3_数据库基本知识(精品·公开课件).ppt

第3章 关系数据库基本知识 数据库系统: 发展、系统组成 数据模型：概念和常用模型 关系数据库：基本原理和知识 关系数据库的理论基础：关系代数 3.1 数据库系统 3.1.1数据库技术的发展 1. 第一代数据库系统（20世纪60~70年代） 网状模型数据库和层次模型数据库为代表。实现了数据管理的“集中控制与数据共享”这一基本目标。主要代表产品： 1963，美国GE的Bachman等人开发成功世界上第一个网状数据库系统IDS。 1969，美国IBM的第一个商品化层次数据库管理系统IMS。 1969～1970，美国CODASYL提出了DBTG报告，建立了以网状数据库模型为基础的数据库系统概念。 主要特点：支持三级抽象模型的体系结构；用存取路径（指针）来表示数据间的联系；数据定义语言和数据操作语言相对独立，数据库语言采用过程性导航式语言。 2. 第二代数据库系统（20世纪70~80年代） 20世纪70年代初，关系数据模型的提出，关注和争论。以 E.F.Codd为代表的理论研究成果获得肯定。 代表产品： 1976，IBM公司System R， 并先后推出了SQL/DS（1982年）和DB2（1985年）两个商品化关系数据库系统。 1976，美国加州大学Berkeley分校开发INGRES，1981年商品化。 1979年美国ORACLE公司推出用于VAX小型机上的Oracle v2.0，第一次实现使用SQL语言的商品化关系数据库软件。 关系模型建立在严格的数学理论基础之上，它概念简单、清晰，易于用户理解和使用。 20世纪80年代以后逐渐走向成熟。一批商品化关系数据库软件：如Oracle、Sybase、Informix、INGRES、SQL Server等。 3. 新一代数据库系统（20世纪80年代以后） 信息管理的应用的新需求：例如存储和处理复杂对象、数据类型；海量、大对象数据的存取和计算；实现程序设计语言和数据库语言无缝地集成；等等。 技术发展主要特征： 1）面向对象的方法和技术与数据库技术的结合； 2）数据库技术与多学科技术的有机结合，如网络通讯技术、面向对象、并行计算、多媒体、人工智能、管理信息系统、决策支持系统等技术； 3）面向应用领域的数据库技术的研究，如异构数字资源管理、移动办公、分布式应用、电子商务、数字图书馆、知识管理等。 “应用驱动”和“技术驱动”相结合形成了新一代进入商业化应用的数据库管理系统的大家族。 3.1.2数据库系统 数据库系统（DataBase System，DBS）专指基于数据库来存储、管理、运行和应用信息的信息处理系统。 1. 数据库系统的组成 1）数据库（Data Base，DB ）长期存储在计算机内有结构的大量的共享的数据集合。 2）数据库管理系统（Database Management System，DBMS）。专门支持数据库创建、管理和使用的软件系统，在操作系统的支持下工作。它实现了科学地组织和存储数据，高效地获取和处理数据。 3）数据库相关人员： 数据库管理员（DataBase Administrator，DBA）：负责数据库的建立、使用和维护。保证数据库的安全、高效、正常运行。 系统分析员：负责应用系统的需求分析和规范说明，确定系统的软、硬件配置，完成数据库系统及数据库各级模式概要设计。 应用程序员：负责设计开发应用系统各功能模块的编程人员。 普通用户：数据库系统的最终用户，也是系统分析的参与者。 4）硬件。硬件主要是指计算机及外围设备。 5）软件。软件主要包括操作系统、各种开发工具、宿主语言等。 2.数据库系统的特点 1）数据集中管理。所有的数据按其内在联系集中存储在数据库中，由DBMS管理，能实现充分的共享，并发访问。 2）数据重复少。不但节省存储空间，更重要的是因为没有冗余，由修改而引起的数据不完整性问题可以减少或避免。 3）应用程序与数据独立。数据库按数据的关系检索信息，不受数据存储格式的影响，应用程序根据用户需要访问相关数据并按需提供信息服务。可以极大地增加应用程序的独立性，提高维护效率。 4）提供信息安全保障。DBMS提供统一的安全控制服务。数据库的访问者必须是数据库的合法用户，而且只能根据用户所具有的权限执行相应的操作。 3.1.3数据库管理系统DBMS 负责数据库中数据的存储、查找、增加、删除、修改操作，并维护数据的完整性、并发性、安全性等。 1.数据库管理系统主要的功能 1）数据定义功能。建立数据库以及定义数据库的模式结构、数据库的完整性约束规则和安全性控制方式等，这些信息存储在数据字典中，为数据库的运行管理提供基本依据。 2）数据操纵功能。实现对数据库的检索和更新（包括插入、删除和修改）操作。 3）数据库的运行管理功能。完成数据库运行时的控制和管理功能，包括