第一章数据库系统简介.ppt

主讲：张炜 哈工大数据库研究中心 联系方式 地址 哈工大综合楼 806室 电话 0451ext. 807 Email weizhang@hit.edu.cn 目标 更好的理解和使用目前的商用数据库 Oracle, SQL Server, MySQL,etc 新的应用需要设计和实现新的数据库管理系统 gmail 目标 学习数据库系统的内部实现 怎样使数据库系统运行得更快、更安全 从不同的系统级别上理解什么将影响数据库应用的性能 了解数据库技术新发展 课程内容 36学时 第一部分：基本概念回顾 数据库系统概念 关系模型 第二部分：数据库系统实现技术 数据存储 查询处理与优化 事务管理与并发控制 学时与参考教材 学时：36学时 先修课：数据库系统导论，数据结构 参考教材： 1、Hector Garcia-Molina, Jeffrey D. Ullman, Jennifer Widom.《数据库系统实现》 2、Hector Garcia-Molina, Jeffrey D. Ullman, Jennifer Widom. 《数据库系统全书》，岳丽华等译，机械工业出版社，2003.10 3 、李建中、王珊编著 《数据库系统原理》，电子工业出版社 第一部分 基本概念回顾 数据库系统简介 关系模型 数据库系统结构 数据库系统概念 数据库 数据库是具有一定结构的、互相之间有一定联系的数据的有序集合。 具有逻辑关系和确定意义的数据集合 为了访问和修改而组织的、在长时期内保存的数据集合 针对明确的应用目标而设计、建立和加载的 表示了现实世界的某些方面 由DBMS统一管理，多用户共享 数据库系统概念 数据库管理系统DBMS DBMS是一个通用的软件系统，由一组系统程序构成，负责数据库的定义、管理、使用及操作维护。 系统软件 对数据库进行统一管理和控制 数据库系统 数据库系统是实现有组织地、动态地存储大量关联数据，方便用户访问的计算机软、硬件和数据资源组成的系统，它包括DB、DBA、DBMS等。 即带有数据库的整个计算机系统，包括硬件、软件、数据、人员 数据库系统的特点 面向全组织的复杂的数据结构 支持全企业的应用而不是某一个应用 数据反映了客观事物间的本质联系，而不是着眼于面向某个应用，是有结构的数据。这是数据库系统的主要特征之一，与文件系统的根本差别。文件系统只是记录的内部有结构，一个文件的记录之间是个线性序列，记录之间无联系 数据库系统的特点 数据的冗余度小，易扩充 数据面向整个系统，而不是面向某一应用，数据集中管理，数据共享，因此冗余度小 节省存储空间，减少存取时间，且可避免数据之间的不相容性和不一致性 每个应用选用数据库的一个子集，只要重新选取不同子集或者加上一小部分数据，就可以满足新的应用要求，这就是易扩充性 数据库系统的特点 具有较高的数据和程序的独立性 把数据库的定义和描述从应用程序中分离出去 数据描述是分级的（全局逻辑、局部逻辑、存储） 数据的存取由系统管理，用户不必考虑存取路径等细节，从而简化了应用程序 数据库系统的特点 统一的数据控制功能，数据共享程度高 数据的安全性控制（Security） 保护数据以防止不合法的使用所造成的数据泄露和破坏 措施：用户标识与鉴定，存取控制 数据的完整性控制（Integrity） 数据的正确性、有效性、相容性 措施：完整性约束条件定义和检查 并发控制（Concurrency） 对多用户的并发操作加以控制、协调，防止其互相干扰而得到错误的结果并使数据库完整性遭到破坏 措施：封锁 数据库模式 模式 对以格式化形式组织的数据库的描述和规定的信息集合 数据的抽象，数据的描述 数据库模式 模式的分级 为了提高数据的物理独立性和逻辑独立性，使数据库的用户观点，即用户看到的数据库，与数据库的物理方面，即实际存储的数据库区分开来，数据库系统的模式是分级的 数据库系统三级模式结构 CODASYL（Conference On Data System Language,美国数据系统语言协商会）提出模式、外模式、存储模式三级模式的概念。三级模式之间有两级映象 数据库模式 视图抽象 ? 外模式(Sub-Schema) 用户的数据视图 是数据的局部逻辑结构，模式的子集 概念抽象 ? 概念模式(Schema) 所有用户的公共数据视图 是数据库中全体数据的全局逻辑结构和特性的描述 物理抽象 ? 内模式(Storage Schema) 又称存储模式 是数据的物理结构及存储方式 数据库模式 数据库模式 外模式/概念模式映象 定义某一个外模式和概念模式之间的对应关系，映象定义通常包含在各外模式中 当概念模式改变时，修改外模式/概念模式映象，使外模式保持不变，从而应用程序可以保持不变，称为数据的逻辑独立性 概念