2023/1/14ftt@1第1章

數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)概論提綱四個(gè)基本概念——數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)庫(kù)、DBMS、DBS數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域回溯——數(shù)據(jù)管理的發(fā)展階段數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)特點(diǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的組成核心——數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)三級(jí)模式兩級(jí)映像與數(shù)據(jù)獨(dú)立性2023/1/14wyyang@21.2數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展四個(gè)基本概念數(shù)據(jù)Data數(shù)據(jù)庫(kù)DB數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)DBMS數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)DBS數(shù)據(jù)庫(kù)管理技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的特點(diǎn)2023/1/14ftt@3四個(gè)基本概念數(shù)據(jù)Data數(shù)據(jù)庫(kù)DataBase，DB數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)DataBaseManagementSystem,DBMS數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)DataBaseSystem,DBS（數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)）2023/1/14ftt@4數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)(Data)是數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)的基本對(duì)象數(shù)據(jù)的定義描述事物的符號(hào)記錄數(shù)據(jù)的種類文字、圖形、圖象、聲音數(shù)據(jù)的特點(diǎn)數(shù)據(jù)與其語(yǔ)義是不可分的2023/1/14ftt@5數(shù)據(jù)舉例學(xué)生檔案中的學(xué)生記錄（李明，男，1972，江蘇，計(jì)算機(jī)系，1990）數(shù)據(jù)的形式不能完全表達(dá)其內(nèi)容數(shù)據(jù)的解釋（數(shù)據(jù)字典）語(yǔ)義：學(xué)生姓名、性別、出生年月、籍貫、所在系別、入學(xué)時(shí)間解釋：李明是個(gè)大學(xué)生，1972年出生，江蘇人，1990年考入計(jì)算機(jī)系請(qǐng)給出另一個(gè)解釋和語(yǔ)義2023/1/14ftt@6數(shù)據(jù)庫(kù)（舉例）2023/1/14ftt@7數(shù)據(jù)庫(kù)人們收集并抽取出一個(gè)應(yīng)用所需要的大量數(shù)據(jù)之后，應(yīng)將其保存起來以供進(jìn)一步加工處理，進(jìn)一步抽取有用信息數(shù)據(jù)庫(kù)的定義數(shù)據(jù)庫(kù)（Database，簡(jiǎn)稱DB）是長(zhǎng)期儲(chǔ)存在計(jì)算機(jī)內(nèi)、有組織的、可共享的大量數(shù)據(jù)集合數(shù)據(jù)庫(kù)的特征數(shù)據(jù)按一定的數(shù)據(jù)模型組織、描述和儲(chǔ)存可為各種用戶共享冗余度較小數(shù)據(jù)獨(dú)立性較高易擴(kuò)展2023/1/14ftt@8數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)什么是DBMS數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)（DatabaseManagementSystem，簡(jiǎn)稱DBMS）是位于用戶與操作系統(tǒng)之間的一層數(shù)據(jù)管理軟件。DBMS的用途科學(xué)地組織和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)、高效地獲取和維護(hù)數(shù)據(jù)2023/1/14ftt@9數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)什么是數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)（DatabaseSystem，簡(jiǎn)稱DBS）是指在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中引入數(shù)據(jù)庫(kù)后的系統(tǒng)構(gòu)成。在不引起混淆的情況下常常把數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)簡(jiǎn)稱為數(shù)據(jù)庫(kù)。數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的構(gòu)成由數(shù)據(jù)庫(kù)、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)（及其開發(fā)工具）、應(yīng)用系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)管理員（和用戶）構(gòu)成。2023/1/14ftt@10數(shù)據(jù)管理的發(fā)展階段人工管理階段（50年代中期以前）文件系統(tǒng)階段（50年代后期---60年代中期）數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)階段（60年代后期開始）數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)VS文件系統(tǒng)軟件發(fā)展趨勢(shì)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的特點(diǎn)2023/1/14ftt@11數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展階段各階段的技術(shù)及應(yīng)用背景計(jì)算機(jī)應(yīng)用范圍外存儲(chǔ)設(shè)備數(shù)據(jù)管理軟件各個(gè)階段的差別體現(xiàn)誰(shuí)管理數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)面向誰(shuí)數(shù)據(jù)與應(yīng)用的獨(dú)立性2023/1/14ftt@12數(shù)據(jù)管理技術(shù)發(fā)展的三個(gè)階段132023/1/14ftt@手工階段文件系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)特點(diǎn)：數(shù)據(jù)不保存、沒有管理軟件、沒有文件概念、數(shù)據(jù)面向具體應(yīng)用特點(diǎn)：以文件形式存放、有了文件系統(tǒng)、程序與數(shù)據(jù)有一定的獨(dú)立性、記錄為單位、數(shù)據(jù)冗余大、面向特定程序服務(wù)特點(diǎn)：數(shù)據(jù)是公用的、共享度高、獨(dú)立性高、專用管理系統(tǒng)功能更強(qiáng)各發(fā)展階段的主要討論點(diǎn)（一）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

邏輯結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)之間存在的邏輯關(guān)系表、樹、圖、數(shù)組…物理結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)內(nèi)的存儲(chǔ)方式順序方式、鏈接方式…2023/1/14ftt@14課程號(hào)課程名學(xué)分先修課1001數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)410031002數(shù)據(jù)庫(kù)310011003PASCAL4各發(fā)展階段的主要討論點(diǎn)（二）數(shù)據(jù)獨(dú)立性當(dāng)數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化時(shí)，通過系統(tǒng)提供的映象（轉(zhuǎn)換）功能，使應(yīng)用程序不必改變數(shù)據(jù)的物理獨(dú)立性當(dāng)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)改變時(shí)，應(yīng)用程序不必改變數(shù)據(jù)的邏輯獨(dú)立性當(dāng)數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)改變時(shí)，應(yīng)用程序不必改變2023/1/14ftt@15人工管理階段背景計(jì)算機(jī)主要用于科學(xué)計(jì)算數(shù)據(jù)量小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，如高階方程、曲線擬和等外存為順序存取設(shè)備磁帶、卡片、紙帶，沒有磁盤等直接存取設(shè)備沒有操作系統(tǒng)，沒有數(shù)據(jù)管理軟件用戶用機(jī)器指令編碼，通過紙帶機(jī)輸入程序和數(shù)據(jù)，程序運(yùn)行完畢后，由用戶取走紙帶和運(yùn)算結(jié)果，再讓下一用戶上機(jī)操作2023/1/14ftt@16人工管理階段特點(diǎn)用戶完全負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)管理工作數(shù)據(jù)的組織、存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)、存取方法、輸入輸出等數(shù)據(jù)完全面向特定的應(yīng)用程序每個(gè)用戶使用自己的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)不保存，用完就撤走無(wú)共享、冗余度極大數(shù)據(jù)與程序沒有獨(dú)立性程序中存取數(shù)據(jù)的子程序隨著存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)的改變而改變數(shù)據(jù)無(wú)結(jié)構(gòu)2023/1/14ftt@17人工管理階段2023/1/14ftt@18訪問訪問訪問數(shù)據(jù)1數(shù)據(jù)2數(shù)據(jù)n程序1程序2程序n文件系統(tǒng)階段背景計(jì)算機(jī)不但用于科學(xué)計(jì)算，還用于管理外存有了磁盤、磁鼓等直接存取設(shè)備直接存取設(shè)備（DASD）無(wú)須順序存取由地址直接訪問所需記錄有了專門管理數(shù)據(jù)的軟件，一般稱為文件系統(tǒng)文件存儲(chǔ)空間的管理目錄管理文件讀寫管理文件保護(hù)向用戶提供操作接口2023/1/14ftt@19文件系統(tǒng)階段特點(diǎn)系統(tǒng)提供一定的數(shù)據(jù)管理功能存取方法（索引文件、鏈接文件、直接存取文件、倒排文件等）支持對(duì)文件的基本操作（增、刪、改、查等），用戶程序不必考慮物理細(xì)節(jié)數(shù)據(jù)的存取基本上以記錄為單位數(shù)據(jù)仍是面向應(yīng)用的一個(gè)數(shù)據(jù)文件對(duì)應(yīng)一個(gè)或幾個(gè)用戶程序數(shù)據(jù)共享性差、冗余度大數(shù)據(jù)與程序有一定的獨(dú)立性文件的邏輯結(jié)構(gòu)與存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)由系統(tǒng)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，數(shù)據(jù)在存儲(chǔ)上的改變不一定反映在程序上記錄內(nèi)有結(jié)構(gòu),整體無(wú)結(jié)構(gòu)2023/1/14ftt@20文件系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)記錄內(nèi)有結(jié)構(gòu)。數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)是靠程序定義和解釋的。數(shù)據(jù)只能是定長(zhǎng)的?？梢蚤g接實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)變長(zhǎng)要求，但訪問相應(yīng)數(shù)據(jù)的應(yīng)用程序復(fù)雜了。文件間是獨(dú)立的，因此數(shù)據(jù)整體無(wú)結(jié)構(gòu)?？梢蚤g接實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)整體的有結(jié)構(gòu)，但必須在應(yīng)用程序中對(duì)描述數(shù)據(jù)間的聯(lián)系。數(shù)據(jù)的最小存取單位是記錄。2023/1/14ftt@21文件系統(tǒng)階段2023/1/14ftt@22數(shù)據(jù)1數(shù)據(jù)2數(shù)據(jù)n存取方式程序1程序2程序n文件系統(tǒng)階段缺點(diǎn)2023/1/14ftt@23補(bǔ)貼系別姓名學(xué)號(hào)勞資科住址系別性別姓名學(xué)號(hào)房產(chǎn)科學(xué)位學(xué)分系別姓名學(xué)號(hào)學(xué)籍科學(xué)位出身年齡系別性別姓名學(xué)號(hào)人事科用C語(yǔ)言讀取數(shù)據(jù)文件的例子：#include<stdio.h>#include<stdlib.h>Voidmain(){ charname[20]; introllno,age; FILE*fp; fp=fopen(“c:\student.dat”,”r”); while(!feof(fp)) { fscanf(fp,”%d%s%d”,&rollno,&name,&age); printf(“\nRollNo.:%d”,rollno); printf(“\nName:%s”,name); printf(“\nAge:%d”,age); } fclose(fp)}2023/1/14ftt@24文件系統(tǒng)階段缺點(diǎn)數(shù)據(jù)與程序的獨(dú)立性差文件系統(tǒng)的出現(xiàn)并沒有從根本上改變數(shù)據(jù)與程序緊密結(jié)合的狀況，數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)改變則必須修改應(yīng)用程序文件系統(tǒng)只是解脫了程序員對(duì)物理設(shè)備存取的負(fù)擔(dān)，它并不理解數(shù)據(jù)的語(yǔ)義，只負(fù)責(zé)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的語(yǔ)義信息只能由程序來解釋，也就是說，數(shù)據(jù)收集以后怎么組織，以及數(shù)據(jù)取出來之后按什么含義應(yīng)用，只有全權(quán)管理它的程序知道。一個(gè)應(yīng)用若想共享另一個(gè)應(yīng)用生成的數(shù)據(jù)，必須同另一個(gè)應(yīng)用溝通，了解數(shù)據(jù)的語(yǔ)義與組織方式2023/1/14ftt@25文件系統(tǒng)階段缺點(diǎn)（續(xù)）數(shù)據(jù)的共享性差，冗余度大數(shù)據(jù)面向應(yīng)用即使不同應(yīng)用程序所需要的數(shù)據(jù)有部分相同時(shí)，也必須建立各自的文件，而不能共享相同的數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)孤立數(shù)據(jù)分散管理，許多文件，許多數(shù)據(jù)格式數(shù)據(jù)的不一致性由于數(shù)據(jù)存在很多副本，給數(shù)據(jù)的修改與維護(hù)帶來了困難，容易造成數(shù)據(jù)的不一致性2023/1/14ftt@26文件系統(tǒng)階段缺點(diǎn)（續(xù)）數(shù)據(jù)查詢困難記錄之間無(wú)聯(lián)系應(yīng)用自己編程實(shí)現(xiàn)對(duì)每個(gè)查詢都重新編碼數(shù)據(jù)完整性難于保證2023/1/14ftt@27數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)階段背景計(jì)算機(jī)管理的數(shù)據(jù)量大，關(guān)系復(fù)雜，共享性要求強(qiáng)（多種應(yīng)用、不同語(yǔ)言共享數(shù)據(jù)）外存有了大容量磁盤，光盤軟件價(jià)格上升，硬件價(jià)格下降，編制和維護(hù)軟件及應(yīng)用程序成本相對(duì)增加，其中維護(hù)的成本更高，力求降低2023/1/14ftt@28數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)階段特點(diǎn)有了數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)面向全組織，面向現(xiàn)實(shí)世界獨(dú)立性較強(qiáng)由DBMS統(tǒng)一存取，維護(hù)數(shù)據(jù)語(yǔ)義及結(jié)構(gòu)2023/1/14ftt@29數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)階段數(shù)據(jù)庫(kù)觀點(diǎn)數(shù)據(jù)不是依賴于處理過程的附屬品，而是現(xiàn)實(shí)世界中獨(dú)立存在的對(duì)象2023/1/14ftt@30數(shù)據(jù)1統(tǒng)一存取數(shù)據(jù)2數(shù)據(jù)n程序2程序1程序n2023/1/14ftt@31學(xué)號(hào)姓名性別系別年齡住址出身學(xué)位學(xué)分補(bǔ)貼學(xué)籍科房產(chǎn)科人事科勞資科示例

S(SNO,SNAME,STATUS,CITY) P(PNO,PNAME,COLOR,WEIGHT,CITY) J(JNO,JNAME,CITY) SPJ(SNO,PNO,JNO,QTY) S表示供應(yīng)商，它的各屬性依次為供應(yīng)商號(hào)，供應(yīng)商名，供應(yīng)商狀態(tài)值，供應(yīng)商所在城市；

P表示零件，它的各屬性依次為零件號(hào)，零件名，零件顏色，零件重量，零件存放的城市；

J表示工程，它的各屬性依次為工程號(hào)，工程名，工程所在城市；

SPJ表示供貨關(guān)系，它的各屬性依次為供應(yīng)商號(hào)，零件號(hào)，工程號(hào)，供貨數(shù)量。2023/1/14ftt@32供應(yīng)商項(xiàng)目零件供應(yīng)示例查詢“北京的所有工程”“供應(yīng)紅色零件給北京的工程的供應(yīng)商”維護(hù)“不允許供應(yīng)不存在的零件”2023/1/14ftt@33示例——基于文件系統(tǒng)文件系統(tǒng)如何來組織？分別組織幾個(gè)文件，存儲(chǔ)各類對(duì)象的記錄系統(tǒng)不支持文件間的聯(lián)系，由應(yīng)用程序負(fù)責(zé)查詢表達(dá)及數(shù)據(jù)的維護(hù)2023/1/14ftt@34示例——基于數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)（關(guān)系）數(shù)據(jù)統(tǒng)一按表結(jié)構(gòu)存放，設(shè)為S，P，J，SPJ查詢：只需提查詢要求，由系統(tǒng)完成查詢過程

SELECTSNO FROMP,J,SPJ WHERESPJ.JNO=J.JNO ANDSPJ.PNO=P.PNO ANDJ.CITY=“BEIJING” ANDP.COLOR=“RED”

維護(hù)：應(yīng)用提出完整性約束，系統(tǒng)自動(dòng)檢查

CREATETABLESPJ(……, FOREIGNKEY(PNO)REFERENCESP(PNO),……)2023/1/14ftt@35數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)vs文件系統(tǒng)文件系統(tǒng)的弱點(diǎn)記錄之間無(wú)聯(lián)系難于維護(hù)數(shù)據(jù)的完整性數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的用武之地有查詢整體數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化效率兩面觀運(yùn)行效率開發(fā)效率2023/1/14ftt@36文件系統(tǒng)數(shù)據(jù)管理應(yīng)用應(yīng)用文件系統(tǒng)應(yīng)用數(shù)據(jù)管理應(yīng)用數(shù)據(jù)管理數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的特點(diǎn)DBMS統(tǒng)一管理和控制數(shù)據(jù)面向全組織的復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)支持全企業(yè)的應(yīng)用而不是某一個(gè)應(yīng)用數(shù)據(jù)整體結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)反映了客觀事物間的本質(zhì)聯(lián)系，而不是著眼于面向某個(gè)應(yīng)用，是有結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)。這是數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的主要特征之一，與文件系統(tǒng)的根本差別。文件系統(tǒng)只是記錄的內(nèi)部有結(jié)構(gòu)，一個(gè)文件的記錄之間是個(gè)線性序列，記錄之間無(wú)聯(lián)系數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)用數(shù)據(jù)模型描述，無(wú)需程序定義和解釋。數(shù)據(jù)可以變長(zhǎng)。數(shù)據(jù)的最小存取單位是數(shù)據(jù)項(xiàng)。2023/1/14ftt@37數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的特點(diǎn)（續(xù)）數(shù)據(jù)的冗余度小，易擴(kuò)充數(shù)據(jù)面向整個(gè)系統(tǒng)，而不是面向某一應(yīng)用，數(shù)據(jù)集中管理，數(shù)據(jù)共享，因此冗余度小節(jié)省存儲(chǔ)空間，減少存取時(shí)間，且可避免數(shù)據(jù)之間的不相容性和不一致性每個(gè)應(yīng)用選用數(shù)據(jù)庫(kù)的一個(gè)子集，只要重新選取不同子集或者加上一小部分?jǐn)?shù)據(jù)，就可以滿足新的應(yīng)用要求，這就是易擴(kuò)充性2023/1/14ftt@38數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的特點(diǎn)（續(xù)）具有較高的數(shù)據(jù)和程序的獨(dú)立性高度的物理獨(dú)立性和一定的邏輯獨(dú)立性把數(shù)據(jù)庫(kù)的定義和描述從應(yīng)用程序中分離出去數(shù)據(jù)描述是分級(jí)的（全局邏輯、局部邏輯、存儲(chǔ)）數(shù)據(jù)的存取由系統(tǒng)管理，用戶不必考慮存取路徑等細(xì)節(jié)，從而簡(jiǎn)化了應(yīng)用程序2023/1/14ftt@39數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的特點(diǎn)（續(xù)）統(tǒng)一的數(shù)據(jù)控制功能，數(shù)據(jù)共享程度高數(shù)據(jù)的安全性控制（Security）保護(hù)數(shù)據(jù)以防止不合法的使用所造成的數(shù)據(jù)泄露和破壞措施：用戶標(biāo)識(shí)與鑒定，存取控制數(shù)據(jù)的完整性控制（Integrity）數(shù)據(jù)的正確性、有效性、相容性措施：完整性約束條件定義和檢查并發(fā)控制（Concurrency）對(duì)多用戶的并發(fā)操作加以控制、協(xié)調(diào)，防止其互相干擾而得到錯(cuò)誤的結(jié)果并使數(shù)據(jù)庫(kù)完整性遭到破壞措施：封鎖數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)（Recovery）2023/1/14ftt@401.3數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的構(gòu)成數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的軟硬件層次數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的主要成分?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)2023/1/14ftt@41數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的軟硬件層次2023/1/14ftt@42硬件操作系統(tǒng)DBMS，編譯系統(tǒng)應(yīng)用開發(fā)工具軟件應(yīng)用系統(tǒng)PB,VB,VCDELPHYOracle,Db2,Sybase,SQLServer,MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的主要成分硬件大內(nèi)存，放得下OS，DBMS核心，系統(tǒng)緩沖區(qū)，用戶工作區(qū)等大容量、直接存取的外存設(shè)備作數(shù)據(jù)備份的磁帶軟件OS，DBMS，高級(jí)語(yǔ)言編譯系統(tǒng)及其與數(shù)據(jù)庫(kù)的接口，應(yīng)用開發(fā)工具，應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)據(jù)目標(biāo)數(shù)據(jù)：數(shù)據(jù)本身描述數(shù)據(jù)：元數(shù)據(jù)（meta-data)，數(shù)據(jù)字典描述數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)描述數(shù)據(jù)的含義和性質(zhì)，以便更好地理解、管理和使用數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)示例 數(shù)據(jù)：圖書館中的書籍元數(shù)據(jù)：標(biāo)題、作者、關(guān)鍵詞、ISBN號(hào)2023/1/14ftt@43數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的主要成分（續(xù)）用戶最終用戶通過應(yīng)用系統(tǒng)的用戶接口（菜單等）使用數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用程序員基于外模式來編寫應(yīng)用程序系統(tǒng)分析員負(fù)責(zé)應(yīng)用系統(tǒng)的需求分析和規(guī)范定義，確定系統(tǒng)的軟硬件配置，參與數(shù)據(jù)庫(kù)模式設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)管理員DBA（含數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)者）負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)庫(kù)的全面管理和控制2023/1/14ftt@44數(shù)據(jù)庫(kù)管理員（DBA）DBA的重要性重要資源維護(hù)整個(gè)組織的信息資源共享資源多用戶共享，需要統(tǒng)一管理、協(xié)調(diào)、監(jiān)控DBA職責(zé)建庫(kù)方面（數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)者）確定模式、外模式、存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)、存取策略負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的整理和裝入用庫(kù)方面定義完整性約束條件規(guī)定數(shù)據(jù)的保密級(jí)別、用戶權(quán)限監(jiān)督和控制數(shù)據(jù)庫(kù)的運(yùn)行情況制定后援和恢復(fù)策略，負(fù)責(zé)故障恢復(fù)改進(jìn)方面監(jiān)督分析系統(tǒng)的性能（空間利用率，處理效率）數(shù)據(jù)庫(kù)重組織，物理上重組織，以提高性能數(shù)據(jù)庫(kù)重構(gòu)造，設(shè)計(jì)上較大改動(dòng)，模式和內(nèi)模式修2023/1/14ftt@45數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)（DBMS）DBMS概念DBMS主要功能DBMS構(gòu)成DBMS語(yǔ)言系統(tǒng)DBMS工作過程2023/1/14ftt@462023/1/14ftt@47索引數(shù)據(jù)文件統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)字典事務(wù)管理器應(yīng)用程序目標(biāo)代碼嵌入式DML預(yù)編譯器DML編譯器DDL解釋器查詢計(jì)算引擎應(yīng)用界面應(yīng)用程序查詢數(shù)據(jù)庫(kù)模式初級(jí)用戶程序設(shè)計(jì)人員熟練用戶數(shù)據(jù)庫(kù)管理員數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)查詢處理器存儲(chǔ)管理器用戶緩沖區(qū)管理器文件管理器磁盤存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)DBMS概念負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)庫(kù)的定義、建立、操作、管理和維護(hù)的軟件系統(tǒng)。目的：保證數(shù)據(jù)安全可靠的、提高數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用的簡(jiǎn)明性和方便性。工作機(jī)理：把用戶對(duì)數(shù)據(jù)的操作轉(zhuǎn)化為對(duì)系統(tǒng)存儲(chǔ)文件的操作，有效地實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)三級(jí)之間的轉(zhuǎn)化。2023/1/14ftt@48DBMS的主要功能數(shù)據(jù)庫(kù)定義功能DDL語(yǔ)言（DataDescriptionLanguage）描述外模式、模式、內(nèi)模式（源模式）模式翻譯程序把源模式翻譯成目標(biāo)模式，存入數(shù)據(jù)字典中2023/1/14ftt@49源模式模式翻譯程序數(shù)據(jù)字典目標(biāo)模式數(shù)據(jù)存取功能DML語(yǔ)言（DataManipulationLanguage）對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索、插入、修改、刪除DML類型宿主型DML不獨(dú)立使用，嵌入到高級(jí)語(yǔ)言（主語(yǔ)言）程序中使用自含型獨(dú)立使用，交互式命令方式DML語(yǔ)句執(zhí)行方式宿主型預(yù)編譯和增強(qiáng)編譯自含型解釋執(zhí)行2023/1/14ftt@50數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)行管理并發(fā)控制、存取控制、完整性約束條件檢查和執(zhí)行，日志組織和管理，事務(wù)管理和自動(dòng)恢復(fù)數(shù)據(jù)組織、存儲(chǔ)和管理用戶數(shù)據(jù)、索引、數(shù)據(jù)字典的組織、存儲(chǔ)和管理，包括文件結(jié)構(gòu)、存取方式、數(shù)據(jù)之間聯(lián)系的實(shí)現(xiàn)等數(shù)據(jù)庫(kù)的建立和維護(hù)功能數(shù)據(jù)的裝入、轉(zhuǎn)換、卸出，數(shù)據(jù)庫(kù)的轉(zhuǎn)儲(chǔ)、恢復(fù)、性能監(jiān)視和分析等2023/1/14ftt@51DBMS構(gòu)成DBMS是程序的集合。組成DBMS的每一個(gè)程序都有自己的功能，一個(gè)或幾個(gè)程序一起完成DBMS的一件工作，或一個(gè)程序完成基建工作。2023/1/14ftt@52DBMS的層次結(jié)構(gòu)2023/1/14ftt@53操作系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層數(shù)據(jù)存取層語(yǔ)言翻譯處理層數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用層數(shù)據(jù)文件，數(shù)據(jù)字典，索引，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，提供數(shù)據(jù)頁(yè)操作DDL，DML，查詢計(jì)算引擎，提供關(guān)系、視圖接口事務(wù)，日志，封鎖，存取路徑，提供單元組接口執(zhí)行物理文件的讀寫操作DBMS的運(yùn)行過程2023/1/14ftt@54系統(tǒng)緩沖區(qū)應(yīng)用程序用戶工作區(qū)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)字典數(shù)據(jù)庫(kù)操作系統(tǒng)911121710582，3，61.用戶向DBMS發(fā)出調(diào)用數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)的命令2.DBMS對(duì)命令進(jìn)行語(yǔ)法檢查、語(yǔ)義檢查、存取權(quán)限檢查，決定是否執(zhí)行該命令3.DBMS執(zhí)行查詢優(yōu)化，把命令轉(zhuǎn)換為一串單記錄的存取操作序列4.執(zhí)行存取操作序列（反復(fù)執(zhí)行以下各步，直至結(jié)束）5.DBMS首先在緩沖區(qū)內(nèi)查找記錄，若找到轉(zhuǎn)10，否則轉(zhuǎn)66.DBMS查看存儲(chǔ)模式，決定從哪個(gè)文件存取哪個(gè)物理記錄7.DBMS根據(jù)6的結(jié)果，向操作系統(tǒng)發(fā)出讀取記錄的命令8.操作系統(tǒng)執(zhí)行讀取數(shù)據(jù)的命令9.操作系統(tǒng)將數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)區(qū)送到系統(tǒng)緩沖區(qū)10.DBMS根據(jù)用戶命令和數(shù)據(jù)字典的內(nèi)容導(dǎo)出用戶所要讀取的數(shù)據(jù)格式11.DBMS將數(shù)據(jù)記錄從系統(tǒng)緩沖區(qū)傳送到用戶工作區(qū)12.DBMS將執(zhí)行狀態(tài)信息返回給用戶2023/1/14ftt@55RDBMS分類：PC型：DbasefoxbasefoxproVFP、Access等大型（服務(wù)器型）：MSSQLServer、Oracle、Sybase、DB2、MySQL等等。2023/1/14ftt@56數(shù)據(jù)管理、開發(fā)應(yīng)用程序界面的功能兼而有之非常專業(yè)于數(shù)據(jù)管理，不涉及用戶界面1.4數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的三級(jí)結(jié)構(gòu)兩級(jí)獨(dú)立性2023/1/14ftt@57數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)允許用戶邏輯的處理數(shù)據(jù)、而不必涉及這些數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)中是怎樣存放，在數(shù)據(jù)組織和用戶應(yīng)用之間提供某種程度的獨(dú)立性。實(shí)現(xiàn)方法—模式的分級(jí)為了提高數(shù)據(jù)的物理獨(dú)立性和邏輯獨(dú)立性，使數(shù)據(jù)庫(kù)的用戶觀點(diǎn)（即用戶看到的數(shù)據(jù)庫(kù)）與數(shù)據(jù)庫(kù)的物理方面（即實(shí)際存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)庫(kù)）區(qū)分開來，數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的模式是分級(jí)的。數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)三級(jí)模式結(jié)構(gòu)CODASYL（ConferenceOnDataSystemLanguage,美國(guó)數(shù)據(jù)系統(tǒng)語(yǔ)言協(xié)商會(huì)）提出模式、外模式、存儲(chǔ)模式三級(jí)模式的概念。三級(jí)模式之間有兩級(jí)映象。2023/1/14ftt@58數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的三級(jí)結(jié)構(gòu)兩級(jí)獨(dú)立性2023/1/14ftt@59數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)模式模式外模式2外模式n外模式1應(yīng)用A應(yīng)用B應(yīng)用C應(yīng)用D應(yīng)用E外模式/模式映象模式/內(nèi)模式映象…數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)劃分為三抽象級(jí)：用戶級(jí)、概念級(jí)、物理級(jí)用戶級(jí)數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)應(yīng)于外模式最接近于用戶的一級(jí)數(shù)據(jù)庫(kù)，是用戶看到和使用的數(shù)據(jù)庫(kù)，又稱用戶視圖。不同的用戶視圖可以互相重疊，用戶的所有操作都是針對(duì)用戶視圖進(jìn)行。2023/1/14ftt@60概念級(jí)數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)應(yīng)于概念模式，也稱模式介于用戶級(jí)和物理級(jí)之間，使所有用戶視圖的最小并集，是數(shù)據(jù)庫(kù)管理員看到和使用的數(shù)據(jù)庫(kù)，又稱DBA視圖。一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)可由多個(gè)不同的用戶視圖，每個(gè)用戶視圖由數(shù)據(jù)庫(kù)某一部分的抽象表示所組成。一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)只存在一個(gè)DBA視圖，它把數(shù)據(jù)庫(kù)作為一個(gè)整體的抽象表示。概念級(jí)模式把用戶視圖有機(jī)地結(jié)合成一個(gè)整體，綜合平衡考慮所有用戶要求。實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的一致性、最大限度降低數(shù)據(jù)冗余、準(zhǔn)確地反映數(shù)據(jù)間的聯(lián)系。2023/1/14ftt@61物理級(jí)數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)應(yīng)于內(nèi)模式數(shù)據(jù)庫(kù)的底層表示，它描述數(shù)據(jù)的實(shí)際存儲(chǔ)組織，是最接近于物理存儲(chǔ)的級(jí)，又稱內(nèi)部視圖物理級(jí)數(shù)據(jù)庫(kù)并不是真正的物理存儲(chǔ)，而是最接近于物理存儲(chǔ)的級(jí)。2023/1/14ftt@62數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)兩級(jí)獨(dú)立性：邏輯獨(dú)立性、物理獨(dú)立性三個(gè)抽象級(jí)間通過兩級(jí)映射（根據(jù)一定的對(duì)立規(guī)則）進(jìn)行相互轉(zhuǎn)換，使得數(shù)據(jù)庫(kù)的三級(jí)形成一個(gè)統(tǒng)一整體。映射隔離了各層之間的相互影響，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)獨(dú)立性。各層間的映射能力決定數(shù)據(jù)獨(dú)立性程度不是所有數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)都具有三級(jí)結(jié)構(gòu)兩級(jí)獨(dú)立性的特點(diǎn)。2023/1/14ftt@63物理獨(dú)立性存在于概念模式和內(nèi)模式之間的映射轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)物理獨(dú)立性說明物理組織發(fā)生變化時(shí)應(yīng)用程序的獨(dú)立程度示例：改變存儲(chǔ)設(shè)備或引進(jìn)新的存儲(chǔ)設(shè)備改變數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)位置改變存儲(chǔ)記錄的體積改變數(shù)據(jù)組織方式2023/1/14ftt@64邏輯獨(dú)立性存在于外模式和概念模式之間的映射轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)邏輯獨(dú)立性。說明概念模式發(fā)生變化時(shí)應(yīng)用程序的獨(dú)立程度示例：在模式中增加新的記錄類型，只要不破壞原有記錄類型之間的聯(lián)系在原有記錄類型之間增加新的聯(lián)系在某些記錄類型中增加新的數(shù)據(jù)項(xiàng)2023/1/14ftt@65邏輯獨(dú)立性比物理獨(dú)立性更難實(shí)現(xiàn)示例：在模式中刪除了應(yīng)用程序所需的某個(gè)記錄類型在模式中刪除了應(yīng)用程序所需的某個(gè)記錄類型中的某個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)改變模式中記錄類型之間的聯(lián)系，引起與應(yīng)用程序?qū)?yīng)的子模式的變化等2023/1/14ftt@66數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的三級(jí)模式（總結(jié)）外模式，子模式模式，概念模式內(nèi)模式，存儲(chǔ)模式外模式/模式映象模式/內(nèi)模式映象2023/1/14ftt@67外模式(Sub-Schema)用戶的數(shù)據(jù)視圖是數(shù)據(jù)的局部邏輯結(jié)構(gòu)，模式的子集模式(Schema)所有用戶的公共數(shù)據(jù)視圖是數(shù)據(jù)庫(kù)中全體數(shù)據(jù)的全局邏輯結(jié)構(gòu)和特性的描述內(nèi)模式(StorageSchema)又稱存儲(chǔ)模式是數(shù)據(jù)的物理結(jié)構(gòu)及存儲(chǔ)方式2023/1/14ftt@68外模式/模式映象定義某一個(gè)外模式和模式之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，映象定義通常包含在各外模式中當(dāng)模式改變時(shí)，修改外模式/模式映象，使外模式保持不變，從而應(yīng)用程序可以保持不變，稱為數(shù)據(jù)的邏輯獨(dú)立性模式/內(nèi)模式映象定義數(shù)據(jù)邏輯結(jié)構(gòu)與存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)改變時(shí)，修改模式/內(nèi)模式映象，使模式保持不變，從而應(yīng)用程序可以保持不變，稱為數(shù)據(jù)的物理獨(dú)立性一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，只有一個(gè)模式，一個(gè)內(nèi)模式，但可以有多個(gè)外模式，所以一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的模式/內(nèi)模式映像唯一，外模式/模式映像不唯一。2023/1/14ftt@69數(shù)據(jù)庫(kù)模式2023/1/14ftt@70S(S#,SNAME,SEX,AGE,ADDRESS,CREDIT,DEGREE)S(S#,SNAME,ADDRESS)學(xué)籍科S(S#,SNAME,CREDIT)房產(chǎn)科視圖視圖模式2023/1/14ftt@71S(S#,SNAME,SEX,AGE,ADDRESS,CREDIT,DEGREE)S(S#,SNAME,ADDRESS)學(xué)籍科S(S#,SNAME,CREDIT)房產(chǎn)科B(S#,SNAME,SEX,AGE,ADDRESS,CREDIT)M(S#,SNAME,SEX,AGE,ADDRESS,CREDIT,DISSERTATION)視圖視圖視圖模式模式第1章回顧幾個(gè)概念數(shù)據(jù)技術(shù)發(fā)展的三個(gè)階段DBMS的主要功能DBS的組成數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的三級(jí)模式2023/1/14ftt@72幾個(gè)概念DB：數(shù)據(jù)庫(kù)（Database),DB是統(tǒng)一管理的相關(guān)數(shù)據(jù)的集合。DBMS：數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)（DatabaseManagementSystem)，DBMS是位于用戶與操作系統(tǒng)之間的一層數(shù)據(jù)管理軟件，為用戶或應(yīng)用程序提供訪問DB的方法，包括DB的建立、查詢、更新及各種數(shù)據(jù)控制。DBMS總是基于某種數(shù)據(jù)模型，可以分為層次型、網(wǎng)狀型、關(guān)系型、面向?qū)ο笮虳BMS。DBS：數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)（DatabaseSystem),DBS是實(shí)現(xiàn)有組織地