數(shù)據(jù)庫第1次課-數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論(1)-全文預覽
【正文】 數(shù)據(jù) 返回數(shù)據(jù) 處理數(shù)據(jù)后返回結果 Client Web Server Database Server 客戶端運行瀏覽器軟件。 ? 應用維護困難 ， 難于保密 ， 造成安全性差 。 4．客戶／服務器結構的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) ?把 DBMS功能和應用分開 ? 網絡中某個 （ 些 ） 結點上的計算機專門用于執(zhí)行DBMS功能 ， 稱為數(shù)據(jù)庫服務器 ， 簡稱服務器 ? 其他結點上的計算機安裝 DBMS的外圍應用開發(fā)工具 ，用戶的應用系統(tǒng) ， 稱為客戶機 客戶／服務器數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的種類 ?集中的服務器結構 一臺數(shù)據(jù)庫服務器 ， 多臺客戶機 ?分布的服務器結構 ? 在網絡中有多臺數(shù)據(jù)庫服務器 ? 分布的服務器結構是客戶／服務器與分布式數(shù)據(jù)庫的結合 客戶／服務器結構的優(yōu)點 ? 客戶端的用戶請求被傳送到數(shù)據(jù)庫服務器 ， 數(shù)據(jù)庫服務器進行處理后 ， 只將結果返回給用戶 ， 從而顯著減少了數(shù)據(jù)傳輸量 ? 客戶機不是毫無運算能力的輸入 、 輸出設備 ， 而是具有了一定的數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)存儲能力 ， 通過把應用軟件的計算和數(shù)據(jù)合理地分配在客戶機和服務器兩端 ， 可以有效地降低網絡通信量和服務器運算量 。 3. 分布式結構的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) ?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 在計算機網絡的不同結點上 。 例如人事部門 、 會計部門 、 技術部門必須重復存放每一名職工的一些基本信息 （ 職工號 、姓名等 ） 。 保證了數(shù)據(jù)與程序的物理獨立性 ，簡稱數(shù)據(jù)的物理獨立性 。 ? 一個數(shù)據(jù)庫只有一個內模式 內模式（續(xù)） ?例如學生記錄，如果按 堆存儲，則插入一條新記錄總是放在學生記錄存儲的最后 ，如右圖所示 內模式（續(xù)） ? 如果按學號升序存儲，則插入一條記錄就要找到它應在的位置插入，如圖（ b）所示 ? 如果按照學生年齡聚簇存放，假如新插入的 S3是 16歲，則應插入的位置如圖（ c）所示 記錄不同的存儲方式示意圖 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級模式結構 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級模式結構 用戶級 用戶視圖 概念級 全局視圖 物理級 存儲視圖 三級模式中：模式是內模式的邏輯表示；內模式是概念模式的物理實現(xiàn)；外模式則是概念模式的部分抽取。 一、模式（ Schema） ?模式 （ 也稱邏輯模式 ） ? 數(shù)據(jù)庫中全體數(shù)據(jù)的邏輯結構和特征的描述 ? 所有用戶的公共數(shù)據(jù)視圖 ， 綜合了所有用戶的需求 ， 又稱DBA（ 數(shù)據(jù)庫管理員 ） 視圖 ? 與數(shù)據(jù)的物理存儲細節(jié)和硬件環(huán)境無關 ? 與具體的應用程序 、 開發(fā)工具及高級程序設計語言無關 ?一個數(shù)據(jù)庫只有一個模式 ?模式的定義 ? 數(shù)據(jù)的邏輯結構 （ 數(shù)據(jù)項的名字 、 類型 、 取值范圍等 ） ? 數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系 ? 數(shù)據(jù)有關的安全性 、 完整性要求 （ 2）外模式（ External Schema） ?外模式 ? 外模式又稱子模式或用戶模式 ， 它面向用戶 ， 是用戶眼中的數(shù)據(jù)庫 。 ? 數(shù)據(jù)結構是對系統(tǒng)靜態(tài)特性的描述，數(shù)據(jù)操作是對系統(tǒng)動態(tài)特性的描述。 在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，通常按照數(shù)據(jù)結構的類型來命名數(shù)據(jù)模型，如層次結構、網狀結構和關系結構的模型分別命名為層次模型、網狀模型和關系模型。 關系的性質 數(shù)據(jù)模型通常由下列三個部分組成：數(shù)據(jù)結構、數(shù)據(jù)操作和數(shù)據(jù)的完整性約束規(guī)則。 ? 它的產生是與科迪的努力分不開的。 （ 2） 網狀模型 ?網狀數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)采用 網狀模型 作為數(shù)據(jù)的組織方式 ?通過 網狀結構 表示實體及聯(lián)系。 ? 物理模型是對數(shù)據(jù)最底層的抽象 ， 描述數(shù)據(jù)在系統(tǒng)內部的表示方式和存取方法 ， 在磁盤或磁帶上的存儲方式和存取方法 。 ?聯(lián)系：用菱形框表示實體間的相互關系，框內注明聯(lián)系的名稱。 ?實體值是一個具體的實體 ， 是屬性值的集合 。 (3) 實體集（ Entity Set） :同一類型實體的集合。如某學生的特征可由學號、姓名、出生日期、性別、年級、主修專業(yè)、籍貫等屬性組成?？梢允?實際存在 的對象 、抽象概念 或 事件 。 ?通過概念數(shù)據(jù)模型，可以把現(xiàn)實世界抽象成人腦中的信息世界，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的第一次抽象。 ? 故障恢復： ? 故障出現(xiàn)時，可能會影響到數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的正確性與有效性，甚至會破壞整個數(shù)據(jù)庫，使數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)部分或全部丟失。 ? 完整性控制 ： ? 數(shù)據(jù)的完整性是指數(shù)據(jù)的正確性、有效性。 邏輯獨立性： 指用戶的應用程序與數(shù)據(jù)庫的邏輯結構相互獨立，數(shù)據(jù)的邏輯結構發(fā)生變化，應用程序可以不變。 （ 2）數(shù)據(jù)共享性 ? 除了共享的數(shù)據(jù)外，各部門還可以有自己的私有數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)也可以存放在數(shù)據(jù)庫中，但它只是私有于某個部門，為了防止其它部門對它進行訪問，可加上各種保密限制，禁止非法獲得這些數(shù)據(jù)。 ?在描述數(shù)據(jù)結構的同時，不但要描述數(shù)據(jù)的本身，同時還要描述數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系。 三是盡量克服數(shù)據(jù)冗余，解決數(shù)據(jù)的安全性和完整性保護問題。 由文件系統(tǒng)對駐留在外存儲器上的數(shù)據(jù)文件實施統(tǒng)一管理。數(shù)據(jù)庫技術就是一門數(shù)據(jù)管理技術。 數(shù)據(jù)處理與數(shù)據(jù)管理 1．數(shù)據(jù)處理 從已有的數(shù)據(jù)出發(fā)，根據(jù)事物之間的聯(lián)系，經過一定的處理步驟，就可以產生出新的數(shù)據(jù)。他們根據(jù)用戶需求與 DBA一起確定系統(tǒng)硬、軟件配置，參與 概念結構設計、邏輯結構設計和物理結構設計 ，并在此基礎上編寫應用程序，進行調試和安裝系統(tǒng)。數(shù)據(jù)庫應用程序可以由高級程序設計語句編寫，如使用 C語言、 Visual Basic等編寫。 （ 3） 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) 相關 人員 數(shù) 據(jù) 庫 用 應 系 統(tǒng) D B M S OS 硬件 DBMS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 ) ?數(shù)據(jù)庫的建立和維護功能、運行管理 ? 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 常見的大型商業(yè)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) ?Oracle ? 支持各種操作系統(tǒng) ?Sybase ? 支持各種操作系統(tǒng) ?Microsoft SQL Server ? 僅支持 Windows操作系統(tǒng) ?DB2 ? 專用于 IBM的大型機用于并行存儲與計算 ? 支持各種操作系統(tǒng) ?數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（ Database System—— DBS）是指實際可運行的、具有管理和控制數(shù)據(jù)庫功能并向應用程序提供數(shù)據(jù)或信息支持的系統(tǒng)。An Introduction to Database Systems 數(shù)據(jù)庫技術與應用 主講教師 ： 袁 立 自動化學院控制科學與工程系 我們身邊的數(shù)據(jù)庫 ? 應用舉例 ?學校師資、教學、學生學籍管理；
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