现代数据库系统ppt课件

1,A、发展与研究领域,第九章现代数据库系统,B、面向对象数据库系统,C、分布式数据库系统概述,D、网络数据库,E、网格数据库概述,F、其他数据库新技术,归纳小结,2,A、发展与研究领域,一、DB技术的发展第一代层次、网状DBS代表：IMS、DBTG特点：支持三级模式的体系结构用路径表示数据间的联系独立的数据定义语言导航式数据操纵语言,第二代关系DBS代表:SystemR特点：统一的关系表示形式化的理论基础非过程化的DB语言数据独立性强传统DBS的局限性:第三代新型DBS基本特征：支持OO模型继承传统DB技术具开放性,3,新一代数据库技术的特点和发展趋势,特点结合对象模型与多学科技术有机结合、相互渗透面向更广泛的应用领域发展趋势,4,A、发展与研究领域,二、研究领域：1新型数据库理论、技术（1）数据模型的发展（2）数据库语言的标准化与扩展（3）数据库安全技术与理论2DBMS产品及工具（1）新型DBMS的研制。（2）工具(包括中间件)的发展和支持。目标是:扩大功能、提高性能和增强可用性。3数据库技术与相关技术的融合产生新的数据库家族成员、新技术,5,B、面向对象数据库系统,1、引入：新模型/DBS的要求：复杂结构的构造多种类型及ADT的建立多种类操作的能力数据模型的扩充能力2、面向对象数据模型数据结构-类层次结构操作-对象操作及对象查询语言约束-对象类父子间约束、引用约束等。,类层次图,6,B、面向对象数据库系统,面向对象的数据结构示例：,7,3、面向对象数据库综合了面向对象技术与数据库技术优越性强大的面向对象建模能力和灵活性能够适应复杂数据库应用的设计，如CAD、OA提供高级数据库特性，如稳固的数据、面向集合的处理及事务管理等最重要的，可以完全用面向对象的数据库编程语言（处理记录）独立完成复杂的数据库应用，避免嵌入式查询语言（面向集合）存在的失配问题,B、面向对象数据库系统,8,B、面向对象数据库系统,面向对象DB宣言OODBMS必备条件：支持OO特征支持传统DB功能OODBMS附加条件：1)支持多继承2)扩充完整性约束3)分布式功能4)较强的事务处理能力5)版本管理能力,OODBMS三大流派：OOP的扩充(Objectstore)RDBMS的扩充(Postgres)独立型(O2)OODB具有以下优点：可表示复杂结构的数据。对象可继承，应用易扩充。许多应用软件能自动生成。对象管理简便、安全性好。,9,4、对象-关系DBS,对象-关系DBS：以关系DBMS为基础，扩充面向对象的功能。扩充的主要方面:创建复杂类型继承引用,模型的三要素：表嵌套及类层次的数据结构表与对象的操作用扩展RDB语言表与对象约束机制,对象关系DB结构示例,10,C、分布式数据库系统概述,分布式数据库系统(DDBS)物理上分散而逻辑上集中的数据库系统物理分散：各站点（Site）或各结点（Node）分散在不同的地方逻辑集中：各站点之间是一个逻辑整体，并由一个统一的数据库管理系统进行管理全局用户与局部用户全局用户：访问两个或以上的站点局部用户：只访问本站点数据,11,与集中式DB最大区别是数据的物理分布性与分散式DB最大区别是数据的逻辑整体性：判断分散式和分布式DB：该DBS是否支持全局应用全局数据库(GDB)与局部数据库（LDB）数据的分布独立性用户看依然是整体场地（站点）自治和协调结点独立，数据由本地DBMS管理，完成本地应用：分布式数据库系统与多处理机系统的区别多处理机虽然也把数据分散在不同DB中，但与应用系统没有直接联系，都由前端机处理，依然是集中式DBS整体协调，全局共享，设有集中控制机制数据的冗余及冗余透明性提高系统效率和可靠性，但用户不知道要着重处理数据不一致的问题不利于更新，增加了维护成本事务管理的分布性数据分布性造成事务执行和管理的分布性,分布式数据库系统的特点,12,分布式数据库系统的分类,按局部DBMS的数据模型分同构型(HomogeneousDDBS)：各个站点的数据模型都是同一类型同构同质型：连DBMS都是同一种（通常是一个厂家的产品）同构异质型：不是同一种DBMS异构型（HeterogeneousDDBS）:各个站点的数据模型不是同一类型。准分布式DB：未达到DDBS的综合指标的系统。按DDBS控制系统类型分集中型：全局控制信息位于一个中心站点有助于保持一致性，但容易产生瓶颈，且如果中心站点失效，整个系统将崩溃分散型：每个站点上含全局控制信息的一个副本可用性好，但保持信息的一致性较难，需要复杂设施。可变型：将站点分为两组主站点：包含全局控制信息副本辅站点：不包含全局控制信息副本,13,D、网络数据库,一、网络数据库环境网上数据分为：具严格结构的数据具松散结构的数据网上结点分为：应用结点与数据结点两种典型的结构客户机/服务器方式浏览器/服务器方式,C/S方式：,B/S方式：,14,D、网络数据库,Web(WorldWideWeb)：是网上用户交换及共享信息的一种方式，是超文本的多媒体信息发布、检索工具。,Web与数据库间的接口：(1)通过脚本语言访问DB(2)通过JDBC访问DB(3)利用中间件访问DB(4)将XML(可扩展标记语言)的文档直接存入DB中-XML数据库。,从管理角度看Web的优点：(1)开放性。(2)无集中控制与管理。(3)自由的搜索机制。Web数据库：建立在Web上的数据库。,15,一、网络数据库环境软件、人,用户接口:用户与各种组件进行交互所使用的语言、菜单和其他设施。CASE工具:用来设计DB和应用程序的自动化工具。(信息)库:所有数据定义、联系、屏幕和报表格式及其他系统组件的数据库。用于管理总的信息处理环境。,DBA:多种。,16,新的DBA角色：,DB管理的变化：不同平台、大容量、复杂类型的数据开放与共享；大量用户自定义函数、触发器等进入DB；网上电子商务活动的跟踪。新的DBA角色：过程DBA:保证触发器、存储过程等性能质量维护和共享e-DBA:进行WebDB应用、数据集成及性能、活动跟踪，保证高可用性(365天24小时)。PDA(个人数字助理)DBA:设计维护手持装置的个人DB,维持与企业服务器、与多个PDA一致、完整等。DWA(数据仓库管理员):支持决策制定、保持稳定的DB结构、开发服务层协议,应用程序、数据集成的协调等。,17,网络数据库类型,18,二、ASP技术,ASP（ActiveServerPage）动态服务器主页ASP是微软开发的Web服务器端脚本环境(内含在IIS中)通过ASP动态网页设计技术，将HTML页，脚本语言，ActiveX组件组合起来，即可创建交互的Web网页和基于Web的功能强大的应用程序。1、特点：无须编译:可直接在服务器端执行。容易编写:用文本编辑器即可进行代码设计。浏览器无关:用户端用可执行HTML的浏览器即可浏览。,注：ASP并不是一种语言，它只是提供一个服务器的环境来运行ASP文件中的脚本程序。,19,2.ASP程序,一个简单的test.asp文件：ASPScript示例现在的时间:。你好！,由文本、HTML标签和脚本语言程序组成。,A源文件编辑工具：FrontPageDreamveaverMX2004VisualS写字板、记事本,20,3、ASP.Net简介,从ASP到ASP.NETASP问题:程序杂乱:程序和网页的HTML混在一起。配合问题:ASP网站后台程序开发与前台美工网页设计。速度问题:ASP页面是脚本语言解释执行的。ASP.NET和ASP相似，但有本质不同：ASP.NET几乎全是基于组件和模块化，每一页、对象和HTML元素都是一个运行的组件对象。注：ASP.NET不完全与ASP兼容。ASP.NET不是ASP的简单升级，而是新一代ASP技术。提供全新的服务器控件结构,用来建立强大的Web应用。,21,ADO.NET简介：,ADO.NET是一个类库。ASP.NET须通过它来访问数据库ADO.NET类库中的类提供了众多对象，分别完成与数据库的连接、查询、插、删和更新记录等操作。ADO.NET与ADO在语法、风格和设计上有显著不同。ADO.NET访问数据库的步骤:创建一个数据库链路；请求一个记录集合；把记录集合暂存到DataSet；如果需要,返回第2步;关闭数据库链路；在DataSet上作所需要的操作。,用ADO查询DB的步骤：1）设置数据源名；生成ADO组件实例;连接DB;2）设定查询；执行查询;显示结果；3)关闭结果集,断开连接,22,ADO.NET的对象,Connection对象：用来连接到数据库。Command对象：用来对数据库执行SQL命令。DataReader对象：用来从数据库返回只读数据。DataSet对象：它可看做是内存中的数据库。数据库中的数据送到该对象中，就可在其中进行各种操作。DataAdapter对象：用来从数据库返回数据，并送到Dataset对象中，还要保证Dataset对象中的数据和数据库保持一致针对不同的数据库，ADONET提供了两套类库：第一套类库可存取所有基于OLEDB提供的数据库，如SQLServer、Access、Oracle等；第二套类库专门用来存取SQLServer数据库。,23,ASP.NET的运行环境,服务器端Windows2000/XP/2003IIS5.0/5.1/6.0.NETframeworksSDK（软件开发工具包）包括.NETframeworks、开发工具、调试器等MicrosoftDataAccessComponents2.7(数据访问组件)客户端IE5.5/6.0在MicrosoftWindowsServer2003系列产品上，ASP.NET作为操作系统上的一部分安装。注意：将ASP.NETWeb应用程序安装到服务器之前，须在服务器上启用ASP.NET和IIS角色。,24,4、将电脑变成个人Web服务器,IIS是Microsoft公司的InternetInformationServices技术，它借助Windows在PC界的优势，成为流行Web服务器软件只要安装了IIS，你的个人电脑就变成了个人Web服务器。,Windows2000安装IIS的操作步骤：1.“开始”“控制面板”“添加/删除程序”“添加/删除Windows组件”,2.在“组件”列表对话框中选“Internet信息服务”、”管理和监视工具”和“脚本调试器”,单击Windows组件对话框上“确定”按钮，将自动安装和配置IIS。安装后，控制面板的“管理工具”中多了三个图标:“Internet服务管理器”,“PersonalWebServer”和“ServerExtensions”通过它们就可对个人Web服务器进行管理和控制了。,25,浏览ASP.NET页面,运行:编辑发布在浏览器浏览站点的发布:启动IIS(Intetnet信息服务器）发布站点设置虚拟目录（站点名称）指定物理路径设置缺省的文件名,用浏览器浏览站点:启动浏览器，输入URL有4种形式：http:/localhost/站点名/站点名站点名http:/主机名/站点名（本机、网络用户）http:/ip/站点名站点名（本机、网络用户）例如：http:/localhost/ASPcode(本机),26,E、网格数据库概述,1.网格的概念网格是一个集成的计算与资源环境，是构筑在因特网上的一组新型技术。它是高性能计算机、数据源、因特网三种技术的有机组合和发展，与因特网相比具有高性能、一体化、知识生产、充分资源共享等优点。它像公共设施一样使用:与地理位置无关与具体的计算设施无关分类：计算网格：解决高密度的计算问题的网格结构。数据网格：高密度、海量数据的储存管理和使用的网格结构。,27,1.网格的概念,资源发现：网格主动去发现可用的资源，并注册、管理这些资源的过程虚拟化：虚拟组织:具分布性、动态性、异构性协同工作：强调资源的互通、互操作能力，以支持虚拟组织基础上的协同工作虚拟资源,虚拟资源网格可将服务器、数据中心和企业间的资源虚拟化。虚拟资源的类型:网络存储器CPU数据在网格上实现虚拟数据资源的关键是信息集成。,28,2.网格数据库,数据库技术和网格技术相结合的产物主要研究包括三个方面：网格数据库管理系统网格数据库集成支持新的网格应用,网格DBMS:最终将成为网格上的一种重要资源，提供数据管理服务构建网格DBMS:提供一个中间件，将DBMS包装成为网格服务扩展已有的DBMS，让它用网格功能来实现分布式的数据库和相关的网格服务。,29,3.网格数据库集成,网格数据库集成：用多个数据库中的信息，构建一个大的网格数据库。面临的主要问题:网格标准:在网格中存取数据库必须符合网格的标准。应用集成:数据库有不同的种类，且同一种类的数据库产品在功能和接口上也有很大不同,在集成时须减少重复，又要尽可能保留被集成数据库的全部功能。数据集成:网格鼓励数据共享，而数据来自于不同的研究者和组织机构，有着各自的数据库模式和数据库设计，需要提供一个中间件来完成异构数据的集成。类型复杂:网格中含结构化、半结构化和无结构的数据,30,3.网格数据库集成,有三种网格数据库集成策略：虚拟数据库:是一个联邦数据库，它只有一个联邦模式，所有用户看不到多个独立数据库存在。定制集成:由应用程序自己完成数据库集成(查询、中间数据源的构建、显式的数据传输和变换、存储结果)。增量集成:开发者无须完成集成的每一细节，高级的数据存取和集成组件可自动完成一些后期的集成步骤。信息集成的方法:整合信息联合信息共享信息,:将多个数据存储中的数据联合到单个虚拟数据库中,31,4.Oracle10g网格平台,将整个的IT系统视为一个网格虚拟性和即时供应性结合，降低成本，提高资源利用率支持超大型数据库将数据库的最大容量增加到8exabyte可存储海量数据，以满足网格的计算功能支持128PB的数据文件当传输表时，需管理和移动更少的文件简化存储管理,32,自我管理数据库,内置的智能基础架构提供了代码实现方法自动数据库诊断监控自动调整优化SQL配置文件用于调整打包的应用程序自动存储管理等高可用性的快速恢复功能：快速恢复基于磁盘的故障备份及恢复闪回数据库对人为错误的时间点恢复数据保护对站点故障的恢复,网格应用：网格数据库系统网格数据挖掘网格计算机集成制造系统网格数字图书馆等等,33,多媒体数据库特点：能够表示多种媒体的数据。能够协调处理各种媒体数据，正确识别各种媒体在空间或时间上的关联。能提供比传统数据管理系统更强的适合非格式化数据查询的搜索功能。知识库系统数据库和人工智能相结合。数据库的智能化：提高DBMS表达、推理和查询能力。智能化的数据库：扩大数据库功能，使其具有人工智能功能，提高数据库的演绎、推理及智能化程度。逻辑数据库：LogicDB演绎数据库：DeductiveDBProlog语言,F、其它数据库新技术,34,主动数据库结合人工智能技术和面向对象技术，以提供对紧急情况及时作出反应并提高数据库管理系统的模块化程度一般，可通过在传统数据库中嵌入事件条件动作规则加以实现,WHENIFTHEN动作1；IFTHEN动作n；,F、其它数据库新技术,35,面向应用领域的数据库新技术,数据仓库(DataWarehouse)面向主题的、集成的、不可更新的、随时间不断变化的数据集合，用以支持企业或组织的决策分析处理特征主题与面向主题数据仓库是集成的数据仓库是不可更新的数据仓库是随时间变化的,36,SQLServer2008,微软下一代商业智能平台SQLServer2008数据库，代号为：“Katmai”SQLServer2008希望以更安全、更具延展性、更高的管理能力，而成為一个全方位企业资料、数据管理平台。功能说明如下：1.保护数据库咨询SQLServer2008本身将提供对整个数据库、数据表与Log加密的机制，并且程式存取加密数据库时，完全不需要修改任何程序。2.服务器的管理操作更省时可以同时管理数千部的SQLServer，以达成企的一致性管理，