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文檔簡介
1、《數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理教程數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理教程》第1章緒論緒論1.1、引言、引言1、數(shù)據(jù):、數(shù)據(jù):數(shù)據(jù)是描述事物的符號記錄。數(shù)據(jù)與其語義是不可分的。數(shù)據(jù)的形式本身并不能完全表達其內(nèi)容,需要經(jīng)過語義解釋。2、數(shù)據(jù)庫(、數(shù)據(jù)庫(database,簡稱,簡稱DB):):長期存儲在計算機內(nèi)、有組織的、可共享的數(shù)據(jù)集合。數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)按一定的數(shù)據(jù)模型組織、描述和存儲,具有較小的冗余度,較高的數(shù)據(jù)獨立性和易擴展性,并可為各種用戶共享。3、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(、
2、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(databasemanagementsystem,簡稱,簡稱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。數(shù)據(jù)庫在建立、運用和維護時由數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)統(tǒng)一管理、統(tǒng)一控制。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)使用戶能方便地定義數(shù)據(jù)和操縱數(shù)據(jù),并能夠保證數(shù)據(jù)的安全性、完整性、多用戶對數(shù)據(jù)的并發(fā)使用及發(fā)生故障后的系統(tǒng)恢復。4、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)(、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)(databasesystem,簡稱,簡稱DBS):):指在計算機系統(tǒng)中引入數(shù)據(jù)庫后的系
3、統(tǒng)構(gòu)成,一般由數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、應用系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理員和用戶構(gòu)成。5、數(shù)據(jù)庫管理員(、數(shù)據(jù)庫管理員(databaseadministrat,簡稱,簡稱DBA):):完成數(shù)據(jù)庫的建立、使用和維護等工作的專業(yè)人員。6、數(shù)據(jù)管理:、數(shù)據(jù)管理:指如何對數(shù)據(jù)進行分類、組織、編碼、存儲、檢索和維護,它是數(shù)據(jù)處理的中心問題。隨著計算機硬件和軟件的發(fā)展,數(shù)據(jù)管理經(jīng)歷了人工管理、文件系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)三個發(fā)展階段。7、人工管理數(shù)據(jù)的特點:、人工管理數(shù)
4、據(jù)的特點:(1)數(shù)據(jù)不保存。(2)數(shù)據(jù)需要由應用程序自己管理,沒有相應的軟件系統(tǒng)負責數(shù)據(jù)的管理工作。(3)數(shù)據(jù)不共享。(4)數(shù)據(jù)不具有獨立性,數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)或物理結(jié)構(gòu)發(fā)生變化后,必須對應用程序做相應的修改。8、文件系統(tǒng)管理數(shù)據(jù)的特點:、文件系統(tǒng)管理數(shù)據(jù)的特點:(1)數(shù)據(jù)可以長期保存。(2)由專門的軟件即文件系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)管理,程序和數(shù)據(jù)之間由軟件提供的存取方法進行轉(zhuǎn)換,應用程序與數(shù)據(jù)之間有了一定的獨立性。(3)數(shù)據(jù)共享性差。(4)數(shù)據(jù)獨立
5、性低。不具有彈性的無結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)集。文件記錄之間沒有聯(lián)系。9、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)管理數(shù)據(jù)的特點:、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)管理數(shù)據(jù)的特點:(1)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化。(2)數(shù)據(jù)的共享性好,冗余度低。(3)數(shù)據(jù)獨立性高。(4)數(shù)據(jù)由DBMS統(tǒng)一管理和控制。10、數(shù)據(jù)的不一致性:、數(shù)據(jù)的不一致性:指同一數(shù)據(jù)不同拷貝的值不一樣。11、數(shù)據(jù)的邏輯獨立性:、數(shù)據(jù)的邏輯獨立性:數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的一個映像功能是數(shù)據(jù)的總體邏輯結(jié)構(gòu)與某類應用所涉及的局部邏輯結(jié)構(gòu)之間的映像功能。這一映像功能保證
6、了當數(shù)據(jù)的總體邏輯結(jié)構(gòu)改變時,通過對映像的相應改變可以保持數(shù)據(jù)的局部邏輯結(jié)構(gòu)不變,由于應用程序是依賴數(shù)據(jù)的局部邏輯結(jié)構(gòu)編寫的,所以應用程序不必修改。12、數(shù)據(jù)的物理獨立性:、數(shù)據(jù)的物理獨立性:數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的另一個映像功能是數(shù)據(jù)的存儲結(jié)構(gòu)與邏輯結(jié)構(gòu)之間的映像或轉(zhuǎn)換功能。這一映像功能保證了當數(shù)據(jù)的存儲結(jié)構(gòu)改變時,通過對映像的相應改變可以保持數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)不變,從而應用程序也不必改變。13、除了管理功能外,、除了管理功能外,DBMS還提供以下功
7、能:還提供以下功能:(1)數(shù)據(jù)的安全性。(2)數(shù)據(jù)的完整性。16、網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的典型代表是、網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的典型代表是DBTG系統(tǒng)。系統(tǒng)。1.3、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1、模式:、模式:也稱邏輯模式,是數(shù)據(jù)庫中全體數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和特征的描述,是所有用戶的公共數(shù)據(jù)視圖。它是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)模式結(jié)構(gòu)的中間層,是數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)在邏輯級上的視圖。一個數(shù)據(jù)庫只有一個模式。2、外模式:、外模式:也稱子模式或用戶模式,它是數(shù)據(jù)庫用戶(包括應用程序員和最終
8、用戶)看見和使用的局部數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和特征的描述,是數(shù)據(jù)庫用戶的數(shù)據(jù)視圖,是與某一應用有關的數(shù)據(jù)的邏輯表示。外模式通常是模式的子集。一個數(shù)據(jù)庫可以有多個外模式。一個應用程序只能使用一個外模式。同一外模式可以被多個應用系統(tǒng)使用。3、內(nèi)模式:、內(nèi)模式:也稱存儲模式,它是數(shù)據(jù)物理結(jié)構(gòu)和存儲結(jié)構(gòu)的描述,是數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫內(nèi)部的表示方式。一個數(shù)據(jù)庫只有內(nèi)模式。4、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級模式結(jié)構(gòu):、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級模式結(jié)構(gòu):是指數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是由外模式、模式和內(nèi)
9、模式三級構(gòu)成。5、二級映像功能:、二級映像功能:外模式模式映像和模式內(nèi)模式映像。正是這兩層映像保證了數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)能夠具有較高的邏輯獨立性和物理獨立性。6、三級模式和兩級映像的作用:、三級模式和兩級映像的作用:(1)對于每個外模式,數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)都有一個外模式模式映像,它定義了該外模式和模式之間的對應關系。當模式改變時,只需對各個外模式模式的映像作出相應的改變,可以保持外模式不變,從而應用程序不必修改,保證了數(shù)據(jù)的邏輯獨立性。(2)數(shù)據(jù)
10、庫中只有一個模式和內(nèi)模式,所以模式內(nèi)模式映像是唯一的,它定義了數(shù)據(jù)全局邏輯結(jié)構(gòu)與存儲結(jié)構(gòu)之間的對應關系。當數(shù)據(jù)庫的存儲結(jié)構(gòu)改變了,只需對模式內(nèi)模式映像作出相應的改變,可以使模式保持不變,從而保證了數(shù)據(jù)的物理獨立性。7、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)包括:、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)包括:(1)單用戶數(shù)據(jù)庫系統(tǒng):是一種早期的最簡單的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。在單用戶系統(tǒng)中,整個數(shù)據(jù)庫系統(tǒng),包括應用程序、DBMS、數(shù)據(jù),都裝在一臺計算機上,由一個用戶獨占,不同機器之間不能共
11、享數(shù)據(jù)。(2)主從式結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng):是指一個主機帶多個終端的多用戶結(jié)構(gòu)。在這種結(jié)構(gòu)中,數(shù)據(jù)庫系統(tǒng),包括應用程序、DBMS、數(shù)據(jù),都集中存放在主機上,所有處理任務都由主機來完成,各個用戶通過主機的終端并發(fā)地存取數(shù)據(jù)庫,共享數(shù)據(jù)資源。(3)分布式結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng):指數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)在邏輯上是一個整體,但物理地分布在計算機網(wǎng)絡的不同結(jié)點上。數(shù)據(jù)存放、管理、維護困難。(4)客戶服務器結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng):將DBMS和應用功能分開,網(wǎng)絡中某些結(jié)點上的
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