【正文】 An Introduction to Database Systems 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論 An Introduction to Database Systems An Introduction to Database Systems 教材及參考書 (1) ? 教材 ? 薩師煊，王珊 ： 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論 (第三版 ) ， 高等教育出版社， 2021 中國人民大學(xué) ? A First Course in Database Systems , Jennifer Widom Dept. Of Computer Science Stanford University An Introduction to Database Systems 教材及參考書 (2) ? 參考書 ? Date C J, An Introduction to Database System (), AddisonWesley,2021 ? 王珊，陳紅： 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理教程 ， 清華大學(xué)出版社， 2021 ? 上機(jī)軟件 ? KingBase ES 教學(xué)版，人大金倉 An Introduction to Database Systems 學(xué)習(xí)方式 ? 聽課 （啟發(fā)式、討論式） ? 讀書 （預(yù)習(xí)、復(fù)習(xí)） ? 報告 （綜合練習(xí)） An Introduction to Database Systems 考試成績 ? 平時成績 （書面作業(yè)、上機(jī)練習(xí)、綜合練習(xí)） ? 期中考試 ? 期末考試 An Introduction to Database Systems 內(nèi)容安排 (1) ? 基礎(chǔ)篇 ? 第一章：緒論 ? 第二章：關(guān)系數(shù)據(jù)庫 ? 第三章：關(guān)系數(shù)據(jù)庫標(biāo)準(zhǔn)語言 SQL ? 第四章：關(guān)系系統(tǒng)及其查詢優(yōu)化 ? 第五章：關(guān)系數(shù)據(jù)理論 ? 設(shè)計篇 ? 第六章：數(shù)據(jù)庫設(shè)計 An Introduction to Database Systems 內(nèi)容安排 (2) ? 系統(tǒng)篇 ? 第七章：數(shù)據(jù)庫恢復(fù)技術(shù) ? 第八章：并發(fā)控制 ? 第九章：數(shù)據(jù)庫安全性 ? 第十章：數(shù)據(jù)庫完整性 An Introduction to Database Systems 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論 An Introduction to Database System 第一章 緒論 An Introduction to Database Systems 第一章 緒論 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述 數(shù)據(jù)模型 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的組成 數(shù)據(jù)庫技術(shù)的研究領(lǐng)域 小結(jié) An Introduction to Database Systems 第一章 緒論 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述 數(shù)據(jù)庫的地位 四個基本概念 數(shù)據(jù)管理技術(shù)的產(chǎn)生與發(fā)展 An Introduction to Database Systems 數(shù)據(jù)庫的地位 ? 數(shù)據(jù)庫技術(shù)產(chǎn)生于六十年代末，是數(shù)據(jù)管理的最新技術(shù)，是計算機(jī)科學(xué)的重要分支 ? 數(shù)據(jù)庫技術(shù)是信息系統(tǒng)的核心和基礎(chǔ)，它的出現(xiàn)極大地促進(jìn)了計算機(jī)應(yīng)用向各行各業(yè)的滲透 ? 數(shù)據(jù)庫的建設(shè)規(guī)模、數(shù)據(jù)庫信息量的大小和使用頻度已成為衡量一個國家信息化程度的重要標(biāo)志 An Introduction to Database Systems 數(shù)據(jù)庫 應(yīng)用系統(tǒng) 應(yīng)用開發(fā)工具 操 作 系統(tǒng) 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) 數(shù)據(jù)庫管理員 用戶 用戶 用戶 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) An Introduction to Database Systems 第一章 緒論 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述 數(shù)據(jù)庫的地位 四個基本概念 數(shù)據(jù)管理技術(shù)的產(chǎn)生與發(fā)展 An Introduction to Database Systems 四個基本概念 ? 數(shù)據(jù) (Data) ? 數(shù)據(jù)庫 (Database) ? 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) (DBMS) ? 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) (DBS) An Introduction to Database Systems 一、數(shù)據(jù) ? 數(shù)據(jù) (Data)是數(shù)據(jù)庫中存儲的基本對象 ? 數(shù)據(jù)的定義 ? 描述事物的符號記錄 ? 數(shù)據(jù)的種類 ? 文字、圖形、圖象、聲音 ? 數(shù)據(jù)的特點 ? 數(shù)據(jù)與其語義是不可分的 An Introduction to Database Systems 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 ? 語義：學(xué)生姓名、性別、出生年月、籍貫、所在系別、入學(xué)時間 ? 解釋：李明是個大學(xué)生， 1972年出生，江蘇人， 1990年考入計算機(jī)系 ? 請給出另一個解釋和語義 An Introduction to Database Systems 二、數(shù)據(jù)庫（舉例） 學(xué)生登記表學(xué) 號 姓 名 年 令 性 別 系 名 年 級95004 王小明 19 女 社會學(xué) 9595006 黃大鵬 20 男 商品學(xué) 9595008 張文斌 18 女 法律學(xué) 95… … … … … …An Introduction to Database Systems 二、數(shù)據(jù)庫 (續(xù) ) ? 人們收集并抽取出一個應(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)庫的定義 ? 數(shù)據(jù)庫 (Database,簡稱 DB)是 長期 儲存在計算機(jī)內(nèi) 、 有 組織 的 、 可 共享 的 大量 數(shù)據(jù)集合 An Introduction to Database Systems 二、數(shù)據(jù)庫 (續(xù) ) ? 數(shù)據(jù)庫的特征 ? 數(shù)據(jù)按一定的數(shù)據(jù)模型組織 、 描述和儲存 ? 可為各種用戶共享 ? 冗余度較小 ? 數(shù)據(jù)獨立性較高 ? 易擴(kuò)展 An Introduction to Database Systems 三、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) ? 什么是 DBMS ? 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) （ Database Management System，簡稱 DBMS） ： 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)地組織和存儲數(shù)據(jù) 、 高效地獲取和維護(hù)數(shù)據(jù) An Introduction to Database Systems DBMS的主要功能 ? 數(shù)據(jù)定義功能 提供數(shù)據(jù)定義語言 (DDL) 定義數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)對象 ? 數(shù)據(jù)操縱功能 :提供數(shù)據(jù)操縱語言 (DML) 操縱數(shù)據(jù)實現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫的基本操作 (查詢 、 插入 、 刪除和修改 ) An Introduction to Database Systems DBMS的主要功能 ? 數(shù)據(jù)庫的運(yùn)行管理 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 發(fā)生故障后的系統(tǒng)恢復(fù) ? 數(shù)據(jù)庫的建立和維護(hù)功能 (實用程序 ) 數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)批量裝載 數(shù)據(jù)庫轉(zhuǎn)儲 介質(zhì)故障恢復(fù) 數(shù)據(jù)庫的重組織 性能監(jiān)視等 An Introduction to Database Systems 四、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) ? 什么是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) ? 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) （ Database System， 簡稱 DBS） ： 指在計算機(jī)系統(tǒng)中引入數(shù)據(jù)庫后的系統(tǒng)構(gòu)成 ? 在不引起混淆的情況下常常把數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)簡稱為數(shù)據(jù)庫 ? 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的構(gòu)成 ? 數(shù)據(jù)庫 ? 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) （ 及其開發(fā)工具 ） ? 應(yīng)用系統(tǒng) ? 數(shù)據(jù)庫管理員 An Introduction to Database Systems 數(shù)據(jù)庫 應(yīng)用系統(tǒng) 應(yīng)用開發(fā)工具 操作系統(tǒng) 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) 數(shù)據(jù)庫管理員 用戶 用戶 用戶 數(shù)據(jù)庫系構(gòu)成 An Introduction to Database Systems 硬件平臺 基礎(chǔ)軟件平臺 軟件基礎(chǔ)構(gòu)架平臺 應(yīng)用軟件平臺 軟件產(chǎn)品 協(xié)同軟件 辦公軟件 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) 操作系統(tǒng) 中間件 應(yīng)用服務(wù)器 數(shù)據(jù)庫在計算機(jī)系統(tǒng)中的位置 An Introduction to Database Systems 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述 數(shù)據(jù)庫的地位 四個基本概念 數(shù)據(jù)管理技術(shù)的產(chǎn)生與發(fā)展 An Introduction to Database Systems 數(shù)據(jù)管理技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展 ? 什么是數(shù)據(jù)管理 ? 對數(shù)據(jù)進(jìn)行分類 、 組織 、 編碼 、 存儲 、 檢索和維護(hù) ，是數(shù)據(jù)處理的中心問題 ? 數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展過程 ? 人工管理階段 (40年代中 50年代中 ) ? 文件系統(tǒng)階段 (50年代末 60年代中 ) ? 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段 (60年代末 現(xiàn)在 ) An Introduction to Database Systems 數(shù)據(jù)管理技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展 (續(xù) ) ? 數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展動力 ? 應(yīng)用需求的推動 ? 計算機(jī)硬件的發(fā)展 ? 計算機(jī)軟件的發(fā)展 An Introduction to Database Systems 一、人工管理 ? 時期 ? 40年代中 50年代中 ? 產(chǎn)生的背景 ? 應(yīng)用需求 科學(xué)計算 ? 硬件水平 無直接存取存儲設(shè)備 ? 軟件水平 沒有操作系統(tǒng) ? 處理方式 批處理 An Introduction to Database Systems 人工管理 (續(xù) ) ? 特點 ? 數(shù)據(jù)的管理者：應(yīng)用程序 ， 數(shù)據(jù)不保存 。 ? 數(shù)據(jù)面向的對象：某一應(yīng)用程序 ? 數(shù)據(jù)的共享程度：無共享、冗余度極大 ? 數(shù)據(jù)的獨立性：不獨立，完全依賴于程序 ? 數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化：無結(jié)構(gòu) ? 數(shù)據(jù)控制能力：應(yīng)用程序自己控制 An Introduction to Database Systems 應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)的對應(yīng)關(guān)系 (人工管理 ) 應(yīng)用程序１ 數(shù)據(jù)集１ 應(yīng)用程序２ 數(shù)據(jù)集２ 應(yīng)用程序ｎ 數(shù)據(jù)集 n ...… ...… An Introduction to Database Systems 二、文件系統(tǒng) ? 時期 ? 50年代末 60年代中 ? 產(chǎn)生的背景 ? 應(yīng)用需求 科學(xué)計算、管理 ? 硬件水平 磁盤、磁鼓 ? 軟件水平 有文件系統(tǒng) ? 處理方式 聯(lián)機(jī)實時處理、批處理 An Introduction to Database Systems 文件系統(tǒng) (續(xù) ) 特點 數(shù)據(jù)的管理者：文件系統(tǒng) ， 數(shù)據(jù)可長期保存 數(shù)據(jù)面向的對象：某一應(yīng)用程序 數(shù)據(jù)的共享程度：共享性差、冗余度大 數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化：記錄內(nèi)有結(jié)構(gòu) ,整體無結(jié)構(gòu) 數(shù)據(jù)的獨立性：獨立性差，數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)改變必須修改應(yīng)用程序 數(shù)據(jù)控制能力：應(yīng)用程序自己控制 An Introduction to Database Systems 應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)的對應(yīng)關(guān)系 (文件系統(tǒng) ) 應(yīng)用程序１ 文件１ 應(yīng)用程序２ 文件 2 應(yīng)用程序ｎ 文件 n 存取方法 ...… ...… An Introduction to Database Systems 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)只能是定長的。 ? 可以間接實現(xiàn)數(shù)據(jù)變長要求，但訪問相應(yīng)數(shù)據(jù)的應(yīng)用程序復(fù)雜了。 ? 文件間是獨立的，因此數(shù)據(jù)整體無結(jié)構(gòu)。 ? 可以間接實現(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。 An Introduction to Database Systems 三、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) ? 時期 ? 60年代末以來 ? 產(chǎn)生的背景 ? 應(yīng)用背景 大規(guī)模管理 ? 硬件背景 大容量磁盤 ? 軟件背景 有數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) ? 處理方式 聯(lián)機(jī)實時處理 ,分布處理 ,批處理 An Introduction to Database Systems 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) (續(xù) ) ? 特點 ? 數(shù)據(jù)的管理者： DBMS ? 數(shù)據(jù)面向的對象：現(xiàn)實世界 ? 數(shù)據(jù)的共享程度：共享性高 ? 數(shù)據(jù)的獨立性：高度的物理獨立性和一定的 邏輯獨立性 ? 數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化：整體結(jié)構(gòu)化 ? 數(shù)據(jù)控制能力