应用，而是面向全组织不仅数据内部结构化，整体是结构化的，数据之间具有联系,文件系统的记录示例,学生文件的记录结构课程文件的记录结构学生选课文件的记录结构文件中记录内部有结构，但记录间无联系,数据库整体数据结构化,数据库系统实现整体数据结构化,数据的共享性高，冗余度低，易扩充,数据库系统从整体角度看待和描述数据，数据面向整个系统，可以被多个用户、多个应用共享使用。数据共享的好处减少数据冗余，节约存储空间避免数据之间的不相容性与不一致性使系统易于扩充,数据独立性高,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,数据由DBMS统一管理和控制,DBMS提供的数据控制功能(1)数据的安全性（Secu