《数据库技术》课件-第2章数据库技术基础

第2章数据库技术基础了解数据库系统的结构了解数据库系统的概念 了解数据库模型学习目标了解数据库系统组成掌握DM8数据库的安装与配置方法2.1数据库系统的概念 数据库系统（DataBaseSystem，简称DBS）是一种用于有效地组织、存储和管理数据的复杂计算机系统，通常由软件、数据库和数据管理员组成。它包含着多个组件和功能，旨在提供高效的数据管理和访问机制。它是一个实际可运行的存储、维护和应用系统提供数据的软件系统，是存储介质、处理对象和管理系统的集合体。2.1数据库系统的概念 数据1数据是数据库存储的基本单位，是描述事物的符号记录，是数据库研究和处理的对象。数据不单指数字，广义的理解认为数据的种类很多，例如文本、图形、图像、音频、视频等，用户的基本信息、网上的购物订单详情等都是数据。2.1数据库系统的概念 数据库2数据库是一个有组织的、结构化的数据集合，被存储在计算机系统中。是长期存储在计算机内、有组织的、可以共享的大量数据的集合。它可以包含一个或多个表，每个表由行和列组成，用于存储特定类型的数据。2.1数据库系统的概念 数据库管理系统3数据库管理系统（DBMS）：DBMS是数据库系统的核心组件，负责管理数据库的创建、维护、访问和控制，以保证数据的安全性和完整性。它提供了一个抽象层，使用户和应用程序能够以更高层次的角度操作数据，而不必关心底层的物理存储细节。2.2数据库模型

数据模型1数据模型定义了数据的组织和关系的方式。常见的数据模型包括关系型模型（用于关系数据库系统，如SQL数据库）、面向对象模型（用于面向对象数据库系统）和层次模型（用于层次数据库系统）等。2.2数据库模型

层次模型2层次数据库模型使用树形结构来表示数据之间的层次关系。每个数据记录都有一个父节点和零个或多个子节点。虽然层次数据库在某些场景下能够提供高效的层次结构表示，但由于其复杂性和难以扩展，逐渐被其他模型取代。2.2数据库模型

网状模型3网状模型（NetworkModel）是一种数据库模型，它是在层次模型的基础上发展而来的，相比于层次模型的树状结构，网状模型允许多个父节点指向同一个子节点，从而创建了更为复杂的关系。在网状模型中，数据被组织成节点的集合，每个节点都有一个唯一的标识符，称为记录标识符（recordidentifier）。节点之间的关系通过层级关系和连接关系来表达。层级关系表示父节点和子节点之间的关系，而连接关系则描述了不同节点之间的连接。2.2数据库模型

关系模型4关系数据库模型（RDBMS）是目前应用最广泛的数据库模型之一。它基于关系代数理论，使用表格（关系）表示数据，表格由行和列组成。关系型数据库系统使用SQL（StructuredQueryLanguage）进行数据操作，支持复杂的查询和事务处理。常见的关系数据库系统包括MySQL、Oracle、MicrosoftSQLServer等。2.3数据库系统的结构模式1模式是数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述，它主要关注数据的逻辑组织和结构，而不涉及具体的物理存储细节或数据值。模式为数据库用户提供了一个公共的数据视图，它描述了数据的概念记录类型、数据以及它们之间的关系，还包括数据间的语义约束。模式在逻辑层面上为数据库数据提供了视图，使得用户能够理解和操作数据。数据库的模式架构通常包括三个层次：内模式、概念模式和外模式。其中，内模式和外模式是数据库的两个不同层次，用于描述数据的组织和访问方式。2.3数据库系统的结构外模式2外模式，也称为视图模式或用户模式，它是数据库三级模式架构中最接近用户的层次。外模式是数据库用户能够看见和使用的局部数据的逻辑结构和特征的描述，是数据库用户的数据视图，是与某一应用有关的数据的逻辑表示。外模式是模式的子集，一个数据库可以有多个外模式。每个用户只能看见和访问所对应的外模式中的数据，数据库中的其余数据对他们是不可见的。这种方式保证了数据库的安全性。2.3数据库系统的结构内模式3内模式，也称为物理模式或存储模式，它描述了数据库在计算机存储器中的物理存储结构。内模式定义了数据的物理存储方式、存储位置、存储效率和数据完整性。它关注底层实现细节，如磁盘空间分配、索引结构和数据压缩等。内模式由数据库管理员（DatabaseAdministrator，简称DBA）管理，一般情况下，最终用户和开发人员不需要关心这个层次的信息。2.4数据库系统组成数据库1长期存储在计算机内的、有组织的、可共享的数据集合。数据库中的数据按一定的数学模型组织、描述和存储，具有较小的冗余度、较高的数据独立性和易扩展性，并可为各种用户共享。2.4数据库系统组成硬件2硬件是数据库系统的基础，主要包括计算机硬件和通信硬件。计算机硬件方面，通常涉及服务器、存储设备以及网络设备等。其中，服务器负责处理用户提交的查询，对数据进行检索和更新，以及对数据库的管理。存储设备如硬盘、磁带、光盘等则用于存储数据。而网络设备如交换机、路由器等，则负责数据的传输。此外，服务器的核心部件如处理器和内存也起着至关重要的作用。2.4数据库系统组成软件3软件是数据库系统的核心，主要包括操作系统、数据库管理系统、主语言系统、应用程序软件以及用户数据库等。数据库管理系统是数据库的管理和控制中心，负责数据库的创建、维护、查询和更新等操作。应用程序软件则是基于数据库的应用程序，通过特定的语言与数据库进行交互，实现数据的处理和管理。此外，还有一些用于设计、开发、测试和维护数据库的软件工具，如数据库设计工具、数据库开发工具等。2.4数据库系统组成人员4数据库系统的人员组成包括多个层次和角色。其中，数据库管理员负责数据的存储、管理、备份、恢复和安全，涉及管理整个数据库的表、索引、文件、数据库连接等信息。程序员则负责编写和实现数据库应用程序，包括数据查询、事务管理、数据库备份恢复以及性能调优等工作。系统分析师需要了解数据库系统的各个方面，如数据库设计、性能、安全性、管理等。此外，架构师负责设计和构建数据库系统的体系结构、组件和服务，而开发人员则负责使用数据库系统，包括使用数据库开发语言、工具等进行设计和实现。2.4数据库系统组成数据库系统组成结构示意图2.4数据库系统组成2.4数据库系统组成数据库系统中各类人员的数据视图2.4数据库系统组成移动应用程序数据库结构示意图2.5数据库技术基础实践2.5数据库技术基础实践2.5数据库技术基础实践2.5数据库技术基础实践2.5数据库技术基础实践2.5数据库技术基础实践2.5数据库技术基础实践2.5数据库技术基础实践2.5数据库技术基础实践2.5数据库技术基础实践第2章数据库技术基础小结本章主要介绍了数据库系统的基本概念以及数据库的模型