【導讀】上世紀六十年代，數(shù)據(jù)處理已經(jīng)成為計算機的主要應(yīng)用。的分類、組織、編碼、存儲、檢索和維護。文件系統(tǒng)方式，許多的缺點使得這種方式無法適應(yīng)用戶的要求。經(jīng)過三十多年的發(fā)展，現(xiàn)已經(jīng)形成相當規(guī)模的理論。體系和應(yīng)用技術(shù)。本章介紹數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基本概念和發(fā)展歷史，使同學們對數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的概貌有所了解。數(shù)據(jù)庫是相互關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)集合。數(shù)據(jù)是描述現(xiàn)實世界中各種。具體事物和抽象概念的可存儲并有明確意義的信息。夠為特定組織的多種應(yīng)用服務(wù)。包括存儲管理、安全性管理和完整性管理等。它提供的命令，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫的定義和操作。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是指數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的聯(lián)合系統(tǒng)。級和課程安排的信息?，F(xiàn)對數(shù)據(jù)庫的保護。安全性控制的目的是防止對數(shù)據(jù)。庫未經(jīng)授權(quán)的訪問和惡意攻擊。維護、存取和處理。重復存儲導致重復更新，并且容易造成數(shù)。元數(shù)據(jù)存儲在稱為數(shù)據(jù)字典的特殊文件中。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)特點之二：程序與數(shù)據(jù)獨立。

　　

【正文】 電 00 312 1307 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 8020 信 00 334 1307 a53 數(shù)據(jù)庫模式 是相對穩(wěn)定 的。而數(shù)據(jù) 庫實例則隨 著更新操作 而動態(tài)變化 第六節(jié) 數(shù)據(jù)庫語言 每個數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)都為用戶提供一個數(shù)據(jù)庫語言。數(shù)據(jù)庫語言用于 定義和操縱數(shù)據(jù)庫，并按功能的不同劃分為以下兩種子語言： (1)數(shù)據(jù)定義子語言 DDL(用戶使用 DDL提出數(shù)據(jù)庫模式定義的要求 ) ?模式定義：描述數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)。 ?存儲結(jié)構(gòu)與存取方法定義：描述數(shù)據(jù)的存儲結(jié)構(gòu)。 相應(yīng)的處理程序為 (DBMS為實現(xiàn)用戶定義要求而作出的處理 ) ?數(shù)據(jù)庫模式定義處理程序： 將 DDL表示的模式定義存儲到數(shù)據(jù)字典中。 ?存儲結(jié)構(gòu)和存取方法定義處理程序： 根據(jù) DDL表示的存儲結(jié)構(gòu)和存取方法定義， 創(chuàng)建相關(guān)的數(shù)據(jù)庫文件，建立物理數(shù)據(jù)庫。 (2)數(shù)據(jù)操縱子語言 DML(用戶使用 DML存取數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù) ) 用戶使用 DML表示對數(shù)據(jù)庫的操作請求 (查詢或增刪改 )。 DML分過程語言和非過程語言兩類。后者較易學習但效率較低。 目前的關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)產(chǎn)品都提供 SQL語言。 這種語言把上述 (1)(2)兩種子語言合并一起。 a6 第七節(jié) 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)由多個程序模塊組成。每個模塊實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫系 統(tǒng)的一種功能。一般情況下，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)建立在操作系統(tǒng)基礎(chǔ) 上。以下是 DBMS的主要模塊： ：對 DDL作語法及安全性檢查， 然后更新數(shù)據(jù)字典的元數(shù)據(jù)； ：對 DML作語法、安全檢查和完整性驗證； ：對查詢要求產(chǎn)生優(yōu)化的執(zhí)行計劃。 若模塊由復雜用戶調(diào)用，則把執(zhí)行計劃交操作模塊； 若模塊由程序用戶調(diào)用，則把執(zhí)行計劃返回 DML預編譯 . ：調(diào)用預處理模塊作安全檢查和 完整性驗證，調(diào)用優(yōu)化處理模塊優(yōu)化程序中的查詢，調(diào)用 宿主語言編譯程序產(chǎn)生程序的目標代碼，目標代碼執(zhí)行時 調(diào)用數(shù)據(jù)操作模塊的算法完成查詢。 ：調(diào)用相關(guān)模塊實現(xiàn)并發(fā)控制、系統(tǒng)恢復、 緩沖處理、記錄存儲、存儲方法和數(shù)據(jù)存取等功能。 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖 a7 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖 簡單用戶 應(yīng)用程序員 復雜用戶 數(shù)據(jù)庫管理員 應(yīng)用界面 應(yīng)用源程序 查詢語句 數(shù)據(jù)定義語言語句 應(yīng)用程序 目標代碼 數(shù)據(jù)操縱 語言預編譯 查詢預處理 查詢優(yōu) 化處理 安全性檢查 完整性 約束 數(shù)據(jù) 定義 語言 編譯 執(zhí)行 數(shù)據(jù)操作 實現(xiàn)算法 記錄管理 存取方法 并發(fā)控制 緩沖處理 系統(tǒng)恢復 記錄存儲 數(shù)據(jù)存取 數(shù)據(jù)字典 數(shù)據(jù)文件 DBMS OS 操縱數(shù)據(jù)字典 操縱數(shù)據(jù)文件 a71 a8 第八節(jié) 數(shù)據(jù)庫技術(shù)的發(fā)展 數(shù)據(jù)管理是計算機的一個重要應(yīng)用領(lǐng)域。早期的數(shù)據(jù)管理采用 文件管理方式。這種管理方式存在種種缺點，不能滿足現(xiàn)代數(shù) 據(jù)管理的應(yīng)用需求。上世紀六十年代末，出現(xiàn)了以數(shù)據(jù)庫為中 心的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) (DBMS)。 1970年， Codd提出了關(guān)系數(shù)據(jù) 庫理論，開創(chuàng)了數(shù)據(jù)庫應(yīng)用新階段。數(shù)據(jù)庫從出現(xiàn)到現(xiàn)在，僅 僅三十多年時間，從第一代的網(wǎng)狀、層次數(shù)據(jù)庫技術(shù)和第二代 的關(guān)系數(shù)據(jù)庫技術(shù)，發(fā)展到第三代的面向新一代應(yīng)用的數(shù)據(jù)庫 技術(shù)，其發(fā)展速度之快、應(yīng)用范圍之廣使得數(shù)據(jù)庫技術(shù)成為計 算機科學中最令人矚目的一個重要分支。 第一代數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) 1970年前后研制的層次和網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。 第二代數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) 建立在關(guān)系模型理論基礎(chǔ)上的關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。 第三代數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) 繼承和發(fā)展第二代數(shù)據(jù)庫的技術(shù)；支持對數(shù)據(jù)、對象和知 識的管理；與其他學科技術(shù)領(lǐng)域互相滲透。 第一代 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) ：層次和網(wǎng)狀模型數(shù)據(jù)庫 ?層次模型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)： IBM公司于 1968年采用層次數(shù)據(jù)模型研制成功世界上第一個 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) IMS(Information Management System)。 IMS 允許多個 COBOL程序共享數(shù)據(jù)庫，但其設(shè)計是面向程序員的， 操作難度較大，只能處理數(shù)據(jù)之間 1： 1和 1： N的關(guān)系。 ?網(wǎng)狀模型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)： 1969年 10月數(shù)據(jù)系統(tǒng)語言協(xié)會 CODASYL(Conference on Data System Language)的下屬組織數(shù)據(jù)庫任務(wù)組 DBTG(Data Base Task Group)提出了關(guān)于網(wǎng)狀模型的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。該組織一系 列關(guān)于數(shù)據(jù)庫的工作和報告澄清了許多數(shù)據(jù)庫的概念，確定 了網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的許多概念、方法和技術(shù)。為數(shù)據(jù)庫的進 一步成熟奠定了基礎(chǔ)。許多實際運行的網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，如 IDMS、 IDS/2和 DMS1100等均以 DBTG報告為基礎(chǔ)。 網(wǎng)狀模型可以描述現(xiàn)實世界中數(shù)據(jù)之間的 1: 1:n和 m:n關(guān)系。 但要處理多對多的關(guān)系還要進行轉(zhuǎn)換，操作也不方便。 a81 第二代 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) ：關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) RDBMS（ Relational DBMS） 1970年 6月 IBM San Joe研究所的 ‘大型共享數(shù) 據(jù)庫的數(shù)據(jù)關(guān)系模型‘論文，提出了關(guān)系數(shù)據(jù)庫模型的概念， 奠定了關(guān)系數(shù)據(jù)庫模型的的理論基礎(chǔ)，使數(shù)據(jù)庫技術(shù)成為計 算機科學的重要分支，開創(chuàng)了數(shù)據(jù)庫的關(guān)系方法和關(guān)系規(guī)范 化的研究。關(guān)系方法由于理論上的完美和結(jié)構(gòu)相對簡單，對 數(shù)據(jù)庫技術(shù)的發(fā)展起到了關(guān)鍵性的作用。從此一些關(guān)系數(shù)據(jù) 庫系統(tǒng)陸續(xù)出現(xiàn)。 1974年， IBM San Joe研究所研制成功了關(guān) 系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) System R。 1984年 David Marer所著‘關(guān)系數(shù) 據(jù)庫理論‘一書標志著關(guān)系數(shù)據(jù)庫理論的成熟。 80年代是關(guān)系數(shù)據(jù)庫發(fā)展的鼎盛時期，至今久盛不衰。其最 大優(yōu)點是：使用非過程化的數(shù)據(jù)庫語言 SQL；具有很好的形 式化基礎(chǔ)和高度的數(shù)據(jù)獨立性；使用方便，二維表格可直接 處理多對多的關(guān)系。目前我國應(yīng)用較多的 RDBMS有： ORACLE， SQLS ERVER， INFORMIX， DB2， SYBASE等。 a82 第三代數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) ?從數(shù)據(jù)模型來看，出現(xiàn)了面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)庫 (OODB)。增加了管理 數(shù)據(jù)內(nèi)在動態(tài)聯(lián)系的能力。提高了建模能力和運行性能。 ?從數(shù)據(jù)分布來看，出現(xiàn)了分布式數(shù)據(jù)庫 (DDB)。其局部自治性降低 了通信開銷。數(shù)據(jù)的合理冗余提高了網(wǎng)絡(luò)環(huán)境數(shù)據(jù)管理的可靠性。 ?從數(shù)據(jù)處理方式來看，出現(xiàn)了并行數(shù)據(jù)庫 (PDB)。在集結(jié)多個處理 器的并行計算機上建立高性能數(shù)據(jù)庫將大大提高數(shù)據(jù)查詢的能力。 ?從數(shù)據(jù)管理時間特性來看，出現(xiàn)了時態(tài)數(shù)據(jù)庫和實時數(shù)據(jù)庫。適應(yīng) 查詢歷史數(shù)據(jù)或?qū)崟r響應(yīng)的要求。 ?從應(yīng)用領(lǐng)域來看，出現(xiàn)了各種特殊數(shù)據(jù)庫。與人工智能結(jié)合出現(xiàn)演 繹數(shù)據(jù)庫、知識庫和主動數(shù)據(jù)庫 (ADB)；與多媒體技術(shù)結(jié)合出現(xiàn)多 媒體數(shù)據(jù)庫；與移動通信結(jié)合出現(xiàn)移動式數(shù)據(jù)庫；工程領(lǐng)域出現(xiàn)工 程數(shù)據(jù)庫；統(tǒng)計領(lǐng)域出現(xiàn)統(tǒng)計數(shù)據(jù)庫；地理領(lǐng)域出現(xiàn)空間數(shù)據(jù)庫等 , ?從數(shù)據(jù)庫的連接性來看，出現(xiàn)了 Web數(shù)據(jù)庫。 ?從數(shù)據(jù)庫存儲介質(zhì)來看，出現(xiàn)了主存數(shù)據(jù)庫。 近年，數(shù)據(jù)倉庫和數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)成為數(shù)據(jù)庫技術(shù)的一個發(fā)展趨勢。 關(guān)于第三代數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基本特征，下邊是一種看法：繼承第二代 數(shù)據(jù)庫的技術(shù)；支持對數(shù)據(jù)、對象和知識的管理；對其它系統(tǒng)開放 . a83