数据库系统课件

1、n数据库系统的目的n对数据的观察角度n数据模型 n数据定义语言DDL n数据操纵语言DMLn事务管理 n存储管理n数据库管理员DBAn数据库用户n系统总体结构n一个相互关联的数据的集合n一个存取数据的程序的集合n特定企业的信息nDBMS 提供对数据进行方便和高效的使用的环境.n数据库应用:H银行: 各种交易H航空公司: 订座, 时刻表H大学: 注册, 分数H销售: 客户, 产品, 购买H制造业: 生产, 库存, 订货, 供应链H人力资源: 雇员记录, 工资, 扣税n数据库涉及我们生活的所有方面n早期的数据库应用建立在文件系统之上n使用文件系统存储数据的缺点:H数据冗余与不一致性4多种文件格式,

2、 信息在不同文件中重复H存取数据困难 4对每个新任务必须写新程序H数据隔离 多种文件及格式H完整性问题4完整性约束(e.g. account balance 0)嵌在程序代码中4难以加入新约束或改变已有约束n文件系统的缺点 (续) H更新的原子性4故障可能导致更新只执行一部分，从而使数据库处于一个不一致的状态4例如：账户之间的转账必须全部完成或完全不做H多用户并发存取4并发存取有利于提高性能4并发存取若不加控制可能导致不一致性 例如：两个人同时修改账户余额H安全问题n数据库系统提供对以上所有问题的解决方法n物理层: 描述记录 (e.g., customer)如何存储. n逻辑层: 描述存储在数

3、据库中的数据及数据之间的联系.type customer = recordname : string;street : string;city : integer;end;n视图层: 应用程序隐蔽了数据类型的细节. 视图还能为安全目的隐蔽信息 (e.g., salary). 数据库系统的体系结构 n类似程序设计语言中的类型与变量n模式模式 数据库的逻辑结构 H例如, 数据库包含客户与账户信息，以及它们之间的联系H类似于程序变量的类型信息H物理模式物理模式: 物理层数据库设计H逻辑模式逻辑模式: 逻辑层数据库设计n实例实例 数据库在特定时刻的实际内容H类似于变量的值n物理数据独立性物理数据独立性

4、 修改物理模式而不需改变逻辑模式的能力H应用依赖于逻辑模式H一般地, 不同层次与部分之间的界面应该良定义，使得一部分的改变不会严重影响其他部分.n一个概念工具集合，用于描述H数据 H数据联系H数据语义H数据约束n实体-联系模型n关系模型n其他模型: H面向对象模型H半结构化数据模型H旧式模型: 网状模型和层次模型实体-联系模型建立的模式例n现实世界的 E-R 模型H实体 (对象) 4E.g. 客户, 账户, 银行分行H实体之间的联系4E.g. 账户 A-101 为客户 Johnson 所拥有4联系集 depositor 将客户与账户相关联n广泛用于数据库设计H用 E-R 模型做的数据库设计再转

5、换成用关系模型做的设计，后者用于存储和处理n关系模型中的表式数据例customer-nameCustomer-idcustomer-streetcustomer-cityaccount-numberJohnsonSmithJohnsonJonesSmith192-83-7465019-28-3746192-83-7465321-12-3123019-28-3746AlmaNorthAlmaMainNorthPalo AltoRyePalo AltoHarrisonRyeA-101A-215A-201A-217A-201属性n定义数据库模式HE.g. create table account (

6、 account-number char(10), balance integer)nDDL 编译器生成数据字典中的信息n数据字典包含元数据 (i.e., 关于数据的数据)H 数据库模式 H数据存储与定义语言 4可用于说明数据库系统使用的存储结构和存取方法的语言4通常是数据定义语言的扩展n用于存取和操作按特定数据模型组织起来的数据的语言HDML 也称为查询语言n两种类型的语言 H过程式的 用户指明需要什么数据以及如何得到那些数据H非过程式的 用户指明需要什么数据但不说明如何得到那些数据nSQL 是最广泛使用的查询语言nSQL: 广泛使用的非过程式语言HE.g. 求客户号为 192-83-746

7、5 的客户的姓名select customer.customer-namefrom customerwhere customer.customer-id = 192-83-7465HE.g. 求客户号为 192-83-7465 的客户所拥有的所有账户的余额select account.balancefrom depositor, accountwhere depositor.customer-id = 192-83-7465 and depositor.account-number = account.account-numbern应用程序存取数据库一般是通过H嵌入式 SQLH应用编程界面 (

8、e.g. ODBC/JDBC)n根据与数据库系统交互的方式来区分不同用户n应用程序员 通过 DML 调用与系统交互n高级用户 使用数据库查询语言表达请求n专业用户 写专门的数据库应用n初级用户 调用别人开发好的应用程序HE.g. 通过web访问数据库的人, 银行出纳, 办事员n协调数据库系统中的所有活动n数据库管理员完全了解企业的信息资源和需求n数据库管理员的职责包括:H模式定义H存储结构与存取方法定义H模式与物理组织修改H给用户授予存取数据库的权限H声明完整性约束H负责与用户的联络H监控性能H对需求的改变进行反应n事务是一个操作集合，完成数据库应用中的单个逻辑功能n事务管理部件确保数据库在即使发生了系统故障(e.g., 电源故障和操作系统崩溃)或事务故障的情况下仍处于一致(正确)状态.n并发控制管理器控制并发事务之间的交互, 以确保数据库的一致性.n存储管理器提供存储在数据库中的底层数据与应用程序和提交给