PAGEPAGE2第1頁教案案首（總第10號）授課時間第周周（年月日）第節(jié)至第周周（年月日）第節(jié)授課地點授課學(xué)時2項目/任務(wù)簡介項目/任務(wù)名稱任務(wù)3-2數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)項目/任務(wù)目標(biāo)知識目標(biāo)能力目標(biāo)了解數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)能夠掌握數(shù)據(jù)庫的類型項目/任務(wù)分析能掌握數(shù)據(jù)庫的分類與關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的特征，并準(zhǔn)確表述關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的邏輯特征。理論教學(xué)內(nèi)容與方法講解案例分析實踐教學(xué)內(nèi)容與方法研討分析教學(xué)內(nèi)容與時間安排【組織教學(xué)】（2分鐘）【導(dǎo)入新課】（5分鐘）【講授新課】（50分鐘）【學(xué)生討論】（22分鐘）【布置作業(yè)】(1分鐘)參考資料《大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)》中國人民大學(xué)出版社教學(xué)過程（附教案紙3頁）教學(xué)過教學(xué)過程教師活動學(xué)生學(xué)習(xí)活動第3頁共3頁【組織教學(xué)】（2分鐘）查點人數(shù)，填寫學(xué)生考勤表【引入新課】（5分鐘）數(shù)據(jù)庫的分類？【講授新課】（50分鐘）一、實體與數(shù)據(jù)庫實體是客觀存在并可互相區(qū)別的事物。就數(shù)據(jù)庫而言，實體往往指某類事物的集合?？梢允蔷唧w的人、事、物，也可以是抽象的概念、聯(lián)系。在現(xiàn)實世界，實體并不是孤立存在的，實體與實體之間也存在聯(lián)系。例如，課程與學(xué)生之間存在學(xué)生學(xué)習(xí)課程的聯(lián)系，課程與老師之間存在老師創(chuàng)建課程的聯(lián)系。實體數(shù)據(jù)的存儲要求是：必須按照一定的分類和規(guī)律存儲。而數(shù)據(jù)庫是專門用來存儲這些實體信息的數(shù)據(jù)集合。其具有的特點包括：海量存儲數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)檢索方便；保持?jǐn)?shù)據(jù)信息的一致、完整，并實現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享和安全；通過組合分析，產(chǎn)生新的有用的信息。實體存儲的基本單元是數(shù)據(jù)表。數(shù)據(jù)表為實體信息存儲的基本單元，同類實體存放在同一個表中，表又稱為實體的集合。表中的行（記錄）即實體，表中的列（字段）為實體的屬性。二、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（ＤａｔａＢａｓｅＭａｎａｇｅｍｅｎｔＳｙｓｔｅｍ，ＤＢＭＳ）是一種操縱和管理數(shù)據(jù)庫的軟件，用于建立、使用和維護(hù)數(shù)據(jù)庫。它對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行統(tǒng)一的管理和控制，以保證數(shù)據(jù)庫的安全性和完整性。用戶通過ＤＢＭＳ訪問數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)庫管理員也通過ＤＢＭＳ進(jìn)行數(shù)據(jù)庫的維護(hù)工作。它可使多個應(yīng)用程序和用戶用不同的方法在同時或不同時刻去建立、修改和詢問數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)主要提供如下功能。１．?dāng)?shù)據(jù)定義ＤＢＭＳ提供數(shù)據(jù)定義語言ＤＤＬ（ＤａｔａＤｅｆｉｎｉｔｉｏｎＬａｎｇｕａｇｅ），供用戶定義數(shù)據(jù)庫的三級模式結(jié)構(gòu)、兩級映像以及完整性約束和保密限制等約束。ＤＤＬ主要用于建立、修改數(shù)據(jù)庫的庫結(jié)構(gòu)。ＤＤＬ所描述的庫結(jié)構(gòu)僅僅給出了數(shù)據(jù)庫的框架，數(shù)據(jù)庫的框架信息被存放在數(shù)據(jù)字典（ＤａｔａＤｉｃｔｉｏｎａｒｙ）中。２．?dāng)?shù)據(jù)操作ＤＢＭＳ提供數(shù)據(jù)操作語言ＤＭＬ（ＤａｔａＭａｎｉｐｕｌａｔｉｏｎＬａｎｇｕａｇｅ），供用戶實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的追加、刪除、更新、查詢等操作。３．?dāng)?shù)據(jù)庫的運行管理數(shù)據(jù)庫的運行管理功能是ＤＢＭＳ的運行控制、管理功能，包括多用戶環(huán)境下的并發(fā)控制、安全性檢查和存取限制控制、完整性檢查和執(zhí)行、運行日志的組織管理、事務(wù)的管理和自動恢復(fù)，即保證事務(wù)的原子性。這些功能保證了數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的正常運行。４．?dāng)?shù)據(jù)組織、存儲與管理ＤＢＭＳ要分類組織、存儲和管理各種數(shù)據(jù)，包括數(shù)據(jù)字典、用戶數(shù)據(jù)、存取路徑等，需要確定以何種文件結(jié)構(gòu)和存取方式在存儲級別上組織這些數(shù)據(jù)，如何實現(xiàn)數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系。數(shù)據(jù)組織和存儲的基本目標(biāo)是提高存儲空間利用率，選擇合適的存取方法以提高存取效率。5．?dāng)?shù)據(jù)庫的保護(hù)數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)是信息社會的戰(zhàn)略資源，所以對數(shù)據(jù)的保護(hù)至關(guān)重要。ＤＢＭＳ對數(shù)據(jù)庫的保護(hù)通過４個方面來實現(xiàn)：數(shù)據(jù)庫的恢復(fù)、數(shù)據(jù)庫的并發(fā)控制、數(shù)據(jù)庫的完整性控制、數(shù)據(jù)庫的安全性控制。ＤＢＭＳ的其他保護(hù)功能還有系統(tǒng)緩沖區(qū)的管理以及數(shù)據(jù)存儲的某些自適應(yīng)調(diào)節(jié)機制等。６．?dāng)?shù)據(jù)庫的維護(hù)一個數(shù)據(jù)庫被創(chuàng)建后的工作叫作數(shù)據(jù)庫維護(hù)。數(shù)據(jù)庫維護(hù)比數(shù)據(jù)庫的創(chuàng)建和使用更難，這一部分包括：備份系統(tǒng)數(shù)據(jù)、恢復(fù)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、產(chǎn)生用戶信息表，為信息表授權(quán)、監(jiān)視系統(tǒng)運行狀況，及時處理系統(tǒng)錯誤、保護(hù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)安全，周期更改用戶口令。這些功能分別由各個使用程序來完成。７．通信ＤＢＭＳ具有與操作系統(tǒng)的聯(lián)機處理、分時系統(tǒng)及遠(yuǎn)程作業(yè)輸入的相關(guān)接口，負(fù)責(zé)處理數(shù)據(jù)的傳送。對網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，還應(yīng)該包括ＤＢＭＳ與網(wǎng)絡(luò)中其他軟件系統(tǒng)的通信功能以及數(shù)據(jù)庫之間的互操作功能?？傊?，數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（ＤＢＭＳ）是一個供用戶使用的數(shù)據(jù)庫管理軟件，目的是通過數(shù)據(jù)庫管理軟件完成對數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的處理。三、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（ＤａｔａＢａｓｅＳｙｓｔｅｍ，ＤＢＳ）一般由４個部分組成：１．?dāng)?shù)據(jù)庫（ＤａｔａＢａｓｅ，ＤＢ）數(shù)據(jù)庫是指長期存儲在計算機內(nèi)的、有組織、可共享的數(shù)據(jù)的集合。數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)按一定的數(shù)學(xué)模型組織、描述和存儲，具有較小的冗余、較高的數(shù)據(jù)獨立性和易擴展性，并可為各種用戶共享。２．硬件硬件構(gòu)成計算機系統(tǒng)的各種物理設(shè)備，包括存儲所需的外部設(shè)備。硬件的配置應(yīng)滿足整個數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的需要。３．軟件軟件包括操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)及應(yīng)用程序。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的核心軟件，是在操作系統(tǒng)（如Ｗｉｎｄｏｗｓ、Ｌｉｎｕｘ等操作系統(tǒng)）的支持下工作，解決如何科學(xué)地組織和存儲數(shù)據(jù)、如何高效地獲取和維護(hù)數(shù)據(jù)的系統(tǒng)軟件。其主要功能包括：數(shù)據(jù)定義功能、數(shù)據(jù)操縱功能、數(shù)據(jù)庫的運行管理和數(shù)據(jù)庫的建立與維護(hù)。４．人員人員主要有４類。第一類為系統(tǒng)分析員和數(shù)據(jù)庫設(shè)計人員。系統(tǒng)分析員負(fù)責(zé)應(yīng)用系統(tǒng)的需求分析和規(guī)范說明，他們和用戶及數(shù)據(jù)庫管理員一起確定系統(tǒng)的硬件配置，并參與數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的概要設(shè)計。數(shù)據(jù)庫設(shè)計人員負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的確定、數(shù)據(jù)庫各級模式的設(shè)計。第二類為應(yīng)用程序員，負(fù)責(zé)編寫使用數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用程序。這些應(yīng)用程序可對數(shù)據(jù)進(jìn)行檢索、建立、刪除或修改。第三類為最終用戶，他們利用系統(tǒng)的接口或查詢語言訪問數(shù)據(jù)庫。第四類為數(shù)據(jù)庫管理員（ＤａｔａＢａｓｅＡｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｏｒ，ＤＢＡ），負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)庫的總體信息控制。數(shù)據(jù)庫管理員的具體職責(zé)包括：確定數(shù)據(jù)庫中的信息內(nèi)容，決定數(shù)據(jù)庫的存儲結(jié)構(gòu)和存取策略，定義數(shù)據(jù)庫的安全性要求和完整性約束條