第4章 数据库系统概述.ppt

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* * * 数据库技术与应用 第4章 数据库系统概述 数据库系统概述 教 学 史令 刘江 编著 数据库技术与应用 珠海市斗门区广播电视大学 何康乐 4.1 计算机数据管理 4.1.1数据与数据管理 1.信息与数据 现实世界 信息世界 计算机世界 抽象 转换 图4-1 信息与数据既有联系又有区别 数据项 属性 特征 记录 实体 个体 计算机世界 信息世界 现实世界 表4.1 三个世界的术语对应表 2.数据处理与数据管理 数据(信息)处理,这里包括数据的获取、表示、组织、存储、加工/计算、转换、以及查询检索等技术,而其中数据的组织、存储等技术又属于数据(信息)管理,它们是数据处理的核心。 4.1 计算机数据管理 4.1.2数据管理技术的发展 计算机数据管理已经历了人工管理、文件管理和数据库管理三个阶段。 人工管理阶段 计算机主要用于科学计算:数据量小、结构简单; 外存为顺序存取设备:磁带、卡片、纸带; 没有操作系统,没有数据管理软件:用户用机器指令编码,通过纸带机输入程序和数据,程序运行完毕后,由用户取走纸带和运算结果,让下一用户上机操作。 访问 访问 访问 数据1 数据2 数据n 操作员甲 操作员乙 操作员丙 人工管理阶段 4.1 计算机数据管理 4.1.2数据管理技术的发展 文件系统管理阶段 计算机不但用于科学计算,还用于管理; 外存有了磁盘、磁鼓等直接存取设备; 有了专门管理数据的软件,一般称为文件系统; 特点 数据能够长期保存在磁盘上;有了提供文件与程序之间进行存取方法转换的软件;文件形式的多样化;数据存取以记录为单位。 数据1 数据2 数据n 存取方式 程序1 程序2 程序n 文件系统阶段 …… …… …… …… 4.1 计算机数据管理 4.1.2数据管理技术的发展 数据库管理阶段 计算机管理的数据量大,关系复杂,共享性要求强(多种应用、不同语言共享数据); 外存有了大容量磁盘,光盘; 软件价格上升,硬件价格下降,编制和维护软件及应用程序成本相对增加,其中维护的成本更高,力求降低; 学号 姓名 性别 系别 年龄 住址 出身 学位 学分 补贴 学籍科 房产科 人事科 劳资科 4.1 计算机数据管理 4.1.2数据管理技术的发展 数据库管理阶段 数据库系统阶段模型 数据1 统一存取 数据2 数据n 程序2 程序1 程序n …… 数据库管理 系统DBMS 4.1 计算机数据管理 4.1.3数据库系统的特征 表4.2 数据库应用系统与一般文件应用系统的特征对照 各文件的数据相互联系,从总体看是“有结构”的 各数据文件彼此独立,从整体看为“无结构”的 4 数据库内数据可由众多用户共享 文件中的数据一般由特定的用户专用 3 原则上可消除重复。为方便查询允许少量数据重复存储,但冗余度可以控制 每个用户拥有自己的数据,导致数据重复存储 2 数据独立于程序,强调数据的独立性 数据从属于程序,二者相互依赖 1 数 据 库 应 用 系 统 文 件 应 用 系 统 序号 4.2 数据模型与数据库类型 4.2.1数据模型 在现实世界中,经常以模型来模拟事物的主要特征。在数据库中,可以用数据模型(data model)来描述它的主要基本特征。第一代数据库多采用层次模型和网状模型;当前流行最广的是关系模型,属于第二代数据库。以对象-关系数据模型为代表的第三代数据库,也已在近几年崭露头角。数据模型是实现数据抽象的主要工具。数据模型通常由数据结构、数据操作和数据的完整性约束三部分组成。 1.数据结构 由数据项组成的记录,是一切数据库的基本结构。若干记录型,加上相关记录型之间的联系手段,一起构成为数据库的数据结构,代表了数据的静态特性。 2.数据操作 数据操作用于描述数据库系统的动态特性。它主要包括操作的种类与规则,有时还定义实现操作的语言。 查询操作 护操作:包括插入、删除和修改等操作。 3.完整性约束条件 为使数据库中的数据在任何时候都保持正确有效,还需要在数据操作中给定一组约束条件(constraints),称为完整性(integrity)规则。例如在学生数据库中,可规定“年龄至多为2位数值型整数;性别非男即女;学号不允许为‘空值’”等规则。 完整性规则通常包含数据正确性(correctness)和数据一致性(consistency)两个方面。 4.2 数据模型与数据库类型 4.2.2数据库系统的类型 1.格式化数据库系统 格式化数据库系统是对层次型数据库系统与网状型数据库系统两种类型的总称,又称非关系数据库系统。 2. 关系型数据库系统 1970年,IBM公司San Jose研究实验室的研究员科

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