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数据库原理与技术刘瑞lr@buaa.edu.cn 课程目标 了解，并掌握数据库系统的基本概念，原理和方法。 掌握关系数据模型及关系数据语言，能熟练应用SQL语言表达各种数据操作。 掌握数据库设计的理论和方法，初步具备使用、开发数据库应用系统的能力。 了解当前数据库领域研究的主要内容，为将来从事数据库及其相关领域的研究和开发打下基础。 主要参考书 数据库系统概论（第三版） 萨师煊 王珊 高等教育出版社 2000 数据库系统原理 李建中 王珊 电子工业出版社 1998 Silberschatz，Database System Concepts，机械工业出版社 A First Course in Database Systems, Second Edition J.D. Ullman and J. Widom; Prentice Hall, 2002 王能斌主编，数据库系统，电子工业出版社，1997年 第一章数据库系统概述 信息 信息是指现实世界事物的存在方式或运动状态的反映。具体地说，信息是一种已经被加工为特定形式的数据，这种数据形式对接收者来说是有意义的，而且对当前和将来的决策具有明显的或实际的价值。在信息社会中，信息是一种资源，其重要性可以与物质和能量相提并论，是企业赖以生存和发展所必须的。 数据 数据是将现实世界中的各种信息记录下的、可以识别的符号，是信息的载体，信息的具体表示形式。数据可用多种不同的形式来表示一种同样的信息，信息不随它的数据形式不同而改变。 数据的表现形式多种多样，不仅有我们熟知的数字和文字，还可以有图形、图像、声音等形式。 信息与数据 信息与数据的联系 数据是信息的符号表示，或称载体； 信息是数据的内涵，是数据的语义解释。 数据是符号化的信息。 信息是语义化的数据。 例，一幅图像 数据——彩色位图点阵 信息——微软产品 数据处理 数据处理实际上就是利用计算机进行数据处理的过程。该过程包括：数据的采集、整理、编码和输入，有效地把数据组织到计算机中，由计算机系统对数据进行一系列的加工、储存、合并、分类、计算、检索、传输、输出等操作过程。其目的是从大量原始数据中抽取和推导出对人们有价值的信息，以作为行动和决策的依据。 数据库 所谓数据库是长期储存在计算机内的、有组织的、可共享的数据集合。数据库中的数据按一定的数据模型组织、存储和描述，由DBMS统一管理，多用户共享。 数据库系统 数据库系统是指一个计算机存储记录的系统。即，它是一个计算机系统，该系统的目标是存储信息并支持用户检索和更新所需要的信息。它通常由数据库，软件，硬件，用户几个部分组成。 数据库管理系统 是一个通用的软件系统，由一组计算机程序构成。它能够对数据库进行有效的管理，并为用户提供了一个软件环境，方便用户使用数据库中的信息。 数据定义功能 数据操纵功能 数据库的运行管理功能 数据库的建立和维护功能 数据处理的三个阶段 人工处理阶段（50年代中期以前） 文件系统阶段（50年代后期---60年代中期） 数据库系统阶段（60年代后期开始） 人工处理阶段 背景： 计算机主要用于科学计算。 外存只有磁带、卡片、纸带等，没有磁盘等直接存取设备。 没有操作系统，没有数据管理软件。 人工处理阶段（续I） 特点： 数据不保存 应用程序管理数据 数据不共享 数据不具有独立性 人工处理阶段（续II） 文件系统阶段 背景： 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。 文件系统阶段（续I） 特点： 数据以文件的形式长期保存。文件形式多样化（索引文件、链接文件、直接存取文件、倒排文件等）。 一个数据文件对应一个或几个用户程序，还是面向应用的，具有一定的共享性。 由文件系统管理数据。通过文件系统提供存取方法，支持对文件的基本操作（增、删、改、查等），用户程序不必考虑物理细节。数据的存取基本上以记录为单位。 数据与程序有一定的独立性，因为文件的逻辑结构与存储结构由系统进行转换，数据在存储上的改变不一定反映在程序上。 文件系统阶段（续II） 文件系统阶段的缺点 数据冗余和不一致 数据访问困难 数据孤立 数据独立性差 文件系统阶段的缺点（续I） 完整性问题 原子性问题 并发访问异常 安全性问题 数据库系统阶段 背景： 大规模数据管理。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。 数据库系统阶段（续I） 数据库观点：数据不是依赖于处理过程的附属品，而是现实世界中独立存在的对象。 数据库系统阶段（续II） 数据库系统的特点 面向全组织的结构