第4章数据库技术基础.ppt

2 技术基础_2.3 数据通信与计算机网络 第4章 数据库技术基础 ——引 言—— 数据库技术从20世纪60年代中期产生到今天仅仅40多年的历史，但却是计算机科学技术中发展最快的领域之一，也是应用最广的技术之一。从小型单项事务处理系统到大型信息系统，从联机事务处理到联机分析处理系统，从一般企业管理到计算机辅助设计与制造，越来越多的应用领域采用数据库存储和处理数据资源。 第4章 数据库技术基础 ——学习目的—— 通过本章的学习，了解数据库的基本概念，掌握数据库设计的基本方法和技巧；掌握数据组织的方法、文件系统的结构，熟悉数据模型、关系模式、数据库规范化等要领，重要掌握E—R模型。 4.1 文件组织 在管理信息系统中，数据的组织方式以及内在联系的表示方法直接决定着数据处理的效率。关于数据组织，我们可以从不同的角度进行理解。从层次上看，数据组织包括数据项、记录、文件、数据库四个层次；从方式上看，数据组织包括文件组织和数据库组织两种方式。 4.1.1 数据组织的层次 如下图所示，数据组织包括四个层次：数据项、记录、文件、数据库。 4.1.1 数据组织的层次 1. 数据项 数据项是组成数据系统的有意义的最小基本单位。它的作用是描述一个数据处理对象的某些属性。 2．记录 与数据处理的某一对象有关的一切数据项构成了该对象的一条记录。记录中能惟一地标志该记录的数据项称作主键。 3．文件 文件是相关（同类）记录的集合。 4．数据库 数据库是一定方式组织起来的逻辑相关的文件的集合。 4.1.1 数据组织的层次 例：学生数据的组织层次 4.1.2 文件组织 1.文件的概念： 数据文件（简称文件）是为了某一特定的目的而形成的同类记录的集合。随着计算机在数据处理上的应用，出现了文件系统。文件系统是负责存和管理文件的软件，它利用磁盘、磁带等大容量的外存设备作为存放文件的存储器，用户可以把一批数据定义成一个文件，通过文件系统命名，实现对文件的按名存取。  4.1.2 文件组织 2.文件的组织形式： ⑴ 顺序文件 顺序文件是指按记录进入文件的先后顺序存放、其逻辑顺序和物理顺序一致的文件。文件中的记录按主键的值递增（或递减）次序排序，形成其逻辑顺序。 ⑵ 索引文件 索引文件由文件数据区和索引表构成。文件数据区即文件本身；在文件本身外建立的一张索引表，它指明逻辑记录和物理记录之间的对应关系。索引表由若干索引项组成，一般索引项由主键和该键所在记录的物理地址组成。 ⑶ 散列文件 散列文件是利用散列存储方式组织的文件，亦称直接存取文件，即根据文件中关键字的特点，设计一个散列函数和处理冲突的方法，将记录散列到存储设备上。散列文件最常用的实现方法有直接地址法和相对键法。 4.1.3 数据库组织 数据库组织是比文件组织更高级的一种数据组织方式。由于文件系统的结构只限记录内部，因而仅能适用于单项应用的场合。对于一个组织的管理信息系统而言，要求从整体上解决问题，不仅要考虑某个应用的数据结构，而且要考虑全局数据结构。为了实现整个组织数据的结构化，就要求在数据组织结构中不仅能够描述数据本身，而且要能描述数据之间的关系（这正是数据库的特点）。因而在复杂的应用中，应采用数据库来组织数据 4.2 数据库技术 早在20世纪60年代，数据库技术作为现代信息系统基础的一门软件学科便应运而生了。现在，数据库技术已成为计算机领域中最重要的技术之一，它是软件学科中一个独立的分支。它的出现使得计算机应用渗透到工农业生产、商业、行政、教育、科学研究、工程技术和国防军事的各个部门。 4.2.1 数据库的由来和发展 数据库这个名词起源于20世纪50年代，当时美国为了战争的需要，把各种情报集中在一起，存入计算机，称为Information Base或Database。1963年美国Honeywell公司的IDS（Integrated Data Store）系统投入运行，揭开了数据库技术的序幕。1965年美国利用数据库帮助设计了阿波罗登月火箭，推动了数据库技术的产生。当时社会上产生了许多行行色色的Database或Databank，但基本上都是文件系统的扩充。1968年美国IBM公司推出了层次模型的IMS数据库系统，并于1969年形成产品；1969年，提出了COBOL语言的美国CODASYL（Conference on Date System Language，数据系统语言协会