数据库系统ppt课件

.,数据库系统,.,数据组织管理的常用模式,（1）以程序为核心的独立文件管理。Word/DOC，Excel/XLS，AutoCAD/DWG（2）文件管理系统。Shapefile（3）专用数据库。ArcGIS提供FileGeodatabase（4）通用数据库。Oracle,DB2,Informix,SQLServer,Access,Foxpro不同模式的界限往往是模糊的，四种模式长期共存，发挥各自的特点。在很多场合，数据量大、内容复杂，多种模式会并存使用。现实中，采用文件系统管理的大量数据，往往也称“数据库”。,.,从文件系统到数据库系统的主要原因,数据量增大，相互联系复杂，数据持久保存，多用户应用。数据库系统的特点（1）数据共享。（2）减少冗余。（3）并发控制。（4）数据独立性较高。（5）安全防范性好。（6）其他，如：数据完整性检查。分布式运行、计算机故障恢复、等等。,.,DBMS处于数据库系统的核心地位,数据库系统的构成：(1)软件（DBMS为核心），(2)数据（量很大，有组织地存放），(3)硬件（主要是通用的计算机及其相关设备，也有一定专用性，如：数据库服务器），(4)管理人员（大型数据库由专门的集体管理）。数据库管理系统（DatabaseManagementSystem）是一种软件，对数据库进行集成式管理。有无DBMS是文件系统和数据库系统的主要区别。,.,基于关系模型的数据库系统,基本特点表状结构：列（属性项、数据项、域、字段），行（记录、元组）。属性值可以灵活修改，列的名称不能重复，允许增减，不同列组成行结构（记录格式），行数可灵活增减。,.,关系型数据库最常用的三项查询功能,关系数据库有各种操纵，也有各种数据约束功能。数据查询是最重要的应用，根据关系代数原理，可以在5个基本操作的基础上进一步组合，实现各种查询。但在实际使用中，最常用的查询功能为3种：（1）投影。从表中指定某些列，形成新表。(ArcMap中字段的可见性)（2）选择。从表中选出满足某些条件的行，形成新表。(SelectByAttribute)（3）连接。按满足某种条件（往往是属性值相等），从两个表中选出对应的行，组合成新表。(Join/Relate/Relationship)上述三种功能可满足现实生活中绝大多数查询需要，其他查询功能相对偶然，暂不讨论，查询的结果在逻辑上依然是关系（表）。表和表的连接有一对一、多对一、一对多3种方式。数据库维护：行、列、表的添加、删除，属性值的修改，访问权限的设置，等等。,.,常用查询功能举例,查询一：来自四川的学生，分布在哪些学院，主修什么专业，姓名是什么。在“学生情况表”中针对属性“籍贯”，选择属性值等于“四川”，投影“姓名”、“主修专业”、“所属学院”，得到临时表，该表仅3列，为学生情况表的子集，所有行均对应四川籍的学生。,.,常用查询功能举例,查询二：职称为教授的教师，主讲哪些课程。在“教师情况表”中选出“职称”等于“教授”的行，投影“职员号”，连接到“课程情况表”中的“主讲教师号”，用等于连接，再投影“课程名”，得到的临时表仅有一列：“课程名”，是课程情况表的子集。本项查询的连接功能逻辑上为一对多的关系，一位教师主讲的课程可能是多门，或者是一门，也可能没有。,.,常用查询功能举例,查询三：选修普通化学课程，有哪些学生。在“课程情况表”中，选出“课程名”等于“普通化学”，投影“课程号”，连接到“选课注册表”的“课程号”，再投影到“学号”，连接到“学生情况表”中的“学号”，投影到“姓名”。本项查询有两次连接，跨越3个表，第一次连接是一对多，每门课会有多个学生注册，第二次连接是一对一，同一个学生不能在同一学期重复注册同一门课程。,.,常用查询功能举例,查询四：机械制造专业的学生，所选课程中有哪些主讲教师，查出课程名称，教师姓名。在“学生情况表”中选择“主修专业”等于“机械制造”，投影“学号”，连接到“选课注册表”中的“学号”，投影到“课程号”，作第二次连接，连接到“课程情况表”的“课程号”，再投影到“课程名称”、“主讲教师”，用“主讲教师”和“教师情况表”中的“职员号”连接，投影到“姓名”，查询结果也是临时表，有“课程名称”、教师“姓名”两列，是课程情况表、教师情况表两个的子集之并。,.,关系数据库的优缺点,优点：（1）数据结构简单、概念单一。（2）使用方便。（3）功能较强。（4）数据独立性高（同样的存储方式能适应多种应用）。缺点：（1）查询效率较低。对复杂查询，相互连接的表一多，计算机处理量激增。（2）复杂事物表述能力弱。单一的表结构较难适应结构复杂的应用对象。针对关系数据库的结构化查询语言（StructuredQueryLanguage，SQL）是通用国际标准。可用SQL编程序，也可命令方式输入，即可查询，又可维护。关系型数据库系统在一般事物处理领域得到广泛应用，成为数据库的主流。,.,调整字段的可见性、假名：投影条件组合查询：选择Join和Relate：连接条件组合查询（SelectByAttributes）对应SQL,.,地理信息系统数据管理的模式,在地理信息系统领域，提出了地理关系数据模型，刚开始阶段，空间数据用文件系统管理，属性数据用关系型数据库管理。后来发展成集成式地理关系数据库系统，空间、属性数据由一个DBMS集成管理。,.,GIS数据管理软件的实现,Shapefile是地理关系数据模型，但是文件系统。PersonalGeodatabase是小规模的集成式地理关系数据库系统。矢量坐标用大二进制单字段（BinaryLargeObject，BLOB）。FileGeodatabase是中等规模的集成式地理关系数据库。基于对象关系模型的数据库系统（ObjectOrientedRelationalDatabaseSystem,ORDBS）。有多种软件产品可以利用对象关系数据库管理矢量型空间、属性数据。面向对象软件技术最初是推行面向对象的程序设计语言。后来也影响到数据库技术的发展，产生了面向对象数据模型为基础的数据库管理系统（OODBMS）。基于面向对象模型的数据库主要是为了满足三方面的需求：（1）构造比较复杂的数结构，还允许用户自行扩充。既解决关系数据库难以构造复杂数据结构的问题，又可克服专用数据库适性面窄的问题。（2）具有特别操作功能。超越一般查询、添加、删除、修改等基本操作，使数据库管理系统除了常规管理功能，具有数据处理能力，允许用户进一步组合，简化应用开发，提高处理效率。（3）操作和数据可以相互集成。访问数据时可实现对数据的操作，执行操作时可自然对应所需的数据。完全的面向对象数据库管理系统未得到推广，吸取面向对象思想的关系型数据库系统（ORDBS）却获得了初步成功，而且进入了地理信息系统领域。对象关系模型应用效果较明显的领域有：市政、公用设施管理，土地、房产管理。,.,地理关系模型主要针对矢量,某些情况下也可用于栅格。,.,小结,数据量大、管理复杂而产生了数据库系统。目前通用的数据库系统普遍基于关系模型，以表状结构为基础，特别适合属性数据的查询、管理。选择、投影、连接是关系型数据库最常用的三种功能。具体操作顺序往往是灵活的，并不影响查询结果的正确性。软件的界面也是多变的，但是内在功能是按关系数据库理论而实现的，而且往往用SQL语言实现。矢量型地理信息系统普遍采用地理关系模型，空间、属性数据可以是文件系统，也可以是数据库系统。为了采用数据库系统，在地理关系模型的基础上发展出了集成式地理关系模型，对象关系模型。栅格、不规则三角网