1、数据库技术与应用数据库基础知识 2022-7-271目录2022-7-2721.1 数据库技术的相关概念1.2 数据管理的发展1.3 数据库的体系结构1.4 数据库管理系统1.5 常用的数据库管理系统1.1数据库技术的相关概念2022-7-2731.1.1数据和信息l数据(Data):是描述事物的符号记录，可以是数字、文字、图形、图像、视频或音频等。l信息(Information):定义为经过加工处理后的数据，所以，数据和信息都是客观事物的反映，反映了人们对事物的认识。1.1 数据库技术的相关概念2022-7-2741.1.2数据处理和数据管理l数据处理是指将数据转换成信息的过程，如对数据的收
2、集、存储、传播、检索、分类、加工或计算、打印各类报表或输出各种需要的文本和图形等。l在数据处理的一系列活动中，数据收集、存储、传播、检索、分类等操作是基本环节，这些基本环节统称为数据管理。1.1 数据库技术的相关概念2022-7-2751.1.3数据库数据库l数据库(DataBase，简称DB)是长期存储在计算机内的、有组织的、可共享的数据集合。l特点：l 数据库中的数据按一定的数据模型组织、描述和存储；l 具有较小的冗余度；l 较高的数据独立性；l 易扩展性；l 可以为各种用户共享等。1.1 数据库技术的相关概念2022-7-2761.1.4数据库数据库管理系统管理系统l数据库管理系统(Da
3、taBase Management System，简称DBMS):是位于用户与操作系统之间，使人们能对数据库中的数据进行科学地组织、高效地存取和维护管理的一种数据管理软件。lSQL Server、DB2、Oracle等就是商用的数据库管理系统。1.1 数据库技术的相关概念2022-7-2771.1.5数据库数据库系统系统l数据库系统(D a t a B a s e System，简称DBS):是指在计算机系统中引入数据库后的系统构成。l一般由数据库、操作系统、数据库管理系统、应用开发工具、应用系统、数据库管理员和用户构成。数据库系统的组成 1.1数据库技术的相关概念2022-7-2781.1.
4、6数据库数据库管理员管理员l数据库管理员(DataBase Administrator，简称DBA)：是指负责数据库的建立、使用和维护的专门人员。l主要任务包括：l 参与数据库设计。l 负责数据库系统软件的安装和维护。l 监控数据库的使用与运行。l 负责数据完整性控制和权限管理，保证数据库的安全性与完整性，方便地共享数据，又要防止非法用户获取系统信息。l 负责数据库的日常维护。l 负责数据库的重组和重构。l 负责数据库相关文档的管理。1.1 数据库技术的相关概念2022-7-2791.1.7数据库数据库用户用户l数据库用户：是指与数据库系统打交道的人员。l主要包括两类:l 应用程序员l 最终用
5、户1.2 数据管理的发展 2022-7-27101.2.1人工管理l人工管理阶段:指20世纪50年代中期以前的这段时期，人们利用纸张记录数据，利用计算工具，比如算盘、计算尺等计算数据，利用人的大脑来管理数据。l特点：l 数据不能长期保存 l 数据和程序不具有独立性 l 没有文件的概念 l 数据是面向程序的 数据和程序之间的关系 1.2 数据管理的发展 2022-7-27111.2.2文件系统管理 l20世纪50年代后期以后，操作系统中的文件系统对数据进行专门管理。l特点：l 程序与数据之间具有一定的独立性 l 数据可以长期保存在存储设备上供用户使用 l 实时处理 l不足：l 数据独立性不足。l
6、 数据冗余度大且容易产生数据不一致性。l 数据整体是无结构的。l 数据不是集中管理，其安全性、完整性得不到可靠保证；并且在数据的结构、编码、输出格式等方面难以规范化和标准化。1.2 数据管理的发展 2022-7-27121.2.3数据库技术管理 l1968年美国IBM公司推出第一个大型的商用数据库管理系统IMS(Information Management Systems)，采用层次模型。l1969年美国数据库系统语言协会提出了DBTG报告，确定并建立了网状数据库系统的许多概念、方法和技术。l1970年美国IBM公司的E.F.Codd 连续发表论文，提出关系模型。l特点：l 采用一定的数据模型
7、实现数据结构化 l 程序与数据具有较高的独立性 l 控制数据冗余 l 支持数据共享 l 数据安全性较高 1.2 数据管理的发展 2022-7-27131.2.4高级数据库技术管理 l 面向对象数据库技术l 面向对象数据库技术实际上是数据库技术与面向对象(Object-Oriented，OO)程序设计技术的结合。l 分布式数据库系统l 分布式数据库(Distributed DataBase，DDB)是一个数据集合，这些数据分布在一个计算机网络的不同的计算机中，此网络的每个结点具有自治的处理能力，并且能执行本地的应用，每个结点的计算机还至少参与一个全局应用的执行，这种应用要求通过通信子系统在几个结
8、点存取数据。1.2 数据管理的发展 2022-7-27141.2.5XML文件管理 l 可扩展标记语言(eXtensible Markup Language，XML)，它是一种创建标记语言的元语言，可以用来标记任何一种所能想见的事物。l 特点：l XML与SGML兼容，支持Web的各种不同的应用，并使用了一种类属的方法使其具有可扩展性。l XML可用于现有的Web协议(如HTTP和MIME)和机制(如URL)。l XML文档易于创建，文档内容和结构清晰易懂。l XML标准定义精练，设计严谨。1.2数据管理的发展 2022-7-2715表1.1 数据管理三个阶段的比较背景和特点背景和特点人工管理
9、人工管理文件系统管理文件系统管理数据库技术管理数据库技术管理背景应用背景科学计算科学计算和数据管理大规模数据管理硬件背景无直接存取存储设备磁盘、磁鼓大容量磁盘软件背景没有操作系统有文件系统有数据库管理系统处理方式批处理联机实时处理、批处理联机实时处理、分布处理、批处理特点数据的管理者用户(程序员)文件系统数据库管理系统数据的针对者特定应用程序面向某一应用面向整体应用数据的共享性无共享共享差，冗余大共享好，冗余小数据的独立性无独立性独立性差独立性强数据的结构化无结构记录有结构，整体无结构整体结构化数据控制能力应用程序自己控制应用程序自己控制由数据库管理系统提供数据安全性、完整性、并发控制和恢复1
10、.3 数据库的体系结构 2022-7-2716l 模式(Schema)也称结构模式或逻辑模式，是数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述。l 外模式(External Schema)也称子模式或用户模式，是把现实世界中的信息按照不同用户的观点抽象为多个逻辑数据结构，每个逻辑结构称为一个视图，描述了每个用户关心的数据。l 内模式(Internal Schema)也称存储模式，是数据物理结构和存储结构的描述。1.3.1数据库的三级模式结构1.3 数据库的体系结构 2022-7-27171.3.1数据库的三级模式结构l DBMS在三级模式之间提供了两层映象：l 外模式/模式映象：定义了该外模式与模式之
11、间的对应关系。当模式改变时，由数据库管理员对各个外模式/模式的映象作相应改变，可以使外模式保持不变，从而应用程序不必修改，保证了数据的逻辑独立性。l 模式/内模式映象：定义了数据全局逻辑结构与存储结构之间的对应关系。当数据库的存储结构改变了，由数据库管理员对模式/内模式映象作相应改变，可以使模式保持不变，从而保证了数据的物理独立性。1.3 数据库的体系结构 2022-7-27181.3.1数据库的三级模式结构l 数据库的三层模式结构的优点如下：l 保证了数据的独立性l 简化用户接口l 有利于数据共享l 有利于数据的安全和保密 1.3 数据库的体系结构 2022-7-27191.3.2数据库系统
12、的应用构架 l 单用户数据库系统l 主从式结构的数据库系统 l 分布式数据库系统 l 客户机/服务器结构的数据库系统 l 浏览器/服务器结构的数据库系统 1.3 数据库的体系结构 2022-7-27201.3.2数据库系统的应用构架 l 单用户数据库系统l 该系统体系结构适合早期的最简单的数据库系统。l 在单用户数据库系统中，整个数据库系统都装在一台计算机上，由一个用户完成，数据不能共享，数据冗余度大。1.3 数据库的体系结构 2022-7-27211.3.2数据库系统的应用构架 l 主从式结构的数据库系统 l 也称为集中式结构，指的是由一个主机连接多个终端用户的结构。l 体系结构简单，易于维
13、护，但是当终端用户增加到一定数量后，数据的存取将会成为瓶颈问题，使系统的性能大大地降低。1.3 数据库的体系结构 2022-7-27221.3.2数据库系统的应用构架 l 分布式数据库系统l 是指数据库中的数据在逻辑上是一个整体，但物理地分布在计算机网络的不同结点上。网络中的每个结点都可以独立处理本地数据库中的数据，执行局部应用；也可以同时存取和处理多个异地数据库中的数据，执行全局应用。1.3 数据库的体系结构 2022-7-27231.3.2数据库系统的应用构架 l 客户机/服务器结构的数据库系统l 把DBMS和应用程序分开的结构就是客户机/服务器数据库(Client/Server，C/S)
14、系统。1.3 数据库的体系结构 2022-7-27241.3.2数据库系统的应用构架 l 浏览器/服务器结构的数据库系统l 客户端为浏览器，将系统功能实现的核心部分集中到服务器上，简化了系统的开发、维护和使用。l 优点：在任何地方进行操作而不用安装专门的软件，只要有一台能上网的电脑就能使用，客户端零维护，系统的扩展非常容易。l 缺点：服务器端处理了系统的绝大部分事务逻辑，因此，应用服务器运行负荷较重。1.4 数据库管理系统 2022-7-27251.4.1数据库管理系统的主要功能l 数据定义l 数据操纵l 数据库运行管理 l 数据组织、存储和管理 l 数据库的建立和维护 l 数据通信接口 1.5常用的数据库管理系统2022-7-2726l SQL Serverl DB2l ORACLEl Sybase ASAl Accessl MySQL2022-7-2727
