数据库原理补.ppt

数据库在信息系统中的地位 数据库在信息系统中的地位 数据管理 对数据的分类、组织、编码、存储、检索和维护。 数据管理是MIS（管理信息系统）的中心问题 数据管理的必威体育精装版技术是数据库技术 数据库在信息系统中的地位 新趋向 应用由计算转向信息处理 数据量激增，并呈多样性 数字图书馆 交互视频 电子商务 Web …... 数据库在信息系统中的地位 数据库的应用领域 在计算机的三大主要应用（科学计算、过程控制和数据处理）领域中，数据处理迅速上升为计算机应用的主要方面。 管理系统（图书管理、教学管理、企业管理） 信息查询 辅助设计（素材库） 辅助教学（考试系统、测试训练） 专家系统（人工智能，如下棋软件、医疗系统） 数据库在信息系统中的地位 市场前景 四大支柱 操作系统、网络、计算机语言、数据库 两大热门 网络、数据库。 无所不在的数据管理 数据管理的发展阶段 数据结构 （数据库中的数据是按结构存放的） 逻辑结构 数据之间存在的逻辑关系 表、树、图、数组… 物理结构 数据在计算机内的存储方式 顺序方式、链接方式… 数据管理的发展阶段 数据独立性 当数据的结构发生变化时，通过系统提供的映象（转换）功能，使应用程序不必改变 数据的物理独立性 当数据的存储结构改变时，应用程序不必改变 数据的逻辑独立性 当数据的逻辑结构改变时，应用程序不必改变 数据管理的发展阶段 人工管理阶段（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） 人工管理阶段 背景 计算机主要用于科学计算 数据量小、结构简单，如高阶方程、曲线拟和等 外存为顺序存取设备 磁带、卡片、纸带，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 用户用机器指令编码，通过纸带机输入程序和数据，程序运行完毕后，由用户取走纸带和运算结果，再让下一用户上机操作 人工管理阶段 特点 数据不保存 由于当时计算机主要用于科学计算，一般不需要将数据长期保存（数据是一次性使用），只在计算某一课题时将数据输入，用完就撤走。 应用程序管理数据 数据需要由应用程序管理，没有相应的软件系统负责数据的管理工作。应用程序中不仅要规定数据的逻辑结构，而且要设计物理结构（包括存储结构、存取方法、输入输出等），这就造成程序中存取数据的子程序随着数据存取机制的改变而改变，使数据与程序之间不具有相对独立性，给程序的设计和维护都带来了一定的麻烦。 人工管理阶段 特点 数据不共享 数据面向程序，一组数据只能对应一个程序。当数据在存储上稍有改变，就要修改程序。程序与数据相互结合成一体，互相依赖，数据和程序的独立性差。当多个应用程序涉及某些相同的数据时，由于无法互相利用，因此数据就会重复存储，出现大量的冗余数据。 人工管理阶段 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 直接存取设备（DASD） 无须顺序存取 由地址直接访问所需记录 有了专门管理数据的软件，一般称为文件系统 文件存储空间的管理 目录管理 文件读写管理 文件保护 向用户提供操作接口 文件系统阶段 特点 数据可以长期保存 由于计算机大量用于数据处理，数据需要长期保存在外存上反复进行查询、修改、插入和删除等操作。 由文件系统管理数据 由专门的软件即文件系统进行数据管理。文件系统把数据组织成相互独立的数据文件，利用“按文件名访问，按记录进行存取”的管理技术，可以对文件进行修改、插入和删除的操作。文件系统实现了记录内的结构性，但整体无结构。文件系统充当应用程序和数据之间的一种接口（使程序和数据分离），使应用程序和数据都具有一定的独立性。这样，程序员可以集中精力于算法，而不必过多地考虑物理细节。这可以大大节省维护程序的工作量。 文件系统阶段 文件系统阶段 特点 数据共享性差、冗余度大 在文件系统中，一个文件基本对应一个应用程序，即文件仍然是面向应用的。当不同的应用程序具有部分相同的数据时，也必须建立各自的文件（因为是按记录进行存取的），而不能共享相同的数据。因此数据的冗余度大，浪费存储空间。同时由于相同数据的重复存储，各自管理，容易造成数据的不一致性（同一数据在不同文件中的值不一样），给数据的修改和维护带来了困难。 文件系统阶段 特点 数据的独立性差 在文件系统中，由于数据文件之间是孤立的，不能反映现实世界中事物之间的相互联系。同时，由于数据文件与应用程序之间缺乏独立性，使得应用系统不宜扩充。 文件系统阶段 数据库系统阶段 背景 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，力求降低