《数据库系统原理》PPT课件

,数据库系统原理,韶关学院计算机科学与技术系,第1章数据库系统基本概念第2章数据模型与概念模型第3章数据库系统设计的步骤和方法第4章关系数据库第5章关系数据库标准语言SQL第6章SQLServer2000关系数据库管理系统第7章关系数据库理论第8章数据库保护及SQLServer的数据库保护技术第9章数据库系统的研究与发展,数据库系统原理章节,第1章数据库系统基本概念,1.1数据库的特点及相关概念1.1.1信息与数据1.1.2数据管理与数据库1.1.3数据库管理系统与信息管理系统1.2数据库技术及发展1.2.1手工管理数据阶段的特点1.2.2文件系统阶段的数据管理特点和缺陷1.2.3数据库系统阶段的到来及其发展1.2.4数据库系统阶段的数据管理特点1.3数据库系统的结构1.3.1数据库系统的体系结构1.3.2数据库管理系统的功能结构1.3.3数据库系统的三级数据模式结构,1.1数据库的特点及相关概念1.1.1信息与数据,“信息”可以告诉我们有用的事实和知识，“数据”可以更有效地表示、存储和抽取信息。1.信息（Information）、信息特征及作用信息就是新的、有用的事实和知识。信息具有四个基本特征：1)信息的内容是关于客观事物或思想方面的知识；2)信息是有用的，它是人们活动的必需知识；3)信息能够在空间和时间上被传递，在空间上传递信息称为信息通信，在时间上传递信息称为信息存储；4)信息需要一定的形式表示，信息与其表现符号不可分离。信息的作用：1)它可以提高人们对事物的认识，减少人们活动的盲目性；2)信息是社会机体进行活动的纽带，社会的各个组织通过信息网相互了解并协同工作，使整个社会协调发展；3)信息又是管理活动的核心。,2.数据（Data）、数据和信息的关系及数据的特征,数据是用于载荷信息的物理符号。数据的4个特征：1)数据有“型”和“值”之分。2)数据受数据类型和取值范围的约束。3)数据有定性表示和定量表示之分。4)数据应具有载体和多种表现形式。,1.1.2数据管理与数据库,数据处理是指对数据的收集、组织、整理、加工、存储和传播等工作.(1)数据管理：收集信息、将信息用数据表示并按类别组织保存，在需要的时候能够提供数据；(2)数据加工：对数据进行变换、抽取和运算，通过数据加工会得到更有用的数据，以指导或控制人的行为或事物的变化趋势；(3)数据传播：在空间或时间上以各种形式传播信息，而不改变数据的结构、性质和内容，使更多的人得到信息。,1.数据处理（DataProcessing）及分类,组织和保存数据，即将收集到的数据合理地分类组织，将其存储在物理载体上，使数据能够长期地被保存；进行数据维护，即根据需要插入新数据、修改原数据和删除失效数据的操作；提供数据查询和数据统计功能，以便快速地得到需要的正确数据，满足各种使用要求。,2.数据管理及内容,数据管理是其他数据处理的核心和基础。,3.数据库及数据库中数据的性质,数据库方法与文件方法相比，具有以下两个特征。1)数据库中的数据具有数据整体性。2)数据库中的数据具有数据共享性。不同的用户可以按各自的用法使用数据库中的数据。多个用户可以同时共享数据库中的数据资源。,数据库（DB）是一个按数据结构来存储和管理数据的计算机软件系统。,数据库管理系统（DBMS）是专门用于管理数据库的计算机系统软件。数据库管理系统能够为数据库提供数据的定义、建立、维护、查询和统计等操作功能，并完成对数据完整性、安全性进行控制的功能。,2.信息系统（InformationSystem）及分类,凡输入和输出的内容是信息的系统都称为信息系统。一个信息系统应携带有足够的信息量。信息系统可以被划分为信息传递系统、信息处理系统和信息管理系统。,1.1.3数据库管理系统与信息管理系统,1.数据库管理系统（DatabaseManagementSystem）,4.数据库系统及特点,使用数据库技术设计的计算机系统称为数据库系统。数据库系统主要为信息管理系统。一个数据库系统应由计算机硬件、数据库、数据库管理系统、应用软件和数据库管理员等5部分构成。,3.信息管理系统及特点,1)信息管理系统是以数据库技术为基础的。2)信息管理系统一般采用功能选单方式控制程序。3)信息管理系统的功能模块大致相同。,1)手工管理阶段不保存大量的数据。2)手工管理阶段没有软件系统对数据进行管理。3)手工管理阶段基本上没有“文件”概念。4)手工管理阶段一组数据对应一个程序。,1.2数据库技术及发展1.2.1手工管理数据阶段的特点,1.2.2文件系统阶段的数据管理特点和缺陷,1.文件管理阶段的数据管理特点,1)管理的数据以文件的形式长久地被保存在计算机的外存中。2)文件系统有专门的数据管理软件提供有关数据存取、查询及维护功能。3)文件系统中的数据文件已经具有多样化。4)文件系统的数据存取是以记录为单位的。,2.文件系统在数据管理上的主要缺点,1)文件系统的数据冗余度（Redundancy）大。2)文件系统中缺乏数据与程序独立性。文件系统中的数据文件是为某一特定应用服务的，数据文件的可重复利用率非常低。当数据的逻辑结构改变时，必须修改它的应用程序，同时也要修改文件结构的定义。3)应用程序的改变将影响到文件数据结构的改变。,1.2.3数据库系统阶段的到来及其发展（略）,1.2.4数据库系统阶段的数据管理特点,1.数据库设计时面向数据模型对象,2.数据库系统的数据冗余度小、数据共享度高,数据共享度高的优点：1)系统现有用户或程序可以共同享用数据库中的数据。2)当系统需要扩充时，新用户或新程序还可以共享原有的数据资源。3)多用户或多程序可以在同一时刻共同使用同一数据。,3.数据库系统的数据和程序之间具有较高的独立性,(1)数据的物理独立性（PhysicalDataIndependence）应用程序对数据存储结构（也称物理结构）的依赖程度。数据物理独立性高是指当数据的物理结构发生变化时，应用程序不需要修改也可以正常工作。(2)数据的逻辑独立性（LogicalDataIndependence）应用程序对数据全局逻辑结构的依赖程度。数据逻辑独立性高是指当数据库系统的数据全局逻辑结构改变时，它们对应的应用程序不需要改变仍可以正常运行。,4.数据库系统通过DBMS进行数据安全性、完整性、并发控制和数据恢复控制,5.数据库中数据的最小存取单位是数据项,数据的安全性控制是指保护数据库，以防止不合法的使用造成的数据泄漏、破坏和更改。数据的完整性控制是指为保证数据的正确性、有效性和相容性，防止不符合语义的数据输入或输出所采用的控制机制。数据的并发控制是指排除由于数据共享，即用户并行使用数据库中的数据时，所造成的数据不完整和系统运行错误问题。数据恢复是通过记录数据库运行的日志文件和定期做数据备份工作，保证数据在受到破坏时，能够及时使数据库恢复到正确状态。,1.3数据库系统的结构1.3.1数据库系统的体系结构,1.数据库系统需要的硬件资源及对硬件的要求,CPU、内存、外存及其他外部设备。1)计算机内存要尽量大。2)计算机外存也要尽量大。3)计算机的数据传输速度要快。,2.数据库系统的软件组成,操作系统（OS）、数据库管理系统（DBMS）、主语言系统、应用程序软件和数据库。,3.数据库系统的人员组成及数据库管理员的职责,数据库系统的人员由开发人员、软件使用人员及软件管理人员组成。软件管理人员称为数据库管理员（DataBaseAdministrator，简称DBA），职责为：1)DBA应参与数据库和应用系统的设计。2)DBA应参与决定数据库的存储结构和存取策略的工作。3)DBA要负责定义数据的安全性要求和完整性条件。4)DBA负责监视和控制数据库系统的运行，负责系统的维护和数据恢复工作。5)DBA负责数据库的改进和重组。,1.3.2数据库管理系统的功能结构,1.数据定义功能,2.数据操纵功能,3.数据库的建立和维护功能,4.数据库的运行管理功能,能够提供数据定义语言（DataDescriptionLanguage，简称DDL）和相应的建库机制。用户利用DDL可以方便地建立数据库。,实现数据的插入、修改、删除、查询、统计等数据存取操作的功能称为数据操纵功能。数据操纵功能是数据库的基本操作功能，数据库管理系统通过提供数据操纵语言（DataManipulationlanguage，简称DML）实现其数据操纵功能。,指数据的载入、转储、重组织功能及数据库的恢复功能;指数据库结构的修改、变更及扩充功能。,包括并发控制、数据的存取控制、数据完整性条件的检查和执行、数据库内部的维护等。,1.3.3数据库系统的三级数据模式结构,模式内模式映象,数据模型用数据描述语言给出的精确描述称为数据模式。,数据库的三级模式是逻辑模式、外模式（子模式）、内模式（物理模式）。,1.数据库的三级模式结构,(1)逻辑模式（Schema）及概念数据库,对数据库中数据的整体逻辑结构和特征的描述。以逻辑模式为框架的数据库为概念数据库。(2)外模式（ExternalSchema）及用户数据库对各个用户或程序所涉