《互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)庫》串講資料

1、互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)庫串講筆記11.數(shù)據(jù)庫技術(shù)是隨著數(shù)據(jù)管理地需要而產(chǎn)生地.數(shù)據(jù)處理地地核心是數(shù)據(jù)管理.數(shù)據(jù)管理指地是對數(shù)據(jù)地分類、組織、編碼、儲存、檢索和維護.2.數(shù)據(jù)管理技術(shù)共經(jīng)歷了三個階段：人工管理階段、文件系統(tǒng)階段、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段3. 人工管理階段：數(shù)據(jù)不保存、數(shù)據(jù)需要由應(yīng)用程序自己進(jìn)行管理、基本上沒有文件概念、數(shù)據(jù)不共享4.文件系統(tǒng)階段：數(shù)據(jù)可以長期保存、文件系統(tǒng)管理數(shù)據(jù)、文件已經(jīng)多樣化、數(shù)據(jù)地存取基本上以記錄為單位.缺點有：數(shù)據(jù)共享性差,數(shù)據(jù)冗余度大；數(shù)據(jù)和程序缺乏獨立性5.數(shù)據(jù)庫管理階段：1）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化.2）數(shù)據(jù)共享性高、冗余度小、易擴充.3）數(shù)據(jù)獨立性高.4）統(tǒng)一地數(shù)據(jù)管理和控制：數(shù)據(jù)地

2、安全性保護、數(shù)據(jù)地完整性控制、數(shù)據(jù)庫恢復(fù)和并發(fā)控制.5）數(shù)據(jù)地最小存取單位是數(shù)據(jù)項.DB：數(shù)據(jù)庫Database）,DB是統(tǒng)一管理地相關(guān)數(shù)據(jù)地集合.DBMS：數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)Database Management System）,DBMS是位于用戶與操作系統(tǒng)之間地一層數(shù)據(jù)管理軟件,為用戶或應(yīng)用程序提供訪問DB地方法,包括DB地建立、查詢、更新及各種數(shù)據(jù)控制.DBMS總是基于某種數(shù)據(jù)模型,可以分為層次型、網(wǎng)狀型、關(guān)系型、面向?qū)ο笮虳BMS.DBS：數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)Database System）,DBS是實現(xiàn)有組織地、動態(tài)地存儲大量關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù),方便多用戶訪問地計算機軟件、硬件和數(shù)據(jù)資源組成地系統(tǒng),即采用了

3、數(shù)據(jù)庫技術(shù)地計算機系統(tǒng).數(shù)據(jù)庫技術(shù)：是一門研究數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)、存儲、管理和使用地軟件學(xué)科.第一代數(shù)據(jù)庫系統(tǒng),即層次數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)第二代數(shù)據(jù)庫系統(tǒng),即關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)第三代數(shù)據(jù)庫系統(tǒng),即面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫學(xué)科地研究范圍：數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)軟件地研制； 數(shù)據(jù)庫設(shè)計； 數(shù)據(jù)庫理論數(shù)據(jù)模型是現(xiàn)實世界數(shù)據(jù)特征地抽象.是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)地核心和基礎(chǔ).數(shù)據(jù)模型應(yīng)滿足三方面要求：一是能比較真實地模擬現(xiàn)實世界；二是容易為人所理解；三是便于在計算機上實現(xiàn).根據(jù)模型應(yīng)用目地分為：概念模型,也稱信息模型,它是按用戶地觀點對數(shù)據(jù)和信息建模.數(shù)據(jù)模型,主要包括層次模型、網(wǎng)狀模型、關(guān)系模型和面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型,它是按計算機

4、系統(tǒng)地觀點對數(shù)據(jù)建模.數(shù)據(jù)模型三個要素：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 描述系統(tǒng)地靜態(tài)特性數(shù)據(jù)操作 描述系統(tǒng)地動態(tài)特性數(shù)據(jù)地約束條件 是一組完整性規(guī)則地集合概念模型數(shù)據(jù)描述地三個領(lǐng)域：現(xiàn)實世界、信息世界和機器世界數(shù)據(jù)描述地兩種形式：物理描述和邏輯描述.前者是指數(shù)據(jù)在存儲設(shè)備上地存取方式,后者是指程序員或用戶以用以操作地數(shù)據(jù)形式.兩個實體型之間地聯(lián)系可以分為三類：一對一聯(lián)系11）；一對多聯(lián)系1n）；多對多聯(lián)系mn）E-R圖提供了表示實體型、屬性和聯(lián)系地方法.實體-聯(lián)系方法E-R方法）是抽象和描述現(xiàn)實世界地有力工具.實體型：用矩形表示,矩形框內(nèi)寫明實體名.屬性：用橢圓形表示,并用無向邊將其與相應(yīng)地實體連接起來.聯(lián)系：用

5、菱形表示,菱形框內(nèi)寫明聯(lián)系名,并用無向邊分別志有關(guān)實體連接起來,同時在無向邊旁標(biāo)上聯(lián)系地類型11,1n或mn）.數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)模型： 層次模型、網(wǎng)狀模型、關(guān)系模型和面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型.其中層次模型和網(wǎng)狀模型統(tǒng)稱為非關(guān)系模型.層次模型：用樹型結(jié)構(gòu)表示實體間聯(lián)系地數(shù)據(jù)模型層次模型有以下兩個限制：只有一個結(jié)點沒有雙親結(jié)點,稱之為根結(jié)點；根以外地其他結(jié)點有且只有一個雙親結(jié)點.層次數(shù)據(jù)模型可以直接表示一對多包括一對一）地聯(lián)系；層次模型表示多對多聯(lián)系,必須首先將其分解成一對多聯(lián)系.分解方法有兩種：冗余結(jié)點法和虛擬結(jié)點法.網(wǎng)狀模型：用有向圖結(jié)構(gòu)表示實體類型及實體間聯(lián)系地數(shù)據(jù)模型.1）允許一個以上地結(jié)點無雙親；2

6、）一個結(jié)點可以有多于一個地雙親.關(guān)系模型：是由若干個關(guān)系模式組成地集合,其主要特征是用二維表格結(jié)構(gòu)表達(dá)實體集,用外鍵表示實體間聯(lián)系.關(guān)系模型要求關(guān)系必須是規(guī)范化地,即要求關(guān)系模式必須滿足一定地規(guī)范條件,這些規(guī)范條件中最基本地一條就是,關(guān)系地每一個分量必須是一個不可分地數(shù)據(jù)項,也就是說,不允許表中還有表.數(shù)據(jù)系統(tǒng)地三級模式結(jié)構(gòu)：外模式物理模式）、模式邏輯模式）和內(nèi)模式兩級映象：外模式/模式映象 一般在外模式中描述.模式/內(nèi)模式映象 一般在內(nèi)模式中描述.兩層映象保證了數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中地數(shù)據(jù)能夠具有較高地邏輯獨立性和物理獨立性.數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)地功能：數(shù)據(jù)定義數(shù)據(jù)操縱數(shù)據(jù)庫運行管理數(shù)據(jù)組織、存儲和管理數(shù)據(jù)

7、庫地建立和維護數(shù)據(jù)通信接口數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)組成：數(shù)據(jù)定義語言及其翻譯處理程序數(shù)據(jù)操縱語言及其編譯或解釋）程序數(shù)據(jù)庫運行控制程序?qū)嵱贸绦蛞粋€設(shè)計優(yōu)良地DBMS：友好地用戶界面比較完備地功能較高地運行效率清晰地系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和開放性2關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)與非關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)地區(qū)別是,關(guān)系系統(tǒng)只有“表”這一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；而非關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)還有其他數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),對這些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)有其他地操作.關(guān)系模型地組成：關(guān)系數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、關(guān)系操作集合、關(guān)系完整性約束關(guān)系數(shù)據(jù)語言關(guān)系代數(shù)語言 例如ISBL元組關(guān)系演算語言 例如ALPHA,QUEL關(guān)系演算語言域關(guān)系演算語言 例如QBE具有關(guān)系代數(shù)和關(guān)系演算雙重特點地語言 例如SQL關(guān)系地三類完整

8、性約束：實體完整性、參照完整性和用戶定義地完整性實體完整性規(guī)則：要求關(guān)系中組成主鍵地屬性上不能有空值.參照完整性規(guī)則：要求不引用不存在地實體.用戶定義完整性規(guī)則：由具體應(yīng)用環(huán)境決定,系統(tǒng)提供定義和檢驗這類完整性地機制.關(guān)系數(shù)據(jù)語言地共同特點是：語言具有完備地表達(dá)能力,是非過程化地集合操作語言,功能強,能夠嵌入高級語言中使用.基本關(guān)系具有以下六條性質(zhì)：列是同質(zhì)地Homogeneous）,即每一列中地分量同一類型地數(shù)據(jù),來自同一個域.不同地列可出自同一個域,稱其中地每列為一個屬性,不同地屬性要給予不同地屬性名.列地順序無所謂,即列地次序可以任意交換.任意兩個元組不能完全相同.行地順序無所謂,即行地

9、次序可以任意交換.分量必須取原子值,即每一個分量都必須是不可分地數(shù)據(jù)項.關(guān)系模型要求關(guān)系必須是規(guī)范化地,即要求關(guān)系模式必須滿足一定地規(guī)范條件.這些規(guī)范條件中最基本地一條就是,關(guān)系地每一個分量必須是一個不可分地數(shù)據(jù)項.關(guān)系是關(guān)系模式在某一個時刻地狀態(tài)或內(nèi)容.關(guān)系模式是靜態(tài)地,穩(wěn)定地,而關(guān)系是動態(tài)地、隨時間不斷變化地,因為關(guān)系操作在不斷地更新著數(shù)據(jù)庫中地數(shù)據(jù).但在實際當(dāng)中,人們常常把關(guān)系模式和關(guān)系都稱為關(guān)系.實體完整性規(guī)則說明如下：1）實體完整性規(guī)則是針對基本關(guān)系而言地.一個基本表通常對應(yīng)現(xiàn)實世界地一 個實體集.例如學(xué)生關(guān)系對應(yīng)于學(xué)生地集合.2）現(xiàn)實世界中地實體是可區(qū)分地,即它們具有某種唯一性標(biāo)識

10、.3）相應(yīng)地,關(guān)系模型中以主碼作為唯一性標(biāo)識.4）主碼中地屬性即主屬性不能取空值.所謂空值就是“不知道”或“無意義”地值.關(guān)系可以有三種類型：基本關(guān)系通常又稱為基本表或基表）、查詢表和視圖表元組變量主要有兩方面地用途：簡化關(guān)系名.操作條件中使用量詞時必須用元組變量.3SQL語言集數(shù)據(jù)查詢、數(shù)據(jù)操縱、數(shù)據(jù)定義和數(shù)據(jù)控制功能于一體.特點包括：綜合統(tǒng)一、高度非過程化、面向集合地操作方式、以同一種語法結(jié)構(gòu)提供兩種使用方式、語言簡潔,易學(xué)易用.定義和合理地使用視圖能帶來地好處為：、視圖能夠簡化用戶地操作、視圖使用戶能以多種角度看待同一數(shù)據(jù)、視圖對重構(gòu)數(shù)據(jù)庫提供了一定程度地邏輯獨立性、視圖能夠?qū)C密數(shù)據(jù)提

11、供安全保護視圖更新操作規(guī)則地限制：如果視圖是從多個基本表使用聯(lián)接操作導(dǎo)出地,則不允許更新.如果導(dǎo)出地視圖使用了分組和聚合操作,也不允許更新.如果視圖是從單個基本表使用選擇和投影操作導(dǎo)出地,并且包括了基本表地主鍵或某個候選鍵,則可以執(zhí)行操作.SQL中數(shù)據(jù)控制功能包括事務(wù)管理功能和數(shù)據(jù)保護功能,即數(shù)據(jù)庫地恢復(fù)、并發(fā)控制；數(shù)據(jù)庫地安全性和完整性.4數(shù)據(jù)依賴是通過一個關(guān)系中屬性間值地相等與否體現(xiàn)出來地數(shù)據(jù)間地相互關(guān)系,是現(xiàn)實世界屬性間相互聯(lián)系地抽象,是數(shù)據(jù)內(nèi)在地性質(zhì),是語義地體現(xiàn).現(xiàn)在人們已經(jīng)提出了許多種類型地數(shù)據(jù)依賴,其中最重要地是函數(shù)依賴和多值依賴.關(guān)系模式規(guī)范化時一般應(yīng)遵循以下原則：1）關(guān)系模式

12、進(jìn)行無損連接分解.2）合理選擇規(guī)范化程度.3）正確性與可實現(xiàn)性原則.關(guān)系模式規(guī)范化地基本步驟如圖所示.對1NF關(guān)系進(jìn)行投影,消除原關(guān)系中非主屬性對碼地函數(shù)依賴,將1NF關(guān)系轉(zhuǎn)換為若干個2NF關(guān)系.對2NF關(guān)系進(jìn)行投影,消除原關(guān)系中非主屬性對碼地傳遞函數(shù)依賴,從而產(chǎn)生一組3NF關(guān)系.對3NF關(guān)系進(jìn)行投影,消除原關(guān)系中主屬性對碼地部分函數(shù)依賴和傳遞函數(shù)依賴也就是說,使決定屬性都成為投影地候選碼）,得到一組BCNF關(guān)系.消除決定屬性集非碼地非平凡函數(shù)依賴1NF消除非主屬性對碼地部分函數(shù)依賴2NF消除非主屬性對碼地傳遞函數(shù)依賴3NF消除主屬性對碼地部分和傳遞函數(shù)依賴BCNF消除非平凡且非函數(shù)依賴地多值

13、依賴4NF消除不是由候選碼所蘊含地連接依賴5NF以上三步也可以合并為一步：對原關(guān)系進(jìn)行投影,消除決定屬性不是候選碼地任何函數(shù)依賴.對BCNF關(guān)系進(jìn)行投影,消除原關(guān)系中非平凡且非函數(shù)依賴地多值依賴,從而產(chǎn)生一組4NF關(guān)系.對4NF關(guān)系進(jìn)行投影,消除原關(guān)系中不是由候選碼所蘊含地連接依賴,即可得到一組5NF關(guān)系.5NF是最終范式.1NF/2NF/3NF存在地問題： 插入異常 刪除異常 數(shù)據(jù)冗余度大 修改復(fù)雜BCNF問題：數(shù)據(jù)冗余度大 增加操作復(fù)雜 刪除操作復(fù)雜 修改操作復(fù)雜關(guān)系模式分解地三個定義判斷對關(guān)系模式地一個分解是否與原關(guān)系模式等價可以有三種不同地標(biāo)準(zhǔn)）：1）分解具有“無損連接性”.2）分解要

14、“保持函數(shù)依賴”.3）分解既要“保持函數(shù)依賴”,又要具有“無損連接性”.規(guī)范化理論提供了一套完整地模式分解算法,按照這套算法可以做到：若要求分解具有無損連接性,那么模式分解一定能夠達(dá)到4NF.若要求分解保持函數(shù)依賴,那么模式分解一定能夠達(dá)到3NF,但不一定能夠達(dá)到BCNF.若要求分解既具有無損連接性,又保持函數(shù)依賴,則模式分解一定能夠達(dá)到3NF,但不一定能夠達(dá)到BCNFBCNF地關(guān)系模式都具有如下3個性質(zhì)：所有非主屬性都完全函數(shù)依賴于每個候選碼.所有主屬性都完全函數(shù)依賴于每個不包含它地候選碼.沒有任何屬性完全函數(shù)依賴于非碼地任何一組屬性.5數(shù)據(jù)庫地被破壞主要有以下幾個方面：1）系統(tǒng)地軟、硬件故

15、障,造成數(shù)據(jù)被破壞.2）數(shù)據(jù)庫地并發(fā)操作引起數(shù)據(jù)地不一致性.3）自然地或人為地破壞.4）對數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)地更新操作有誤.針對上述問題,數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)提供相應(yīng)地功能：1）數(shù)據(jù)庫恢復(fù)：在系統(tǒng)失效后地數(shù)據(jù)庫恢復(fù),配合定時備份數(shù)據(jù)庫,使數(shù)據(jù)庫不丟失數(shù)據(jù).2）并發(fā)控制：保證多用戶能共享數(shù)據(jù)庫,并維護數(shù)據(jù)地一致性.3）安全性保護：防止對數(shù)據(jù)庫地非法使用,以避免數(shù)據(jù)地泄露、纂改或破壞.4）完整性保護：保證數(shù)據(jù)地正確性和一致性.數(shù)據(jù)庫安全控制地一般方法：用戶標(biāo)識和鑒定；存取控制；定義視圖；審計；數(shù)據(jù)加密.數(shù)據(jù)庫地安全性主要是指保護數(shù)據(jù)庫,防止因為非法使用數(shù)據(jù)庫造成數(shù)據(jù)泄露、更改或破壞.數(shù)據(jù)庫地完整性：數(shù)據(jù)地正確性

16、、一致性和相容性.數(shù)據(jù)地完整性與安全性是數(shù)據(jù)庫保護地兩個不同地方面.安全性是防止用戶非法使用數(shù)據(jù)庫.完整性則是防止合法用戶使用數(shù)據(jù)庫時向數(shù)據(jù)庫中加入不合語義地數(shù)據(jù).事務(wù)：并發(fā)控制地單位,是用戶定義地一組數(shù)據(jù)庫操作序列.特征：原子性、一致性、隔離性、持久性.并發(fā)控制地主要技術(shù)是采用封鎖機制.封鎖就是事務(wù)T可以向系統(tǒng)發(fā)出請求,對某個數(shù)據(jù)對象最常用地是記錄）加鎖.于是事務(wù)T對這個數(shù)據(jù)對象就有一定地控制.基本地封鎖類型有兩種：排它鎖X鎖）和共享鎖S鎖）.和操作系統(tǒng)一樣,封鎖地方法可能引起活鎖和死鎖.活鎖是指當(dāng)若干事務(wù)要對同一數(shù)據(jù)項加鎖時,造成一些事務(wù)地永遠(yuǎn)等待,得不到控制權(quán)地現(xiàn)象；死鎖是指兩個以上事務(wù)

17、集合中地每個事務(wù)都在等待加鎖當(dāng)前已被另一事務(wù)加鎖地數(shù)據(jù)項,從而造成相互等待地現(xiàn)象.數(shù)據(jù)庫中解決死鎖地常用方法有：、要求每個事務(wù)一次就將所有要使用地數(shù)據(jù)全部加鎖,否則就不能執(zhí)行.、采用按序加鎖法.、不采取任何措施來預(yù)防死鎖地發(fā)生,而是周期性地檢查系統(tǒng)中是否有死鎖.可串行化地調(diào)度：如果幾個事務(wù)并行交錯）執(zhí)行地結(jié)果和按次序串行執(zhí)行地結(jié)果相同,則稱該并行執(zhí)行結(jié)果是正確地.這樣地調(diào)度稱為可串行化地調(diào)度.兩段鎖協(xié)議是指所有事務(wù)必須分兩個階段對數(shù)據(jù)庫項加鎖和解鎖.兩段鎖協(xié)議規(guī)定所有地事務(wù)應(yīng)遵守下列規(guī)則：、在對任何數(shù)據(jù)進(jìn)行讀、寫操作之前,事務(wù)首先要獲得對該數(shù)據(jù)地封鎖.、在釋放一個封鎖之后,事務(wù)再獲得任何其他封

18、鎖.所謂“兩段”鎖含義是：事務(wù)分為兩個階段.第一階段是獲得封鎖,也稱為擴展階段.在該階段,事務(wù)可以申請獲得任何數(shù)據(jù)項上地任何類型地鎖,但是不能釋放任何鎖.第二階段是釋放封鎖,也稱為收縮階段.在該階段,事務(wù)可以釋放任何數(shù)據(jù)項上地任何類型地鎖,但是不能再申請任何鎖.數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)故障可分為：事務(wù)內(nèi)部地故障、系統(tǒng)故障、介質(zhì)故障、計算機病毒.轉(zhuǎn)儲：靜態(tài)轉(zhuǎn)儲轉(zhuǎn)儲期間不允許對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行任何存取、修改活動）動態(tài)轉(zhuǎn)儲轉(zhuǎn)儲期間允許對數(shù)據(jù)進(jìn)行存取或修改）海量轉(zhuǎn)儲每次轉(zhuǎn)儲全部數(shù)據(jù)庫）增量轉(zhuǎn)儲每次只轉(zhuǎn)儲上次轉(zhuǎn)儲后更新過地數(shù)據(jù)）日志文件是用來記錄對數(shù)據(jù)庫每一次更新活動地文件.在轉(zhuǎn)儲中必須建立日志文件,后援副本和日志文件綜合

19、起來才能有效地恢復(fù)數(shù)據(jù)庫.利用日志文件恢復(fù)事務(wù)地過程：從頭掃描日志文件,找出哪些事務(wù)在故障發(fā)生時已經(jīng)結(jié)束,哪些事務(wù)尚未結(jié)束；對尚未結(jié)束地事務(wù)進(jìn)行撤銷處理,對已經(jīng)結(jié)束地事務(wù)進(jìn)行重做處理.硬件故障；病毒破壞：當(dāng)數(shù)據(jù)庫本身被破壞時,可重裝轉(zhuǎn)儲數(shù)據(jù)庫地后備副本,然后運行日志文件,執(zhí)行事務(wù)恢復(fù),這樣就可以重建數(shù)據(jù)庫.發(fā)生事務(wù)故障；系統(tǒng)故障：當(dāng)數(shù)據(jù)庫本身沒被破壞,但內(nèi)容已經(jīng)不可靠時,可利用日志文件恢復(fù)事務(wù),從而使數(shù)據(jù)庫回到某一正確狀態(tài),這時不必重裝后備副本.6信息系統(tǒng)是提供信息、輔助人們對環(huán)境進(jìn)行控制和進(jìn)行決策地系統(tǒng).數(shù)據(jù)庫是信息系統(tǒng)地核心和基礎(chǔ).數(shù)據(jù)庫設(shè)計內(nèi)容：結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)）設(shè)計；行為處理）設(shè)計.數(shù)據(jù)庫設(shè)計

20、分為以下六個階段：需求分析階段、概念結(jié)構(gòu)設(shè)計階段、邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計階段、數(shù)據(jù)庫物理設(shè)計階段、數(shù)據(jù)庫實行階段、數(shù)據(jù)庫運行和維護階段.數(shù)據(jù)庫設(shè)計過程中注意地問題：1）數(shù)據(jù)庫設(shè)計過程中要充分調(diào)動用戶地積極性.2）應(yīng)用環(huán)境地改變、新技術(shù)地出現(xiàn)等都會導(dǎo)致應(yīng)用需求地變化,因此在設(shè)計數(shù)據(jù)庫時必須充分考慮到系統(tǒng)地可擴性.3）在設(shè)計數(shù)據(jù)庫應(yīng)用地過程中,必須充分考慮到已有應(yīng)用,盡量使用戶能夠平穩(wěn)地從舊系統(tǒng)遷移到新系統(tǒng).調(diào)查地重點是“數(shù)據(jù)”和“處理”,通過調(diào)查、收集與分析,獲得用戶對數(shù)據(jù)庫地要求：1）信息要求.指用戶需要從數(shù)據(jù)庫中獲得信息地內(nèi)容與性質(zhì).由信息要求可以導(dǎo)出數(shù)據(jù)要求,即在數(shù)據(jù)庫中需要存儲哪些數(shù)據(jù).2）處理要

21、求.指用戶要完成什么處理功能,對處理地響應(yīng)時間有什么要求,處理方式是批處理還是聯(lián)機處理.3）安全性與完整性要求.數(shù)據(jù)字典：是系統(tǒng)中各類數(shù)據(jù)描述地集合,是進(jìn)行詳細(xì)地數(shù)據(jù)收集和數(shù)據(jù)分析所獲得地主要成果.數(shù)據(jù)字典包括：數(shù)據(jù)項、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)流、數(shù)據(jù)存儲、處理過程.數(shù)據(jù)項是數(shù)據(jù)地最小組成單位,若干個數(shù)據(jù)項可以組成一個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),數(shù)據(jù)字典通過對數(shù)據(jù)項和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)地定義來描述數(shù)據(jù)流、數(shù)據(jù)存儲地邏輯內(nèi)容.在需求分析階段需要注意地是：1）需求分析階段地一個重要而困難地任務(wù)是收集將來應(yīng)用所涉及地數(shù)據(jù),設(shè)計人員應(yīng)充分考慮到可能地擴充和改變,使設(shè)計易于更改,系統(tǒng)易于擴充,這是第一點.2）必須強調(diào)用戶地參與,這是數(shù)據(jù)庫應(yīng)

22、用系統(tǒng)設(shè)計地特點.數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)和廣泛地用戶有密切地聯(lián)系.因此用戶地參與是數(shù)據(jù)庫設(shè)計不可分割地一部分.在數(shù)據(jù)分析階段,任何調(diào)查研究沒有用戶地積極參加是寸步難行地.設(shè)計人員應(yīng)該和用戶取得共同地語言,幫助不熟悉計算機地用戶建立數(shù)據(jù)庫環(huán)境下地共同概念,并對設(shè)計工作地最后結(jié)果承擔(dān)共同地責(zé)任.概念結(jié)構(gòu)地主要特點是：1）能真實、充分地反映現(xiàn)實世界,包括事物和事物之間地聯(lián)系,能滿足用戶對數(shù)據(jù)地處理要求.是對現(xiàn)實世界地一個真實模型.2）易于理解,從而可以用它和不熟悉計算機地用戶交換意見,用戶地積極參與是數(shù)據(jù)庫地設(shè)計成功地關(guān)鍵.3）易于更改,當(dāng)應(yīng)用環(huán)境和應(yīng)用要求改變時,容易對概念模型修改和擴充.4）易于向關(guān)系、

23、網(wǎng)狀、層次等各種數(shù)據(jù)模型轉(zhuǎn)換.設(shè)計概念結(jié)構(gòu)通常有四類方法：自頂向下、自底向上、逐步擴張、混合策略.實際上實體與屬性是相對而言地,實體與屬性之間并沒有形式上可以截然劃分地界限,但可以給出兩條準(zhǔn)則：1）作為“屬性”,不能再具有需要描述地性質(zhì).“屬性”必須是不可分地數(shù)據(jù)項,不能包含其他屬性.2）“屬性”不能與其他實體具有聯(lián)系,即E-R圖中所表示地聯(lián)系是實體之間地聯(lián)系.凡滿足上述兩條準(zhǔn)則地事物,一般均可作為屬性對待.關(guān)系數(shù)據(jù)模型地優(yōu)化通常以規(guī)范化理論為指導(dǎo),方法如下.、確定數(shù)據(jù)依賴.、對于各個關(guān)系模式之間地數(shù)據(jù)依賴進(jìn)行極小化處理,消除冗余地聯(lián)系.、按照數(shù)據(jù)依賴地理論對關(guān)系模式逐一進(jìn)行分析,考查是否存在

24、部分函數(shù)依賴、傳遞函數(shù)依賴、多值依賴等,確定各關(guān)系模式分別屬于第幾范式.、按照需求分析階段得到地各種應(yīng)用對數(shù)據(jù)處理地要求,分析對于這樣地應(yīng)用環(huán)境這些模式是否合適,確定是否要對它們進(jìn)行合并或分解.數(shù)據(jù)庫地物理結(jié)構(gòu)依賴于所選用地DBMS,依賴于計算機硬件環(huán)境,設(shè)計人員進(jìn)行設(shè)計時主要需要考慮以下幾個方面：確定數(shù)據(jù)地存儲結(jié)構(gòu)、設(shè)計數(shù)據(jù)地存取路徑、確定數(shù)據(jù)地存放位置、確定系統(tǒng)配置.數(shù)據(jù)庫實行主要包括以下工作：、定義數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)裝載、編制與調(diào)試應(yīng)用程序、數(shù)據(jù)庫試運行數(shù)據(jù)庫維護工作主要內(nèi)容：、數(shù)據(jù)庫地轉(zhuǎn)儲和恢復(fù)、數(shù)據(jù)庫地安全性、完整性控制、數(shù)據(jù)庫性能地監(jiān)督、分析和改進(jìn)、數(shù)據(jù)庫地重組織和重構(gòu)造7URL組成

25、：檢索協(xié)議、Internet節(jié)點、為HTTP客戶服務(wù)地資源文件名.CGI是外部應(yīng)用程序CGI程序）與Web服務(wù)器之間地接口標(biāo)準(zhǔn),是在CGI程序和Web服務(wù)器之間傳遞信息地規(guī)程.CGI規(guī)范允許Web服務(wù)器執(zhí)行外部程序,并將它們地輸出發(fā)送給Web瀏覽器.CGI將Web地一組簡單地靜態(tài)超媒體文檔變成一個完整地新地交互式媒體.CGI程序調(diào)用方式：通過交互式主頁里地表單欄FORM）調(diào)用CG1程序,用戶在填完一張表單后,按確認(rèn)按鈕就啟動了CGI程序.通過URL直接調(diào)用CGI程序.CGI地主要優(yōu)點是它地簡單、語言無關(guān)性、Web服務(wù)器無關(guān)性以及它廣泛地可接受性.雖然CGI提供了一種與數(shù)據(jù)庫連接地簡單方法,但它

26、也存在一些局限性.瓶頸問題,客戶機和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器之間地通信必須通過Web服務(wù)器,當(dāng)有大量地用戶訪問時,Web服務(wù)器會“超載”.缺乏效率和事務(wù)支持,CGI應(yīng)用程序不能由多個客戶機請求共享,降低了性能,增加了等待時間.CGI應(yīng)用程序不持久,服務(wù)器必須為每次訪問CGI程序建立新地進(jìn)程或線程,每次請求時數(shù)據(jù)庫連接都必須重新打開,開銷很大.CGI程序安全性問題ASP文件組成部分：1）文本；2）HTML標(biāo)記,可單獨使用或嵌入在各個ASP腳本單元中,以“ ”為定界符；3）VBScript或JScript）語句,可單獨使用或嵌入在各個ASP腳本單元中,以SCRIPT和/SCRIPT）為定界符,通過對“RUN

27、AT”屬性地設(shè)置來決定是否在服務(wù)器端運行；4）ASP腳本命令：可單獨使用或包含在此和/html內(nèi),以“%”和“%”為定界符.API是駐留在Web服務(wù)器上地程序代碼,它擴展了服務(wù)器地性能,其方式類似于CGI.ActiveX是Microsoft提出地一種標(biāo)準(zhǔn),AcitveX也是Microsoft一組軟件技術(shù)地統(tǒng)稱,包括控件、文檔、腳本三種最常用地技術(shù),以及Microsoft地許多其他技術(shù).Active Server PagesASP）是 Microsoft基于服務(wù)器地、建立動態(tài)和交互式 Web頁面地技術(shù),它是建立在ISAPI技術(shù)基礎(chǔ)上地,并克服了CGI存在地缺點.ADO包括七個對象：三個主對象為連

28、接對象、命令對象、記錄集對象.錯誤對象、字段對象、參數(shù)對象、屬性對象8JDBC是執(zhí)行SQL語句地Java API.JDBC即“Java Database Connectivity”Java數(shù)據(jù)庫連接）,它由一組用Java語言編寫地類與接口組成,已成為一種數(shù)據(jù)庫連接地標(biāo)準(zhǔn).JDBC與ODBC以及其他API地區(qū)別： Java不能直接使用ODBC,因為是ODBC使用C語言接口,如果讓Java來調(diào)用本機C代碼,將會在安全、屬性、健壯性、應(yīng)用地可移植性等方面帶來困難.不希望把ODBC API逐字地翻譯成Java API,例如ODBC使用了大量易出錯地指針,而Java取消了這種不安全地指針.ODBC難以學(xué)

29、習(xí),它把簡單功能和高級功能混雜在一起,即便是簡單地查詢語句也會帶來復(fù)雜地任選項.而JDBC地設(shè)計使得簡單地事情用簡單地方法做,僅在必要時才讓用戶使用高級功能.JDBC地Java API提供“純Java”地解決方法.當(dāng)使用ODBC時,ODBC驅(qū)動器管理程序與驅(qū)動器必須手動地裝入到每臺客戶機上.而JDBC驅(qū)動器全是用Java編寫地,ODBC代碼可在所有Java平臺上自動安裝,并且是可移植地和安全地.JDBC地特點：JDBC是低級地API,是高級API地基礎(chǔ).JDBC是一種低級地接口,它直接調(diào)用SQL命令,但又可以作為構(gòu)造高級接口和工具地基礎(chǔ).在執(zhí)行時,高級API將首先被翻譯成如JDBC這樣地低級接

30、口.JDBC地基本功能包括：建立與數(shù)據(jù)庫地連接、發(fā)送SQL語句、處理結(jié)果.JDBC提供了連接數(shù)據(jù)庫地幾種方法：與數(shù)據(jù)源直接通信；通過JDBC驅(qū)動程序地通信；與ODBC數(shù)據(jù)源通信利用JDBC訪問數(shù)據(jù)庫地Java應(yīng)用程序有兩種：一種是本身就有數(shù)據(jù)訪問功能地Java程序,另一種是使用JDBC做媒介地Java應(yīng)用程序JDBC API提供地類或接口主要包括：Java.sql.DriverManager 處理驅(qū)動程序地裝載和建立新地數(shù)據(jù)庫連接.Java.sql.Connection 完成對某一指定數(shù)據(jù)庫地連接.Java.sql.Statement 管理在一指定數(shù)據(jù)庫連接上地SQL語句地執(zhí)行.Java.sq

31、l.ResultSet 從數(shù)據(jù)庫返回地結(jié)果集.客戶端地Java應(yīng)用程序需要完成地工作有：1）與JDBC服務(wù)器建立連接；2） 裝載JDBC/ODBC驅(qū)動器；3）與ODBC數(shù)據(jù)源建立連接；4）發(fā)送SQL語句；5）得到查詢結(jié)果；6）關(guān)閉與JDBC服務(wù)器地連接.編寫用JDBC編寫能實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫連接和斷開地程序段：import .URL；import java.sq1.*import .URL；import Java.sq1.*class jdbc_connectpublic static void mainString argv）ifargv.length=0）Syste

32、m.err.println“檢查到空地URL！”）； System.exit1）；end of iftryClass.forName“textFileDriver”）；Class.forName“jdbc.odbc.JdbcOdbcDriver”）；Class.forName“imaginary.sq1.iMsq1Driver”）；String ur1=argv0；String user,pwd；If1）user=argv1；elseuser=“” If2）pwd=argv2；elsepwd=“” Connection con=DriverManager.getConnectiionur1,u

33、ser,pwd）；Con.close）；System.out.println“連接失??！”）； end of try處理連接異常 catchException e）System.out.printlne.getMessage）；e.printStackTrace）；end of mainend of class9Active Server Pages簡稱ASP）是服務(wù)器端腳本環(huán)境,所用地語言是Javascript或VBscript,或者是它們兩者地結(jié)合.ASP地主要特點如下：使用VBScript、Jscript等簡單易懂地腳本語言,結(jié)合HTML代碼,即可快速地完成網(wǎng)站地應(yīng)用程序.無須編譯,容易

34、編寫,在服務(wù)器端直接執(zhí)行.使用普通地文本編輯器即可進(jìn)行編輯設(shè)計.與瀏覽器無關(guān),用戶端只要使用可執(zhí)行HTML碼地瀏覽器,即可瀏覽ASP所設(shè)計地網(wǎng)頁內(nèi)容.ASP地源程序不會被傳到客戶瀏覽器,因而可以避免所寫地源程序被他人剽竊,從而提高了程序地安全性.可使用服務(wù)器端地腳本來產(chǎn)生客戶端地腳本.Active Data ObjectADO）是一項容易使用并且可擴展地將數(shù)據(jù)庫訪問添加到Web頁地技術(shù).ADO所有重要地接口：Connection連接） Error錯誤集） Command命令）Parameter參數(shù)） Recordset游標(biāo)） Field字段）創(chuàng)建一個Connection接口通常是調(diào)用serve

35、r對象地CreateObject方法：Set myConnectionServer.CreateObject“ADODB.Connection”）a）直接將連接字符串傳給Open方法b）利用它地ConnectionString屬性ConnectionString地參數(shù) 作用DSN 為數(shù)據(jù)源名不可?。㏄WD 訪問數(shù)據(jù)源地口令UID 訪問數(shù)據(jù)源地用戶帳號Provider 為數(shù)據(jù)提供者File Name 指定數(shù)據(jù)源地某個特定地文件Close方法這樣,就釋放了所有地資源,因此如果想再利用Connection對象,只能重新創(chuàng)建一個了.創(chuàng)建Command對象：11面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫系統(tǒng)Object Orien

36、ted Data Base System,簡稱OODBS）是數(shù)據(jù)庫技術(shù)與面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計方法相結(jié)合地產(chǎn)物.對于OO數(shù)據(jù)模型面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型）和面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫系統(tǒng)地研究主要體現(xiàn)在：研究以關(guān)系數(shù)據(jù)庫和SQL為基礎(chǔ)地擴展關(guān)系模型；以面向?qū)ο蟮爻绦蛟O(shè)計語言為基礎(chǔ),研究持久地程序設(shè)計語言,支持OO模型；建立新地面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫系統(tǒng),支持OO數(shù)據(jù)模型.對象-關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)特點：1）擴充數(shù)據(jù)類型,2）支持復(fù)雜對象,3）支持繼承地概念4）提供通用地規(guī)則系統(tǒng)分布式數(shù)據(jù)庫是由一組數(shù)據(jù)組成地,這組數(shù)據(jù)分布在計算機網(wǎng)絡(luò)地不同計算機上,網(wǎng)絡(luò)中地每個結(jié)點具有獨立處理地能力稱為場地自治）,可以執(zhí)行局部應(yīng)用.同時,每個結(jié)點也能

37、通過網(wǎng)絡(luò)通信子系統(tǒng)執(zhí)行全局應(yīng)用.分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是在集中式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)技術(shù)地基礎(chǔ)上發(fā)展起來地,它地特點：一、數(shù)據(jù)獨立性.在分布式數(shù)據(jù)庫中,除了數(shù)據(jù)地邏輯獨立性與物理獨立性集中式數(shù)據(jù)庫特點）外,還有數(shù)據(jù)分布獨立性亦稱分布透明性.二、集中與自治相結(jié)合地控制結(jié)構(gòu).三、適當(dāng)增加數(shù)據(jù)冗余度.四、全局地一致性、可串行性和可恢復(fù)性.分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)地目標(biāo),主要包括技術(shù)和組織兩方面地目標(biāo)：1、適應(yīng)部門分布地組織結(jié)構(gòu),降低費用.2、提高系統(tǒng)地可靠性和可用性.3、充分利用數(shù)據(jù)庫資源,提高現(xiàn)有集中式數(shù)據(jù)庫地利用率.4、逐步擴展處理能力和系統(tǒng)規(guī)模.并行數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是在并行機上運行地具有并行處理能力地數(shù)據(jù)庫系統(tǒng).一個并行數(shù)

38、據(jù)庫系統(tǒng)應(yīng)該實現(xiàn)如下目標(biāo)：1、高性能；2、高可用性； 3、可擴充性并行數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：共享內(nèi)存主存儲器）結(jié)構(gòu)SM結(jié)構(gòu)）,共享磁盤結(jié)構(gòu)SD結(jié)構(gòu)）和無共享資源結(jié)構(gòu)SN結(jié)構(gòu)）.多媒體數(shù)據(jù)庫是多媒體技術(shù)與數(shù)據(jù)庫技術(shù)相結(jié)合產(chǎn)生地一種新型地數(shù)據(jù)庫.所謂多媒體數(shù)據(jù)庫是指數(shù)據(jù)庫中地信息不僅涉及各種數(shù)字、字符等格式化地表達(dá)形式,而且還包括多媒體地非格式化地表達(dá)形式,數(shù)據(jù)管理要涉及各種復(fù)雜對象地處理.在建立多媒體應(yīng)用環(huán)境時必須考慮地問題：確定存儲介質(zhì)、確定數(shù)據(jù)傳輸方式、確定數(shù)據(jù)管理方式和數(shù)據(jù)資源地管理.多媒體數(shù)據(jù)庫與傳統(tǒng)地數(shù)據(jù)庫有較大地差別,主要表現(xiàn)在：1）處理地數(shù)據(jù)對象、數(shù)據(jù)類型、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)模型和應(yīng)用對象都

39、不同,處理地方式也不同.2）多媒體數(shù)據(jù)庫存儲和處理復(fù)雜對象,其存儲技術(shù)需要增加新地處理功能,如數(shù)據(jù)壓縮和解壓.3）多媒體數(shù)據(jù)庫面向應(yīng)用,沒有單一地數(shù)據(jù)模型適應(yīng)所有情況,隨應(yīng)用領(lǐng)域和對象而建立相應(yīng)地數(shù)據(jù)模型.4）多媒體數(shù)據(jù)庫強調(diào)媒體獨立性,用戶應(yīng)最大限度地忽略各媒體間地差別而實現(xiàn)對多種媒體數(shù)據(jù)地管理和操作.5）多媒體數(shù)據(jù)庫強調(diào)對象地物理表現(xiàn)和交互方式,強調(diào)終端用戶界面地靈活性和多樣性.6）多媒體數(shù)據(jù)庫具有更強地對象訪問手段,比如特征訪問、瀏覽訪問、近似性查詢等.多媒體地建模方法有多種,常見地有以下幾種方法：1）擴充關(guān)系模型 2）語義模型3）對象模型多媒體數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)MDBMS）能實現(xiàn)多媒體數(shù)據(jù)庫地建立、操作、控制、管理和維護,能將聲音、圖像、文本等各種復(fù)雜對象結(jié)合在一起,并提供各種