數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)原理與實(shí)踐 課件 1.1 數(shù)據(jù)庫(kù)及其系統(tǒng)概念

1.1數(shù)據(jù)庫(kù)及其系統(tǒng)概念了解數(shù)據(jù)庫(kù)、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)等基本概念理解數(shù)據(jù)模型與數(shù)據(jù)庫(kù)類(lèi)型關(guān)系熟悉數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)組成及其各部分作用【本節(jié)學(xué)習(xí)目標(biāo)】一、什么是數(shù)據(jù)庫(kù)?數(shù)據(jù)庫(kù)——是一種依照特定數(shù)據(jù)模型組織、存儲(chǔ)和管理數(shù)據(jù)的文件集合。這些文件一般存放在外部存儲(chǔ)器中，以便長(zhǎng)久保存數(shù)據(jù)，并可存取訪(fǎng)問(wèn)。容器文本圖表音視頻其它數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)庫(kù)與普通數(shù)據(jù)文件的主要區(qū)別：數(shù)據(jù)庫(kù)可以支持不同應(yīng)用程序?qū)?shù)據(jù)共享訪(fǎng)問(wèn)，普通數(shù)據(jù)文件難以支持。

數(shù)據(jù)庫(kù)可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的數(shù)據(jù)管理(索引、查詢(xún)、分區(qū)等)，普通數(shù)據(jù)文件一般僅支持簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)記錄讀寫(xiě)操作。數(shù)據(jù)庫(kù)可獨(dú)立于應(yīng)用程序，普通數(shù)據(jù)文件與應(yīng)用程序緊耦合。數(shù)據(jù)庫(kù)的操作訪(fǎng)問(wèn)與控制管理由數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)軟件實(shí)現(xiàn)；普通數(shù)據(jù)文件的操作訪(fǎng)問(wèn)與控制管理，都必須由編程人員在應(yīng)用程序中自己實(shí)現(xiàn)。xxx數(shù)據(jù)庫(kù)xxx.mdfxxx.ldf數(shù)據(jù)文件日志文件例微軟的SQLServer數(shù)據(jù)庫(kù)文件組成如下圖所示二、為什么要使用數(shù)據(jù)庫(kù)？使用數(shù)據(jù)庫(kù)可以有效且完整的存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，它使人們能夠更加迅速和方便地管理數(shù)據(jù)，其好處主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。數(shù)據(jù)庫(kù)可以存儲(chǔ)大量數(shù)據(jù)信息，方便用戶(hù)進(jìn)行有效的檢索和訪(fǎng)問(wèn)?？梢杂行У乇ＷC數(shù)據(jù)信息的一致性、完整性，降低數(shù)據(jù)冗余情況。可以滿(mǎn)足應(yīng)用的數(shù)據(jù)共享、數(shù)據(jù)儲(chǔ)安全。數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)能夠提供智能化地分析，產(chǎn)生更多有價(jià)值的信息。數(shù)據(jù)庫(kù)擁有備份的處理功能，可以防止數(shù)據(jù)丟失。三、什么是數(shù)據(jù)模型？1）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu):用于描述事物對(duì)象的靜態(tài)特征，包括事物對(duì)象的數(shù)據(jù)屬性組成、數(shù)據(jù)類(lèi)型、數(shù)據(jù)組織方式等。2）數(shù)據(jù)操作:用于描述事物對(duì)象的動(dòng)態(tài)特征，包括數(shù)據(jù)的插入、修改、刪除和查詢(xún)等訪(fǎng)問(wèn)操作。3）數(shù)據(jù)約束：用于描述事物對(duì)象數(shù)據(jù)之間的語(yǔ)義聯(lián)系，以及數(shù)據(jù)取值范圍約束等規(guī)則，從而確保數(shù)據(jù)的完整性、一致性和有效性。數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)約束數(shù)據(jù)操作數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)模型是一種描述事物對(duì)象數(shù)據(jù)特征及其結(jié)構(gòu)的形式化表示。四、數(shù)據(jù)庫(kù)使用的數(shù)據(jù)模型層次數(shù)據(jù)模型網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型關(guān)系數(shù)據(jù)模型其它數(shù)據(jù)模型（如對(duì)象數(shù)據(jù)模型、鍵值存儲(chǔ)數(shù)據(jù)模型、列式存儲(chǔ)數(shù)據(jù)模型、文檔存儲(chǔ)數(shù)據(jù)模型、圖形存儲(chǔ)數(shù)據(jù)模型等）1.層次數(shù)據(jù)模型層次數(shù)據(jù)模型思想：采用“樹(shù)”結(jié)構(gòu)來(lái)組織、存儲(chǔ)和管理數(shù)據(jù)?！案咝＝虅?wù)系統(tǒng)”層次數(shù)據(jù)模型2.網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型思想：采用“網(wǎng)狀圖”結(jié)構(gòu)組織、存儲(chǔ)和管理數(shù)據(jù)?！案咝＝虅?wù)系統(tǒng)”網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型3.關(guān)系數(shù)據(jù)模型關(guān)系數(shù)據(jù)模型思想：采用“二維表”結(jié)構(gòu)組織、存儲(chǔ)和管理數(shù)據(jù)，并以同名關(guān)聯(lián)列實(shí)現(xiàn)表之間的聯(lián)系?！罢n程目錄系統(tǒng)”關(guān)系數(shù)據(jù)模型4.關(guān)系數(shù)據(jù)模型優(yōu)點(diǎn)與局限關(guān)系數(shù)據(jù)模型局限：只用于結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的組織與存儲(chǔ)管理支持的數(shù)據(jù)類(lèi)型較簡(jiǎn)單難以支持互聯(lián)網(wǎng)廣泛應(yīng)用的非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和復(fù)雜數(shù)據(jù)管理關(guān)系數(shù)據(jù)模型優(yōu)點(diǎn)：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作靈活支持關(guān)系與集合運(yùn)算操作支持廣泛使用的SQL數(shù)據(jù)庫(kù)操作語(yǔ)言標(biāo)準(zhǔn)擁有眾多的軟件廠(chǎng)商產(chǎn)品與用戶(hù)五、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)由用戶(hù)、數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用程序、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫(kù)四個(gè)部分組成。數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)（DatabaseSystems）是一類(lèi)基于數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行數(shù)據(jù)管理的軟件系統(tǒng)。當(dāng)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)在應(yīng)用領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)管理服務(wù)時(shí)，該系統(tǒng)稱(chēng)為數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)（DatabaseApplicationSystems）。1.數(shù)據(jù)庫(kù)用戶(hù)數(shù)據(jù)庫(kù)用戶(hù)（Users）是指數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的使用人員。典型的數(shù)據(jù)庫(kù)用戶(hù)2.數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用程序數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用程序是一種在DBMS支持下對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)進(jìn)行訪(fǎng)問(wèn)處理的應(yīng)用程序。數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)（DatabaseManageSystem，DBMS

）——是一種專(zhuān)門(mén)用來(lái)創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫(kù)、管理數(shù)據(jù)庫(kù)、維護(hù)數(shù)據(jù)庫(kù)，并提供外部對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行訪(fǎng)問(wèn)的系統(tǒng)軟件，如OracleDatabase、MySQL、PostgreSQL等。3.數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)4.數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)庫(kù)(Database)是一種依照特定數(shù)據(jù)模型組織、存儲(chǔ)和管理數(shù)據(jù)的文件集合。采用關(guān)系數(shù)據(jù)模型實(shí)現(xiàn)的數(shù)據(jù)庫(kù)，稱(chēng)為關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)。系號(hào)系名電話(huà)學(xué)號(hào)姓名性別所屬系課號(hào)課名…關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)表表表關(guān)聯(lián)

用戶(hù)數(shù)據(jù)（用戶(hù)表）

元數(shù)據(jù)（系統(tǒng)表）

索引數(shù)據(jù)（系統(tǒng)表）

運(yùn)行數(shù)據(jù)（系統(tǒng)表）

。。。關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)內(nèi)容在關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中，除了存儲(chǔ)用戶(hù)數(shù)據(jù)外，還需要存儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)自身的數(shù)據(jù)，如元數(shù)據(jù)、索引數(shù)據(jù)、運(yùn)行數(shù)據(jù)等。六、關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)內(nèi)容關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)表：存儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)自身數(shù)據(jù)用戶(hù)表：存儲(chǔ)用戶(hù)的應(yīng)用數(shù)據(jù)視圖：通過(guò)虛擬表實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)查詢(xún)處理索引：通過(guò)目錄數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)支持快速的數(shù)據(jù)查詢(xún)約束：對(duì)關(guān)系表及