Oracle数据库管理第1讲

1、OracleOracle数据库管理数据库管理李李永永信息工程系计算机基础教研室信息工程系计算机基础教研室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 重点：重点：数据库的相关概念、发展过程、数据数据库的相关概念、发展过程、数据库系统三级模式和两级映像的体系结构、数据库库系统三级模式和两级映像的体系结构、数据库系统的逻辑独立性和物理独立性等。系统的逻辑独立性和物理独立性等。 难点：难点：数据库系统的大量基本概念、数据模数据库系统的大量基本概念、数据模型和数据库系统的体系结构。型和数据库系统的体系结构。v数据库技术产生于六十年代末，是数据管理的最数据库技术

2、产生于六十年代末，是数据管理的最新技术，是计算机科学的重要分支。新技术，是计算机科学的重要分支。v数据库技术是信息系统的核心和基础，它的出现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。极大地促进了计算机应用向各行各业的渗透。v数据库的建设规模、数据库信息量的大小和使用数据库的建设规模、数据库信息量的大小和使用频度已成为衡量一个国家信息化程度的重要标志。频度已成为衡量一个国家信息化程度的重要标志。Charles W.Bachman1973年获年获“图灵奖图灵奖”“网状数据库之父网状数据库之父” Edgar Frank Ted Codd1981年获得年获得“图

3、灵奖图灵奖”“关系数据库之父关系数据库之父” James Nicholas Jim Gray1998年年获得获得“图灵奖图灵奖”“事务处理技术事务处理技术” Michael Stonebraker2014年获得年获得“图灵奖图灵奖”“数据库数据库领域的布道领域的布道者者”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. 数据数据(Data)v 数据库中存储的基本对象数据库中存储的基本对象v 数据的定义数据的定义 描述事物的符号记录描述事物的符号记录v 数据的种类数据的种类 数字、文本、图形、图像、音频、视频等数字、文本、图形、图像、音频、视频等v 数

4、据的特点数据的特点 数据与其语义是不可分的数据与其语义是不可分的v 数据的含义称为数据的语义，数据与其语义是不可分的。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：例如：9393是一个数据是一个数据语义语义1 1：学生某门课的成绩：学生某门课的成绩语义语义2 2：某人的体重：某人的体重语义语义3 3：计算机系：计算机系20032003级学生人数级学生人数语义语义4 4：请同学给出。：请同学给出。 学生档案中的学生记录学生档案中的学生记录（李明，男，（李明，男，197205197205，江苏南京市，计算机系，江苏南京市，计算机系，19901990） 语义：学生姓名、性别、出生年月、籍

5、贯、所在院系、语义：学生姓名、性别、出生年月、籍贯、所在院系、 入学入学时间时间 解释：李明是个大学生，解释：李明是个大学生，19721972年年5 5月出生，江苏月出生，江苏南京市南京市 人人，19901990年考入计算机年考入计算机系系2. 数据库数据库 DB(Data Base) 指指长期存储长期存储在计算机内、在计算机内、有组织有组织的、的、可共享可共享的的大量大量数据的集合。数据的集合。 举例：举例：记录记录 （1 1）实现数据共享）实现数据共享 （2 2）减少数据的冗余度）减少数据的冗余度 （3 3）数据的独立性）数据的独立性 （4 4）数据实现集中控制）数据实现集中控制 （5 5

6、）实现存储数据）实现存储数据 （6 6）提供了数据检索）提供了数据检索 （7 7）数据一致性和可维护性）数据一致性和可维护性 DB特点？3. 数据库管理系统数据库管理系统DBMS （Data Base Management System） 是对数据库中的数据进行是对数据库中的数据进行存储存储和和管理管理的的软件系统软件系统，位于用户和操作系统中间。，位于用户和操作系统中间。 DBMSDBMS功能功能？ （1 1）数据定义功能）数据定义功能 （2 2）数据组织、存储和管理）数据组织、存储和管理 （3 3）数据操纵功能）数据操纵功能 （4 4）数据库的事务管理和运行）数据库的事务管理和运行管理管理

7、 （5 5）数据库的建立和维护功能）数据库的建立和维护功能 （6 6）其他功能）其他功能 DBMS功能 ( (1) Microsoft SQL Server1) Microsoft SQL Server (2) Oracle Server(2) Oracle Server ( (3) 3) SybaseSybase ( (4) IBM DB24) IBM DB2 (5) MySql(5) MySql 流行的DBMS 指在计算机系统中引入数据库后的系统的构成。指在计算机系统中引入数据库后的系统的构成。 4. 数据库系统数据库系统DBS（Data Base System） v数据库系统的构成数据库

8、系统的构成 数据库数据库 数据库管理系统（及其开发工具）数据库管理系统（及其开发工具） 应用系统应用系统 数据库管理员数据库管理员 DBS构成u人工管理阶段，人工管理阶段，5050年代中期以前；年代中期以前；u文件系统阶段，文件系统阶段，5050年代后期至年代后期至6060年代中期；年代中期；u数据库系统阶段，数据库系统阶段，6060年代后期开始。年代后期开始。背景：背景： 硬件：外存只有硬件：外存只有卡片、纸带、磁带卡片、纸带、磁带，没有，没有磁盘等直接存取设备。磁盘等直接存取设备。 软件：软件：汇编语言汇编语言，没有操作系统和管理数，没有操作系统和管理数据的软件。据的软件。 数据处理方式：

9、数据处理方式：批处理批处理。1、人工管理阶段（50年代中期以前）特点：特点： 数据不保存数据不保存 应用程序管理数据应用程序管理数据 数据不共享数据不共享 数据不具有独立性数据不具有独立性1、人工管理阶段（50年代中期以前）人工管理阶段人工管理阶段应用程序与数据之间的对应关系应用程序与数据之间的对应关系应用程序应用程序1 1应用程序应用程序2 2应用程序应用程序n n数据组数据组1 1数据组数据组2 2数据组数据组n n特点特点: 一组数据对应一个程序，一组数据对应一个程序，数据是面向应用的。数据是面向应用的。2、文件系统阶段（50年代后期至60年代中期）背景：背景： 硬件：有了硬件：有了磁盘

10、、磁鼓磁盘、磁鼓等直接存储设备。等直接存储设备。 软件：出现了高级语言和操作系统，有了软件：出现了高级语言和操作系统，有了专门管理数据的软件专门管理数据的软件文件管理系统文件管理系统。 数据处理方式：数据处理方式：批处理批处理, ,联机实时处理联机实时处理。2、文件系统阶段（50年代后期至60年代中期）特点：特点： 数据可以长期保存在磁盘上数据可以长期保存在磁盘上 文件系统管理数据文件系统管理数据 数据共享性差，冗余度大数据共享性差，冗余度大 数据独立性差数据独立性差应用程序应用程序1 1应用程序应用程序2 2应用程序应用程序3 3数据文件数据文件1 1数据文件数据文件2 2数据文件数据文件n

11、 n文件管理文件管理系统系统文件系统阶段文件系统阶段应用程序与数据之间的对应关系应用程序与数据之间的对应关系3、数据库系统阶段（60年代后期开始）背景：背景： 硬件：出现了硬件：出现了大容量磁盘，大容量磁盘，价格下降。价格下降。 软件：价格上升，使开发和维护系统的成软件：价格上升，使开发和维护系统的成本增加。本增加。 数据处理方式：数据处理方式：联机实时处理联机实时处理。3、数据库系统阶段（60年代后期开始）特点：特点： 数据的结构化数据的结构化 数据共享性高，冗余度低，易扩充数据共享性高，冗余度低，易扩充 数据独立性高数据独立性高 数据由数据由数据库管理系统统一数据库管理系统统一管理和控制管

12、理和控制数据库系统阶段数据库系统阶段应用程序与数据之间的对应关系应用程序与数据之间的对应关系数据库数据库数据库管数据库管理系统理系统DBMSDBMS应用程序应用程序1 1应用程序应用程序2 2用用户户人工管理阶段人工管理阶段文件系统阶段文件系统阶段数据库系统阶段数据库系统阶段背背景景 应用背景应用背景科学计算科学计算科学计算、管理科学计算、管理大规模管理大规模管理硬件背景硬件背景只有纸带、卡片、磁带只有纸带、卡片、磁带 磁盘、磁鼓等直磁盘、磁鼓等直接存取设备接存取设备大容量磁盘等大容量磁盘等软件背景软件背景 没有操作系统和数据没有操作系统和数据管理软件管理软件 有操作系统，文有操作系统，文件管

13、理软件件管理软件数据库管理系统数据库管理系统处理方式处理方式批处理批处理联机实时处理，批联机实时处理，批处理处理分布式处理，联机分布式处理，联机实时处理，批处理实时处理，批处理特特点点数据的管理者数据的管理者 用户（程序员）用户（程序员）文件管理软件文件管理软件数据库管理系统数据库管理系统数据独立性数据独立性 不独立，数据与程序不不独立，数据与程序不可分割可分割独立性差独立性差数据独立于程序数据独立于程序数据共享程度数据共享程度 不共享，数据冗余极大不共享，数据冗余极大共享性差，数据大共享性差，数据大量冗余量冗余共享性高，冗余度共享性高，冗余度低低数据面向对象数据面向对象 面向应用，一个程序对

14、面向应用，一个程序对应一组数据应一组数据 面向应用，一个面向应用，一个数据文件可以被多数据文件可以被多个应用程序使用个应用程序使用面向系统面向系统数据结构化数据结构化无结构无结构记录内有结构，整记录内有结构，整体无结构体无结构整体结构化，用数整体结构化，用数据模型描述据模型描述数据管理三个阶段的比较1 1、需、需 求求 分分 析析 2 2、概、概 念念 设设 计计3 3、逻、逻 辑辑 设设 计计4 4、物、物 理理 设设 计计5 5、数据库实施、数据库实施6 6、数据库运行维护、数据库运行维护问题问题DBMSDBMS实现实现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

15、数据库系统的组成 数据模型（data model）是对现实世界数据特征的抽象。v数据模型应满足三方面要求数据模型应满足三方面要求 能比较能比较真实真实地模拟现实世界地模拟现实世界 容易容易为人所为人所理解理解 便于在计算机上便于在计算机上实现实现v数据模型分为两类（分属两个不同的层次）数据模型分为两类（分属两个不同的层次） （1） 概念模型概念模型 （2） 逻辑模型和物理模型逻辑模型和物理模型 DBMS支持的数据模型支持的数据模型概念模型概念模型认识认识抽抽象象信息世界信息世界机器世界机器世界现实世界中客观对象的抽象过程现实世界中客观对象的抽象过程现实世界现实世界现实世界现实世界 概念模型概念

16、模型数据库设计人员完成数据库设计人员完成逻辑模型逻辑模型 物理模型物理模型由由DBMS完成完成概念模型概念模型 逻辑模型逻辑模型数据库设计人员完成数据库设计人员完成E-R数据模型（Entiry-Relationship data model）1. 实体（实体（Entity） 实体是一个有着一系列显著的、易辨认的属性实体是一个有着一系列显著的、易辨认的属性的的对象对象。u 有具体的，也有抽象的；有具体的，也有抽象的；u 有物理上存在的，也有概念性的。有物理上存在的，也有概念性的。2. 属性（属性（Property） 属性是实体的属性是实体的特性特性 。实体或联系一般具有若干。实体或联系一般具有若

17、干特征，这些特征就称为实体或联系的属性。特征，这些特征就称为实体或联系的属性。u 一个实体可以有一个或多个属性；一个实体可以有一个或多个属性；u 属性有型和值的区别；属性有型和值的区别；u 每个属性都有一定的变化范围，通常称为属每个属性都有一定的变化范围，通常称为属性的域。性的域。3. 联系联系（Relation） 实体与实体之间的关系抽象为联系。实体与实体之间的关系抽象为联系。u 一对一（一对一（1 1：1 1）u 一对多（一对多（1 1：n n）u 多对多（多对多（m m：n n）E-R图 E-R E-R图是图是E-RE-R数据模型的图形表示法。数据模型的图形表示法。表示实体型，表示实体型

18、，框内写实体名框内写实体名表示实体的属性表示实体的属性 表示实体间的联系表示实体间的联系连接各部分连接各部分两个实体之间的联系两个实体之间的联系 【例1-1】实体间的联系实体型间实体型间1：1联系联系实体型间实体型间1：n联系联系实体型间实体型间m：n联系联系三个实体型间三个实体型间1：n联系联系同一实体型间同一实体型间1：n联系联系领导领导学生学生1n管理管理班主任班主任班级班级11组成组成学生学生班级班级1n讲授讲授教师教师课程课程参考书参考书1mn选修选修学生学生课程课程mn实体与属性：实体与属性：实体及其联系图（实体及其联系图（E-R图）图）学生学生学号学号姓名姓名性别性别年龄年龄讲授

19、讲授教师教师课程课程参考书参考书组成组成学生学生班级班级选修选修领导领导成绩成绩人数人数【例例1-21-2】为为“学生选课系统学生选课系统”设计设计E-RE-R模型模型 在学校里的学生和课程之间，由于一名学生可在学校里的学生和课程之间，由于一名学生可以选修多门课程，而每门课程可以有多名学生选修，以选修多门课程，而每门课程可以有多名学生选修，所以学生和课程之间是多对多联系。所以学生和课程之间是多对多联系。v数据结构数据结构 v数据操作数据操作 v完整性约束条件完整性约束条件v什么是数据结构什么是数据结构 描述数据库的组成描述数据库的组成对象对象，以及对象之间的，以及对象之间的联系联系v描述的内容

20、描述的内容 与数据类型、内容、性质有关的对象与数据类型、内容、性质有关的对象 与数据之间联系有关的对象与数据之间联系有关的对象v数据结构是对系统数据结构是对系统静态特性静态特性的描述的描述v数据操作数据操作 对数据库中各种对象对数据库中各种对象( (型型) )的实例的实例( (值值) )允许执允许执行的行的操作及有关的操作规则操作及有关的操作规则v数据操作的类型数据操作的类型 查询查询 更新更新( (包括插入、删除、修改包括插入、删除、修改) )v数据操作是对系统数据操作是对系统动态特性动态特性的的描述描述v数据的完整性约束条件数据的完整性约束条件 一组一组完整性规则的集合完整性规则的集合。

21、完整性规则：给定的数据模型中数据及其联系完整性规则：给定的数据模型中数据及其联系所具有的制约和储存规则所具有的制约和储存规则 用以限定符合数据模型的数据库状态以及状态用以限定符合数据模型的数据库状态以及状态的变化，以保证数据的正确、有效、相容。的变化，以保证数据的正确、有效、相容。v层次数据模型（层次数据模型（hierarchical model） v网状模型（网状模型（network model）v关系模型（关系模型（relational model）v面向对象数据模型（面向对象数据模型（object oriedted data model）v对象关系数据模型（对象关系数据模型（object

22、 relational data model）v半结构化数据模型（半结构化数据模型（semistructure data model）层次数据模型用用树形结构树形结构来表示各类实体以及实体间的联系。来表示各类实体以及实体间的联系。u有且只有一个结点有且只有一个结点没有双亲结点，这没有双亲结点，这个结点称为根结点；个结点称为根结点；u根以外的其他结点根以外的其他结点有且只有一个双亲有且只有一个双亲结点。结点。教员学生层次数据库模型教员学生层次数据库模型 教员学生教员学生层次数据库的一个值层次数据库的一个值 v层次数据模型的优点：层次数据模型的优点： （1 1）数据结构清晰简单）数据结构清晰简单

23、（2 2）查询效率高）查询效率高 （3 3）提供了良好的完整性支持。）提供了良好的完整性支持。v层次数据模型的缺点：层次数据模型的缺点： （1）不适合表示现实世界的非层次性联系）不适合表示现实世界的非层次性联系 （2）查询子女）查询子女 结点必须通过双亲结点。结点必须通过双亲结点。适合于描述具有一对多的层次联系适合于描述具有一对多的层次联系网状数据模型 它取消了层次模型的限制，从树的结构变为了它取消了层次模型的限制，从树的结构变为了图的结构图的结构，允许多个结点没有双亲结点，允许结点，允许多个结点没有双亲结点，允许结点有多个双亲结点，此外它还允许两个结点之间有多有多个双亲结点，此外它还允许两个

24、结点之间有多种联系（称之为复合联系）。种联系（称之为复合联系）。 R1R2R3(a)L1L2R1R2(b)L1L2R1R2R4R3R5L1L2L3L4L5(c)学生学生/ /选课选课/ /课程的网状数据模型课程的网状数据模型 v网状数据模型的优点：网状数据模型的优点： （1 1）能够更为直观的描述现实世界）能够更为直观的描述现实世界 （2 2）具有良好的性能，存取效率较高）具有良好的性能，存取效率较高v层次数据模型的缺点：层次数据模型的缺点： （1）结构比较复杂，不利于最终用户掌握）结构比较复杂，不利于最终用户掌握 （2）网状模型的）网状模型的DDL、DML复杂，不容易使用复杂，不容易使用 （

25、3）记录之间联系通过存取路径实现的，加重编写）记录之间联系通过存取路径实现的，加重编写应用程序的负担。应用程序的负担。v关系数据库系统采用关系模型作为数据的组织方式关系数据库系统采用关系模型作为数据的组织方式 v1970年美国年美国IBM公司公司San Jose研究室的研究员研究室的研究员E.F.Codd首次提出了数据库系统的关系模型首次提出了数据库系统的关系模型 v计算机厂商新推出的数据库管理系统几乎都支持关计算机厂商新推出的数据库管理系统几乎都支持关系模型系模型 一一逻辑结构是一张二维表，它由逻辑结构是一张二维表，它由行行和和列列组成。组成。 关关系系学生学生登记表登记表关系名关系名主码主

26、码属性（列）属性（列）属性名属性名元元组组学号学号姓名姓名性别性别系别系别年龄年龄籍贯籍贯95001950029500395004 95700李伟李伟刘力刘力王成王成张明张明杨东杨东男男女女女女男男男男计科计科信息信息数学数学计科计科物理物理2019181921江苏江苏山东山东北京北京北京北京 山西山西关系模型数据结构关系模型数据结构n关系：关系：一个关系对应于一张表。一个关系对应于一张表。n元组：元组：表中的一行称为一个元组。表中的一行称为一个元组。n属性：属性：表中的一列称为属性。表中的一列称为属性。n主码：主码：唯一标识一个元组的某个属性组。唯一标识一个元组的某个属性组。n域：域：属性的

27、取值范围。属性的取值范围。n分量：分量：元组中的一个属性值。元组中的一个属性值。n关系模式：关系模式：对关系的描述。对关系的描述。 关系名（属性1，属性2，属性n)学生（学号，姓名，性别，系别，年龄，籍贯）学生（学号，姓名，性别，系别，年龄，籍贯）关系模型数据结构关系模型数据结构n关系必须是规范化的，满足一定的规范条件关系必须是规范化的，满足一定的规范条件最基本的规范条件：关系的每一个分量必须是一个不可最基本的规范条件：关系的每一个分量必须是一个不可分的数据项分的数据项, , 不允许表中还有表不允许表中还有表 职工职工号号姓名姓名职职 称称工工 资资扣扣 除除实实 发发基基 本本津津 贴贴职务

28、职务房房 租租水水 电电86051陈陈 平平讲讲 师师13051200501601122283一个工资表一个工资表( (表中有表表中有表) )实例实例 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 关系模型数据结构关系模型数据结构v从从数据库管理系统数据库管理系统角度看，数据库系统通常采用三角度看，数据库系统通常采用三级模式结构，是数据库系统内部的系统结构级模式结构，是数据库系统内部的系统结构 v从从数据库最终用户数据库最终用户角度看（数据库系统外部的体系角度看（数据库系统外部的体系结构）结构） ，数据库系统的结构分为，数据库系统的结构分为: : 单用

29、户结构单用户结构 主从式结构主从式结构 分布式结构分布式结构 客户服务器客户服务器 浏览器应用服务器数据库服务器多层结构等浏览器应用服务器数据库服务器多层结构等关系模型数据结构关系模型数据结构v“型型” 和和“值值” 的概念的概念 型型(Type): 对某一类数据的结构和属性的说明对某一类数据的结构和属性的说明 值值(Value): 是型的一个具体赋值是型的一个具体赋值例如例如: :学生记录型：学生记录型： （学号，姓名，性别，系别，年龄，籍贯）（学号，姓名，性别，系别，年龄，籍贯）一个记录值：一个记录值： （900201900201，李明，男，计算机，李明，男，计算机，2222，江苏），江苏）关