1、第第5章章 数据库技术数据库技术 5.1 数据库技术的重要性数据库技术的重要性5.2 数据库技术的基本概念数据库技术的基本概念5.3 数据库管理技术的发展历程数据库管理技术的发展历程 5.4 数据库管理系统数据库管理系统 5.5 数据库的安全与保护数据库的安全与保护 5.6 数据模型及数据库的基本类型数据模型及数据库的基本类型 5.7 常用数据库系统概述常用数据库系统概述5.8 关系数据库理论基础及关系数据库管理关系数据库理论基础及关系数据库管理 系统系统FoxPro第第5章章 数据库技术数据库技术 5.1 数据库技术的重要性数据库技术的重要性5.2 数据库技术的基本概念数据库技术的基本概念5
2、.3 数据库管理技术的发展历程数据库管理技术的发展历程 5.4 数据库管理系统数据库管理系统 5.5 数据库的安全与保护数据库的安全与保护 5.6 数据模型及数据库的基本类型数据模型及数据库的基本类型 5.7 常用数据库系统概述常用数据库系统概述5.8 关系数据库理论基础及关系数据库管理关系数据库理论基础及关系数据库管理 系统系统FoxPro5.1 数据库技术的重要性数据库技术的重要性在现实生活中，库是随处可见的，例如在现实生活中，库是随处可见的，例如 书库书库 金库金库 仓库仓库 设立各种各样库的目的，一是存放东西，二设立各种各样库的目的，一是存放东西，二是方便查找，所以存放的东西一定要按某
3、种是方便查找，所以存放的东西一定要按某种规则存放。规则存放。数据库数据库顾名思义就是存放数据的仓库，顾名思义就是存放数据的仓库，但数据库对数据的存放不是简单的堆积，而是但数据库对数据的存放不是简单的堆积，而是经过了科学的管理和组织，使其便于查找和处经过了科学的管理和组织，使其便于查找和处理。理。那么，为什么要发展数据库技术呢？那么，为什么要发展数据库技术呢？从从2020世纪世纪5050年代开始，计算机的应用由科学年代开始，计算机的应用由科学计算逐渐扩展到企业、行政等社会各领域，计算逐渐扩展到企业、行政等社会各领域，数据及事务处理成为计算机的主要应用。数据及事务处理成为计算机的主要应用。有人统计
4、，在科学计算、数据处理和过程控有人统计，在科学计算、数据处理和过程控制这计算机三大应用中，数据处理所占比例制这计算机三大应用中，数据处理所占比例为为70%70%左右。左右。5.1 数据库技术的重要性数据库技术的重要性那么，为什么要发展数据库技术呢？那么，为什么要发展数据库技术呢？计算机的作用已经不再仅仅是进行数值近似，计算机的作用已经不再仅仅是进行数值近似，更多的是用于数据的加工和管理。例如，更多的是用于数据的加工和管理。例如，图书资料的管理图书资料的管理 天文气象观测数据的管理天文气象观测数据的管理 银行帐目的管理银行帐目的管理 行政事务的管理等行政事务的管理等这些应用的这些应用的主要目的主
5、要目的是对各种类型的数是对各种类型的数据进行综合、分析和加工，计算则居于次要据进行综合、分析和加工，计算则居于次要位置。位置。这些数据的特点这些数据的特点是数据量庞大、结构比较复是数据量庞大、结构比较复杂，所以需要探求新的、更为有效的处理方杂，所以需要探求新的、更为有效的处理方法。法。5.1 数据库技术的重要性数据库技术的重要性数据库是数据库是2020世纪世纪6060年代末发展起来的计算机数年代末发展起来的计算机数据处理的最新技术，它的产生使计算机应用进据处理的最新技术，它的产生使计算机应用进入到人类社会中的经济、贸易、生产、政务等入到人类社会中的经济、贸易、生产、政务等各个领域，已经成为各级
6、政府、各个企业信息各个领域，已经成为各级政府、各个企业信息管理的重要手段。管理的重要手段。数据库技术是计算机科学技术中发展最快的领数据库技术是计算机科学技术中发展最快的领域之一，也是计算机应用领域中最成功的一个域之一，也是计算机应用领域中最成功的一个方面。方面。5.1 数据库技术的重要性数据库技术的重要性当前：当前：面向对象数据库、面向对象数据库、多媒体数据库、多媒体数据库、并行数据库、并行数据库、有着广泛的应用有着广泛的应用 空间数据库、空间数据库、工程数据库工程数据库 未来社会是信息化社会，信息已经变成经济发未来社会是信息化社会，信息已经变成经济发展的战略资源，而数据库是信息化社会资源管展
7、的战略资源，而数据库是信息化社会资源管理与开发利用的基础。理与开发利用的基础。因此，数据库的建设规模和应用水平已经成为衡因此，数据库的建设规模和应用水平已经成为衡量一个国家信息化程度的重要标志。量一个国家信息化程度的重要标志。5.1 数据库技术的重要性数据库技术的重要性第第5章章 数据库技术数据库技术 5.1 数据库技术的重要性数据库技术的重要性5.2 数据库技术的基本概念数据库技术的基本概念5.3 数据库管理技术的发展历程数据库管理技术的发展历程 5.4 数据库管理系统数据库管理系统 5.5 数据库的安全与保护数据库的安全与保护 5.6 数据模型及数据库的基本类型数据模型及数据库的基本类型
8、5.7 常用数据库系统概述常用数据库系统概述5.8 关系数据库理论基础及关系数据库管理关系数据库理论基础及关系数据库管理 系统系统FoxPro5.2 数据库技术的基本概念数据库技术的基本概念5.2.1 信息信息5.2.2 数据数据5.2.3 信息与数据的关系信息与数据的关系5.2.4 数据处理数据处理5.2.5 数据管理数据管理5.2 数据库技术的基本概念数据库技术的基本概念5.2.1 信息信息5.2.2 数据数据5.2.3 信息与数据的关系信息与数据的关系5.2.4 数据处理数据处理5.2.5 数据管理数据管理5.2.1 信息信息一般来说，信息是客观世界的事物在人们头脑一般来说，信息是客观世
9、界的事物在人们头脑中的抽象反映，是通过人的感官感知并对客观中的抽象反映，是通过人的感官感知并对客观事物状态、特性、特征的描述。事物状态、特性、特征的描述。信息信息具有许多重要的具有许多重要的特点特点：信息来源于现实世界；信息来源于现实世界；信息是可以被感知和理解的；信息是可以被感知和理解的；信息是可以被加工、存储、检索、应用、传信息是可以被加工、存储、检索、应用、传递和再生的。递和再生的。这些特点构成了信息最重要的自然属性。这些特点构成了信息最重要的自然属性。5.2 数据库技术的基本概数据库技术的基本概念念5.2.1 信息信息5.2.2 数据数据5.2.3 信息与数据的关系信息与数据的关系5.
10、2.4 数据处理数据处理5.2.5 数据管理数据管理5.2.2 数据数据从本质上说，从本质上说，数据数据是对客观事物特是对客观事物特征的一种抽象的、符号化的表示，即用征的一种抽象的、符号化的表示，即用一定的符号表示那些从观察或测量中所一定的符号表示那些从观察或测量中所收集到的基本事实，是可以识别的信息。收集到的基本事实，是可以识别的信息。数据数据是数据库系统研究和处理的对是数据库系统研究和处理的对象。象。5.2.2 数据数据值得注意的是，不要把数据仅仅理解成值得注意的是，不要把数据仅仅理解成“数数字字”。除了普通意义上的数字外，还包括。除了普通意义上的数字外，还包括:字符字符图形图形图像图像声
11、音声音甚至是程序员编写的源程序甚至是程序员编写的源程序它是编译程它是编译程序所使用的数据，只是数据类型不同。序所使用的数据，只是数据类型不同。所以，从更广泛意义上讲，所以，从更广泛意义上讲，数据是所有能输入数据是所有能输入到计算机中并被计算机程序处理的符号的集合到计算机中并被计算机程序处理的符号的集合。5.2 数据库技术的基本概念数据库技术的基本概念5.2.1 信息信息5.2.2 数据数据5.2.3 信息与数据的关系信息与数据的关系5.2.4 数据处理数据处理5.2.5 数据管理数据管理5.2.3 信息与数据的关系信息与数据的关系信息与数据信息与数据是既有是既有联系联系又有又有区别区别的，二的
12、，二者密不可分。者密不可分。未经处理的信息只是基本素材，只有通过消未经处理的信息只是基本素材，只有通过消化、解释或处理的信息对人们来说才是有用化、解释或处理的信息对人们来说才是有用的数据。的数据。数据是信息存在的一种形式。数据表示了信数据是信息存在的一种形式。数据表示了信息，是信息的载体。息，是信息的载体。信息是数据的内涵，数据则是表示信息的一信息是数据的内涵，数据则是表示信息的一种手段。种手段。5.2.3 信息与数据的关系信息与数据的关系信息与数据是既有联系又有区别的，二信息与数据是既有联系又有区别的，二者密不可分。者密不可分。同时，信息是抽象的，不随数据设备所决定同时，信息是抽象的，不随数
13、据设备所决定的数据形式而改变，的数据形式而改变，但数据的表示方式却具有可选择性。但数据的表示方式却具有可选择性。尽管信息与数据两者在概念上不尽相同，但通尽管信息与数据两者在概念上不尽相同，但通常人们并不严格去区分它们，例如，数据处理常人们并不严格去区分它们，例如，数据处理一般也称为信息处理。一般也称为信息处理。5.2 数据库技术的基本概念数据库技术的基本概念5.2.1 信息信息5.2.2 数据数据5.2.3 信息与数据的关系信息与数据的关系5.2.4 数据处理数据处理5.2.5 数据管理数据管理5.2.4 数据处理数据处理当把客观事物表示成数据后，这些数据便被人们当把客观事物表示成数据后，这些
14、数据便被人们赋予了特定的含义，从而为人们提供了不必直接赋予了特定的含义，从而为人们提供了不必直接观察和度量事物就可以获得有关信息的手段。观察和度量事物就可以获得有关信息的手段。数据处理数据处理基本含义是从某些已知的数据出发，基本含义是从某些已知的数据出发，推导出一些新的数据，这些新的数据又表示了新推导出一些新的数据，这些新的数据又表示了新的信息。的信息。数据处理数据处理的目的的目的就是根据人们的需要，从大就是根据人们的需要，从大量的数据中抽取出对人们来说是特定的、有意义量的数据中抽取出对人们来说是特定的、有意义有价值的数据，并作为决策和行动的依据，它是有价值的数据，并作为决策和行动的依据，它是
15、对数据进行采集、整理、分类、存储、检索、统对数据进行采集、整理、分类、存储、检索、统计、维护和传输等一系列活动的总称。计、维护和传输等一系列活动的总称。5.2 数据库技术的基本概念数据库技术的基本概念5.2.1 信息信息5.2.2 数据数据5.2.3 信息与数据的关系信息与数据的关系5.2.4 数据处理数据处理5.2.5 数据管理数据管理5.2.5 数据管理数据管理数据管理数据管理指的是对数据的指的是对数据的 分类分类 组织组织 编码编码 定位定位 存储存储 检索检索 维护维护它它是数据处理的中心问题是数据处理的中心问题，并且是任何数据处，并且是任何数据处理业务中必不可少的共同部分。可见，数据
16、管理业务中必不可少的共同部分。可见，数据管理技术的优劣，直接影响数据处理的效率。理技术的优劣，直接影响数据处理的效率。第第5章章 数据库技术数据库技术 5.1 数据库技术的重要性数据库技术的重要性5.2 数据库技术的基本概念数据库技术的基本概念5.3 数据库管理技术的发展历程数据库管理技术的发展历程 5.4 数据库管理系统数据库管理系统 5.5 数据库的安全与保护数据库的安全与保护 5.6 数据模型及数据库的基本类型数据模型及数据库的基本类型 5.7 常用数据库系统概述常用数据库系统概述5.8 关系数据库理论基础及关系数据库管理关系数据库理论基础及关系数据库管理 系统系统FoxPro5.3 数
17、据库管理技术的发展历程数据库管理技术的发展历程过去，各种数据都是以书面形式保存在过去，各种数据都是以书面形式保存在纸纸上，上，这样做的这样做的优点优点是是直观直观，但也有诸如，但也有诸如 占用空间大占用空间大 耗费人力大耗费人力大 查找不方便查找不方便 等缺点。等缺点。不安全、不安全、保密性差保密性差自从电子数字计算机问世以来，数据管理随着自从电子数字计算机问世以来，数据管理随着计算机软件和硬件的发展而发展，大体上经历计算机软件和硬件的发展而发展，大体上经历了了3 3个阶段：人工管理阶段、文件系统阶段、个阶段：人工管理阶段、文件系统阶段、数据库系统阶段。数据库系统阶段。5.3 数据库管理技术的
18、发展历程数据库管理技术的发展历程5.3.1 人工管理阶段人工管理阶段5.3.2 文件系统阶段文件系统阶段5.3.3 数据库系统阶段数据库系统阶段5.3 数据库管理技术的发展历程数据库管理技术的发展历程5.3.1 人工管理阶段人工管理阶段5.3.2 文件系统阶段文件系统阶段5.3.3 数据库系统阶段数据库系统阶段5.3.1 人工管理阶段人工管理阶段 人工管理阶段是数据管理的初始阶段，可以说人工管理阶段是数据管理的初始阶段，可以说是管理的最低级阶段。这一阶段主要在是管理的最低级阶段。这一阶段主要在2020世纪世纪5050年代中期以前。年代中期以前。当时计算机的发展刚刚起步，主要应用领域是当时计算机
19、的发展刚刚起步，主要应用领域是科学计算，数据量不大。科学计算，数据量不大。从硬件方面看，计算机内存空间小，计算速从硬件方面看，计算机内存空间小，计算速度低；外存只有磁带、卡片、纸带等，没有度低；外存只有磁带、卡片、纸带等，没有像磁盘等这样的随机存取的存储设备。像磁盘等这样的随机存取的存储设备。从软件方面看，计算机没有操作系统，更没从软件方面看，计算机没有操作系统，更没有数据管理软件，数据管理者是人。有数据管理软件，数据管理者是人。5.3.1 人工管理阶段人工管理阶段人工管理阶段数据管理的特点人工管理阶段数据管理的特点是：是：（1 1）数据不保存数据不保存 由于当时计算机主要用于科学计算，侧重于
20、由于当时计算机主要用于科学计算，侧重于提高计算的速度和精度，相对而言，数据量提高计算的速度和精度，相对而言，数据量较少，一般不需要将数据长期保存，数据一较少，一般不需要将数据长期保存，数据一经用完，立刻撤走。经用完，立刻撤走。在进行某一课题研究时，将原始数据输入计在进行某一课题研究时，将原始数据输入计算机，运算处理完成后将结果输出。算机，运算处理完成后将结果输出。随着任务的完成，用户作业退出计算机系统，随着任务的完成，用户作业退出计算机系统，数据空间也随之释放。数据空间也随之释放。5.3.1 人工管理阶段人工管理阶段人工管理阶段数据管理的特点是：人工管理阶段数据管理的特点是：（2 2）人工管理
21、数据人工管理数据 由于当时没有相应的软件系统对数据进行管由于当时没有相应的软件系统对数据进行管理，应用程序中涉及的数据由程序员自己管理，应用程序中涉及的数据由程序员自己管理，即人工对数据进行管理。理，即人工对数据进行管理。这样，程序员不仅需要规定数据的逻辑结构，这样，程序员不仅需要规定数据的逻辑结构，而且在程序中还要设计其物理结构（包括存而且在程序中还要设计其物理结构（包括存储结构、存取方法、输入输出方式等），并储结构、存取方法、输入输出方式等），并通过物理地址来存储数据。通过物理地址来存储数据。5.3.1 人工管理阶段人工管理阶段人工管理阶段数据管理的特点是：人工管理阶段数据管理的特点是：（
22、3 3）数据与程序不具有独立性数据与程序不具有独立性程序往往是和数据结合从而成为一个有机的程序往往是和数据结合从而成为一个有机的整体，这时，数据作为程序不可缺少的一部整体，这时，数据作为程序不可缺少的一部分而存在，这就导致程序与数据密切相关，分而存在，这就导致程序与数据密切相关，即数据与程序不具有独立性。即数据与程序不具有独立性。程序高度依赖于数据的结果是，数据在存储程序高度依赖于数据的结果是，数据在存储位置上若稍有变动，整个程序就必须全部进位置上若稍有变动，整个程序就必须全部进行修改，编程效率低，程序不灵活而且容易行修改，编程效率低，程序不灵活而且容易出错。出错。5.3.1 人工管理阶段人工
23、管理阶段人工管理阶段数据管理的特点是：人工管理阶段数据管理的特点是：（4 4）数据面向应用数据面向应用数据是面向应用的，即一组数据只能对应于数据是面向应用的，即一组数据只能对应于一个程序，一个程序的数据不能被另一个程一个程序，一个程序的数据不能被另一个程序所使用。序所使用。但各应用程序处理的数据不会全无关系，当但各应用程序处理的数据不会全无关系，当多个应用程序涉及某些相同的数据时，由于多个应用程序涉及某些相同的数据时，由于必须各自定义，无法相互利用、互相参照。必须各自定义，无法相互利用、互相参照。所以程序与程序之间就会有大量重复的冗余所以程序与程序之间就会有大量重复的冗余数据，即数据不具备共享
24、性。数据，即数据不具备共享性。5.3.1 人工管理阶段人工管理阶段人工管理阶段应用程序与数据之间的对应关系人工管理阶段应用程序与数据之间的对应关系图如图图如图5.1所示。所示。图图5.1 5.1 人工管理阶段应用程序与数据之间的对应关系人工管理阶段应用程序与数据之间的对应关系 5.3 数据库管理技术的发展历程数据库管理技术的发展历程5.3.1 人工管理阶段人工管理阶段5.3.2 文件系统阶段文件系统阶段5.3.3 数据库系统阶段数据库系统阶段5.3.2 文件系统阶段文件系统阶段这一阶段大约是在这一阶段大约是在20世纪世纪50年代后期至年代后期至60年代中期。年代中期。从硬件方面看，计算机内存空
25、间增大，从硬件方面看，计算机内存空间增大，计算速度得到了很大的提高，外存储器计算速度得到了很大的提高，外存储器有了磁盘、磁鼓等快速、直接存取的存有了磁盘、磁鼓等快速、直接存取的存储设备。储设备。5.3.2 文件系统阶段文件系统阶段同时，计算机的应用范围不断扩大，不仅用于科同时，计算机的应用范围不断扩大，不仅用于科学计算，还大量用于管理。由于数据量的增加，学计算，还大量用于管理。由于数据量的增加，数据的存储数据的存储 检索和检索和 维护维护 成为非常迫切的任务。成为非常迫切的任务。这样，导致了数据结构和数据管理软件的迅速这样，导致了数据结构和数据管理软件的迅速发展。发展。软件方面出现了高级语言和
26、操作系统，且操作软件方面出现了高级语言和操作系统，且操作系统中已经有了专门管理外存的数据管理软系统中已经有了专门管理外存的数据管理软件件文件系统文件系统。5.3.2 文件系统阶段文件系统阶段这一时期数据管理的特点这一时期数据管理的特点是：是：（1 1）数据可以长期保留数据可以长期保留由于计算机大量用于数据处理方面，这样，由于计算机大量用于数据处理方面，这样，数据就需要长期保留在外存上以便反复使用。数据就需要长期保留在外存上以便反复使用。能够将一批数据以一个文件的形式保存在磁能够将一批数据以一个文件的形式保存在磁盘等外存储器上，为数据的长期保存和反复盘等外存储器上，为数据的长期保存和反复使用（插
27、入、查询、删除、修改等）提供了使用（插入、查询、删除、修改等）提供了保证。保证。5.3.2 文件系统阶段文件系统阶段这一时期数据管理的特点是：这一时期数据管理的特点是：（2 2）文件系统提供了程序与数据之间的存取方法文件系统提供了程序与数据之间的存取方法 文件管理方式是把待加工处理的数据组织成文件管理方式是把待加工处理的数据组织成数据文件，数据文件，文件可以命名，一旦命名以后，程序中便可文件可以命名，一旦命名以后，程序中便可以通过文件名逻辑性地存取文件中的数据，以通过文件名逻辑性地存取文件中的数据，解脱了程序员直接与物理设备打交道的沉重解脱了程序员直接与物理设备打交道的沉重负担。负担。5.3.
28、2 文件系统阶段文件系统阶段这一时期数据管理的特点是：这一时期数据管理的特点是：（2 2）文件系统提供了程序与数据之间的存取方法）文件系统提供了程序与数据之间的存取方法 当然，二者之间需要一个转换过程，这是由当然，二者之间需要一个转换过程，这是由文件系统自动完成的。文件系统自动完成的。即文件管理系统作为程序和数据之间的一个即文件管理系统作为程序和数据之间的一个接口，担负着数据的逻辑组织到物理组织之接口，担负着数据的逻辑组织到物理组织之间的映射任务，间的映射任务，程序中不再涉及任何物理细节。程序中不再涉及任何物理细节。5.3.2 文件系统阶段文件系统阶段这一时期数据管理的特点是：这一时期数据管理
29、的特点是：（3）文件类型多样化文件类型多样化 由于有了直接存取设备，也就出现了由于有了直接存取设备，也就出现了顺序文件、顺序文件、索引文件和索引文件和随机文件等多种文件组织形式，随机文件等多种文件组织形式，对文件的访问呈现多样化。对文件的访问呈现多样化。5.3.2 文件系统阶段文件系统阶段这一时期数据管理的特点是：这一时期数据管理的特点是：（4）程序与数据具有一定的独立性程序与数据具有一定的独立性 利用利用“按文件名访问，按记录进行存取按文件名访问，按记录进行存取”的管理的管理技术，使得程序与数据具有了一定的独立性，这技术，使得程序与数据具有了一定的独立性，这样程序员可以集中精力于算法上，而不
30、必过多地样程序员可以集中精力于算法上，而不必过多地考考 虑物理细节，并且数据在存储位置上的改变不虑物理细节，并且数据在存储位置上的改变不一定反映在主程序上，一定反映在主程序上，这样可以大大节省维护程这样可以大大节省维护程序的工作量。序的工作量。但文件结构的设计仍然基于特定的用途，程序基但文件结构的设计仍然基于特定的用途，程序基于特定的物理结构和存取方法，因此，程序与数于特定的物理结构和存取方法，因此，程序与数据结构之间的依赖关系并未根本解决。据结构之间的依赖关系并未根本解决。5.3.2 文件系统阶段文件系统阶段这一时期数据管理的特点是：这一时期数据管理的特点是：（5 5）数据冗余度较大）数据冗
31、余度较大文件系统阶段的文件仍然由应用程序来定义，文件系统阶段的文件仍然由应用程序来定义，当不同的应用程序具有部分相同的数据时，当不同的应用程序具有部分相同的数据时，也必须建立各自的数据文件。也必须建立各自的数据文件。所以，此时也存在着数据冗余度大、空间浪所以，此时也存在着数据冗余度大、空间浪费、文件不易扩充、修改费时间等问题。费、文件不易扩充、修改费时间等问题。5.3.2 文件系统阶段文件系统阶段这一时期数据管理的特点是：这一时期数据管理的特点是：（6 6）数据面向应用数据面向应用虽然文件系统阶段的数据管理与人工管理阶虽然文件系统阶段的数据管理与人工管理阶段相比有了很大的改进，但是，仍然存在着
32、段相比有了很大的改进，但是，仍然存在着很大的弱点，即文件本身基本上还是对应于很大的弱点，即文件本身基本上还是对应于一个或几个应用程序，或者说数据还是面向一个或几个应用程序，或者说数据还是面向应用的。应用的。5.3.2 文件系统阶段文件系统阶段文件系统阶段的应用程序与数据之间的对文件系统阶段的应用程序与数据之间的对应关系如图应关系如图5.2所示。所示。图图5.2 5.2 文件系统阶段应用程序与数据之间的对应关系文件系统阶段应用程序与数据之间的对应关系 5.3 数据库管理技术的发展历程数据库管理技术的发展历程5.3.1 人工管理阶段人工管理阶段5.3.2 文件系统阶段文件系统阶段5.3.3 数据库
33、系统阶段数据库系统阶段5.3.3 数据库系统阶段数据库系统阶段针对文件方式的弊端，从针对文件方式的弊端，从20世纪世纪60年代年代后期开始出现了数据库技术。后期开始出现了数据库技术。数据库技术的目标数据库技术的目标：首先是克服程序与文件的相互依存，力首先是克服程序与文件的相互依存，力求数据独立；求数据独立；其次是重在表现数据之间的联系，其次是重在表现数据之间的联系，还要克服数据的冗余，还要克服数据的冗余，并解决数据安全性和完整性保护问题。并解决数据安全性和完整性保护问题。5.3.3 数据库系统阶段数据库系统阶段数据库是当今计算机系统的一个重要组成部分，数据库是当今计算机系统的一个重要组成部分，
34、我们很难用几句话严格、简明地概括它的全部我们很难用几句话严格、简明地概括它的全部特征。特征。事实上，现在数据库的定义也是各式各样、不事实上，现在数据库的定义也是各式各样、不尽相同的，这是人们从不同角度用不同观点来尽相同的，这是人们从不同角度用不同观点来看待数据库的结果。看待数据库的结果。产生这种情况的另一个原因是数据库技术本身产生这种情况的另一个原因是数据库技术本身是逐渐形成的，而且直到今天还在发展之中，是逐渐形成的，而且直到今天还在发展之中，从而人们对它的认识也是一个历史的发展过程。从而人们对它的认识也是一个历史的发展过程。我们只能从数据管理的进展指出数据库的特点，我们只能从数据管理的进展指
35、出数据库的特点，给数据库一个轮廓性的描述。给数据库一个轮廓性的描述。5.3.3 数据库系统阶段数据库系统阶段从从20世纪世纪70年代以来，计算机被越来越年代以来，计算机被越来越多地应用于管理领域。多地应用于管理领域。人们称现代社会是一个信息化社会，数人们称现代社会是一个信息化社会，数据量急剧增涨，管理规模更加庞大，人据量急剧增涨，管理规模更加庞大，人们对数据共享的要求更为强烈（们对数据共享的要求更为强烈（共享共享的的含义是多种应用、多种语言互相覆盖地含义是多种应用、多种语言互相覆盖地共享数据集合，如图共享数据集合，如图5.3所示）。所示）。从从硬件上硬件上看，随着大规模集成电路的发展，看，随着
36、大规模集成电路的发展，计算机硬件价格大大下降，计算速度更快，且计算机硬件价格大大下降，计算速度更快，且逐渐出现大容量的磁盘、光盘等直接存取设备。逐渐出现大容量的磁盘、光盘等直接存取设备。但同时但同时软件软件的价格却在不断上升，以文件系的价格却在不断上升，以文件系统作为数据管理的方法已经不能满足实际应用统作为数据管理的方法已经不能满足实际应用的需要。的需要。为了满足多用户、多应用共享数据的需求，为了满足多用户、多应用共享数据的需求，使数据为尽可能多的应用服务，软件上出现了使数据为尽可能多的应用服务，软件上出现了数据库这样的数据管理技术，并出现了对数据数据库这样的数据管理技术，并出现了对数据进行统
37、一管理的专门软件进行统一管理的专门软件数据库管理系统。数据库管理系统。程序A程序B程序C程序D图图5.3 5.3 数据共享示意图数据共享示意图 5.3.3 数据库系统阶段数据库系统阶段数据库技术发展到今天，已经是一门成数据库技术发展到今天，已经是一门成熟的技术。无论是从数据库的技术水平，熟的技术。无论是从数据库的技术水平，还是从数据库的应用水平，今天与过去还是从数据库的应用水平，今天与过去不可同日而语，但数据库的基本特征没不可同日而语，但数据库的基本特征没有变。有变。5.3.3 数据库系统阶段数据库系统阶段概括起来，概括起来，数据库技术数据库技术有如下一些有如下一些特点特点。（1）数据结构化，
38、数据结构化，这是数据库的主要特征之一这是数据库的主要特征之一数据库有复杂的数据模型（数据结构），如数据库有复杂的数据模型（数据结构），如 网状模型网状模型 树状模型树状模型 关系模型关系模型可以变长记录格式存储数据，这样可以大大可以变长记录格式存储数据，这样可以大大减少数据的冗余度、节省空间、减少存取时减少数据的冗余度、节省空间、减少存取时间。间。5.3.3 数据库系统阶段数据库系统阶段（1）数据结构化）数据结构化数据的冗余有时难以避免，甚至有时为数据的冗余有时难以避免，甚至有时为了某种需要有意地重复存储数据而带来了某种需要有意地重复存储数据而带来其他方便。其他方便。所以，我们只说所以，我们只
39、说“减少减少”数据的冗余而数据的冗余而不提不提“避免避免”数据的冗余。数据的冗余。5.3.3 数据库系统阶段数据库系统阶段概括起来，数据库技术有如下一些特点。概括起来，数据库技术有如下一些特点。（2）数据库设计时面向数据模型对象数据库设计时面向数据模型对象设计数据库时设计数据库时要站在全局需要的角度，抽象和组织数据要站在全局需要的角度，抽象和组织数据要完整、准确地描述自身和数据之间联系要完整、准确地描述自身和数据之间联系要建立适合整体需要的数据模型。要建立适合整体需要的数据模型。数据库系统是以数据模型为基础的，数据库系统是以数据模型为基础的，各种应用程序都建立在数据库之上，各种应用程序都建立在
40、数据库之上，这就决定了它的设计特点，即先设计数据这就决定了它的设计特点，即先设计数据库，再设计程序功能。库，再设计程序功能。5.3.3 数据库系统阶段数据库系统阶段概括起来，数据库技术有如下一些特点。概括起来，数据库技术有如下一些特点。（3）数据的独立性数据的独立性这是数据库的另一个主要特征。这是数据库的另一个主要特征。由于数据库管理系统使得数据的定义从程序由于数据库管理系统使得数据的定义从程序中分离出去，加上数据的存取也由数据库管中分离出去，加上数据的存取也由数据库管理系统负责。理系统负责。所以，数据和程序之间具有较高的独立性。所以，数据和程序之间具有较高的独立性。从而简化了应用程序的编制，
41、大大减少了应从而简化了应用程序的编制，大大减少了应用程序开发、维护和修改费用。用程序开发、维护和修改费用。5.3.3 数据库系统阶段数据库系统阶段概括起来，数据库技术有如下一些特点。概括起来，数据库技术有如下一些特点。（4）数据共享度高数据共享度高数据库数据库是从整体角度看待和描述数据，因而，是从整体角度看待和描述数据，因而，数据库中同样的数据不会多次重复出现。数据库中同样的数据不会多次重复出现。数据是面向整个系统，是有结构的数据，不数据是面向整个系统，是有结构的数据，不仅可以被多个应用共享使用，而且容易增加仅可以被多个应用共享使用，而且容易增加新的应用，新的应用，这就使得数据库系统弹性增大，
42、易于扩充，这就使得数据库系统弹性增大，易于扩充，可以适合各种用户的需求。可以适合各种用户的需求。5.3.3 数据库系统阶段数据库系统阶段计算机的共享一般是计算机的共享一般是并发的并发的（concurrency）即许多用户同时使用数据库，数据库系统通过即许多用户同时使用数据库，数据库系统通过数据模型和数据控制机制来提高数据的共享性。数据模型和数据控制机制来提高数据的共享性。因此，都提供了以下因此，都提供了以下3方面的数据控制功能：方面的数据控制功能：数据的安全性数据的安全性指保护数据以防止不合法的使指保护数据以防止不合法的使用，可以采用口令以及核实用户身份和检查用户用，可以采用口令以及核实用户身
43、份和检查用户权限等方法，检查通过才能执行允许的操作；权限等方法，检查通过才能执行允许的操作；完整性完整性包括数据的正确性、有效性、相容性，包括数据的正确性、有效性、相容性，即系统有检验措施，以控制数据在一定范围内有即系统有检验措施，以控制数据在一定范围内有效；效；并发控制并发控制避免并发程序之间互相干扰。避免并发程序之间互相干扰。5.3.3 数据库系统阶段数据库系统阶段概括起来，数据库技术有如下一些特点。概括起来，数据库技术有如下一些特点。（5 5）数据存取粒度小数据存取粒度小 在数据库系统中，数据存取的最小粒度（即数据在数据库系统中，数据存取的最小粒度（即数据存取的最小单位）是数据项，可以使
44、系统在存取的最小单位）是数据项，可以使系统在 查询查询 更新更新 修改修改 删除删除 统计统计 等操作时，能以数据项为单位进行条件表达和数据等操作时，能以数据项为单位进行条件表达和数据存取处理，为系统带来高效性、灵活性和方便性。存取处理，为系统带来高效性、灵活性和方便性。5.3.3 数据库系统阶段数据库系统阶段概括起来，数据库技术有如下一些特点。概括起来，数据库技术有如下一些特点。（6）数据面向系统数据面向系统从整体上看，数据不是面向应用，而是从整体上看，数据不是面向应用，而是面向系统。面向系统。应用数据时可以有很灵活的方式。应用数据时可以有很灵活的方式。例如，可以取整体数据的各种合理子集例如
45、，可以取整体数据的各种合理子集应用于不同的系统，而当应用需求改变应用于不同的系统，而当应用需求改变时，只要重新选取不同的子集即可满足时，只要重新选取不同的子集即可满足新的需求。新的需求。5.3.3 数据库系统阶段数据库系统阶段综上所述，可以说数据库是个通用化的综合性的综上所述，可以说数据库是个通用化的综合性的数据集合，它可以数据集合，它可以为各种用户提供数据共享，为各种用户提供数据共享，并使数据具有最小的冗余度并使数据具有最小的冗余度以及使数据与程序具有较高的独立性，以及使数据与程序具有较高的独立性，而且由于多种程序并发地使用数据库，所以，而且由于多种程序并发地使用数据库，所以，应能有效地及时
46、处理数据，并提供安全性和完应能有效地及时处理数据，并提供安全性和完整性保证。整性保证。要做到上述各点，当然必须有一个软件系统要做到上述各点，当然必须有一个软件系统数据库管理系统数据库管理系统DBMS（Database Management System）在建立、运行和维护时进行集中控制。）在建立、运行和维护时进行集中控制。5.3.3 数据库系统阶段数据库系统阶段 数据库系统阶段应用程序和数据之间的对数据库系统阶段应用程序和数据之间的对应关系如图应关系如图5.4所示。所示。图图5.4 5.4 数据库系统阶段应用程序和数据之间的对应关系数据库系统阶段应用程序和数据之间的对应关系 第第5章章 数据库
47、技术数据库技术 5.1 数据库技术的重要性数据库技术的重要性5.2 数据库技术的基本概念数据库技术的基本概念5.3 数据库管理技术的发展历程数据库管理技术的发展历程 5.4 数据库管理系统数据库管理系统 5.5 数据库的安全与保护数据库的安全与保护 5.6 数据模型及数据库的基本类型数据模型及数据库的基本类型 5.7 常用数据库系统概述常用数据库系统概述5.8 关系数据库理论基础及关系数据库管理关系数据库理论基础及关系数据库管理 系统系统FoxPro5.4 数据库管理系统数据库管理系统数据库管理系统数据库管理系统（DBMS）是数据库系）是数据库系统的核心，是用于建立、使用和维护数统的核心，是用
48、于建立、使用和维护数据库的一组软件。据库的一组软件。一般情况下，数据库管理系统建立在一般情况下，数据库管理系统建立在操操作系统基础作系统基础之上，是位于操作系统与用之上，是位于操作系统与用户之间的一层数据管理软件，负责接受户之间的一层数据管理软件，负责接受和响应用户对数据库的访问要求，以及和响应用户对数据库的访问要求，以及对数据进行统一的管理和控制，数据库对数据进行统一的管理和控制，数据库内的所有活动都是在其控制之下进行的。内的所有活动都是在其控制之下进行的。5.4 数据库管理系统数据库管理系统数据库管理系统分为数据库管理系统分为多个程序模块多个程序模块，每个程序模块实现数据库系统的一种每个程
49、序模块实现数据库系统的一种功能。功能。数据库管理系统不仅承担执行各种应数据库管理系统不仅承担执行各种应用程序对数据库中的数据的操作命令，用程序对数据库中的数据的操作命令，还有承担数据库的维护工作，以保证还有承担数据库的维护工作，以保证数据库的安全性和完整性。数据库的安全性和完整性。5.4 数据库管理系统数据库管理系统数据库管理系统的功能随系统而异，一般来说，数据库管理系统的功能随系统而异，一般来说，它包括以下几个方面。它包括以下几个方面。（1）数据库定义功能数据库定义功能定义数据库，包括定义数据库，包括全局逻辑数据结构的定义，全局逻辑数据结构的定义，局部逻辑数据结构的定义，局部逻辑数据结构的定
50、义，存储结构定义，存储结构定义，保密定义以及保密定义以及信息格式定义等。信息格式定义等。5.4 数据库管理系统数据库管理系统数据库管理系统的功能随系统而异，一般来说，数据库管理系统的功能随系统而异，一般来说，它包括以下几个方面。它包括以下几个方面。（2）数据库建立和维护功能，数据库建立和维护功能，包括包括数据库的建立，数据库的建立，数据库初始数据的载入、转换，数据库初始数据的载入、转换，数据库更新，数据库更新，数据库的转储和数据库恢复，数据库的转储和数据库恢复，数据库再组织，数据库再组织，数据库结构维护以及性能监视等。数据库结构维护以及性能监视等。5.4 数据库管理系统数据库管理系统数据库管理
