1、 主流数据库简介 及应用实例1 什么是数据库？数据库（Database）是按照数据结构来组织、存储和管理数据的仓库，它产生于距今五十年前，随着信息技术和市场的发展，特别是二十世纪九十年代以后，数据管理不再仅仅是存储和管理数据，而转变成用户所需要的各种数据管理的方式。数据库有很多种类型，从最简单的存储有各种数据的表格到能够进行海量数据存储的大型数据库系统都在各个方面得到了广泛的应用。2 在经济管理的日常工作中，常常需要把某些相关的数据放进这样的“仓库”，并根据管理的需要进行相应的处理。例如，企业或事业单位的人事部门常常要把本单位职工的基本情况(职工号、姓名、年龄、性别、籍贯、工资、简历等)存放在
2、表中，这张表就可以看成是一个数据库。有了这个数据仓库我们就可以根据需要随时查询某职工的基本情况，也可以查询工资在某个范围内的职工人数等等。此外，在财务管理、仓库管理、生产管理中也需要建立众多的这种数据库，使其可以利用计算机实现财务、仓库、生产的自动化管理。数据库就像一个“仓库”3什么是关系数据库？关系数据库，是建立在关系数据库模型基础上的数据库，借助于集合代数等概念和方法来处理数据库中的数据，同时也是一个被组织成一组拥有正式描述性的表格，该形式的表格作用的实质是装载着数据项的特殊收集体，这些表格中的数据能以许多不同的方式被存取或重新召集而不需要重新组织数据库表格。45几种关系数据库 20世纪8
3、0年代以来，计算机厂商推出的数据库管理系统几乎都支持关系模型，数据库领域当前的研究工作大都以关系模型为基础。目前主流的关系数据库有：ORACLEDB2SybaseSQL ServerMySQLVisual Foxpro6.06 ORACLE数据库系统是美国ORACLE公司提供的以分布式数据库为核心的一组软件产品，是目前最流行的客户/服务器(CLIENT/SERVER)体系结构的数据库之一。ORACLE数据库是目前世界上使用最为广泛的数据库管理系统，作为一个通用的数据库系统，它具有完整的数据管理功能；作为一个关系数据库，它是一个完备关系的产品；作为分布式数据库它实现了分布式处理功能。具有可用性强
4、、可扩展性强、数据安全性强、稳定性强等优点。7 Oracle9i的两种工作模式 Oracle9i提供两种工作模式，一种是客户机/服务器模式，另一种是浏览器/服务器模式。数据库服务器数据库服务器.客户机客户机客户机.客户机/服务器模式 客户机客户机客户机.数据库服务器数据库服务器.浏览器后台数据库系统浏览器/服务器模式 网络互连8 Oracle9i的常用工作界面 用户在其中一台上安装数据库服务器，另一台安装客户机管理端，可以通过交换机或集线器等网络连接设备将二者联系构成局域网。服务器通过管理程序可以管理自己，客户机也可以通过客户机管理端访问和管理服务器 9特点（1）无范需求式要求，可根据用户的实
5、际系统需求构造数据库。（2）采用标准的SQL语言。（3）具有丰富的开发工具，覆盖开发周期的各阶段。（4）支持大型数据库，数据类型可以支持大至4GB的二进制数据，为数据库的面向存储提供数据支持。（5）具有第四代语言的开发工具。服务器技术执行副总裁Chuck-oracle公司的核心人物10（6）具有字符界面和图形界面，易于开发（7）可以控制用户权限，提供数据保护功 能，可以监控数据库的运行状态，调整数据缓冲区大小。（8）分布优化查询功能。（9）数据透明、网络透明、支持异种网络、异构数据库系统。（10）支持客户机/服务器体系结构及混合的体系结构。（11）实现了两阶段提交、多线索查询手段特点11（12
6、）支持多种操作系统平台（UNIX、Windows、OS/2等）。（13）数据安全保护措施：没有读锁，采取快照SNAP方式完全消除了分布读写冲突自动检测死锁和冲突并解决。（14）数据安全级别为C2及(最高级）。（15）支持多字节码制，支持多种语言文字编码。（16）具有面向制造系统的管理信息系统和财务应用系统。特点12DB2 IBM公司研制的一种关系型数据库系统。DB2主要应用于大型应用系统，具有较好的可伸缩性，可支持从大型机到单用户环境，应用于OS/2、Windows等平台下。DB2提供了高层次的数据利用性、完整性、安全性、可恢复性，以及小规模到大规模应用程序的执行能力，具有与平台无关的基本功能
7、和SQL命令。DB2具有很好的网络支持能力，每个子系统可以连接十几万个分布式用户，可同时激活上千个活动线程，对大型分布式应用系统尤为适用。13 2006年7月14日，IBM全球同步发布了一款具有划时代意义的数据库产品DB2 9 这款新品最大特点即是率先实现了可扩展标记语言（XML）和关系数据间的无缝交互，而无需考虑数据的格式、平台或位置。IBM发布DB2 9，将数据库领域带入XML时代。XML以其可扩展性、与平台无关性和层次结构等特性，成为构建SOA（服务导向架构）时不同应用间进行数据交换的主流语言。而如何存储和管理几何量级的XML数据、直接支持原生XML文档成为SOA构建效率和质量的关键。在
8、这这种情况下，IBM推出了全面支持Original XML的DB2 9，使XML数据的存储问题迎刃而解，开创了一个新的XML 数据库时代。数据库产品DB2 914特点（1）支持面向对象的编程。（2）支持多媒体应用程序。（3）具有较强的备份和恢复能力。（4）支持存储过程和触发器，用户可以在建立数据表时定义复杂的完整性规则。（5）支持递归的SQL查询。（6）支持异构分布式数据库访问。（7）支持数据复制。IBM 董事长兼ceo彭明盛15 美国Sybase公司研制的一种关系型数据库系统，是一种典型的UNIX或WindowsNT平台上客户机/服务器环境下的大型数据库系统。Sybase提供了一套应用程序编
9、程接口和库，可以与非Sybase数据源及服务器集成，允许在多个数据库之间复制数据，适于创建多层应用。系统具有完备的触发器、存储过程、规则以及完整性定义，支持优化查询，具有较好的数据安全性。Sybase虽然没有oracle、db2名气响，但是国内许多大企业都使用它，尤其金融企业。16 (1)Sybase提供了完整的数据库解决方案Quick Start Data Mart，具有良好的性能，并支持第三方数据展现工具。(2)从Quick Start Data Mart的名称不难看出，它尤其适合于数据集市应用。(3)另外，Sybase可以提供面向电信、金融、保险、医疗保健这4个行业的客户关系管理（CRM
10、）产品，在这4个产品中，有80的功能是共性的，有20的功能需要Sybase与合作伙伴针对不同需求共同开发。特点17SQL Server SQL Server是一个全面的数据库平台，使用集成的商业智能(BI)工具提供了企业级的数据管理。SQL Server 数据库引擎为关系型数据和结构化数据提供了更安全可靠的存储功能，可以构建和管理用于业务的高可用和高性能的数据应用程序。SQL Server数据引擎是很多企业数据管理解决方案的核心。此外，SQL Server结合了分析、报表、集成和通知功能。使企业可以构建和部署经济有效的 BI 解决方案，数据应用推向业务的各个领域。181真正的客户机/服务器体系
11、结构。2图形化用户界面，使系统管理和数据库管理更加直观、简单。3丰富的编程接口工具，为用户进行程序设计提供了更大的选择余地。4SQL Server与Windows NT完全集成，利用了NT的许多功能，如发送和接受消息，管理登录安全性等。SQL Server也可以很好地与Microsoft BackOffice产品集成。5具有很好的伸缩性，可跨越从运行Windows 95/98的膝上型电脑到运行Windows 2000的大型多处理器等多种平台使用。6对Web技术的支持，使用户能够很容易地将数据库中的数据发布到Web页面上。特点19MySQL MySQL是一个开放源码的小型关联式数据库管理系统，开
12、发者为瑞典MySQL AB公司。目前MySQL被广泛地应用在Internet上的中小型网站中。由于其体积小、速度快、总体拥有成本低，尤其是开放源码这一特点，许多中小型网站为了降低网站总体拥有成本而选择了MySQL作为网站数据库。其缺点主要为规模小、功能有限、不支持视图、事件等。20特点（1）MySQL是开源的。（2）平台独立性。（3）MySQL服务器是一个快速的、可靠的和易于使用的数据库服务器。（4）MySQL使用C和C+编写，并使用了多种编译器进行测试，保证了源代码的可移植性。（5）MySQL支持多线程，充分利用CPU资源。（6）MySQL既能够作为一个单独的应用程序应用在客户机/服务器网络
13、环境中，也能够作为一个库而嵌入到其他软件中。（7）提供TCP/IP/ODBC和JDBC等多中数据库连接途径（8）提供用于管理、检查、优化数据库操作的管理工具（9）可以处理拥有上千万条记录的大型数据库。21Visual Foxpro Microsoft Visual FoxPro关系数据库系统是集数据库结构设计和应用程序开发的一种功能强大的面向对象的开发环境。它源于Fox Software公司的FoxBase产品。22 Visual Foxpro6.0的特点 Visual FoxPro产品使用简单，易于掌握。在中小型公司和企业在数据量不大，数据库的安全性要求不高时往往会选择此软件进行开发设计。V
14、isual FoxPro6.0是一个功能强大的数据库管理系统，使用户能够迅速而又简单地建立数据库，方便地使用和管理数据。利用可视化的设计工具和向导，用户可以快速创建表单、查询和打印报表。23数据库设计实例图书管理数据库的设计24 现在要求为某学校图书馆设计一个图书管理系统的数据库，背景如下：该学校是一所多学科、多层次大学，学校有高职生、本科生（含一本、二本、三本）、硕士研究生（含MBA）和博士研究生等多种层次的学生，图书馆为全校学生和教职工提供图书借阅服务。图书馆按照图书的性质（中文图书、外文图书、新书）将借阅分为不同的借阅种类：中文图书借阅、外文图书借阅和（新书）短期外借；不同的读者对象也有
15、不同的借阅要求。25 对每种借阅类型和读者，其借阅册数、借期、是否允许续借、续借期限等不同。不同借阅种类和借阅对象的借阅要求规定如附1所示。例如：本专科学生可以借中文图书5本，借期30天，可以续借一次，续借15天。“新书”的概念是相对的，一本新书在上架（或入库）后的60天内只提供短期外借，此后即自动地成为中文图书或者外文图书。借出的图书不能在当天归还。每次借阅后读者最多可以续借一册图书一次。26在本馆所借的文献资料，均应在规定的期限内按时归还。逾期不还者，将分别按以下规定处理：中文图书借阅：每册每天罚款0.2元。新书借阅和外文图书借阅：每册每天罚款0.5元。在超期图书归还并缴清罚款之前，读者不
16、可借阅图书；超期图书也不能续借。对于超期的图书，图书管理系统将自动向读者电子邮箱中发一封电子邮件催还图书。27 每个读者都要有一个编号，并记录读者的姓名、性别、类型（学生、教师等）、单位、电子信箱等。图书馆采编部负责对入库的文献资料按规定进行编目、著录、加工、建库。对每本图书、杂志，要记录其基本信息，如名称、作者、ISBN号、出版地、出版社、出版时间、字数、单价、内容简介、所属分类号等，其中，图书分类按照中图法分类规则进行分类。中图法分类简表见后。28 学校有三个校区，相应地，馆藏分布于三个分馆中：A图书馆（侧重于经济管理、综合类）、B图书馆（侧重于理工、计算机类）和C图书馆（侧重于法学、外语
17、、体育、艺术、音乐等方面）。图书馆中每种图书可能采购多册，分布在多个馆中。全校师生可以在任何一个分馆中借阅。每个分馆中的图书借完为止，如本部图书馆有某图书1本，这本图书借出后，在归还之前，本部图书馆中就查阅到该图书为借出状态，而且，馆藏已空，但是读者可以到其他馆中借阅。29 图书的归还遵循属地原则，即从哪个分馆借出的图书必须要在那个分馆中归还。图书馆管理员有权更改图书到期时间，比如将本来暑假到期的图书的到期时间改为9月10日。读者可以在网上查询自己的图书借阅情况，一般读者只可以查阅到自己的借阅情况和图书的信息，而管理员可以查看任何读者的信息、借阅情况，任何图书的信息和借阅情况。在网上查询系统中
18、，每个用户都分配了用户名（全局唯一）和密码，其中，用户名就是读者号，密码初始值为读者的学号或者工号，可以修改。30 附1：图书借阅册数与期限表31 附2：中图法分类号示例：A马克思主义、列宁主义、毛泽东思想、邓小平理论马克思主义、列宁主义、毛泽东思想、邓小平理论A1马克思、恩格斯著作马克思、恩格斯著作A2列宁著作列宁著作A3斯大林著作斯大林著作A4毛泽东著作毛泽东著作A49 邓小平著作邓小平著作A5马克思、恩格斯、列宁、斯大林、毛泽东、邓小平著作汇编马克思、恩格斯、列宁、斯大林、毛泽东、邓小平著作汇编A7马克思、恩格斯、列宁、斯大林、毛泽东、邓小平生平和传记马克思、恩格斯、列宁、斯大林、毛泽东
19、、邓小平生平和传记A8马克思主义、列宁主义、毛泽东思想邓小平理论的学习和研究马克思主义、列宁主义、毛泽东思想邓小平理论的学习和研究B哲学、宗教哲学、宗教B0哲学理论哲学理论 B1 世界哲学世界哲学B2中国哲学中国哲学 B3亚洲哲学亚洲哲学B4非洲哲学非洲哲学 B5欧洲哲学欧洲哲学B6大洋洲哲学大洋洲哲学 B7美洲哲学美洲哲学B80思维科学思维科学 B81逻辑学（论理学）逻辑学（论理学）B82伦理学（道德学）伦理学（道德学）B83美学美学B84心理学心理学 B9宗教宗教32 请你设计一个数据库，并确定要满足的各种约束，使得其中：保存了所需的所有信息；支持图书管理的各种应用；尽可能地优化：减少冗余
20、、提高查询速度。画实体-联系图。将实体-联系图转换为关系表。33实体-联系图 寻找实体集：读者 图书 分馆 图书类别 其他？寻找实体集之间的联系：读者和图书之间的多对多联系：借阅 图书和分馆之间的多对一联系：馆藏 图书和图书类别之间的多对一联系：分类34 确定实体的属性：读者：读者编号、姓名、性别、类型、单位、电子信箱，其他？图书：名称、作者、ISBN号、出版地、出版社、出版时间、字数、单价、内容简介、所属分类号、入库时间，其他？分馆：编号、名称、联系电话、馆址 图书类别：分类号、分类名称 确定联系的属性：借阅：借阅日期实体-联系图（续）35检查是否包含了所有必需的信息？图书分为中文图书、外文
21、图书、新书。对每种借阅类型和每种读者，借阅册数、期限、是否可续借、续借周期等不同。读者是否可继续借阅，是否可续借？不同借阅类型超期后的罚款额度？读者是否应缴纳罚款？缴纳多少罚款？一本具体的图书所在的分馆？用户的用户名和密码？某图书的馆藏情况？36 图书分为中文图书、外文图书、新书 表示为图书的一个属性还是图书和图书种类的联系？图书种类：图书种类号、种类名称 图书和图书种类之间存在多对一的联系！类似地，读者分为教师、研究人员/非教研人员（含离退休人员）/博士研究生/硕士研究生（含MBA）/本专科学生（含高职生）读者类型：类型号、类型名称 读者和读者类型间存在多对一的联系 对每种借阅类型和每种读者
22、，借阅册数、期限、是否可续借、续借周期等不同 用图书种类和读者类型之间的联系表示 借阅类型：借阅册数、借期、允许续借否、续借时间37 读者是否可继续借阅？可以为读者实体添加一个属性：能否借阅，表示读者是否可以继续借阅；不同借阅类型超期后的罚款额度？给图书种类添加一个属性：罚款金额（每册每天）图书种类：图书种类号、种类名称、罚款金额 读者是否应缴纳罚款？缴纳多少罚款？如果所有图书在期限内归还，则无需缴纳罚款；类似，罚款金额需要根据超期天数以及图书种类确定 需要给借阅联系添加属性“归还日期”！38 一本具体的图书所在的分馆？几册相同的图书（即ISBN号相同）可能在不同的分馆中，因此，每册图书都应该
23、是可以区分的，应该有一个唯一的图书编号！一册图书所在的分馆通过馆藏关系可知。用户的用户名和密码？用户和读者的关系？需要用户实体集。对于读者而言，可否直接加入一个属性“密码”来表示这部分信息？不同的用户有不同的权限。用户：用户名、登录密码、权限。39小 结 实体：读者：读者编号、姓名、性别、类型、单位、电子信箱、能否借阅 图书：图书编号、名称、作者、ISBN号、出版地、出版社、出版时间、字数、单价、内容简介、所属分类号、入库时间 分馆：编号、名称、联系电话、馆址 图书类别：分类号、分类名称 读者类型：类型号、类型名称 图书种类：图书种类号、种类名称、罚款金额 用户：用户名、登录密码、权限40小
24、结（续）实体间的联系：图书读者分馆图书类别读者类型图书种类用户属于1n属于1n分类n1属于1n借阅mn借阅类型mn属于1n41检查是否支持各种应用 如何支持图书馆管理员更改部分图书的到期时间？更改借阅期限？会影响到所有图书！比较灵活的方法是在借阅联系中增加属性：应还日期，每册图书的应还日期根据图书种类和读者类型以及借阅日期计算出来，要更改某些图书的到期时间，只需更改该属性即可！如何支持续借？读者不一定可以续借，是否可以续借不仅取决于图书种类，也取决于读者是否已经续借过该册书。需要在借阅联系中设置一个属性：能否续借？42 如何让新书在一定的期限后自动成为中文图书和外文图书？新书变成中文图书还是外
25、文图书主要看新书的语言，如果是中文，则过期后变成中文图书，否则便成外文图书。需要在图书实体中增加一个属性：语言。如何支持图书借出状态的察看？为了方便查看图书是否已借出，可以在图书中增加属性：借出状态。检查是否支持各种应用（续）43实体联系图转换为关系表 实体转化为单独的一张表 读者表：读者编号、姓名、性别、类型、单位、电子信箱、能否借阅。图书表：图书编号、名称、作者、ISBN号、出版地、出版社、出版时间、字数、单价、内容简介、所属分类号、入库时间、语言、借出状态。分馆表：编号、名称、联系电话、馆址。图书类别表：分类号、分类名称。读者类型表：类型号、类型名称。图书种类表：图书种类号、种类名称、罚
26、款金额。用户表：用户名、登录密码、权限。44 多对多联系转换为一张单独的关系表 借阅类型表：读者类型、图书种类、借阅册数、借期、允许续借否、续借时间。借阅表：读者号、图书编号、借阅日期、应还日期、归还日期、能否续借。一对多的联系通过在多表中添加属性来实现：读者表：读者编号、姓名、性别、类型、单位、电子信箱、能否借阅、读者类型。图书表：图书编号、名称、作者、ISBN号、出版地、出版社、出版时间、字数、单价、内容简介、所属分类号、入库时间、语言、借出状态、图书种类、图书类别、所在分馆实体联系图转换为关系表（续）45 用户表比较特殊：用户表：用户名、密码、权限。其中，用户名和读者号对应，但是也有一些
27、用户名没有和读者号对应，这些用户名表示管理员。实体联系图转换为关系表（续）46优 化 为了减少读者表中的冗余，将读者表分解为：读者表：读者编号、姓名、性别、类型、单位号、电子信箱、能否借阅。单位表：单位号、单位名称、联系电话。为了减少图书中的冗余，将图书表分解为：图书表：图书编号、名称、作者、ISBN号、出版社号、出版时间、字数、单价、内容简介、所属分类号、入库时间、语言、借出状态、图书种类、图书类别、所在分馆。出版社表：出版社号、出版社名称、出版地。分解前后该表分别属于第几范式？47 简化借阅类型表：借阅类型表：读者类型、图书种类、借阅册数、借期、续借时间。若续借时间为0，则表示不允许续借。
28、优 化48确定完整性约束 确定实体完整性约束 借阅表：读者编号、图书编号、借阅日期、应还日期、归还日期、能否续借。参照完整性约束 用户定义完整性约束 数据类型约束。数据长度、精度约束。取值范围约束。49 电子信箱的格式应为“xxxxxx.xxx”格式。图书表中出版时间要早于入库时间，语言取值范围为：中文，外文、借出状态、图书种类、图书类别、所在分馆。用户表权限的取值范围为0,1，取值0表示普通读者，取值1表示管理员。借阅表中“借阅日期”大于图书表中“入库时间”，小于“应还日期”和“归还日期”，“能否续借”的取值首先要参照借阅类型表中“续借时间”，如果“续借时间”为0，则“能否续借”值为F，否者“能否续借”初始值为T。如果借阅表中“归还日期”大于“应还日期”，则对应的读者表中“能否借阅”值为F。借阅表中“归还日期”如果非空，则应大于“借阅日期”。其他：如默认值、空值等等。确定完整性约束（续）50 谢谢！51
