數(shù)據(jù)庫基本概念第1頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月課程說明課程總學時(理論學時/實驗學時)：50(28/22)考核方式：平時（到課率+作業(yè)+實驗）40%+期末成績60%教材：《Oracle數(shù)據(jù)庫基礎及應用》，李占波、李妍主編，清華大學出版社，2013。第2頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月課程說明教學目的與要求：本課程通過介紹Oracle數(shù)據(jù)庫基本操作、體系結構與數(shù)據(jù)庫基本管理使學生初步掌握大型數(shù)據(jù)庫的基本原理，了解大型數(shù)據(jù)庫的管理方法，使學生熟練掌握Oracle數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)下的SQL語言運用及PL/SQL程序設計。第3頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月目錄第一部分：Oracle數(shù)據(jù)庫基礎與安裝配置第1章數(shù)據(jù)庫基礎概念第2章ORACLE11g簡介第3章ORACLE11g的安裝和卸載第4章ORACLE數(shù)據(jù)庫管理工具第5章SQL*Plus命令第4頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月目錄第二部分：Oracle數(shù)據(jù)庫管理及SQL語言基礎

第6章SQL*Plus命令第7章SQL查詢語句第三部分：SQL函數(shù)、事務管理及存儲管理第8章常用SQL函數(shù)及Oracle事務管理第10章管理表空間和文件第5頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月目錄第四部分：方案對象管理第9章PL/SQL編程基礎第11章表的管理第12章視圖、索引的管理第13章存儲過程和觸發(fā)器的管理第6頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月目錄第五部分：用戶與權限管理及備份第14章用戶與權限管理第15章備份與恢復

第六部分：實例操作第16章Oracle數(shù)據(jù)庫應用實例第7頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月第1章數(shù)據(jù)庫基礎概念第8頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月教學內容：1.1數(shù)據(jù)庫技術概述1.2關系數(shù)據(jù)庫1.3關系數(shù)據(jù)庫的范式理論1.4常見的關系數(shù)據(jù)庫教學要求：

1、掌握關系數(shù)據(jù)庫2、掌握數(shù)據(jù)庫范式理論3、了解數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的特點第9頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月數(shù)據(jù)庫技術產生于20世紀六七十年代，伴隨著計算機技術的產生和發(fā)展而發(fā)展，是計算機技術在各行各業(yè)的數(shù)據(jù)管理技術的延伸、滲透、發(fā)展的產物在計算機技術應用領域，數(shù)據(jù)庫技術也是一門專業(yè)性很強的學科，它涉及到操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)結構、程序設計等多領域的知識1.1數(shù)據(jù)庫技術概述第10頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月1.1.1數(shù)據(jù)庫基本概念1.數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)（data）是描述事物的符號，其類型是多種多樣的，如數(shù)字、文字、圖形、聲音等。2.信息

信息（Information）是客觀存在的事物，是通過物質載體所產生的消息、情報等。數(shù)據(jù)信息加工處理圖1-1：數(shù)據(jù)和信息的關系第11頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月3.數(shù)據(jù)庫（DB，DataBase）數(shù)據(jù)庫是按一定的數(shù)據(jù)模型組織、描述和存儲在計算機內的、有組織的、可共享的數(shù)據(jù)集合。4.數(shù)據(jù)管理數(shù)據(jù)管理是指對數(shù)據(jù)的收集、整理、組織、存儲、維護、計算、檢索、傳送、加密等操作。數(shù)據(jù)管理技術的優(yōu)劣，將直接影響數(shù)據(jù)處理的效率第12頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月5.數(shù)據(jù)庫用戶

數(shù)據(jù)庫的設計、維護、使用必然會涉及到很多人員,統(tǒng)稱為數(shù)據(jù)庫的用戶?？梢园催@些人員使用數(shù)據(jù)庫的角度，將他們分成幾類：(1)數(shù)據(jù)庫管理員（DBA，DatebaseAdministrator）決定數(shù)據(jù)庫中的信息內容和結構；決定數(shù)據(jù)庫的存儲結構和存取策略；定義數(shù)據(jù)的安全性要求和完整性約束條件；監(jiān)控數(shù)據(jù)庫的使用和運行；數(shù)據(jù)庫的性能改進；定期對數(shù)據(jù)庫進行重組和重構，以提高性能(2)系統(tǒng)分析員和數(shù)據(jù)庫設計人員系統(tǒng)分析員：>>負責應用系統(tǒng)的需求分析和規(guī)范說明；>>和用戶及DBA結合，確定系統(tǒng)的硬軟件配置并參與數(shù)據(jù)

庫系統(tǒng)概要設計

數(shù)據(jù)庫設計人員：>>負責數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的確定、數(shù)據(jù)庫各級模式的設計>>必須參加用戶需求調查和系統(tǒng)分析，然后進行數(shù)據(jù)庫設計(3)應用程序員按照DBA、系統(tǒng)分析員撰寫的用戶需要分析，負責設計應用程序的結構，并利用程序設計語言、開發(fā)工具來編寫、調試、維護嵌入了SQL語言的數(shù)據(jù)庫應用程序。(4)用戶指最終使用數(shù)據(jù)庫應用程序的人員，如超市收銀員、火車售票員等。他們一般不直接使用DBMS，而是通過運行由應用程序員精心設計并具有友好界面的應用程序來查詢、更新數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)。

第13頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月6.數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DBMS，DataBaseManagementSystem）

DBMS是位于操作系統(tǒng)與用戶（應用軟件）之間的一組數(shù)據(jù)管理軟件，它提供了對數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一管理和控制的功能，包括存儲管理、安全性管理、完整性管理、數(shù)據(jù)備份和恢復功能等，它是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的核心。用戶對數(shù)據(jù)庫提出的訪問請求都是由DBMS來處理的。第14頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫操作系統(tǒng)DBMS應用程序1應用程序m……用戶1用戶2……用戶n應用程序員DBA負責圖1-2：DBMS、數(shù)據(jù)庫以及用戶之間的關系第15頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月數(shù)據(jù)庫基本功能數(shù)據(jù)定義語言（DDL，DataDefinitionLanguage）

用于描述數(shù)據(jù)庫的結構（如表、索引、約束等），以便存儲數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)操作語言（DML，DataManipulationLanguage）用于對數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進行操作（如查詢、添加、刪除、更新等）數(shù)據(jù)控制語言（DCL，

DataControlLanguage）用于規(guī)定用戶對數(shù)據(jù)庫的操作權限，監(jiān)控用戶的操作、防范不軌意圖、提供事務處理功能保證數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的一致性，執(zhí)行數(shù)據(jù)庫的備份、恢復、轉儲、加密功能。性能和效率低監(jiān)控與優(yōu)化通過提供一些工具軟件，對數(shù)據(jù)庫的性能和效率進行監(jiān)控，給出進行優(yōu)化的方案以供參考。第16頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月7.數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)

數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是應用數(shù)據(jù)庫技術進行數(shù)據(jù)管理的計算機系統(tǒng)。它由計算機硬件系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)、數(shù)據(jù)和用戶組成，其中軟件系統(tǒng)包括操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)和應用程序系統(tǒng)，屬于應用平臺。第17頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月早期的計算機主要用于科學計算，當它在面對的是數(shù)量驚人的各種數(shù)據(jù)。為了有效地管理和利用這些數(shù)據(jù)，就產生了計算機的數(shù)據(jù)處理技術，經(jīng)歷了三個階段：人工管理階段、文件系統(tǒng)階段、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段。1.1.2數(shù)據(jù)管理的發(fā)展階段第18頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月人工管理階段20世紀50年代中期以前，計算機的數(shù)據(jù)處理技術采用的是人工處理技術，主要特點是:數(shù)據(jù)不保存應用程序管理數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)不具有共享性數(shù)據(jù)不具有獨立性應用程序1應用程序2應用程序n數(shù)據(jù)1數(shù)據(jù)2數(shù)據(jù)n…圖1-3：人工管理階段應用程序與數(shù)據(jù)之間的關系第19頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月文件系統(tǒng)階段20世紀50年代中期到60年代后期進入了文件系統(tǒng)階段，主要特點為：數(shù)據(jù)可以長期保存有文件系統(tǒng)管理數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)共享性差數(shù)據(jù)獨立性應用程序1應用程序2應用程序n數(shù)據(jù)1數(shù)據(jù)2數(shù)據(jù)n…存取方法…操作系統(tǒng)負責圖1-4：文件系統(tǒng)階段應用程序與數(shù)據(jù)之間的關系第20頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月數(shù)據(jù)庫管理階段20世紀60年代后期以后至今，為了克服文件系統(tǒng)的缺點，人們對文件系統(tǒng)進行了擴充，研制了一種結構化的數(shù)據(jù)組織和處理方式，即數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，進入了數(shù)據(jù)庫管理階段：數(shù)據(jù)結構化數(shù)據(jù)存取靈活數(shù)據(jù)共享性高、冗余度低數(shù)據(jù)安全可靠數(shù)據(jù)獨立性高應用程序1應用程序2應用程序n…DBMS數(shù)據(jù)庫圖1-5：數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)管理階段應用程序與數(shù)據(jù)之間的關系第21頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月從數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的角度看，數(shù)據(jù)庫通常采用模式、外模式、內模式三級結構：模式：又稱邏輯模式。DB的全局邏輯結構。是對數(shù)據(jù)庫中全部數(shù)據(jù)的整體邏輯結構的描述。外模式：又稱子模式或用戶模式。DB的局部邏輯結構。它是用戶與數(shù)據(jù)庫的接口，是用戶用到的那部分數(shù)據(jù)的描述。內模式：又稱存儲模式。它是數(shù)據(jù)庫在物理存儲方面的描述。1.1.3數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級模式及二級映像第22頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月為了能夠在內部實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫三級模式之間的聯(lián)系和轉換，數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)在這三級模式之間提供了兩層映像：外模式／模式映像：定義該外模式與模式之間的對應關系。作用是當模式發(fā)生變化時，可通過修改映像使外模式保持不變，從而使應用程序不必修改，保證了程序和數(shù)據(jù)的邏輯獨立性。1.1.3數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級模式及二級映像第23頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月為了能夠在內部實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫三級模式之間的聯(lián)系和轉換，數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)在這三級模式之間提供了兩層映像：模式／內模式映像：定義DB全局邏輯結構和存儲結構之間的對應關系。作用是當存儲結構發(fā)生變化時，可修改映像使邏輯結構保持不變，從而使應用程序不必修改，保證了數(shù)據(jù)與程序的物理獨立性。1.1.3數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級模式及二級映像第24頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月主語言+DDL主語言+DDL主語言+DDL主語言+DDL主語言+DDL外模式A內模式外模式B數(shù)據(jù)庫模式/內模式映像模式外模式/模式映像B外模式/模式映像ADBMSOS由數(shù)據(jù)庫管理員建立和維護圖1-6：數(shù)據(jù)庫的三級體系結構第25頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月關系數(shù)據(jù)庫是建立在關系模型基礎上的數(shù)據(jù)庫，它由一些相關的表和其他數(shù)據(jù)庫對象組成。關系數(shù)據(jù)模型是關系數(shù)據(jù)庫的基礎。它由數(shù)據(jù)庫結構、關系運算、完整性約束條件三部分組成。創(chuàng)建和使用關系數(shù)據(jù)庫的主要工具是ＳＱＬ語言。這個定義包含幾層含義：建立在關系模型基礎上。信息被存放在表（二維表）中。表之間是相互關聯(lián)的。除了表之外，還有其他數(shù)據(jù)庫對象，如索引、視圖、存儲過程等。1.2關系數(shù)據(jù)庫第26頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月現(xiàn)實世界信息世界機器世界=====>=====>抽象轉換建立概念模型便于用戶和DB設計人員交流建立數(shù)據(jù)模型便于機器實現(xiàn)圖1-7：信息的三個世界及其關系為了用計算機來處理現(xiàn)實世界的事物，首先需要把這些事務抽象為一種既不依賴于某一具體的計算機，又不受某一具體DBMS所左右的信息世界的概念模型，然后再把該概念模型轉換為某一具體DBMS所支持的計算機世界的數(shù)據(jù)模型。1.2關系數(shù)據(jù)庫第27頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月概念模型是在信息世界中為研究“過程和關系”所建立的較為抽象的模型，它是一種不依賴于計算機軟件、硬件的具體實現(xiàn)的一種模型。在信息世界中，常使用實體-聯(lián)系方法（Entity-RelationshipApproach，簡稱E-R方法）來研究和描述邏輯模型（數(shù)據(jù)的邏輯結構）

1.2.1概念模型第28頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月E-R方法包含如下三個要素：實體：客觀存在并且可以相互區(qū)別的“事物”稱為實體。用矩形表示屬性：描述實體的“特征”稱為該實體的屬性。用橢圓表示聯(lián)系：實體之間的聯(lián)系。用菱形表示聯(lián)系有三種類型：一對一（1：1）類型一對多（1：m）類型多對多（m：n）類型。1.2.1概念模型第29頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月關系模型是在概念模型的基礎上所建立的適用于具體數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)的一種數(shù)據(jù)模型。關系模型是目前最重要的一種數(shù)據(jù)模型。它是實體、屬性、關系在數(shù)據(jù)庫中的具體體現(xiàn)。為了將概念模型轉換為關系模型，需要將實體映射為數(shù)據(jù)庫表，將屬性映射為數(shù)據(jù)序列，將關系映射為表的主鍵或外鍵。1.2.2關系模型第30頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月關系模型包含以下特點和術語：1.數(shù)據(jù)結構數(shù)據(jù)結構是研究存儲在數(shù)據(jù)庫中的對象類型的集合，這些對象類型是數(shù)據(jù)庫的組成部分。在關系模型中，無論是實體還是關系都是由二維表表示的。二維表由行和列組成，一行表示該實體的一個實例，一列表示該實體的一個屬性。1.2.2關系模型第31頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月關系模型包含以下特點和術語：2.數(shù)據(jù)操作數(shù)據(jù)操作是指對數(shù)據(jù)庫中各種對象的實例允許執(zhí)行的操作的集合，包括操作和有關操作規(guī)則。關系模型中的數(shù)據(jù)操作主要是插入、刪除、修改、查詢數(shù)據(jù)。這些操作必須滿足關系的完整性約束條件。1.2.2關系模型第32頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月關系模型包含以下特點和術語：3.關系完整性約束數(shù)據(jù)的約束條件是完整性規(guī)則的集合，用以限定符合數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)庫狀態(tài)以及狀態(tài)的變化，以保證數(shù)據(jù)的正確、有效和相容。數(shù)據(jù)模型中的數(shù)據(jù)及其聯(lián)系都要遵循完整性規(guī)則的制約。例如，主鍵不為空，每月最多有31天等等。1.2.2關系模型第33頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月關系模型包含以下特點和術語：4.關系應滿足的條件二維表中每一列都是類型相同的數(shù)據(jù)；列不可重名；列的順序可以任意安排；行的順序可以任意安排；表中任意兩行不能完全相同，即沒有重復行；表中的列不包含其他數(shù)據(jù)項，即不允許表中表。1.2.2關系模型第34頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月關系數(shù)據(jù)庫主要包括如下功能：1.數(shù)據(jù)定義數(shù)據(jù)定義構成數(shù)據(jù)庫的三級模式、兩級映像；定義數(shù)據(jù)的完整性、安全性等約束規(guī)則；定義為了保證數(shù)據(jù)庫操作權限的用戶口令和存取權限等。2.數(shù)據(jù)操縱數(shù)據(jù)操縱實現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的操縱。基本操作是檢索(查詢)、更新(插入、刪除、修改)。1.2.3數(shù)據(jù)庫功能第35頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月3.數(shù)據(jù)庫的運行管理安全性控制：防止未經(jīng)授權的用戶蓄意、無意地存取數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)，以免數(shù)據(jù)的泄露、更改、破壞。完整性約束：保證數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)及語義的正確性、有效性，以免數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)之間的關系被破壞。并發(fā)控制：能夠正確處理多用戶、多任務環(huán)境下的操作。數(shù)據(jù)庫的恢復：當數(shù)據(jù)庫被破壞或數(shù)據(jù)不正確時，系統(tǒng)有能力把數(shù)據(jù)庫恢復到正確的狀態(tài)。1.2.3數(shù)據(jù)庫功能第36頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月4.數(shù)據(jù)庫的存儲管理數(shù)據(jù)庫中需要存放兩大類數(shù)據(jù)：應用數(shù)據(jù)和描述數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)庫應用分門別類地組織、存儲、管理這些數(shù)據(jù)，確定以何種文件結構、存取方式來物理地組織這些數(shù)據(jù)，以便提高存儲空間的利用率、操作的時間效率等。1.2.3數(shù)據(jù)庫功能第37頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月5.數(shù)據(jù)庫接口數(shù)據(jù)庫需要提供與其他軟件系統(tǒng)進行交互、通信、操作的接口，以便提供其開放性，否則ODBC（開放數(shù)據(jù)庫連接）就無法實現(xiàn)。1.2.3數(shù)據(jù)庫功能第38頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月在關系數(shù)據(jù)庫中，范式就是在關系數(shù)據(jù)庫中構造數(shù)據(jù)庫時必須遵循一定的規(guī)則。目前關系數(shù)據(jù)庫有6種范式：第一范式（1NF）、第二范式（2NF）、第三范式（3NF）、第四范式（4NF）、BCNF和第五范式（5NF）。滿足最低要求的范式是第一范式（1NF）。一般說來，