第01章 数据库基础.ppt

*第1章数据库基础第1章数据库基础1.1数据管理技术的发展历史1.2数据库系统相关的基本概念1.2.1数据1.2.2数据库1.2.3数据库管理系统1.2.4数据库系统1.3数据库系统的组成1.4数据库系统的结构1.4.1数据库系统的内部结构1.4.2数据库系统的外部结构1.1数据管理技术的发展历史自计算机产生以来，人类社会进入了信息时代，数据处理的速度及规模的需求远远超出了过去人工或机械方式的能力范围，计算机以其快速准确的计算能力和海量的数据存储能力在数据处理领域得到了广泛的应用。但是数据库技术并不是最早的数据管理技术，总的来说，数据管理的发展经历了人工管理、文件管理和数据库管理三个发展阶段。1.1数据管理技术的发展历史人工管理阶段背景：20世纪50年代中期以前，当时并没有磁盘等直接存取的存储设备；计算机系统软件的状况是没有操作系统，没有管理数据的软件。人工管理数据的特点：（1）数据不被保存：由于当时计算机主要用于科学计算，一般不需要将数据长期保存，只是在计算某一课题时将数据输入，用完就撤走。（2）由应用程序管理数据：数据需要由应用程序自己管理，没有相应的软件系统负责数据的管理工作。（3）数据不能共享：数据是面向应用的，一组数据只能对应一个程序。当多个应用程序涉及某些相同的数据时，由于必须各自定义，无法互相利用、互相参照，因此程序与程序之间有大量的冗余数据。（4）数据不具有独立性：程序与数据之间的一一对应关系。数据的逻辑结构或物理结构改变后，必须对应用程序做相应的修改。1.1数据管理技术的发展历史文件系统阶段背景：20世纪50年代后期到60年代中期，硬件方面已有外存，计算机系统方面已有不同类型的操作系统。但是由于这时数据的组织仍然是面向程序，存在大量的数据冗余，无法有效地进行数据共享。文件系统阶段的特点：优点：（1）数据可以长期保存：数据可以组织成文件长期保存在计算机中反复使用。（2）由文件系统管理数据：文件系统把数据组织成内部有结构的记录，实现“按文件名访问，按 记录进行存取”的管理技术。缺点：（1）数据共享性差，冗余度大：在文件系统中，一个文件基本上对应于一个应用，即文件是面向 应用的。当不同的应用使用部分相同的数据时，也必须建立各自的文件不能共享相同的数据。（2）数据独立性差：文件系统中的文件是为某一特定应用服务的，要相对现有的数据再增加一些 新的应用会很困难，系统不容易扩充。一旦数据的逻辑结构发生改变，就必须修改应用程序， 修改文件结构的定义。1.1数据管理技术的发展历史数据库管理阶段背景：20世纪60年代后期，计算机用于管理的规模越来越大，此时有大容量磁盘，硬件价格下降，软件价格则上升，为编制和维护系统软件及应用程序所需的成本相对增加。在这种背景下，为解决多用户、多应用共享数据的需求，使数据为尽可能多的应用服务，数据库技术便应运而生，出现了统一管理数据的专用软件系统——数据库管理系统/(DBMS)。从文件系统到数据库系统，标志着数据管理技术的飞跃。数据库管理阶段特点（1）数据结构化：数据库系统实现了整体数据的结构化，这是数据库的最主要的特征之一（2）数据的共享性高，冗余度低，易扩充：因为数据是面向整体的，所以数据可以被多个用户、多个应用共享使用（3）数据独立性高:包括数据的物理独立性和逻辑独立性。物理独立性是指数据在磁盘上的数据库中如何存储是由DBMS管理的。逻辑独立性是指用户的应用程序与数据库的逻辑结构是相互独立的（4）数据由数据库管理系统统一管理和控制:数据库系统中的数据由DBMS来进行统一的控制和管理，所有应用程序对数据的访问都要交给DBMS来完成。1.1数据管理技术的发展历史人工管理阶段文件管理阶段数据库管理阶段时间20世纪50年代中期以前20世纪50年代后期到60年代中期20世纪60年代后期背景计算机主要用于科学计算，硬件方面没有外存。计算机系统软件的状况是没有操作系统，没有管理数据的软件硬件方面已有外存，计算机系统方面已有不同类型的操作系统。硬件方面出现大容量磁盘，硬件价格下降。计算机管理数据的规模不断扩大典型特征数据不被保存应用程序管理数据数据不能共享数据不具有独立性数据可以长期保存由文件系统管理数据文件系统缺点：（1）数据共享性差，冗余度大（2）数据独立性差（1）数据结构化（2）数据的共享性高，冗余度低，易扩充（3）数据独立性高（4）数据由数据库管理系统统一管理和控制1.2数据库系统相关的基本概念1.2.1数据数据