数据库技术与应用：第一章 数据库系统概述

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1、1数据库技术与应用数据库技术与应用第一章第一章 数据库系统概述数据库系统概述2Tongji University内容提要内容提要1. 1. 数据库数据库2.2. 数据库管理系统数据库管理系统3. 3. 数据库系统数据库系统4.4. 数据库应用程序数据库应用程序3Tongji University身边的数据库系统身边的数据库系统4Tongji University身边的数据库系统身边的数据库系统5Tongji University1. 数据库数据库什么是数据库什么是数据库(Database)?(Database)?是指以一定方式储存在一起、能为多个用户共享、具有尽可能小的冗余度、与应用程序彼此独

2、立的数据集合。可存储文本、图像、视频等多种数据，如A、flicker、优酷 6Tongji University2.数据库管理系统数据库管理系统什么是数据库管理系统？什么是数据库管理系统？ DataBaseDataBase Management System Management System是一种操纵和管理数据库的大型软件，用于建立、使用和维护数据库，简称DBMSDBMS。它对数据库进行统一的管理和控制，以保证数据库的安全性和完整性。如，本课程所用Microsoft SQL SERVER7Tongji UniversityDBMS 的过去与现在的过去与现在其发展分四个阶段：其发展分四个阶段：

3、早期的DBMS(60年代晚期)源自对文件系统的改进。采用层次层次( (基于树基于树) )、网状、网状( (基于图基于图) )数据模型数据模型来描述数据库中数据的结构。代表产品：IBM 的IMS系统。存在问题：不支持高效访问，不支持并发控制、耐用性差。8Tongji University（续上）（续上）关系数据库管理系统RDBMS(70年代晚期)始自1970年E.F.Codd 在ACM通讯发表的一篇著名论文A Relational Model of Data for Large Shared A Relational Model of Data for Large Shared Data Ban

4、ksData Banks。在该文中，Codd提出数据库系统应能为用户提供表(称为关系)状数据视图，而不管其背后数据组织有多么复杂(以对不同的查询做出快速反应)；与早期DBMS系统不同，关系数据库系统的程序员可以不必考虑数据的存储结构；查询应表示为高级语言，以极大地提高数据库编程人员的效率。典型商用典型商用RDBMSRDBMS：OracleOracle、DB2DB2、SQLSQL ServerServer、MySqlMySql等等。http:/en.wikipedia.org/wiki/Edgar_F._Codd提出关系数据模型提出关系数据模型9Tongji University（续上）（续上）

5、90年的DBMS采用关系模型的关系数据库系统已成为业界规范。面向对象特征开始融入关系模型。一些特大型数据库的组织已与传统关系模型方法很不同。今天, DBMS几乎覆盖所有产生海量数据资源的领域，提出了新问题，也涌现出新的想法。Web search. Data mining(数据挖掘).Scientific and medical databases.Integrating information(信息融合).10Tongji University3. 数据库系统数据库系统什么是什么是数据库系统？数据库系统？ 数据库系统数据库系统( (DataBaseDataBase SystemSystem，D

6、BS)DBS)是由是由 数据库、数据库、 数据库管理系统、数据库管理系统、 应用程序、应用程序、 数据库管理员、用户数据库管理员、用户等构成的人机系统。等构成的人机系统。安全吗11Tongji University数据库系统的体系结构数据库系统的体系结构19781978年，年，ANSIANSI给出一个数据库系统体系结构给出一个数据库系统体系结构标准：标准： 要求数据库系统应具有三级模式的结构，要求数据库系统应具有三级模式的结构，即由外模式、模式和内模式三级构成。即由外模式、模式和内模式三级构成。12Tongji University三级模式三级模式 内模式内模式 属物理级数据库，是数据库的底层

7、表示，它描述数据的实际存储组织，最接近于物理存储的一级，又称内部视图。一个数据库只能有一个内模式。 模式模式 是概念级数据库，介于用户级数据库和物理级数据库之间，是所有用户视图的最小并集，是全局视图。一个数据库只能有一个模式。 外模式外模式 属用户级数据库，是用户能够看到和使用的数据库，又称用户视图。一个数据库可以有多个外模式。13Tongji University两层映射两层映射 DBMSDBMS提供了两个层次的映射，以实现三级提供了两个层次的映射，以实现三级结构的联系和转换。结构的联系和转换。 外模式外模式/ /模式映射模式映射(n:1)：模式修改时，仅对该映射做相应调整，外模式不变，从而

8、不必修改应用程序，保证了数据与程序的逻辑独立性。 模式模式/ /内模式映射内模式映射(1:1)：当数据库的存储结构改变时，仅对该映射做相应调整，模式保持不变，从而应用程序不必修改，保证了数据与程序的物理独立性。14Tongji University15Tongji University4. 数据库应用程序数据库应用程序1) 1) 什么是数据库应用程序？什么是数据库应用程序？ 是指利用各种编程语言开发的、以满足特定应用环境的数据库应用程序。2) 2) 其运行模式分两种：其运行模式分两种：客户机/服务器模式(C/S模式) 本课程，应用程序采用本课程，应用程序采用C/SC/S模式模式浏览器/服务器模

9、式(B/S模式)16Tongji University客户机服务器结构数据库系统客户机服务器结构数据库系统 C CS S模式模式中中: : 前端客户前端客户机机上上 ，安装安装应用程序，完成接收、处理数据的工作应用程序，完成接收、处理数据的工作； 后台数据库服务器上，安装数据库和后台数据库服务器上，安装数据库和DBMSDBMS，完成，完成数据的数据的管管理工作理工作。 优点优点：速度快。速度快。 缺点：维护、升级不便。缺点：维护、升级不便。 例如，售票窗口所用的网络售票系统、证券网上交易系统等例如，售票窗口所用的网络售票系统、证券网上交易系统等。17Tongji University浏览器浏览

10、器/服务器模式服务器模式B BS S模式中：模式中： 前端客户机上，安装前端客户机上，安装WebWeb浏览器；浏览器； 中间的中间的WebWeb服务器，是连接客户端和后台数据库服务器桥梁，安装服务器，是连接客户端和后台数据库服务器桥梁，安装WebWeb服务器软件服务器软件( (如如IISIIS) )和和WebWeb应用软件，主要完成数据计算等；应用软件，主要完成数据计算等； 后台数据库服务器上，安装数据库和数据库管理系统，主要完成数后台数据库服务器上，安装数据库和数据库管理系统，主要完成数据的管理工作。据的管理工作。 优点：升级简单。缺点：响应速度慢。优点：升级简单。缺点：响应速度慢。 例如，网上飞机订票系统例如，网上飞机订票系统18Tongji University小结：小结：本章知识本章知识点点1. 数据库2. 数据库管理系统3. 数据库系统4. 数据库系统的三级模式结构5. 数据独立性19Tongji University作业题作业题 & 思考题思考题作业题作业题：实验一：实验一(1,2(1,2题题) )思考题思考题：想一想你有需要管理的数据吗：想一想你有需要管理的数据吗? ?