数据库原理与应用[]PPT课件

1、1、数据库原理和应用，演示者：inatel TelE-mail :2 2，课程内容日程，第一章数据库系统概述(5小时)佐原健二关系数据库(2小时)第三章关系数据库标准语言-sqq 4、创建基本内部容量、信息、数据、数据处理和数据管理数据库技术，开发构成数据库系统的架构结构数据库系统的外部体系结构数据库管理系统数据模型4个数据模型数据库系统开发数据库技术和其他相关技术，5、(1)了解数据库的基本概念，了解数据库系统的配置和主要功能。 (2)了解数据库管理技术的三个发展阶段和每个阶段的主要特点。(3)数据库系统的三阶段模式结构和两阶段映射功能(4)侧重于E-R模型的绘制方

2、法。(5)了解常用数据模型和特性，学习要求，6，1.1信息，数据，数据处理和数据管理，1.1.1数据和信息I，信息的定义：信息是关于实际事物的存在方式或运动状态的反映。信息的特征：信息来源于物质和能量。信息是可感知的，不同的信息来源具有不同的识别格式。信息可以保存、加工、传递和再生。7，2，数据数据的定义：数据是信息的符号表示，用特定符号表示信息。尽管有多种形式的信息(如手势、眼睛、图形、声音等)，但数据是信息的最佳表达方式。使用某些符号完全是人为的规则。第三，数据和信息的联系数据是信息的载体，信息是数据的意义。相同的信息可以有不同的数据表示。相同的数据可以有不同的解释。8，1.1.2定义数据

3、处理和数据管理数据处理：围绕数据执行的一系列活动称为数据处理，例如收集、存储、分类、处理、计算等。定义数据管理：在用于处理数据的一系列活动中，数据收集、存储、分类和传输等操作称为基本操作，这些基本操作称为数据管理。开发9，1.2数据管理技术，第一，人工管理阶段在20世纪50年代中期以前。硬件的外部存储没有卡、磁带、磁带、磁盘等直接存储设备。软件只有汇编语言，没有操作系统或特殊的数据管理软件，数据由人管理。计算机主要用于科学计算，数据量不大。随着计算机硬件和软件技术的发展，数据管理技术经历了手动管理、文件系统和数据库系统三个发展阶段。10，手动管理数据的特征：(1)数据未保存。(2)系统没有管理

4、数据的专用软件。(3)数据不共享。(4)数据不是独立的。11，2，文件系统阶段，从50年代末到60年代中期。在此期间，计算机外壳已经有鼓、光盘等存储设备，软件也有操作系统。人们在操作系统的支持下设计和开发了专门负责数据管理的计算机软件，这被称为文件系统。此时，计算机不仅用于科学计算，而且常用于数据处理。12，使用文件系统管理数据具有以下特征：(1)数据以文件形式长期存储。(2)管理文件系统中的数据。(3)程序和数据之间有一定的独立性。13.用文件系统管理数据的另一个问题是(1)文件中的数据没有结构化。(2)数据共享性差、冗馀大、数据不匹配容易发生。(3)数据独立性差。(4)文件之间徐璐独立，缺

5、乏关联性，不能反映真实世界事物之间的内在联系，不能表示复杂的数据结构。14，3，数据库系统阶段开始于20世纪60年代末。随着计算机硬件和软件的发展，计算机在管理领域的应用越来越多，规模越来越大，数据量也急剧增加。与此同时，数据共享的要求越来越强，文件系统的数据管理方法已不能满足应用程序的需要。因此，为了解决多用户、多应用程序孔刘数据的要求，使数据成为尽可能多的应用程序服务，出现了专门的软件系统数据库管理系统，对数据进行集成管理。15，使用数据库系统管理数据的优点包括：(1)数据结构化(2)高数据孔刘，低冗馀(3)高数据独立性(4)集成数据控制功能，16，例如，要构建学生成绩管理系统，有三个数据

6、文件对应于以下三个数据文件：学生(学生编号、姓名、性别、部门、年龄)课程(课程编号、课程名称、课程编号、完成情况)，17，18，数据的物理独立性：数据的物理结构(存储结构、访问方法、外部存储，数据独立性是指数据库中数据和应用程序之间的相互独立。换句话说，数据的逻辑结构、物理结构和访问方式的变化不会影响应用程序。数据的逻辑独立性：这意味着在数据库的整体逻辑结构发生更改(如修改数据定义、添加新数据类型、更改数据之间的关系)时，通过修改(用户逻辑结构和整个逻辑结构之间)映射用户的逻辑结构和应用程序。19和DBMS提供了四种数据控制功能，以确保数据库数据的正确、有效和高效操作。数据的安全控制通过非法使

7、用数据库防止数据泄露或损坏，允许每个用户仅按规定对特定数据执行某些操作，并确保数据的安全。用户名、密码、访问权限等。数据的完整性控制系统设置了一些完整性规则，以确保数据的准确性、有效性和兼容性。准确性意味着数据的正当性。与年龄相同的成绩。有效性表示数据是否在定义的有效范围内。像月亮一样。兼容性意味着表示相同事实的两个数据必须相同。否则，它们不兼容。一个人不能有两个人格的话。20、DBMS提供了四种数据控制功能，以确保数据库数据正确、有效和高效地运行。当多个用户同时访问或修改数据库时，系统防止相互干扰向用户提供不准确的数据，并防止数据库损坏。数据恢复能够在由于计算机系统硬件故障、软件故障、操作员

8、故障或其他故意损坏而导致数据库中的数据错误或丢失的情况下，将数据库从故障状态恢复到最近某个时间点的正确状态。前提是数据库必须经常执行数据备份。21，1.3数据库系统的配置，定义数据库系统(DBS):通常，引入数据库技术的计算机系统称为数据库系统。主要由数据库、数据库用户、计算机硬件系统、计算机软件系统等多个部分组成。(1)定义数据库数据库(DB):存储在计算机上的有组织的、可孔刘的数据集合。功能：整合性。数据库可以看作是多个性质不同的数据文件的合并和合并数据的整体。共同性。多个用户可以共享数据库中的数据。22、23、(2)用户是使用数据库的人员。允许存储、管理和检索数据库。用户可以分为三类：最

9、终用户、应用程序程序员和数据库管理员(DBA)。DBA的主要责任：参与数据库设计的整个过程，以确定整个数据库的结构和信息内容。确定数据库的存储结构和访问策略，以实现高访问效率和存储空间利用率。帮助最终用户使用数据库。定义数据的安全性和完整性。监督控制资料库的使用和执行。改进和重新配置数据库。24、(3)软件系统包括数据库管理系统DBMS及其开发工具、操作系统和应用程序。(4)硬件系统是存储和运行数据库系统的硬件设备。包括CPU、内存、存储、其他外部设备等。25、可以从多种角度调查数据库系统的结构。从数据库管理系统的角度来看，数据库系统通常采用三层模式结构，即数据库系统内部的体系结构。从数据库最

10、终用户的角度来看，数据库系统的结构分为单用户结构、主从结构、分布式结构、客户/服务器结构、浏览器/服务器结构和数据库系统外部的体系结构。1.4数据库系统的架构结构，26，1.4.1数据库系统的三级架构结构，27，(1)模式：也称为概念模式，是对数据库整体逻辑结构和特征的说明。在数据库三级模式结构中，数据库模式是数据库的中心，独立于数据库的其他层次结构。这是一个物理存储详细信息和硬件环境，其中的数据不涉及特定的应用程序和使用中的应用程序开发工具。因此，设计数据库模式结构时，必须首先确定数据库的概念模式。DBMS提供严格定义方案的方案DDL(方案DDL)。数据库只有一个模式。内部模式也称为、28、

11、(2)存储模式，用于说明数据如何存储在存储介质上。内部模式取决于全局逻辑结构，全局逻辑结构中定义的数据结构及其关联根据特定的物理存储策略以文件形式进行组织，从而形成一个存储文件。内部模式是数据的物理结构和存储方式的说明，是数据在数据库中的表示方式。示例：记录按b树结构顺序存储。索引是如何组织的等等。DBMS提供内部模式说明语言(内部模式DDL)定义的内部模式。一个数据库只有一种内部模式。29，(3)外部模式：这是模式的子集，因此也称为子模式。数据用户可以查看和使用的本地数据的逻辑结构和特征的说明，是与特定应用程序相关的数据的逻辑表示。外部模式在方案之上定义，如果对应于其他用户，用户的应用目的不

12、同，权限不同，则每个用户只能使用其权限范围内可以调用的外部方案的数据，而不能使用其他外部方案的数据。一个模式可以有任意数量的外部模式。DBMS提供了用于严格定义子模式的子模式说明语言(子模式DDL)。数据库具有一个或多个外部模式。30，(4)应用程序：在依赖于特定外部模式的外部模式中描述的数据结构中准备的软件。独立于数据库的模式和内部模式。徐璐其他应用程序可以共享相同的外部模式。数据库系统中外部模式、模式和内部模式之间的关系：模式是内部模式的逻辑表示。内部模式是模型的物理实现。外部模式是图案的部分提取。31、3种模式反映了对数据库的3种不同观点。(1)架构表示反映数据库整体透视的概念级别数据库

13、。(2)内部模式表示反映数据库存储概念的物理级别数据库。(3)外部模式表示用户级别的数据库，反映了用户对数据库的透视。32，1.4.2数据库系统的次映像，(1)外部模式/模式映射模式描述数据的全局逻辑结构，外部模式描述数据的本地逻辑结构。与同一模式相对应的外部模式可以有任意数量。对于每个外部方案，数据库系统都具有定义该外部方案和方案之间对应关系的外部方案/方案映像。这些图像定义通常包含在每个外部模式的说明中。，外部模式/模式映射确保数据和程序的逻辑独立性。这意味着，当模式更改(例如添加新关系、更改新属性、属性的数据类型等)时，数据库管理员可以相应地更改各个外部模式/模式的图像，使外部模式保持相

14、同。应用程序根据数据的外部模式编写，无需修改应用程序，确保了数据和程序的逻辑独立性。33，(2)由于方案/内部方案映射数据库只有一个方案，并且只有一个内部方案，因此方案/内部方案图像是唯一的，并定义了数据库全局逻辑结构和存储结构之间的对应关系，例如逻辑记录和字段如何在内部表示。图像定义通常包含在模式说明中。模式/内部模式映像确保数据和程序的物理独立性。如果数据库的存储结构发生更改(例如，如果选择了不同的存储结构)，则数据库管理员对方案/内部模式图像进行了相应的更改，使模式保持相同，从而无需对应用程序进行更改。确保数据和程序的物理独立性。34，1.4.3三级模式结构和次映像的优点(1)确保了数据

15、的独立性。将模式与内部模式分开，以确保数据的物理独立性。分离外部模式和模式，以确保数据的逻辑独立性。(2)简化用户界面。在不了解数据库内部存储结构和访问方式的情况下，通过DBMS对数据库执行操作的外部模式下编写应用程序。(3)有助于数据共享。同一数据可以通过不同的外部模式由多个应用程序访问，从而减少了数据冗馀。(4)有利于数据的安全和机密裴珉姬。应用程序只能访问指定外部模式下的数据，从而确保其他数据的安全性。35，1.5数据库的外部体系结构，从最终用户的角度看，数据库系统分为单用户结构、主从结构、分布式结构、客户/服务器结构和浏览器/服务器结构。1，单用户结构数据库系统也称为桌面数据库系统，它

16、由一台计算机上安装的应用程序、DBMS和数据库的一个用户使用，不能在徐璐的其他计算机上共享数据。与Access相同。优点：工作在独立环境中工作，侧重于可操作性、开发性、简化的管理等。适用：非联网用户、个人用户等。36，2，主从结构的数据库系统是指在大型主机上具有多个终端的多用户结构的系统。特性：将应用程序、DBMS、数据库集中到大型主机，所有处理任务均由主机执行，而主机终端仅使用主机的输入/输出设备，每个用户通过主机终端同时访问数据库，共享数据资源。优点：结构简单，管理和裴珉姬管理简单。缺点：所有处理任务都由主机执行，对主机的性能要求高，终端数量太大，主机的处理任务过重，容易成为瓶颈，系统性能

17、降低。此外，如果主机出现故障，整个系统将不可用。37，3，分布式结构的数据库系统是分布式网络技术与数据库技术相结合，分布在计算机网络上的多个逻辑相关数据库的集合。特征：(1)数据物理分布：数据库中的数据不是集中存储在一台服务器上，而是徐璐分布在其他域中，每个服务器称为节点。(2)所有数据在逻辑上是整体的。也就是说，数据库中的数据是物理分布的、逻辑上相互关联的、相互连接的整体。(3)节点上存储的数据分布相对独立。对于用户来说，整个数据库系统仍然是中央的整体，用户不关心数据的分段存储或物理数据的特定分布，而完全是网络操作系统的支持。用户可以访问本地节点上的数据库和非现场节点上的数据库。38，4，客户/服务器结构的数据库系统特征：DBMS和数据库驻留在数据库服务器上，应用程序和相关开发工具存放在客户端上。客户机负责管理用户界面、接收用户数据、处理应用逻辑、创建数据库服务请求以及向服务器发送请求。处理数据库服务器后，处理结果将返回到客户端，并以调度的形式显示给用户。也称为主从模式、浏