Oracle數據庫管理第1講

1、OracleOracle數據庫管理數據庫管理李李永永信息工程系計算機基礎教研室信息工程系計算機基礎教研室1.1 數據庫系統(tǒng)概述1.2 數據模型1.3 數據庫系統(tǒng)的結構1.4 數據庫系統(tǒng)的組成 重點：重點：數據庫的相關概念、發(fā)展過程、數據數據庫的相關概念、發(fā)展過程、數據庫系統(tǒng)三級模式和兩級映像的體系結構、數據庫庫系統(tǒng)三級模式和兩級映像的體系結構、數據庫系統(tǒng)的邏輯獨立性和物理獨立性等。系統(tǒng)的邏輯獨立性和物理獨立性等。 難點：難點：數據庫系統(tǒng)的大量基本概念、數據模數據庫系統(tǒng)的大量基本概念、數據模型和數據庫系統(tǒng)的體系結構。型和數據庫系統(tǒng)的體系結構。v數據庫技術產生于六十年代末，是數據管理的最數據庫技術

2、產生于六十年代末，是數據管理的最新技術，是計算機科學的重要分支。新技術，是計算機科學的重要分支。v數據庫技術是信息系統(tǒng)的核心和基礎，它的出現數據庫技術是信息系統(tǒng)的核心和基礎，它的出現極大地促進了計算機應用向各行各業(yè)的滲透。極大地促進了計算機應用向各行各業(yè)的滲透。v數據庫的建設規(guī)模、數據庫信息量的大小和使用數據庫的建設規(guī)模、數據庫信息量的大小和使用頻度已成為衡量一個國家信息化程度的重要標志。頻度已成為衡量一個國家信息化程度的重要標志。Charles W.Bachman1973年獲年獲“圖靈獎圖靈獎”“網狀數據庫之父網狀數據庫之父” Edgar Frank Ted Codd1981年獲得年獲得“圖

3、靈獎圖靈獎”“關系數據庫之父關系數據庫之父” James Nicholas Jim Gray1998年年獲得獲得“圖靈獎圖靈獎”“事務處理技術事務處理技術” Michael Stonebraker2014年獲得年獲得“圖靈獎圖靈獎”“數據庫數據庫領域的布道領域的布道者者”1.1 數據庫系統(tǒng)概述1.2 數據模型1.3 數據庫系統(tǒng)的結構1.4 數據庫系統(tǒng)的組成 1. 數據數據(Data)v 數據庫中存儲的基本對象數據庫中存儲的基本對象v 數據的定義數據的定義 描述事物的符號記錄描述事物的符號記錄v 數據的種類數據的種類 數字、文本、圖形、圖像、音頻、視頻等數字、文本、圖形、圖像、音頻、視頻等v 數

4、據的特點數據的特點 數據與其語義是不可分的數據與其語義是不可分的v 數據的含義稱為數據的語義，數據與其語義是不可分的。數據的含義稱為數據的語義，數據與其語義是不可分的。 例如：例如：9393是一個數據是一個數據語義語義1 1：學生某門課的成績：學生某門課的成績語義語義2 2：某人的體重：某人的體重語義語義3 3：計算機系：計算機系20032003級學生人數級學生人數語義語義4 4：請同學給出。：請同學給出。 學生檔案中的學生記錄學生檔案中的學生記錄（李明，男，（李明，男，197205197205，江蘇南京市，計算機系，江蘇南京市，計算機系，19901990） 語義：學生姓名、性別、出生年月、籍

5、貫、所在院系、語義：學生姓名、性別、出生年月、籍貫、所在院系、 入學入學時間時間 解釋：李明是個大學生，解釋：李明是個大學生，19721972年年5 5月出生，江蘇月出生，江蘇南京市南京市 人人，19901990年考入計算機年考入計算機系系2. 數據庫數據庫 DB(Data Base) 指指長期存儲長期存儲在計算機內、在計算機內、有組織有組織的、的、可共享可共享的的大量大量數據的集合。數據的集合。 舉例：舉例：記錄記錄 （1 1）實現數據共享）實現數據共享 （2 2）減少數據的冗余度）減少數據的冗余度 （3 3）數據的獨立性）數據的獨立性 （4 4）數據實現集中控制）數據實現集中控制 （5 5

6、）實現存儲數據）實現存儲數據 （6 6）提供了數據檢索）提供了數據檢索 （7 7）數據一致性和可維護性）數據一致性和可維護性 DB特點？3. 數據庫管理系統(tǒng)數據庫管理系統(tǒng)DBMS （Data Base Management System） 是對數據庫中的數據進行是對數據庫中的數據進行存儲存儲和和管理管理的的軟件系統(tǒng)軟件系統(tǒng)，位于用戶和操作系統(tǒng)中間。，位于用戶和操作系統(tǒng)中間。 DBMSDBMS功能功能？ （1 1）數據定義功能）數據定義功能 （2 2）數據組織、存儲和管理）數據組織、存儲和管理 （3 3）數據操縱功能）數據操縱功能 （4 4）數據庫的事務管理和運行）數據庫的事務管理和運行管理管理

7、 （5 5）數據庫的建立和維護功能）數據庫的建立和維護功能 （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 指在計算機系統(tǒng)中引入數據庫后的系統(tǒng)的構成。指在計算機系統(tǒng)中引入數據庫后的系統(tǒng)的構成。 4. 數據庫系統(tǒng)數據庫系統(tǒng)DBS（Data Base System） v數據庫系統(tǒng)的構成數據庫

8、系統(tǒng)的構成 數據庫數據庫 數據庫管理系統(tǒng)（及其開發(fā)工具）數據庫管理系統(tǒng)（及其開發(fā)工具） 應用系統(tǒng)應用系統(tǒng) 數據庫管理員數據庫管理員 DBS構成u人工管理階段，人工管理階段，5050年代中期以前；年代中期以前；u文件系統(tǒng)階段，文件系統(tǒng)階段，5050年代后期至年代后期至6060年代中期；年代中期；u數據庫系統(tǒng)階段，數據庫系統(tǒng)階段，6060年代后期開始。年代后期開始。背景：背景： 硬件：外存只有硬件：外存只有卡片、紙帶、磁帶卡片、紙帶、磁帶，沒有，沒有磁盤等直接存取設備。磁盤等直接存取設備。 軟件：軟件：匯編語言匯編語言，沒有操作系統(tǒng)和管理數，沒有操作系統(tǒng)和管理數據的軟件。據的軟件。 數據處理方式：

9、數據處理方式：批處理批處理。1、人工管理階段（50年代中期以前）特點：特點： 數據不保存數據不保存 應用程序管理數據應用程序管理數據 數據不共享數據不共享 數據不具有獨立性數據不具有獨立性1、人工管理階段（50年代中期以前）人工管理階段人工管理階段應用程序與數據之間的對應關系應用程序與數據之間的對應關系應用程序應用程序1 1應用程序應用程序2 2應用程序應用程序n n數據組數據組1 1數據組數據組2 2數據組數據組n n特點特點: 一組數據對應一個程序，一組數據對應一個程序，數據是面向應用的。數據是面向應用的。2、文件系統(tǒng)階段（50年代后期至60年代中期）背景：背景： 硬件：有了硬件：有了磁盤

10、、磁鼓磁盤、磁鼓等直接存儲設備。等直接存儲設備。 軟件：出現了高級語言和操作系統(tǒng)，有了軟件：出現了高級語言和操作系統(tǒng)，有了專門管理數據的軟件專門管理數據的軟件文件管理系統(tǒng)文件管理系統(tǒng)。 數據處理方式：數據處理方式：批處理批處理, ,聯(lián)機實時處理聯(lián)機實時處理。2、文件系統(tǒng)階段（50年代后期至60年代中期）特點：特點： 數據可以長期保存在磁盤上數據可以長期保存在磁盤上 文件系統(tǒng)管理數據文件系統(tǒng)管理數據 數據共享性差，冗余度大數據共享性差，冗余度大 數據獨立性差數據獨立性差應用程序應用程序1 1應用程序應用程序2 2應用程序應用程序3 3數據文件數據文件1 1數據文件數據文件2 2數據文件數據文件n

11、 n文件管理文件管理系統(tǒng)系統(tǒng)文件系統(tǒng)階段文件系統(tǒng)階段應用程序與數據之間的對應關系應用程序與數據之間的對應關系3、數據庫系統(tǒng)階段（60年代后期開始）背景：背景： 硬件：出現了硬件：出現了大容量磁盤，大容量磁盤，價格下降。價格下降。 軟件：價格上升，使開發(fā)和維護系統(tǒng)的成軟件：價格上升，使開發(fā)和維護系統(tǒng)的成本增加。本增加。 數據處理方式：數據處理方式：聯(lián)機實時處理聯(lián)機實時處理。3、數據庫系統(tǒng)階段（60年代后期開始）特點：特點： 數據的結構化數據的結構化 數據共享性高，冗余度低，易擴充數據共享性高，冗余度低，易擴充 數據獨立性高數據獨立性高 數據由數據由數據庫管理系統(tǒng)統(tǒng)一數據庫管理系統(tǒng)統(tǒng)一管理和控制管

12、理和控制數據庫系統(tǒng)階段數據庫系統(tǒng)階段應用程序與數據之間的對應關系應用程序與數據之間的對應關系數據庫數據庫數據庫管數據庫管理系統(tǒng)理系統(tǒng)DBMSDBMS應用程序應用程序1 1應用程序應用程序2 2用用戶戶人工管理階段人工管理階段文件系統(tǒng)階段文件系統(tǒng)階段數據庫系統(tǒng)階段數據庫系統(tǒng)階段背背景景 應用背景應用背景科學計算科學計算科學計算、管理科學計算、管理大規(guī)模管理大規(guī)模管理硬件背景硬件背景只有紙帶、卡片、磁帶只有紙帶、卡片、磁帶 磁盤、磁鼓等直磁盤、磁鼓等直接存取設備接存取設備大容量磁盤等大容量磁盤等軟件背景軟件背景 沒有操作系統(tǒng)和數據沒有操作系統(tǒng)和數據管理軟件管理軟件 有操作系統(tǒng)，文有操作系統(tǒng)，文件管

13、理軟件件管理軟件數據庫管理系統(tǒng)數據庫管理系統(tǒng)處理方式處理方式批處理批處理聯(lián)機實時處理，批聯(lián)機實時處理，批處理處理分布式處理，聯(lián)機分布式處理，聯(lián)機實時處理，批處理實時處理，批處理特特點點數據的管理者數據的管理者 用戶（程序員）用戶（程序員）文件管理軟件文件管理軟件數據庫管理系統(tǒng)數據庫管理系統(tǒng)數據獨立性數據獨立性 不獨立，數據與程序不不獨立，數據與程序不可分割可分割獨立性差獨立性差數據獨立于程序數據獨立于程序數據共享程度數據共享程度 不共享，數據冗余極大不共享，數據冗余極大共享性差，數據大共享性差，數據大量冗余量冗余共享性高，冗余度共享性高，冗余度低低數據面向對象數據面向對象 面向應用，一個程序對

14、面向應用，一個程序對應一組數據應一組數據 面向應用，一個面向應用，一個數據文件可以被多數據文件可以被多個應用程序使用個應用程序使用面向系統(tǒng)面向系統(tǒng)數據結構化數據結構化無結構無結構記錄內有結構，整記錄內有結構，整體無結構體無結構整體結構化，用數整體結構化，用數據模型描述據模型描述數據管理三個階段的比較1 1、需、需 求求 分分 析析 2 2、概、概 念念 設設 計計3 3、邏、邏 輯輯 設設 計計4 4、物、物 理理 設設 計計5 5、數據庫實施、數據庫實施6 6、數據庫運行維護、數據庫運行維護問題問題DBMSDBMS實現實現1.1 數據庫系統(tǒng)概述1.2 數據模型1.3 數據庫系統(tǒng)的結構1.4

15、數據庫系統(tǒng)的組成 數據模型（data model）是對現實世界數據特征的抽象。v數據模型應滿足三方面要求數據模型應滿足三方面要求 能比較能比較真實真實地模擬現實世界地模擬現實世界 容易容易為人所為人所理解理解 便于在計算機上便于在計算機上實現實現v數據模型分為兩類（分屬兩個不同的層次）數據模型分為兩類（分屬兩個不同的層次） （1） 概念模型概念模型 （2） 邏輯模型和物理模型邏輯模型和物理模型 DBMS支持的數據模型支持的數據模型概念模型概念模型認識認識抽抽象象信息世界信息世界機器世界機器世界現實世界中客觀對象的抽象過程現實世界中客觀對象的抽象過程現實世界現實世界現實世界現實世界 概念模型概念

16、模型數據庫設計人員完成數據庫設計人員完成邏輯模型邏輯模型 物理模型物理模型由由DBMS完成完成概念模型概念模型 邏輯模型邏輯模型數據庫設計人員完成數據庫設計人員完成E-R數據模型（Entiry-Relationship data model）1. 實體（實體（Entity） 實體是一個有著一系列顯著的、易辨認的屬性實體是一個有著一系列顯著的、易辨認的屬性的的對象對象。u 有具體的，也有抽象的；有具體的，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. 屬性（屬性（Property） 屬性是實體的屬性是實體的特性特性 。實體或聯(lián)系一般具有若干。實體或聯(lián)系一般具有若

17、干特征，這些特征就稱為實體或聯(lián)系的屬性。特征，這些特征就稱為實體或聯(lián)系的屬性。u 一個實體可以有一個或多個屬性；一個實體可以有一個或多個屬性；u 屬性有型和值的區(qū)別；屬性有型和值的區(qū)別；u 每個屬性都有一定的變化范圍，通常稱為屬每個屬性都有一定的變化范圍，通常稱為屬性的域。性的域。3. 聯(lián)系聯(lián)系（Relation） 實體與實體之間的關系抽象為聯(lián)系。實體與實體之間的關系抽象為聯(lián)系。u 一對一（一對一（1 1：1 1）u 一對多（一對多（1 1：n n）u 多對多（多對多（m m：n n）E-R圖 E-R E-R圖是圖是E-RE-R數據模型的圖形表示法。數據模型的圖形表示法。表示實體型，表示實體型

18、，框內寫實體名框內寫實體名表示實體的屬性表示實體的屬性 表示實體間的聯(lián)系表示實體間的聯(lián)系連接各部分連接各部分兩個實體之間的聯(lián)系兩個實體之間的聯(lián)系 【例1-1】實體間的聯(lián)系實體型間實體型間1：1聯(lián)系聯(lián)系實體型間實體型間1：n聯(lián)系聯(lián)系實體型間實體型間m：n聯(lián)系聯(lián)系三個實體型間三個實體型間1：n聯(lián)系聯(lián)系同一實體型間同一實體型間1：n聯(lián)系聯(lián)系領導領導學生學生1n管理管理班主任班主任班級班級11組成組成學生學生班級班級1n講授講授教師教師課程課程參考書參考書1mn選修選修學生學生課程課程mn實體與屬性：實體與屬性：實體及其聯(lián)系圖（實體及其聯(lián)系圖（E-R圖）圖）學生學生學號學號姓名姓名性別性別年齡年齡講授

19、講授教師教師課程課程參考書參考書組成組成學生學生班級班級選修選修領導領導成績成績人數人數【例例1-21-2】為為“學生選課系統(tǒng)學生選課系統(tǒng)”設計設計E-RE-R模型模型 在學校里的學生和課程之間，由于一名學生可在學校里的學生和課程之間，由于一名學生可以選修多門課程，而每門課程可以有多名學生選修，以選修多門課程，而每門課程可以有多名學生選修，所以學生和課程之間是多對多聯(lián)系。所以學生和課程之間是多對多聯(lián)系。v數據結構數據結構 v數據操作數據操作 v完整性約束條件完整性約束條件v什么是數據結構什么是數據結構 描述數據庫的組成描述數據庫的組成對象對象，以及對象之間的，以及對象之間的聯(lián)系聯(lián)系v描述的內容

20、描述的內容 與數據類型、內容、性質有關的對象與數據類型、內容、性質有關的對象 與數據之間聯(lián)系有關的對象與數據之間聯(lián)系有關的對象v數據結構是對系統(tǒng)數據結構是對系統(tǒng)靜態(tài)特性靜態(tài)特性的描述的描述v數據操作數據操作 對數據庫中各種對象對數據庫中各種對象( (型型) )的實例的實例( (值值) )允許執(zhí)允許執(zhí)行的行的操作及有關的操作規(guī)則操作及有關的操作規(guī)則v數據操作的類型數據操作的類型 查詢查詢 更新更新( (包括插入、刪除、修改包括插入、刪除、修改) )v數據操作是對系統(tǒng)數據操作是對系統(tǒng)動態(tài)特性動態(tài)特性的的描述描述v數據的完整性約束條件數據的完整性約束條件 一組一組完整性規(guī)則的集合完整性規(guī)則的集合。

21、完整性規(guī)則：給定的數據模型中數據及其聯(lián)系完整性規(guī)則：給定的數據模型中數據及其聯(lián)系所具有的制約和儲存規(guī)則所具有的制約和儲存規(guī)則 用以限定符合數據模型的數據庫狀態(tài)以及狀態(tài)用以限定符合數據模型的數據庫狀態(tài)以及狀態(tài)的變化，以保證數據的正確、有效、相容。的變化，以保證數據的正確、有效、相容。v層次數據模型（層次數據模型（hierarchical model） v網狀模型（網狀模型（network model）v關系模型（關系模型（relational model）v面向對象數據模型（面向對象數據模型（object oriedted data model）v對象關系數據模型（對象關系數據模型（object

22、 relational data model）v半結構化數據模型（半結構化數據模型（semistructure data model）層次數據模型用用樹形結構樹形結構來表示各類實體以及實體間的聯(lián)系。來表示各類實體以及實體間的聯(lián)系。u有且只有一個結點有且只有一個結點沒有雙親結點，這沒有雙親結點，這個結點稱為根結點；個結點稱為根結點；u根以外的其他結點根以外的其他結點有且只有一個雙親有且只有一個雙親結點。結點。教員學生層次數據庫模型教員學生層次數據庫模型 教員學生教員學生層次數據庫的一個值層次數據庫的一個值 v層次數據模型的優(yōu)點：層次數據模型的優(yōu)點： （1 1）數據結構清晰簡單）數據結構清晰簡單

23、（2 2）查詢效率高）查詢效率高 （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層次數據模型的缺點：層次數據模型的缺點： （1）不適合表示現實世界的非層次性聯(lián)系）不適合表示現實世界的非層次性聯(lián)系 （2）查詢子女）查詢子女 結點必須通過雙親結點。結點必須通過雙親結點。適合于描述具有一對多的層次聯(lián)系適合于描述具有一對多的層次聯(lián)系網狀數據模型 它取消了層次模型的限制，從樹的結構變?yōu)榱怂∠藢哟文Ｐ偷南拗?，從樹的結構變?yōu)榱藞D的結構圖的結構，允許多個結點沒有雙親結點，允許結點，允許多個結點沒有雙親結點，允許結點有多個雙親結點，此外它還允許兩個結點之間有多有多個雙親結點，此外它還允許兩個

24、結點之間有多種聯(lián)系（稱之為復合聯(lián)系）。種聯(lián)系（稱之為復合聯(lián)系）。 R1R2R3(a)L1L2R1R2(b)L1L2R1R2R4R3R5L1L2L3L4L5(c)學生學生/ /選課選課/ /課程的網狀數據模型課程的網狀數據模型 v網狀數據模型的優(yōu)點：網狀數據模型的優(yōu)點： （1 1）能夠更為直觀的描述現實世界）能夠更為直觀的描述現實世界 （2 2）具有良好的性能，存取效率較高）具有良好的性能，存取效率較高v層次數據模型的缺點：層次數據模型的缺點： （1）結構比較復雜，不利于最終用戶掌握）結構比較復雜，不利于最終用戶掌握 （2）網狀模型的）網狀模型的DDL、DML復雜，不容易使用復雜，不容易使用 （

25、3）記錄之間聯(lián)系通過存取路徑實現的，加重編寫）記錄之間聯(lián)系通過存取路徑實現的，加重編寫應用程序的負擔。應用程序的負擔。v關系數據庫系統(tǒng)采用關系模型作為數據的組織方式關系數據庫系統(tǒng)采用關系模型作為數據的組織方式 v1970年美國年美國IBM公司公司San Jose研究室的研究員研究室的研究員E.F.Codd首次提出了數據庫系統(tǒng)的關系模型首次提出了數據庫系統(tǒng)的關系模型 v計算機廠商新推出的數據庫管理系統(tǒng)幾乎都支持關計算機廠商新推出的數據庫管理系統(tǒng)幾乎都支持關系模型系模型 一一邏輯結構是一張二維表，它由邏輯結構是一張二維表，它由行行和和列列組成。組成。 關關系系學生學生登記表登記表關系名關系名主碼主

26、碼屬性（列）屬性（列）屬性名屬性名元元組組學號學號姓名姓名性別性別系別系別年齡年齡籍貫籍貫95001950029500395004 95700李偉李偉劉力劉力王成王成張明張明楊東楊東男男女女女女男男男男計科計科信息信息數學數學計科計科物理物理2019181921江蘇江蘇山東山東北京北京北京北京 山西山西關系模型數據結構關系模型數據結構n關系：關系：一個關系對應于一張表。一個關系對應于一張表。n元組：元組：表中的一行稱為一個元組。表中的一行稱為一個元組。n屬性：屬性：表中的一列稱為屬性。表中的一列稱為屬性。n主碼：主碼：唯一標識一個元組的某個屬性組。唯一標識一個元組的某個屬性組。n域：域：屬性的

27、取值范圍。屬性的取值范圍。n分量：分量：元組中的一個屬性值。元組中的一個屬性值。n關系模式：關系模式：對關系的描述。對關系的描述。 關系名（屬性1，屬性2，屬性n)學生（學號，姓名，性別，系別，年齡，籍貫）學生（學號，姓名，性別，系別，年齡，籍貫）關系模型數據結構關系模型數據結構n關系必須是規(guī)范化的，滿足一定的規(guī)范條件關系必須是規(guī)范化的，滿足一定的規(guī)范條件最基本的規(guī)范條件：關系的每一個分量必須是一個不可最基本的規(guī)范條件：關系的每一個分量必須是一個不可分的數據項分的數據項, , 不允許表中還有表不允許表中還有表 職工職工號號姓名姓名職職 稱稱工工 資資扣扣 除除實實 發(fā)發(fā)基基 本本津津 貼貼職務

28、職務房房 租租水水 電電86051陳陳 平平講講 師師13051200501601122283一個工資表一個工資表( (表中有表表中有表) )實例實例 1.1 數據庫系統(tǒng)概述1.2 數據模型1.3 數據庫系統(tǒng)的結構1.4 數據庫系統(tǒng)的組成 關系模型數據結構關系模型數據結構v從從數據庫管理系統(tǒng)數據庫管理系統(tǒng)角度看，數據庫系統(tǒng)通常采用三角度看，數據庫系統(tǒng)通常采用三級模式結構，是數據庫系統(tǒng)內部的系統(tǒng)結構級模式結構，是數據庫系統(tǒng)內部的系統(tǒng)結構 v從從數據庫最終用戶數據庫最終用戶角度看（數據庫系統(tǒng)外部的體系角度看（數據庫系統(tǒng)外部的體系結構）結構） ，數據庫系統(tǒng)的結構分為，數據庫系統(tǒng)的結構分為: : 單用

29、戶結構單用戶結構 主從式結構主從式結構 分布式結構分布式結構 客戶服務器客戶服務器 瀏覽器應用服務器數據庫服務器多層結構等瀏覽器應用服務器數據庫服務器多層結構等關系模型數據結構關系模型數據結構v“型型” 和和“值值” 的概念的概念 型型(Type): 對某一類數據的結構和屬性的說明對某一類數據的結構和屬性的說明 值值(Value): 是型的一個具體賦值是型的一個具體賦值例如例如: :學生記錄型：學生記錄型： （學號，姓名，性別，系別，年齡，籍貫）（學號，姓名，性別，系別，年齡，籍貫）一個記錄值：一個記錄值： （900201900201，李明，男，計算機，李明，男，計算機，2222，江蘇），江蘇）關