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数据库系统原理与应用


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1.1 数据库的相关概念
6.数据库管理系统(DBMS)
为了科学地组织和存储数据、高效地获取和维护 数据而专门设计的介于用户和计算机操作系统之间的一层 数据管理软件。
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1.1 数据库的相关概念
7、数据库系统(DBS)
指在计算机系统中引入数据库后的系统,包括数 据库、数据库管理系统及其开发工具、应用系统、数 据管理员和用户。常简称为数据库。它们之间的关系 如下图所示:
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1.3 数据库系统的结构
1.3.1 数据库系统的体系结构
三、人员: 2、系统分析员
负责应用系统的需求分析和规范说明,确定 系统的硬件软件配置,参与数据库系统的概要设 计。 3、数据库设计人员
负责数据库中数据的确定、数据库各级模式 的设计。
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1.3 数据库系统的结构
1.3.1 数据库系统的体系结构
二、软件
应用系统、数据库 应用开发工具软件 DBMS、主语言编译系统
操作系统
计算机硬件
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1.3 数据库系统的结构
1.3.1 数据库系统的体系结构
三、人员 1、数据库管理员 职责为: 1)决定数据库中的信息内容和结构; 2)决定数据库的存储结构和存取策略; 3)定义数据的安全性要求和完整性约束条件; 4)监控数据库的使用和运行; 5)数据库的改进和重组重构。
四、数据库系统的特点
不一致性: 所谓不一致性是指同一数据不同拷贝的值不一
样,采用人工管理或文件系统管理时,由于数据被重 复存储,不同的应用使用和修改不同的拷贝就容易造 成数据的不一致。
实现数据在数据库中共享,可以减少由于数据冗 余而造成的不一致现象。
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1.2 数据库技术及发展
3、数据库的运行管理(保证安全性、完整性、多用户对数据的 并发使用及发生故障后的系统恢复);
4、数据库的建立和维护功能(初始录入、转换、转储、恢复、
重组织、性能监视、分析功能等)
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1.3 数据库系统的结构
1.3.3 数据库系统的三级数据模式结构
数据模型中有型和值的概念,型是指对某一类数据的 结构和属性的说明,值是型的一个具体复值。
1.3 数据库系统的结构
1.3.1 数据库系统的体系结构
三、人员: 4、应用程序员
负责设计和编写应用系统的程序模块。 5、用户 1)偶然用户(企业或组织的高中级管理人员); 2)简单用户(最终用户的大数,主要是查询和
修改数据库); 3)复杂用户(较高科学技术背景的人员)。
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1.1 数据库的相关概念
3.数据的特征
1).数据有型和值之分 型指结构;值指具体取值 2).数据受数据类型和取
值范围的约束 3).数据有定性表示和定
量表示之分 4).数据应具有载体和多
种表现形式
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1.1 数据库的相关概念
4.数据管理
数据处理:对数据的收集、组织、整理、加工、存储 和传播等工作。
信息是你未来财富的源泉!
————约翰·耐斯比
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1.1 数据库的相关概念
• 2.数据、数据与信息的关系
描述事物的符号的记录称为数据。这些符号可以 是文字、图形、图象、声音和语言等。这些数据的表 现形式虽然不一样,但都可以经过数字化后存入计算 机。(广义)
载荷信息的物理符号,专指可书写的。(狭义) 数据是信息的表现形式。
学号 姓名 性别 系别 年龄 政治面貌 家庭出身 籍贯 家庭成员 奖惩情况
任何同学都有且基 本上是相等长度的
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各个同学的情况不一 样,采用等长记录存 储,浪费大量空间。
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1.2 数据库技术及发展
四、数据库系统的特点
1、数据结构化:以学生人事记录为例 数据库系统方式:
学生人事记录
管理系统。
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1.2 数据库技术及发展
三、数据库系统阶段:
发展历程:
第一阶段:数据库技术发展并基本成熟阶段
1、Information Management System(IMS系统), 1969年,IBM研发,层次结构数据库管理系统。
2、CODASYL(美国数据系统语言协会)下属DBTG (数据库任务组)提出的若干报告,60-70年代, 网状结构数据库模型。
学生基本记录 学号 姓名 性别 系别 年龄
学生学籍记录
家庭出身 籍贯 政治面貌
日期 地点 学历名
学生选课记录 课程号 学号 学分
家庭成员记录
奖惩情况记录
姓名 与本人关系 详细情况
日期 奖惩条目
课程记录 课程号 课程
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1.2 数据库技术及发展
四、数据库系统的特点
2、数据的共享性高、冗余度低,易扩充。 从整体角度看待和描述数据,数据面向整个系
数据库系统原理与应用
理学院数学系
本课程体系表
数据库系统原理与应用
数据库系统概论
基 本 概 念
数据 模型
与 概念 模型
数 关系

据 数据

库 库及 SQL 设 规范化 语言
库 保
计 理论

关系数据库软件应用 SQL Server 2000
系 统 概 述
数据 库管 理和 表操 作
Transact SQL 语言
3、E.F.Codd 论文《大型共享数据库的数据关系模 型》,1970,IBM公司San Jose研究实验室,奠 定了关系数据库技术理论。
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1.2 数据库技术及发展
三、数据库系统阶段:
发展历程: 第二阶段:数据库技术深入发展阶段(20世纪70年代
以来) 1、出现许多商品化的数据库管理系统; 2、数据库技术成为实现和优化信息系统的基本技术; 3、关系方法的理论研究和软件系统的研制取得了很
统,可以被多个用户,多个应用共享使用。共享的优 点是减少数据冗余、节省存储空间,可以避免数据之 间的不相容性和不一致性。
通过选取整体数据的各种子集用于不同的应用系 统,当应用改变和需求增加时,只要重新选取不同的 子集或加上一部分数据便可满足新的需求。
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1.2 数据库技术及发展
一类是数据管理:搜集信息,将信息数据化并按类别保存。 一类是数据加工:对数据进行变换、抽取和运算; 一类是数据传播:在空间和时间上以各种形式传播信息。
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1.1 数据库的相关概念
4.数据管理
数据管理是指对数据进行分类、组织、编码、 存储、检索和维护,是数据处理的中心问题。
现实中人、财、物的管理都是数据管理问题。
5).数据库恢复。
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1.2 数据库技术及发展
四、数据库系统的特点
综上所述,数据库系统的出现使信息系 统从以加工数据的程序为中心转向围绕共享的 数据库为中心的阶段。优点是既便于数据的集 中管理,又有利于应用程序的研制和维护,提 高了数据的利用率和相容性,提高了决策的可 靠性。
独立性的作用是减少应用程序的修改和维护。
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1.2 数据库技术及发展
四、数据库系统的特点
4、数据由DBMS统一管理和控制。 BDMS控制的功能: 1).实现数据的并发共享(多用户同时存取数据库中的
数据); 2).数据的安全性保护; 3).数据的完整性检查(正确性、有效性、相容性); 4).并发控制;
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1.2 数据库技术及发展
二、文件系统阶段:
有以下几个方面特点: 1、数据以文件方式长期保存在计算机外存中; 2、由文件系统有专门的数据管理软件提供有关数据存
取、查询及维护功能; 3、文件系统中的数据文件已经具有多样化; 4、文件系统的数据存取是以记录为单位的。
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1.2 数据库技术及发展
二、文件系统阶段:
主要缺点: 1、数据冗余度大; 2、数据与程序之间缺乏独立性; 3、文件系统中的数据文件已经具有多样化; 4、文件系统的数据存取是以记录为单位的。
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1.2 数据库技术及发展
三、数据库系统阶段:
产生背景: 20世纪60年代后期以来,硬件价格下降,软件价
格上升,提出和考虑分布处理。为了解决多用户、多 应用共享数据的需求,使数据为尽可能多的应用服 务,出现了统一管理数据的专门软件系统――数据库
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1.3 数据库系统的结构
1.3.1 数据库系统的体系结构
干件
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硬件
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软件
1.3 数据库系统的结构
1.3.1 数据库系统的体系结构
一、硬件平台 1、足够大的内存; 2、足够大的外存储空间; 3、应有较高的通道能力,以提高数据传输率。
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面向全组织,具有整体的结构化。而且存取数据的方 式也很灵活,可以存取数据库中的某一个或一组数据 项、一个或一组记录。而在文件系统中,数据的最小 存取单位是记录,不能细于数据项。
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1.2 数据库技术及发展
四、数据库系统的特点
1、数据结构化:以学生人事记录为例 先看文件系统方式:
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