《數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用技術(shù)》第1章 概述

數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用技術(shù)目錄第一章緒論第二章數(shù)據(jù)庫(kù)基本概念第三章深入SQL第四章數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)象與數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)第五章面向過(guò)程的SQL擴(kuò)展第六章事務(wù)處理與并發(fā)第七章數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用編程第八章數(shù)據(jù)庫(kù)安全第九章數(shù)據(jù)庫(kù)管理第一章緒論符號(hào)和數(shù)據(jù)不同載體上的信息雖然表現(xiàn)形式不同，其內(nèi)在的含義是一致的，但必須通過(guò)一致的方式來(lái)記錄內(nèi)容，和一致的解讀方式來(lái)還原內(nèi)容。這種一致的記錄和解讀信息的方式，被稱為符號(hào)系統(tǒng)。這種方式必須是可操作的和精確的。信息在一種可編碼符號(hào)系統(tǒng)下的編碼就是數(shù)據(jù)。將數(shù)據(jù)理解為信息，必須在一定的符號(hào)系統(tǒng)下進(jìn)行，否則它就只是一個(gè)數(shù)而已。一般將“信息”作為一個(gè)集合名詞，而將“數(shù)據(jù)”指代為具體的操作對(duì)象。管理信息系統(tǒng)管理信息系統(tǒng)（ManagementInformationSystem,MIS），就是進(jìn)行信息的收集、整理、加工、儲(chǔ)存、查詢和利用的系統(tǒng)，一般借助于計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)和其他外部設(shè)備構(gòu)成。事務(wù)處理系統(tǒng)（TransactionProcessingSystem,TPS）決策支持系統(tǒng)（DecisionSupportSystem,DSS）事務(wù)處理是企業(yè)數(shù)據(jù)的來(lái)源，是數(shù)據(jù)分析處理的基礎(chǔ)；數(shù)據(jù)分析處理是事務(wù)數(shù)據(jù)的深加工和提煉。1.1數(shù)據(jù)庫(kù)發(fā)展簡(jiǎn)史自然界的信息

數(shù)據(jù)的保存和訪問(wèn)

數(shù)據(jù)的保存、訪問(wèn)、管理和共享

數(shù)據(jù)庫(kù)。1.1數(shù)據(jù)庫(kù)發(fā)展簡(jiǎn)史存儲(chǔ)的歷史打孔卡片1884~1970’s穿孔紙帶1846~1970’s4096bit計(jì)數(shù)電子管1946盤(pán)式磁帶Univac，1951IBM，19521951年雷明頓蘭德公司（RemingtonRandInc.）的一種叫做UnivacI的計(jì)算機(jī)推出了一種一秒鐘可以輸入數(shù)百條記錄的磁帶驅(qū)動(dòng)器，從而引發(fā)了數(shù)據(jù)管理的革命。盒式錄音磁帶飛利浦，1963

約1M字節(jié)磁鼓IBM，1953約10K軟盤(pán)，從早期的8英寸軟盤(pán)、5.25英寸軟盤(pán)到3.5英寸軟盤(pán)。其中，3.5英寸1.44MB軟盤(pán)占據(jù)計(jì)算機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)配置地位近20年之久

。大規(guī)模存儲(chǔ)介質(zhì)出現(xiàn)第一臺(tái)硬盤(pán)機(jī)IBM，19564.4MB

目前主流磁盤(pán)2TB

1956年IBM生產(chǎn)出第一個(gè)磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器——theModel305RAMAC。此驅(qū)動(dòng)器有50個(gè)盤(pán)片，每個(gè)盤(pán)片直徑是2英尺，可以儲(chǔ)存5MB的數(shù)據(jù)。使用磁盤(pán)最大的好處是可以隨機(jī)地存取數(shù)據(jù)，而穿孔卡片和磁帶只能順序存取數(shù)據(jù)。光盤(pán)SONY，飛利浦，1979650MB

DVD8.5GB藍(lán)光DVD和HD-DVD

硬數(shù)據(jù)（HardData）程序與數(shù)據(jù)不分離。數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)的訪問(wèn)和存儲(chǔ)方式不能共享?；谖募到y(tǒng)（FileSystem）的數(shù)據(jù)管理20世紀(jì)50-60年代，隨著磁盤(pán)等存儲(chǔ)設(shè)備的出現(xiàn)和使用，廣泛使用文件進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和程序分離，達(dá)到一定程度的共享。文件中數(shù)據(jù)格式不同，對(duì)也數(shù)據(jù)的檢索和修改方法沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。原始的數(shù)據(jù)庫(kù)模型網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)

1961年通用電氣公司（GeneralElectricCo.）的CharlesBachman成功地開(kāi)發(fā)出世界上第一個(gè)DBMS——集成數(shù)據(jù)存儲(chǔ)（IntegratedDataStore，IDS），奠定了網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫(kù)的基礎(chǔ)。原始的數(shù)據(jù)庫(kù)模型層次型數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)層次型DBMS是緊隨網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫(kù)而出現(xiàn)的。1968年，IBM公司開(kāi)發(fā)并推出了最著名最典型的層次型DBMS——InformationManagementSystem，IMS。關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)（RationalDBMS,RDBMS）的建立1970年6月，IBM研究員E.F.Codd博士在CommunicationoftheACM上發(fā)表論文“ARelationalModelofDataforLargeSharedDataBanks”——大型共享數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)的關(guān)系模型，提出關(guān)系模型的概念，奠定了關(guān)系模型的理論基礎(chǔ)。1970年，IBM公司在SanJose實(shí)驗(yàn)室增加了更多的研究人員研究這個(gè)項(xiàng)目，該項(xiàng)目結(jié)束于1979年，完成了第一個(gè)實(shí)現(xiàn)SQL的DBMS。然而IBM對(duì)IMS的承諾阻止了SystemR的投產(chǎn)，一直到1980年SystemR才作為一個(gè)產(chǎn)品正式推向市場(chǎng)。關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)（RationalDBMS,RDBMS）的建立1974年，ACM牽頭組織了一次研討會(huì)，會(huì)上開(kāi)展了一場(chǎng)分別以Codd和Bachman為首的支持和反對(duì)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)兩派之間的辯論。這次著名的辯論推動(dòng)了關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的發(fā)展，使其最終成為現(xiàn)代數(shù)據(jù)庫(kù)產(chǎn)品的主流。1974年，IBM的RayBoyce和DonChamberlin將Codd關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的12條準(zhǔn)則的數(shù)學(xué)定義以簡(jiǎn)單的關(guān)鍵字語(yǔ)法表現(xiàn)出來(lái)，里程碑式地提出了SQL(StructuredQueryLanguage)語(yǔ)言。關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)（RationalDBMS,RDBMS）的建立1976年，霍尼韋爾公司(Honeywell)開(kāi)發(fā)了第一個(gè)商用關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)——MulticsRelationalDataStore。1976年，IBME.F.Codd發(fā)表了一篇里程碑的論文“R系統(tǒng):數(shù)據(jù)庫(kù)關(guān)系理論”，介紹了關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)理論和查詢語(yǔ)言SQL。Oracle的創(chuàng)始人Ellison非常仔細(xì)地閱讀了這篇文章，被其內(nèi)容震驚，決定開(kāi)發(fā)商用關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)軟件。關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)（RationalDBMS,RDBMS）的建立1979年，RelationalSoftware,Inc.推出了第一個(gè)商用關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)——Oracle1.0。1980年，IBM的SystemR作為正式產(chǎn)品推向市場(chǎng)。然而，SystemR是1979年完成的，但是為了實(shí)現(xiàn)對(duì)IMS的承諾并為投產(chǎn)。1985年，IBM發(fā)布了DB2。1986年，ANSI把SQL作為關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)語(yǔ)言的美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)，同年公布了標(biāo)準(zhǔn)SQL文本。1989年，微軟發(fā)布了SQLServer1.0版。RDBMS得到了廣泛的應(yīng)用。與新技術(shù)結(jié)合的數(shù)據(jù)庫(kù)模型面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)（Object-OrientedDBMS）九十年代以后，技術(shù)界一直在研究和尋求新型數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。但在什么是新型數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的發(fā)展方向的問(wèn)題上，產(chǎn)業(yè)界一度是相當(dāng)困惑的。受當(dāng)時(shí)技術(shù)風(fēng)潮的影響，在相當(dāng)一段時(shí)間內(nèi)，人們把大量的精力花在研究“面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)”。值得一提的是，美國(guó)Stonebraker教授提出的面向?qū)ο蟮年P(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)理論曾一度受到產(chǎn)業(yè)界的青睞。而Stonebraker本人也在當(dāng)時(shí)被Informix花大價(jià)錢(qián)聘為技術(shù)總負(fù)責(zé)人。但市場(chǎng)發(fā)展并不理想。與新技術(shù)結(jié)合的數(shù)據(jù)庫(kù)模型分布式數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)（與數(shù)據(jù)挖掘）面向文檔的數(shù)據(jù)庫(kù)與新技術(shù)結(jié)合的數(shù)據(jù)庫(kù)模型NoSQL=NotOnlySQL能夠彌補(bǔ)RDBMS的不足：大量數(shù)據(jù)的寫(xiě)入處理；為有數(shù)據(jù)更新的表做索引或表結(jié)構(gòu)（Schema）變更；字段不固定時(shí)應(yīng)用；為簡(jiǎn)單查詢需要快速返回結(jié)果的處理。無(wú)法替代RDBMS的突出優(yōu)點(diǎn)：保持?jǐn)?shù)據(jù)的一致性（事務(wù)處理）；以標(biāo)準(zhǔn)化為前提，數(shù)據(jù)更新的開(kāi)銷很小（相同的字段基本上都只有一處）；可以進(jìn)行JOIN等復(fù)雜查詢；存在很多實(shí)際成果和專業(yè)技術(shù)信息（成熟的技術(shù)）。1.2數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)（DatabaseManagementSystem，DBMS）是一套軟件產(chǎn)品，可以把一系列相關(guān)數(shù)據(jù)保存在計(jì)算機(jī)中，并提供對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行檢索、修改和維護(hù)等操作的工具和編程接口。數(shù)據(jù)庫(kù)（Database，DB）指保存在計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)部分。DBMS的功能模式翻譯將概念上的數(shù)據(jù)庫(kù)模式翻譯為內(nèi)部表示。數(shù)據(jù)庫(kù)的邏輯結(jié)構(gòu)、完整性約束和物理儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)保存在內(nèi)部的數(shù)據(jù)字典中。數(shù)據(jù)庫(kù)的各種數(shù)據(jù)操作(如查找、修改、插入和刪除等)和數(shù)據(jù)庫(kù)的維護(hù)管理都是以數(shù)據(jù)庫(kù)模式為依據(jù)的。應(yīng)用程序的編譯把包含著訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)語(yǔ)句的應(yīng)用程序，編譯成在dbms支持下可運(yùn)行的目標(biāo)程序。交互式查詢提供易使用的交互式查詢語(yǔ)言，如sql。dbms負(fù)責(zé)執(zhí)行查詢命令，并將查詢結(jié)果顯示在屏幕上。DBMS的功能數(shù)據(jù)的組織與存取提供數(shù)據(jù)在外圍儲(chǔ)存設(shè)備上的物理組織與存取方法。事務(wù)運(yùn)行管理為數(shù)據(jù)庫(kù)管理員提供軟件支持，包括數(shù)據(jù)安全控制、完整性保障、數(shù)據(jù)庫(kù)備份、數(shù)據(jù)庫(kù)重組以及性能監(jiān)控等維護(hù)工具。數(shù)據(jù)庫(kù)的維護(hù)提供事務(wù)運(yùn)行管理及運(yùn)行日志，事務(wù)運(yùn)行的安全性監(jiān)控和數(shù)據(jù)完整性檢查，事務(wù)的并發(fā)控制及系統(tǒng)恢復(fù)等功能。

DBMS的特點(diǎn)高可靠性存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)不會(huì)遭到破壞（即使軟件、硬件遭到破壞），使用備份機(jī)制，可恢復(fù)。數(shù)據(jù)安全。不同人員授權(quán)不同，避免非法訪問(wèn)及級(jí)別不夠時(shí)的越權(quán)操作。高可用性并發(fā)性。多用戶通過(guò)網(wǎng)絡(luò)并發(fā)訪問(wèn)，使用各種緩存機(jī)制。事務(wù)處理。數(shù)據(jù)冗余性低，可重用性強(qiáng)平臺(tái)無(wú)關(guān)性數(shù)據(jù)不加改動(dòng)可移植到不同操作系統(tǒng)下。程序員無(wú)須顧及服務(wù)器，只須考慮DBMS即可。支持工具充分典型的DBMS軟件大型DBMS產(chǎn)品ORACLEDB2（Informix）中小型DBMS產(chǎn)品MSSQLServerSybaseSQLServer桌面型DBMSAccess開(kāi)源產(chǎn)品MySqlPostgreSQL、FirebirdNoSQLDBMS的應(yīng)用領(lǐng)域聯(lián)機(jī)事務(wù)處理（OnlineTransactionProcessing，OLTP）對(duì)各種現(xiàn)實(shí)事務(wù)過(guò)程中的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、查詢和處理。如超市結(jié)賬，銀行轉(zhuǎn)賬等，一般由業(yè)務(wù)操作員進(jìn)行操作，是其他數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用的基礎(chǔ)。聯(lián)機(jī)分析處理（OnlineAnalysisProcessing，OLAP）對(duì)OLTP的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、匯總和統(tǒng)計(jì)等，力求進(jìn)行深入的分析。一般由專業(yè)管理人員和技術(shù)人員進(jìn)行操作。數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)（DataWarehouse）面向主題的、集成的、相對(duì)穩(wěn)定的、隨時(shí)間不斷變化（不同時(shí)間）的數(shù)據(jù)集合，用以支持經(jīng)營(yíng)管理中的決策制定過(guò)程、數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)中的數(shù)據(jù)面向主題，與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)面向應(yīng)用相對(duì)應(yīng)。1.3數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)的構(gòu)成硬件服務(wù)器、工作站、網(wǎng)絡(luò)軟件DBMS（核心）操作系統(tǒng)、DBMS支撐工具、接口庫(kù)、開(kāi)發(fā)工具等由程序員根據(jù)用戶需求設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)具有持久性、結(jié)構(gòu)化和可共享的數(shù)據(jù)集合。數(shù)據(jù)庫(kù)是現(xiàn)代化企業(yè)的核心資源之一。數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)的發(fā)展70年代之前：原始的、基于主機(jī)的應(yīng)用系統(tǒng)，供政府、軍隊(duì)和大企業(yè)使用。80年代后：隨著局域網(wǎng)和PC機(jī)的發(fā)展，局域網(wǎng)模式的數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)逐漸普及到中小企業(yè)，形成C/S的開(kāi)發(fā)模式。本世紀(jì)：隨著互聯(lián)網(wǎng)的迅速發(fā)展，以網(wǎng)站為表現(xiàn)形式的數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)越來(lái)越多，形成B/S的開(kāi)發(fā)模式。數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)的領(lǐng)域作業(yè)控制：數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)(DataProcessingSystem,DPS)或交易處理系統(tǒng)(TransactionProcessingSystem,TPS)知識(shí)管理：知識(shí)工作系統(tǒng)(KnowledgeWorkSystem,KWS)與辦公室系統(tǒng)(OfficeSystem,OS)，負(fù)責(zé)累積知識(shí)與協(xié)助運(yùn)用知識(shí)以提高組織的競(jìng)爭(zhēng)力。管理控制：管理信息系統(tǒng)（ManagementInformationSystem，MIS）策略規(guī)劃：決策支持系統(tǒng)（DecisionSu