信息技术概论 教学课件 作者 骆耀祖 第 6 章 数据库系统与信息系统.ppt

第6章 数据库系统与信息系统 内容提要 本章介绍数据库系统的一般体系结构，概括介绍了关系系统。读者学完本章后，应了解数据库系统、数据库的体系结构和数据模型的基本概念，初步了解关系代数关系演算和SQL的基本概念，了解信息系统的基本概念。为今后学习数据库技术的详细内容奠定基础。 内容提要 6.1 数据库系统概述 6.2 数据模型 6.3 数据库设计 6.4 信息系统 6.1 数据库系统和数据模型 6.1.1 数据处理的历史 6.1.2 数据库的体系结构 6.1.1 数据处理的历史 1. 人工管理阶段 2.文件系统阶段 3. 数据库系统阶段 4. 高级数据库系统阶段 （1）分布数据库系统 （2）面向对象数据库技术 （3）智能数据库 6.1.2 数据库的体系结构 1. 数据库的三级体系结构 1975年，美国国家标准委员会ANSI所属的标准计划和要求委员会(StANDards Planning And Requirements Commitee，ANSI/SPARC) DBMS研究组公布了一个关于数据库标准报告。该报告提出的数据库管理系统的体系结构（称作ANSI/SPARC体系结构）分为三层：即内模式、概念模式和外模式。图6.1显示了数据库的三级体系结构和它们之间的联系。 （1）内模式（存储模式）也就是数据的物理存储方式； （2）外模式（用户模式）就是用户所看到的数据视图； （3）概念模式（公共逻辑模式，或称逻辑模式）是介于前两者之间的间接的层次。 图6.1 数据库体系结构 两层映射 为了实现三个抽象级别的联系和转换，DBMS在三层结构之间提供了两层映射： （1）外模式/模式映射。 通过外模式与模式之间的映象把描述局部逻辑结构的外模式与描述全局逻辑结构的模式联系起来，即把用户数据库与概念数据库联系起来。 （2）模式/内模式映射。 通过模式与内模式之间的映射，把描述全局逻辑结构的模式与描述物理结构的内模式联系起来，即把概念数据库与物理数据库联系起来。 2．数据库系统 数据库系统(Database Systems,简记为DBS)是一个复杂的系统，它是采用了数据库技术的计算机系统。因此数据库系统的含义已经不仅仅是一组对数据进行管理的软件（即通常称为数据库管理系统），也不仅仅是一个数据库。一个数据库系统是一个实际可运行的，按照数据库方式存储、维护和向应用系统提供数据或信息支持的系统。它是存储介质、处理对象和管理系统的集合体，通常由数据库、硬件、软件、数据库管理员组成。 图6.2 DBMS的功能和组成 一个数据库系统是由数据、软件、硬件和人员组成的一个集合体。 （1）数据库 （2）数据库系统硬件 （3）软件支持系统 （4）数据库管理员 (1)数据库 数据库是长期存储在计算机内、有组织的、可共享的数据集合。通常由两大部分组成：一部分是有关应用所需要的工作数据的集合，称作物理数据库，它是数据库的主体；另一部分是关于各级数据结构的描述，称作描述数据库，通常是由一个数据字典系统管理。 (2)数据库系统硬件 数据库系统对硬件也有一些特殊要求，因为操作系统、数据库管理系统的各功能部件及应用程序要存储在内存，还有数据库的各种表格、目录、系统缓冲区、各用户工作区及系统通信单元等都要占用内存。数据库系统通常要求大容量直接存取存储设备和较高的通道能力，要求处理机有较强的数据处理能力（如变字长运算、字符处理等）。 (3)软件支持系统 数据库软件主要包括操作系统、各种宿主语言、实用程序以及数据库管理系统等。数据库管理系统管理数据库的软件系统，它是在操作系统的文件系统基础上发展起来的，而且DBMS是在操作系统支持下工作的。为了开发应用系统，还要有应用开发支撑软件、各种宿主语言(如COBOL、PL/I、FORTRAN、C等)及其编译系统，这些语言应与数据库有良好的接口。 数据库应用设计的目标是按照用户的需求，利用DBMS提供的数据操作语言、程序设计语言或应用开发工具，设计菜单、表单、查询、报表和其他应用程序。 数据库和数据库应用是根据用户的需求设计的，而数据库管理系统是实现数据库和应用设计的工具软件，它是数据库软件开发商提供的商品化软件包。 （4）数据库管理员 管理、开发和使用数据库系统的人员主要有数据库管理员(DBA)、系统分析员、应用程序员和用户。数据库系统中不同人员涉及到不同的数据抽象级别，具有不同的数据视图。 非数据处理用户就是一般的业务人员，他们具体操作应用系统，通过应用系统的用户界面使用数据库来完成其业务活动。他们没有什么数据处理专业知识，其它各类人员的工作都是为了支持他们的，所以他们被称为最终（或终端）用户。 应用程序员负责设计应用系统的程序模块