数据库系统原理：第一章 数据库系统概述.ppt

第一章 数据库系统概述 提纲 数据库系统概述 数据库模式 (Schema) 数据模型(Model) 数据库新方向 数据库系统概述 数据库应用非常广泛，凡是需要大量存储数据的地方都要用到数据库 几个概念 数据 数据库 数据库管理系统 数据库系统 几个概念 数据（Data）与数据管理 信息的符号表示 数据库（DB） 能长期存储的由DBMS统一管理的被多个用户所共享的数据集合 数据库管理系统（DBMS） 系统软件 存取数据库中数据的一套程序 数据库系统(DBS) 带有数据库的整个计算机系统 几个概念 常用的数据库管理系统软件： DB2 (IBM公司) Oracle (Oracle 公司) SQL Server (Microsoft 公司) Informix (IBM公司) Access (Microsoft公司) MySQL (开源软件) 数据管理的发展阶段 考察要点 各阶段的技术及应用背景 计算机应用范围 外存储设备 数据管理软件 各个阶段的差别体现 谁管理数据 数据面向谁 数据与应用的独立性 数据管理的发展阶段 数据独立性 (data independence) 当数据的结构发生变化时，通过系统提供的映象（转换）功能，使应用程序不必改变 物理数据独立性(physical data independence) 当数据的存储结构改变时，应用程序不必改变 逻辑数据独立性(logical data independence) 当数据的逻辑结构改变时，应用程序不必改变 数据独立性与共享性 数据管理的发展阶段 人工管理阶段（50年代中期以前） 文件系统阶段（50年代后期---60年代中期） 数据库系统阶段（60年代后期开始） 数据库系统 VS 文件系统 数据库系统的特点 人工管理阶段 背景 计算机主要用于科学计算 数据量小、结构简单，如高阶方程、曲线拟和等 外存为顺序存取设备 磁带、卡片、纸带，没有磁盘等直接存取设备 没有操作系统，没有数据管理软件 用户用机器指令编码，通过纸带机输入程序和数据，程序运行完毕后，由用户取走纸带和运算结果，再让下一用户上机操作 人工管理阶段 特点 用户完全负责数据管理工作 数据的组织、存储结构、存取方法、输入输出等 数据完全面向特定的应用程序 每个用户使用自己的数据，数据不保存，用完就撤走 数据与程序没有独立性 程序中存取数据的子程序随着存储结构的改变而改变 磁带的特点 优点：廉价地存放大容量数据 缺点：顺序访问；1%所需，100%访问 人工管理阶段 文件系统阶段 背景 计算机不但用于科学计算，还用于管理 外存有了磁盘、磁鼓等直接存取设备 直接存取设备（DASD） 无须顺序存取 由地址直接访问所需记录 有了专门管理数据的软件，一般称为文件系统 文件存储空间的管理 目录管理 文件读写管理 文件保护 向用户提供操作接口 文件系统阶段 特点 系统提供一定的数据管理功能 存取方法（索引文件、链接文件、直接存取文件、倒排文件等） 支持对文件的基本操作（增、删、改、查等），用户程序不必考虑物理细节 数据的存取基本上以记录为单位 数据仍是面向应用的 一个数据文件对应一个或几个用户程序 数据与程序有一定的独立性 文件的逻辑结构与存储结构由系统进行转换，数据在存储上的改变不一定反映在程序上 文件系统阶段 文件系统阶段 数据与程序的独立性差 文件系统的出现并没有从根本上改变数据与程序紧密结合的状况，数据的逻辑结构改变则必须修改应用程序 文件系统只是解脱了程序员对物理设备存取的负担，它并不理解数据的语义，只负责存储 数据的语义信息只能由程序来解释，也就是说，数据收集以后怎么组织，以及数据取出来之后按什么含义应用，只有全权管理它的程序知道。 一个应用若想共享另一个应用生成的数据，必须同另一个应用沟通，了解数据的语义与组织方式 文件系统阶段 数据的共享性差，冗余度大 数据面向应用 即使不同应用程序所需要的数据有部分相同时，也必须建立各自的文件，而不能共享相同的数据 数据孤立 数据分散管理，许多文件，许多数据格式 数据的不一致性 由于数据存在很多副本，给数据的修改与维护带来了困难，容易造成数据的不一致性 文件系统阶段 文件系统阶段 数据查询困难 记录之间无联系 应用自己编程实现 对每个查询都重新编码 数据完整性难于保证 数据库系统阶段 背景 计算机管理的数据量大，关系复杂，共享性要求强（多种应用、不同语言共享数据） 外存有了大容量磁盘，光盘 软件价格上升，硬件价格下降，编制和维护软件及应用程序成本相对增加，其中维护的成本更高，力求降低 数据库