第1章认识数据库详解.pptx

第1章 认识数据库 1.数据管理技术的发展 2.数据库系统组成及其结构 3.数据模型 1.1 数据管理技术的发展 数据处理 数据处理是对各种数据进行收集、储存、加工和传播等一系列活动的总和，其基本目的是从大量的、杂乱无章的、难以理解的数据中获取人们关心的信息，作为决策的依据。 数据管理 数据管理是指对数据进行分类、组织、编码、存储、检索和维护等操作，它是数据处理的中心问题。 数据管理技术经历的三个阶段 人工管理 文件系统 数据库系统 1.1.1 人工管理阶段 背景 时间：20世纪50年代中期以前是人工管理阶段。 计算机主要用于科学计算，数据量较少，通常不需要保存。 硬件方面，外存只有纸带、卡片、磁带，没有直接存取的存储设备。 软件方面，没有操作系统和管理软件。 数据处理方式是批处理。 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 图1-1 人工管理阶段应用程序与数据之间的关系 1.1.2 文件系统阶段 背景 时间：20世纪50年代后期至60年代中期 计算机被大量地用于数据管理 出现了磁盘、磁鼓等直接存取存储设备 出现了操作系统，而且有专门的数据管理软件，即文件系统 在处理方式上除了批处理之外，还出现了联机实时处理 特点 数据可以长期保存 由文件系统管理数据 数据共享性差、冗余度高 数据独立性差 编写应用程序生产率不高 文件之间数据孤立 不支持并发（Concurrent）访问 图1-2 应用程序与数据之间的关系 1.1.3 数据库系统阶段 背景 时间：20世纪60年代后期 计算机用于数据管理的规模更加庞大，应用范围越来越广泛，数据量急剧增加，对数据的共享要求也越来越强烈。 计算机具有了大容量的存储设备和高速的信息处理能力 硬件价格不断下降，软件价格不断上升 在处理方式上，联机实时处理要求更多，并开始提出和考虑分布处理。 特点 数据库技术的核心是引入了一个系统软件—数据库管理系统（Database Management System，DBMS），来对数据进行统一管理。 与人工管理和文件系统相比，数据库系统的特点主要体现在以下几方面。 数据库系统的特点 数据一体化、结构化 数据结构化是数据库系统与文件系统最根本的区别。 数据是按照某种数据模型组织起来的，不仅文件内部数据彼此相关，文件之间在结构上也有机地联系在一起。描述数据时不仅描述数据本身，更重要的还要描述数据之间的联系。 数据库的结构是面向全组织的复杂结构。 图1-3 数据库系统阶段应用程序与数据之间的关系 数据库系统的特点 数据共享性高、冗余度低，易扩充 。 数据独立性高 物理独立性 逻辑独立性 数据由DBMS统一管理和控制，提供更好的安全和保护 数据的安全性（Security）保护 数据的完整性（Integrity）检查 并发（Concurrency）控制 数据库恢复（Recovery） 1.2 数据库系统组成及其结构 数据库系统（Database System，DBS）是指在计算机系统中引入数据库后构成的系统。 一个数据库系统应当是可运行的，按照数据库方式存储、管理和向用户提供数据或信息支持的系统。 1.2.1 数据库系统的组成 数据库系统主要包括四个部分：数据库、硬件系统、软件系统和人员。 图1-4 数据库系统 图1-5 数据库系统层次结构 1. 数据库 数据库是长期存储在计算机内的、有组织的、可共享的综合性数据集合。数据库中的数据按照一定的模型组织、描述和存储，具有较小的数据冗余度、较高的数据独立性和易扩展性，并为各种用户所共享。 长期存储、有组织和可共享是数据库的三个基本特征。 2. 硬件系统 硬件系统是指存储和运行数据库系统的硬件设备，包括CPU、内存、大容量的辅助存储器及备份设备等。 计算机要有足够大的内存、外存和较高的通道能力，这些是数据库系统对硬件平台提出的基本要求。 3. 软件系统 数据库管理系统（DBMS） 数据库管理系统（DBMS）是数据库系统的核心，是介于操作系统和用户应用程序之间的一层数据管理软件，是一个帮助用户创建和管理数据库的程序集合。 数据定义 数据的组织、存储和管理 数据操纵 数据库运行管理 数据库的建立和维护 数据通信与转换 操作系统（OS） DBMS是建立在操作系统之上的，必须借助于操作系统才能实现数据库的访问。 应用开发工具 3. 软件系统 应用系统 应用系统是指为特定应用环境开发的数据库应用系统，其目的是为方便用户使用数据库提供接口和数据