數(shù)據(jù)庫(kù)的發(fā)展ppt課件

1、第一章 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)簡(jiǎn)介2提綱回溯數(shù)據(jù)管理的開(kāi)展階段數(shù)據(jù)庫(kù)方式數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的構(gòu)成數(shù)據(jù)庫(kù)新方向3數(shù)據(jù)管理的開(kāi)展階段調(diào)查要點(diǎn)各階段的技術(shù)及運(yùn)用背景計(jì)算機(jī)運(yùn)用范圍外存儲(chǔ)設(shè)備數(shù)據(jù)管理軟件各個(gè)階段的差別表達(dá)誰(shuí)管理數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)面向誰(shuí)數(shù)據(jù)與運(yùn)用的獨(dú)立性4數(shù)據(jù)管理的開(kāi)展階段數(shù)據(jù)構(gòu)造 邏輯構(gòu)造數(shù)據(jù)之間存在的邏輯關(guān)系表、樹(shù)、圖、數(shù)組物理構(gòu)造數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)內(nèi)的存儲(chǔ)方式順序方式、鏈接方式課程號(hào)課程名學(xué)分先修課1001數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)410031002數(shù)據(jù)庫(kù)310011003PASCAL45數(shù)據(jù)管理的開(kāi)展階段數(shù)據(jù)獨(dú)立性當(dāng)數(shù)據(jù)的構(gòu)造發(fā)生變化時(shí)，經(jīng)過(guò)系統(tǒng)提供的映象轉(zhuǎn)換功能，使運(yùn)用程序不用改動(dòng)數(shù)據(jù)的物理獨(dú)立性當(dāng)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)構(gòu)造改動(dòng)時(shí)，運(yùn)

2、用程序不用改動(dòng)數(shù)據(jù)的邏輯獨(dú)立性當(dāng)數(shù)據(jù)的邏輯構(gòu)造改動(dòng)時(shí)，運(yùn)用程序不用改動(dòng)6數(shù)據(jù)管理的開(kāi)展階段數(shù)據(jù)語(yǔ)義言語(yǔ)：方式語(yǔ)義：內(nèi)涵11010819800101001？莊子與惠子游于濠梁之上，莊子曰：“鰷魚(yú)出游從容，是魚(yú)之樂(lè)也?；葑釉唬骸白臃囚~(yú)，安知魚(yú)之樂(lè)？，莊子曰：“子非我，安知我不知魚(yú)之樂(lè)？惠子曰：“我非子，固不知子矣；子固非魚(yú)也，子之不知魚(yú)之樂(lè)，全矣。莊子曰：“請(qǐng)循其本。子曰女安知魚(yú)樂(lè)云者，既知吾知之而問(wèn)我，我知之濠上也。7數(shù)據(jù)管理的開(kāi)展階段人工管理階段50年代中期以前文件系統(tǒng)階段50年代后期-60年代中期數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)階段60年代后期開(kāi)場(chǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng) VS 文件系統(tǒng)軟件開(kāi)展趨勢(shì)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的特點(diǎn)8人工管理階

3、段背景計(jì)算機(jī)主要用于科學(xué)計(jì)算數(shù)據(jù)量小、構(gòu)造簡(jiǎn)單，如高階方程、曲線擬和等外存為順序存取設(shè)備磁帶、卡片、紙帶，沒(méi)有磁盤(pán)等直接存取設(shè)備沒(méi)有操作系統(tǒng)，沒(méi)有數(shù)據(jù)管理軟件用戶用機(jī)器指令編碼，經(jīng)過(guò)紙帶機(jī)輸入程序和數(shù)據(jù)，程序運(yùn)轉(zhuǎn)終了后，由用戶取走紙帶和運(yùn)算結(jié)果，再讓下一用戶上機(jī)操作9人工管理階段特點(diǎn)用戶完全擔(dān)任數(shù)據(jù)管理任務(wù)數(shù)據(jù)的組織、存儲(chǔ)構(gòu)造、存取方法、輸入輸出等數(shù)據(jù)完全面向特定的運(yùn)用程序每個(gè)用戶運(yùn)用本人的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)不保管，用完就撤走數(shù)據(jù)與程序沒(méi)有獨(dú)立性程序中存取數(shù)據(jù)的子程序隨著存儲(chǔ)構(gòu)造的改動(dòng)而改動(dòng)磁帶的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：廉價(jià)地存放大容量數(shù)據(jù)缺陷：順序訪問(wèn)；1%所需，100%訪問(wèn)10人工管理階段訪問(wèn)訪問(wèn)訪問(wèn)數(shù)據(jù)1數(shù)據(jù)

4、2數(shù)據(jù)n程序1程序2程序n11文件系統(tǒng)階段背景計(jì)算機(jī)不但用于科學(xué)計(jì)算，還用于管理外存有了磁盤(pán)、磁鼓等直接存取設(shè)備直接存取設(shè)備DASD無(wú)須順序存取由地址直接訪問(wèn)所需記錄有了專門(mén)管理數(shù)據(jù)的軟件，普通稱為文件系統(tǒng)文件存儲(chǔ)空間的管理目錄管理文件讀寫(xiě)管理文件維護(hù)向用戶提供操作接口12文件系統(tǒng)階段特點(diǎn)系統(tǒng)提供一定的數(shù)據(jù)管理功能存取方法索引文件、鏈接文件、直接存取文件、倒排文件等支持對(duì)文件的根本操作增、刪、改、查等，用戶程序不用思索物理細(xì)節(jié)數(shù)據(jù)的存取根本上以記錄為單位數(shù)據(jù)仍是面向運(yùn)用的一個(gè)數(shù)據(jù)文件對(duì)應(yīng)一個(gè)或幾個(gè)用戶程序數(shù)據(jù)與程序有一定的獨(dú)立性文件的邏輯構(gòu)造與存儲(chǔ)構(gòu)造由系統(tǒng)進(jìn)展轉(zhuǎn)換，數(shù)據(jù)在存儲(chǔ)上的改動(dòng)不一定反

5、映在程序上13文件系統(tǒng)階段數(shù)據(jù)1數(shù)據(jù)2數(shù)據(jù)n存取方式程序1程序2程序n14文件系統(tǒng)階段數(shù)據(jù)與程序的獨(dú)立性差文件系統(tǒng)的出現(xiàn)并沒(méi)有從根本上改動(dòng)數(shù)據(jù)與程序嚴(yán)密結(jié)合的情況，數(shù)據(jù)的邏輯構(gòu)造改動(dòng)那么必需修正運(yùn)用程序文件系統(tǒng)只是解脫了程序員對(duì)物理設(shè)備存取的負(fù)擔(dān)，它并不了解數(shù)據(jù)的語(yǔ)義，只擔(dān)任存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的語(yǔ)義信息只能由程序來(lái)解釋，也就是說(shuō)，數(shù)據(jù)搜集以后怎樣組織，以及數(shù)據(jù)取出來(lái)之后按什么含義運(yùn)用，只需全權(quán)管理它的程序知道。一個(gè)運(yùn)用假想象共享另一個(gè)運(yùn)用生成的數(shù)據(jù)，必需同另一個(gè)運(yùn)用溝通，了解數(shù)據(jù)的語(yǔ)義與組織方式15文件系統(tǒng)階段數(shù)據(jù)的共享性差，冗余度大數(shù)據(jù)面向運(yùn)用即使不同運(yùn)用程序所需求的數(shù)據(jù)有部分一樣時(shí)，也必需建立各自的

6、文件，而不能共享一樣的數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)孤立數(shù)據(jù)分散管理，許多文件，許多數(shù)據(jù)格式數(shù)據(jù)的不一致性由于數(shù)據(jù)存在很多副本，給數(shù)據(jù)的修正與維護(hù)帶來(lái)了困難，容易呵斥數(shù)據(jù)的不一致性16文件系統(tǒng)階段補(bǔ)貼系別姓名學(xué)號(hào)勞資科住址系別性別姓名學(xué)號(hào)房產(chǎn)科學(xué)位學(xué)分系別姓名學(xué)號(hào)學(xué)籍科學(xué)位出身年齡系別性別姓名學(xué)號(hào)人事科17文件系統(tǒng)階段數(shù)據(jù)查詢困難記錄之間無(wú)聯(lián)絡(luò)運(yùn)用本人編程實(shí)現(xiàn)對(duì)每個(gè)查詢都重新編碼數(shù)據(jù)完好性難于保證18數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)階段背景計(jì)算機(jī)管理的數(shù)據(jù)量大，關(guān)系復(fù)雜，共享性要求強(qiáng)多種運(yùn)用、不同言語(yǔ)共享數(shù)據(jù)外存有了大容量磁盤(pán)，光盤(pán)軟件價(jià)錢(qián)上升，硬件價(jià)錢(qián)下降，編制和維護(hù)軟件及運(yùn)用程序本錢(qián)相對(duì)添加，其中維護(hù)的本錢(qián)更高，力求降低19數(shù)據(jù)庫(kù)系

7、統(tǒng)階段特點(diǎn)有了數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)面向全組織，面向現(xiàn)實(shí)世界獨(dú)立性較強(qiáng)由DBMS一致存取，維護(hù)數(shù)據(jù)語(yǔ)義及構(gòu)造20數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)階段數(shù)據(jù)庫(kù)觀念數(shù)據(jù)不是依賴于處置過(guò)程的附屬品，而是現(xiàn)實(shí)世界中獨(dú)立存在的對(duì)象數(shù)據(jù)1一致存取數(shù)據(jù)2數(shù)據(jù)n程序2程序1程序n21例如S(SNO, SNAME, STATUS, CITY)P(PNO, PNAME, COLOR, WEIGHT, CITY)J(JNO, JNAME,CITY)SPJ(SNO, PNO, JNO, QTY)S表示供應(yīng)商，它的各屬性依次為供應(yīng)商號(hào)，供應(yīng)商名，供應(yīng)商形狀值，供應(yīng)商所在城市；P表示零件，它的各屬性依次為零件號(hào)，零件名，零件顏色，零件分量，零件存放的城

8、市；J表示工程，它的各屬性依次為工程號(hào)，工程名，工程所在城市；SPJ表示供貨關(guān)系，它的各屬性依次為供應(yīng)商號(hào)，零件號(hào)，工程號(hào)，供貨數(shù)量。供應(yīng)商工程零件供應(yīng)22例如查詢“北京的一切工程“供應(yīng)紅色零件給北京的工程的供應(yīng)商維護(hù)“不允許供應(yīng)不存在的零件23例如基于文件系統(tǒng)文件系統(tǒng)如何來(lái)組織？分別組織幾個(gè)文件，存儲(chǔ)各類對(duì)象的記錄系統(tǒng)不支持文件間的聯(lián)絡(luò)，由運(yùn)用程序擔(dān)任查詢表達(dá)及數(shù)據(jù)的維護(hù)24例如基于數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)關(guān)系數(shù)據(jù)一致按表構(gòu)造存放，設(shè)為S，P，J，SPJ查詢：只需提查詢要求，由系統(tǒng)完成查詢過(guò)程SELECT SNOFROM P, J, SPJWHERE SPJ.JNO = J.JNO AND SP

9、J.PNO = P.PNO AND J.CITY = “ AND P.COLOR = “RED 維護(hù)：運(yùn)用提出完好性約束，系統(tǒng)自動(dòng)檢查CREATE TABLE SPJ(, FOREIGN KEY (PNO) REFERENCES P(PNO), )25數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng) vs 文件系統(tǒng)文件系統(tǒng)的弱點(diǎn)記錄之間無(wú)聯(lián)絡(luò)難于維護(hù)數(shù)據(jù)的完好性數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的用武之地有查詢整體數(shù)據(jù)構(gòu)造化效率兩面觀運(yùn)轉(zhuǎn)效率開(kāi)發(fā)效率26數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng) vs 文件系統(tǒng)文件系統(tǒng)數(shù)據(jù)管理運(yùn)用運(yùn)用文件系統(tǒng)運(yùn)用數(shù)據(jù)管理運(yùn)用數(shù)據(jù)管理27軟件開(kāi)展趨勢(shì)機(jī)器言語(yǔ)405060708090高級(jí)言語(yǔ)操作系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)，網(wǎng)絡(luò)軟件開(kāi)發(fā)工具軟件芯片軟件的開(kāi)展史28軟件開(kāi)展趨勢(shì)軟件開(kāi)發(fā)正由編碼向集成轉(zhuǎn)變編碼集成1970 1990 202129軟件開(kāi)展趨勢(shì)機(jī)器與匯編言語(yǔ)1950編譯言語(yǔ)1960子程序數(shù)據(jù)庫(kù)效力1985特定域?qū)ο髱?kù)1990預(yù)定義的構(gòu)造及處理方案商用對(duì)象庫(kù)2000域規(guī)范，組件子程序效力30軟件開(kāi)展趨勢(shì)軟件演化為效力ASP運(yùn)用效力供應(yīng)商普通指經(jīng)過(guò)網(wǎng)絡(luò)給企業(yè)提供租賃式運(yùn)用軟件的效力，經(jīng)過(guò)這些運(yùn)用軟件，企業(yè)只需支付少量本錢(qián)就可