第一章 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)基本概念

第一章數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)基本概念第一頁(yè)，共三十四頁(yè)，編輯于2023年，星期四數(shù)據(jù)庫(kù)的特點(diǎn)及相關(guān)概念數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)的倉(cāng)庫(kù)，即數(shù)據(jù)存放的地方小數(shù)據(jù)庫(kù)可用手工管理大型數(shù)據(jù)庫(kù)必須由計(jì)算機(jī)進(jìn)行管理通訊錄：圖書館：第二頁(yè)，共三十四頁(yè)，編輯于2023年，星期四數(shù)據(jù)庫(kù)的特點(diǎn)及相關(guān)概念計(jì)算機(jī)三大主要應(yīng)用領(lǐng)域？科學(xué)計(jì)算過(guò)程控制數(shù)據(jù)處理70%第三頁(yè)，共三十四頁(yè)，編輯于2023年，星期四數(shù)據(jù)庫(kù)的特點(diǎn)及相關(guān)概念信息的特征信息能源材料客觀世界的三大要素采集并加工、傳遞消息情報(bào)指令數(shù)據(jù)信號(hào)學(xué)號(hào)：S1姓名：趙亦性別：女年齡：17歲所在系別：計(jì)算機(jī)源于物質(zhì)和能量可以感知可存儲(chǔ)、加工、傳遞和再生第四頁(yè)，共三十四頁(yè)，編輯于2023年，星期四數(shù)據(jù)庫(kù)的特點(diǎn)及相關(guān)概念數(shù)據(jù)用于載荷信息的物理符號(hào)有“型”和“值”之分受數(shù)據(jù)類型和取值范圍的約束有定性表示和定量表示之分應(yīng)具有載體和多種表現(xiàn)形式數(shù)字文字圖形圖象聲音等第五頁(yè)，共三十四頁(yè)，編輯于2023年，星期四數(shù)據(jù)庫(kù)的特點(diǎn)及相關(guān)概念數(shù)據(jù)與信息的聯(lián)系數(shù)據(jù)是信息的符號(hào)表示或載體信息是數(shù)據(jù)的內(nèi)涵，是對(duì)數(shù)據(jù)的語(yǔ)義解釋

第六頁(yè)，共三十四頁(yè)，編輯于2023年，星期四數(shù)據(jù)庫(kù)的特點(diǎn)及相關(guān)概念學(xué)號(hào)姓名性別大學(xué)語(yǔ)文高等數(shù)學(xué)200500001張成祥男8978200500002王明興男9680200500003龍志偉男8382200500004李曉輝男9190200500005唐娜女9392“型”“值”數(shù)據(jù)類型：文本數(shù)據(jù)范圍：男、女值域：{男、女}第七頁(yè)，共三十四頁(yè)，編輯于2023年，星期四數(shù)據(jù)庫(kù)的特點(diǎn)及相關(guān)概念收集信息、將信息用數(shù)據(jù)表示并按類別組織保存，在需要的時(shí)候能夠提供數(shù)據(jù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行變換、抽取和運(yùn)算，通過(guò)數(shù)據(jù)加工會(huì)得到更有用的數(shù)據(jù)，以指導(dǎo)或控制人的行為或事物的變化趨勢(shì)在空間或時(shí)間上以各種形式傳播信息，而不改變數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和內(nèi)容，使更多的人得到信息數(shù)據(jù)管理數(shù)據(jù)加工數(shù)據(jù)傳播數(shù)據(jù)處理第八頁(yè)，共三十四頁(yè)，編輯于2023年，星期四數(shù)據(jù)庫(kù)的特點(diǎn)及相關(guān)概念

信息＝數(shù)據(jù)＋數(shù)據(jù)處理產(chǎn)出輸出結(jié)果原料輸入“數(shù)據(jù)處理”的真正含義應(yīng)該是為了產(chǎn)生信息而處理數(shù)據(jù)

第九頁(yè)，共三十四頁(yè)，編輯于2023年，星期四數(shù)據(jù)庫(kù)的特點(diǎn)及相關(guān)概念數(shù)據(jù)管理組織、保存查詢、統(tǒng)計(jì)維護(hù)第十頁(yè)，共三十四頁(yè)，編輯于2023年，星期四數(shù)據(jù)庫(kù)的特點(diǎn)及相關(guān)概念訂單號(hào)貨號(hào)訂貨單位售價(jià)訂貨量送貨地點(diǎn)96001JW65陽(yáng)光公司806.50280天津96002VF90友誼商城588.881700北京96003AB55和平飯店250.991005上海96004EF77五環(huán)實(shí)業(yè)590.00600北京貨號(hào)品名庫(kù)存量倉(cāng)庫(kù)地點(diǎn)單價(jià)VF90電話機(jī)1000北京550.00JW65收音機(jī)300上海800.50SL88錄像機(jī)2600北京11898.50AB55收音機(jī)3000上海280.00EF77電視機(jī)1200廣州600.00庫(kù)存關(guān)系訂單關(guān)系第十一頁(yè)，共三十四頁(yè)，編輯于2023年，星期四數(shù)據(jù)庫(kù)的特點(diǎn)及相關(guān)概念共享性數(shù)據(jù)整體性DBDB是從全局觀點(diǎn)出發(fā)建立數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；而文件是從某個(gè)局部要求或功能需要建立的①不同的用戶可以按各自的用法使用數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)。②多個(gè)用戶可以同時(shí)共享數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)資源。數(shù)據(jù)庫(kù)（DB）是一個(gè)按數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)存儲(chǔ)和管理數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)。第十二頁(yè)，共三十四頁(yè)，編輯于2023年，星期四數(shù)據(jù)庫(kù)的特點(diǎn)及相關(guān)概念共享性數(shù)據(jù)整體性DB數(shù)據(jù)庫(kù)用戶1用戶2用戶3用戶4用戶5第十三頁(yè)，共三十四頁(yè)，編輯于2023年，星期四數(shù)據(jù)庫(kù)的特點(diǎn)及相關(guān)概念職工編號(hào)姓名性別出生日期家庭住址職務(wù)職稱政治面貌基本工資附加工資身體狀況病史情況業(yè)務(wù)特長(zhǎng)主要科研成果職工編號(hào)姓名性別出生日期家庭住址職務(wù)職稱政治面貌職工編號(hào)姓名性別基本工資附加工資職工編號(hào)姓名性別出生日期身體狀況病史情況職工編號(hào)姓名性別出生日期職務(wù)職稱業(yè)務(wù)特長(zhǎng)主要科研成果人事處科研處財(cái)務(wù)處校醫(yī)院第十四頁(yè)，共三十四頁(yè)，編輯于2023年，星期四數(shù)據(jù)庫(kù)的特點(diǎn)及相關(guān)概念數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)（DBS）由計(jì)算機(jī)硬件、數(shù)據(jù)庫(kù)、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)、應(yīng)用軟件和數(shù)據(jù)庫(kù)管理員組成第十五頁(yè)，共三十四頁(yè)，編輯于2023年，星期四數(shù)據(jù)庫(kù)的特點(diǎn)及相關(guān)概念專門用于管理數(shù)據(jù)庫(kù)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟件。能夠?yàn)閿?shù)據(jù)庫(kù)提供數(shù)據(jù)的定義、建立、維護(hù)、查詢和統(tǒng)計(jì)等操作功能，并完成對(duì)數(shù)據(jù)完整性、安全性進(jìn)行控制的功能。第十六頁(yè)，共三十四頁(yè)，編輯于2023年，星期四數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)及發(fā)展文件系統(tǒng)階段手工管理階段數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)階段50年代以前60年代中期60年代開(kāi)始1)手工管理階段不保存大量的數(shù)據(jù)；2)手工管理階段沒(méi)有軟件系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行管理；3)手工管理階段基本上沒(méi)有“文件”概念；4)手工管理階段一組數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)一個(gè)程序。應(yīng)用程序1數(shù)據(jù)組1數(shù)據(jù)組2應(yīng)用程序2數(shù)據(jù)組N應(yīng)用程序N……第十七頁(yè)，共三十四頁(yè)，編輯于2023年，星期四數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)及發(fā)展文件系統(tǒng)階段手工管理階段數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)階段1)管理的數(shù)據(jù)以文件的形式長(zhǎng)久地被保存在計(jì)算機(jī)的外存中。應(yīng)用程序文件名1文件名N……地址1地址N原來(lái)存放處新的存放處文件系統(tǒng)外存第十八頁(yè)，共三十四頁(yè)，編輯于2023年，星期四數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)及發(fā)展文件系統(tǒng)階段手工管理階段數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)階段2)文件系統(tǒng)有專門的數(shù)據(jù)管理軟件提供有關(guān)數(shù)據(jù)存取、查詢及維護(hù)功能。3)文件系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)文件已經(jīng)具有多樣化。4)文件系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存取是以記錄為單位的。應(yīng)用程序1應(yīng)用程序N應(yīng)用程序2文件1文件2文件N文件系統(tǒng)……第十九頁(yè)，共三十四頁(yè)，編輯于2023年，星期四數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)及發(fā)展文件系統(tǒng)階段手工管理階段數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)階段1)文件系統(tǒng)的數(shù)據(jù)冗余度（Redundancy）大。2)文件系統(tǒng)中缺乏數(shù)據(jù)與程序獨(dú)立性。

①文件系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)文件是為某一特定應(yīng)用服務(wù)的，數(shù)據(jù)文件的可重復(fù)利用率非常低。②當(dāng)數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)改變時(shí)，必須修改它的應(yīng)用程序，同時(shí)也要修改文件結(jié)構(gòu)的定義。3)應(yīng)用程序的改變將影響到文件數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的改變。第二十頁(yè)，共三十四頁(yè)，編輯于2023年，星期四數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)及發(fā)展文件系統(tǒng)階段手工管理階段數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)階段數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)時(shí)面向數(shù)據(jù)模型對(duì)象學(xué)號(hào)姓名系名…課程名學(xué)分教師…學(xué)號(hào)課程名成績(jī)學(xué)生記錄課程記錄第二十一頁(yè)，共三十四頁(yè)，編輯于2023年，星期四數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)及發(fā)展文件系統(tǒng)階段手工管理階段數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)階段數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)時(shí)面向數(shù)據(jù)模型對(duì)象數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)冗余度小、數(shù)據(jù)共享度高1）節(jié)約存儲(chǔ)空間，使數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、管理和查詢都容易實(shí)現(xiàn)2）使數(shù)據(jù)統(tǒng)一，避免產(chǎn)生數(shù)據(jù)的不一致問(wèn)題3）便于數(shù)據(jù)維護(hù)，避免數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)錯(cuò)誤第二十二頁(yè)，共三十四頁(yè)，編輯于2023年，星期四數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)及發(fā)展文件系統(tǒng)階段手工管理階段數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)階段數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)時(shí)面向數(shù)據(jù)模型對(duì)象數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)冗余度小、數(shù)據(jù)共享度高1）系統(tǒng)現(xiàn)有用戶或程序可以共享數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)2）系統(tǒng)需要擴(kuò)充時(shí)，再開(kāi)發(fā)的新用戶或新程序還可以共享原有的數(shù)據(jù)資源3）多用戶或多程序可以在同一時(shí)刻共同使用同一數(shù)據(jù)第二十三頁(yè)，共三十四頁(yè)，編輯于2023年，星期四數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)及發(fā)展文件系統(tǒng)階段手工管理階段數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)階段數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)時(shí)面向數(shù)據(jù)模型對(duì)象數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)冗余度小、數(shù)據(jù)共享度高數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)和程序之間具有較高的獨(dú)立性數(shù)據(jù)物理獨(dú)立性高是指當(dāng)數(shù)據(jù)的物理結(jié)構(gòu)（存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)）發(fā)生變化時(shí)，應(yīng)用程序不需要修改也可以正常工作數(shù)據(jù)邏輯獨(dú)立性高是指當(dāng)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)全局邏輯結(jié)構(gòu)改變時(shí)，它們對(duì)應(yīng)的應(yīng)用程序不需要改變?nèi)钥梢哉＿\(yùn)行第二十四頁(yè)，共三十四頁(yè)，編輯于2023年，星期四數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)及發(fā)展文件系統(tǒng)階段手工管理階段數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)階段數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)和程序之間具有較高的獨(dú)立性數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)的最小存取單位是數(shù)據(jù)項(xiàng)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)通過(guò)DBMS進(jìn)行數(shù)據(jù)安全性、完整性、并發(fā)控制和數(shù)據(jù)恢復(fù)控制第二十五頁(yè)，共三十四頁(yè)，編輯于2023年，星期四數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)及發(fā)展完整性控制安全性控制數(shù)據(jù)恢復(fù)并發(fā)控制指為保證數(shù)據(jù)的正確性、有效性和相容性，防止不符合語(yǔ)義的數(shù)據(jù)輸入或輸出所采用的控制機(jī)制。包括提供進(jìn)行數(shù)據(jù)完整性定義的方法以及提供進(jìn)行檢驗(yàn)數(shù)據(jù)完整性的功能指保護(hù)數(shù)據(jù)庫(kù)，以防止不合法的使用造成的數(shù)據(jù)泄漏、破壞和更改。1)用戶有超越自身?yè)碛械臄?shù)據(jù)操作權(quán)的行為；2）出現(xiàn)了違背用戶操作意愿的結(jié)果第二十六頁(yè)，共三十四頁(yè)，編輯于2023年，星期四數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)及發(fā)展完整性控制安全性控制數(shù)據(jù)恢復(fù)并發(fā)控制指排除由于數(shù)據(jù)共享，即用戶并行使用數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)時(shí)，所造成的數(shù)據(jù)不完整和系統(tǒng)運(yùn)行錯(cuò)誤問(wèn)題。通過(guò)記錄數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)行的日志文件和定期做數(shù)據(jù)備份工作，保證數(shù)據(jù)在受到破壞時(shí)，能夠及時(shí)使數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)到正確狀態(tài)。第二十七頁(yè)，共三十四頁(yè)，編輯于2023年，星期四數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)DBS的體系結(jié)構(gòu)硬件軟件人員1)計(jì)算機(jī)內(nèi)存要盡量大2)計(jì)算機(jī)外存也要盡量大3)計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸速度要快

操作系統(tǒng)（OS）、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)（DBMS）、主語(yǔ)言系統(tǒng)、應(yīng)用程序軟件和數(shù)據(jù)庫(kù)。第二十八頁(yè)，共三十四頁(yè)，編輯于2023年，星期四數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)DBS的體系結(jié)構(gòu)硬件軟件人員人員由開(kāi)發(fā)人員、軟件使用人員及軟件管理人員組成。軟件管理人員稱為數(shù)據(jù)庫(kù)管理員（DataBaseAdministrator，簡(jiǎn)稱DBA），職責(zé)為：1)DBA應(yīng)參與數(shù)據(jù)庫(kù)和應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。2)DBA應(yīng)參與決定數(shù)據(jù)庫(kù)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)和存取策略的工作。3)DBA要負(fù)責(zé)定義數(shù)據(jù)的安全性要求和完整性條件。4)DBA負(fù)責(zé)監(jiān)視和控制數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的運(yùn)行，負(fù)責(zé)系統(tǒng)的維護(hù)和數(shù)據(jù)恢復(fù)工作。5)DBA負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)庫(kù)的改進(jìn)和重組。第二十九頁(yè)，共三十四頁(yè)，編輯于2023年，星期四數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)終端用戶應(yīng)用程序員數(shù)據(jù)庫(kù)管理員非計(jì)算機(jī)專業(yè)人員使用數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)和編制應(yīng)用程序負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)、建立、管理和維護(hù)數(shù)據(jù)庫(kù)以及協(xié)調(diào)用戶對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)要求的個(gè)人或工作團(tuán)隊(duì)

第三十頁(yè)，共三十四頁(yè)，編輯于2023年，星期四數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)定義功能數(shù)據(jù)操縱功能運(yùn)行管理功能建立與維護(hù)功能DBMS的功能結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的插入、修改、刪除、查詢、統(tǒng)計(jì)等數(shù)據(jù)存取操作的功能稱為數(shù)據(jù)操縱功能。數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)通過(guò)提供數(shù)據(jù)操縱語(yǔ)言（DataManipulationlanguage，簡(jiǎn)稱DML）實(shí)現(xiàn)其數(shù)據(jù)操縱功能。能夠提供數(shù)據(jù)定義語(yǔ)言（DataDescriptionLanguage，簡(jiǎn)稱DDL）和相應(yīng)的建庫(kù)機(jī)制。用戶利用DDL可以方便地建立數(shù)據(jù)庫(kù)。第三十一頁(yè)，共三十四頁(yè)，編輯于2023年，星期四數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)定義功能數(shù)據(jù)操縱功能運(yùn)行管理功能建立與維護(hù)功能DBMS的功能結(jié)構(gòu)指數(shù)據(jù)的載入、轉(zhuǎn)儲(chǔ)、重組織功能及數(shù)據(jù)庫(kù)的恢復(fù)功能;指數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)的修改、變更及擴(kuò)充功能。

包括并發(fā)控制、數(shù)據(jù)的存取控制、數(shù)據(jù)完整性條件的檢查和執(zhí)行、數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)部的維護(hù)等。第三十二頁(yè)，共三十四頁(yè)，編輯于2023年，星期四數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)模型用數(shù)據(jù)描述語(yǔ)言給出的精確描述稱為數(shù)據(jù)模式。

定義并保證了