數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)方案基礎(chǔ).ppt

第五章 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)基礎(chǔ),5.1 數(shù)據(jù)庫(kù)的基本概念 1.數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展 （1）人工管理階段 在這一階段中，計(jì)算機(jī)的應(yīng)用也主要是科學(xué)計(jì)算，用戶程序中需要管理數(shù)據(jù)不多。計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)與應(yīng)用一一對(duì)應(yīng)，即一組數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)一個(gè)程序。程序中要用到的數(shù)據(jù)由程序員通過(guò)程序自己進(jìn)行管理，當(dāng)計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)改變時(shí)，其程序也必須隨之修改，即計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)與程序不具有獨(dú)立性。在這種管理方式下，由于各應(yīng)用程序所處理的數(shù)據(jù)經(jīng)常是相互關(guān)聯(lián)的，因此，各程序中的數(shù)據(jù)會(huì)有大量的重復(fù)。 文件管理階段 數(shù)據(jù)是以文件的形式存放的，并且由操作系統(tǒng)中的文件系統(tǒng)來(lái)管理文件中的數(shù)據(jù)。,第五章 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)基礎(chǔ),在這個(gè)階段總，借助操作系統(tǒng)中的文件系統(tǒng)，數(shù)據(jù)可以用統(tǒng)一的格式，以文件的形式長(zhǎng)期保存在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)的各種轉(zhuǎn)換以及存儲(chǔ)位置的安排，完全由文件系統(tǒng)來(lái)統(tǒng)一管理，從而使程序與數(shù)據(jù)之間具有一定的獨(dú)立性。在這種情況下，由于程序是通過(guò)操作系統(tǒng)中的文件系統(tǒng)與數(shù)據(jù)文件進(jìn)行聯(lián)系的，因此，一個(gè)應(yīng)用程序可以使用多哥文件的數(shù)據(jù)，不同的應(yīng)用程序也可以使用同一個(gè)文件中的數(shù)據(jù)，文件系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)的管理具有以下三個(gè)方面的缺點(diǎn)： 數(shù)據(jù)的冗余度比較大。在文件管理階段，由于數(shù)據(jù)還是面向應(yīng)用的，數(shù)據(jù)文件是針對(duì)某個(gè)應(yīng)用而建立起來(lái)的，因此，文件之間相互獨(dú)立，不能反映各文件中數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系，即使所有數(shù)據(jù)有許多相同的部分，不同的應(yīng)用還需要建立不同的文件，也就是說(shuō)，數(shù)據(jù)不能共享，造成數(shù)據(jù)的大量重復(fù)。這不僅造成存儲(chǔ)空間的浪費(fèi)，而且使數(shù)據(jù)的修改變得十分困難，很可能造成數(shù)據(jù)的不一致，從而影響數(shù)據(jù)的正確性。,第五章 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)基礎(chǔ), 由于數(shù)據(jù)是面向應(yīng)用的，使程序與數(shù)據(jù)還是依賴(lài)。由于一個(gè)文件中的數(shù)據(jù)只為一個(gè)或幾個(gè)應(yīng)用程序所專(zhuān)用，因此，為了適應(yīng)一些新的應(yīng)用，要對(duì)文件中的數(shù)據(jù)進(jìn)行擴(kuò)展是很困難的。這是因?yàn)?，一旦文件中?shù)據(jù)的餓結(jié)構(gòu)被修改，應(yīng)用程序也必須作相應(yīng)的修改。同樣，如果在應(yīng)用程序中對(duì)數(shù)據(jù)的使用方式有了變化，則文件中數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)也必須隨之做相應(yīng)的修改。因此滿載文件管理階段，對(duì)數(shù)據(jù)的使用還是很不方便的。 文件系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)的控制沒(méi)有統(tǒng)一的方法，而是完全靠應(yīng)用 程序自己對(duì)文件中的數(shù)據(jù)進(jìn)行控制，因此，使應(yīng)用程序的編制很麻煩，而且缺乏對(duì)數(shù)據(jù)的正確性、安全性、保密性等有效切統(tǒng)一的控制手段。 （3）數(shù)據(jù)庫(kù)管理階段 數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的根本目標(biāo)是要解決數(shù)據(jù)的共享問(wèn)題。也正是這個(gè)問(wèn)題的解決，使數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫(kù)管理有以下三個(gè)主要特點(diǎn)。 數(shù)據(jù)庫(kù)是一個(gè)通用化是一個(gè)通用化、綜合性的書(shū)記集合，它可以為各種用戶所共享，具有最小的冗余度和較高的書(shū)記與程序的獨(dú)立性，而且能并發(fā)地為多個(gè)應(yīng)用服務(wù)，同時(shí)具有安全性和完整性。,第五章 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)基礎(chǔ),2.數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng) 數(shù)據(jù)庫(kù)管理最本質(zhì)的特點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享，保證數(shù)據(jù)的獨(dú)立性、完整性和安全性，需要有一組軟件來(lái)管理數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)，處理用戶對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的訪問(wèn)，這組軟件就是數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)。數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)的其他軟件一樣，也在操作系統(tǒng)的支持下工作，它與操作系統(tǒng)的關(guān)系密切。操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)與應(yīng)用程序在一定的硬件支持下就構(gòu)成了數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。 數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)是數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)各種書(shū)記管理功能的核心軟件。它負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)庫(kù)中所有數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、檢索、修改以及安全保護(hù)等，數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)的所有活動(dòng)都是在其控制下進(jìn)行的。數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)雖然依賴(lài)于操作系統(tǒng)的支持，但它作為一個(gè)管理數(shù)據(jù)的獨(dú)立軟件系統(tǒng)，較之計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)的其他軟件，有它自己的一些特點(diǎn)。,第五章 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)基礎(chǔ),（1）數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的功能 定義數(shù)據(jù)庫(kù)。包括：總體邏輯數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的定義，局部邏輯數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的定義，存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)定義，保密定義。 管理數(shù)據(jù)庫(kù)。包括：控制整個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的運(yùn)行，數(shù)據(jù)存取、插入、刪除、修改等操作，數(shù)據(jù)完整性和完全性控制以及并發(fā)控制等。 建立和維護(hù)數(shù)據(jù)庫(kù)。包括：數(shù)據(jù)庫(kù)的建立，數(shù)據(jù)更新，數(shù)據(jù)庫(kù)再組織，數(shù)據(jù)庫(kù)的維護(hù)，數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)以及性能監(jiān)視等。 數(shù)據(jù)通信。具備與操作系統(tǒng)的聯(lián)機(jī)處理、分時(shí)系統(tǒng)以及遠(yuǎn)程作業(yè)輸入的相應(yīng)接口。 (2) 數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)中的主要程序模塊 語(yǔ)言處理部分 語(yǔ)言處理部分 語(yǔ)言處理部分又分為以下四個(gè)部分。 數(shù)據(jù)描述語(yǔ)言DDL解釋程序。其中包括模式DDL、子模式DDL和物理DDL。,第五章 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)基礎(chǔ),（1）數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的功能 定義數(shù)據(jù)庫(kù)。包括：總體邏輯數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的定義，局部邏輯數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的定義，存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)定義，保密定義。 管理數(shù)據(jù)庫(kù)。包括：控制整個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的運(yùn)行，數(shù)據(jù)存取、插入、刪除、修改等操作，數(shù)據(jù)完整性和完全性控制以及并發(fā)控制等。 建立和維護(hù)數(shù)據(jù)庫(kù)。包括：數(shù)據(jù)庫(kù)的建立，數(shù)據(jù)更新，數(shù)據(jù)庫(kù)再組織，數(shù)據(jù)庫(kù)的維護(hù)，數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)以及性能監(jiān)視等。 數(shù)據(jù)通信。具備與操作系統(tǒng)的聯(lián)機(jī)處理、分時(shí)系統(tǒng)以及遠(yuǎn)程作業(yè)輸入的相應(yīng)接口。 數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)中的主要程序模塊 語(yǔ)言處理部分 語(yǔ)言處理部分 語(yǔ)言處理部分又分為以下四個(gè)部分。 數(shù)據(jù)描述語(yǔ)言DDL解釋程序。其中包括模式DDL、子模式DDL和物理DDL。,第五章 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)基礎(chǔ),訪問(wèn)控制程序。其功能主要是核對(duì)用戶標(biāo)示符、口令，核對(duì)授權(quán)表，檢驗(yàn)訪問(wèn)的合法性等。 并發(fā)控制程序。其功能是在多個(gè)用戶同時(shí)訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)，協(xié)調(diào)各個(gè)用戶的訪問(wèn)。 保密控制程序。其功能是在執(zhí)行操作之前核對(duì)保密規(guī)定。 時(shí)間完整性控制程序。其功能是在執(zhí)行操作之前或后，核對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)完整約束條件，從而決定是否允許操作執(zhí)行或清除已經(jīng)執(zhí)行操作的影響。 數(shù)據(jù)訪問(wèn)程序。其功能是根據(jù)用戶的 訪問(wèn)請(qǐng)求，實(shí)施對(duì)數(shù)據(jù)的訪問(wèn)，從物理文件中查找數(shù)據(jù)，執(zhí)行插入、刪除、修改等操作。 通信控制程序。實(shí)現(xiàn)用戶程序與數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)之間的通信。,第五章 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)基礎(chǔ),3.數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的構(gòu)成 一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)是由操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)和應(yīng)用程序在一定的硬件支持下所構(gòu)成的。因此，數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)不僅是指數(shù)據(jù)庫(kù)本身，也不僅是指數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，而是指計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中引進(jìn)的數(shù)據(jù)庫(kù)以后的系統(tǒng)。對(duì)于較大型的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，通常還應(yīng)有數(shù)據(jù)庫(kù)管理員DB