2022年数据库系统导论 .pdf

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1、数据库基础与应用第一章数据库系统导论第1 页共 4 页第一章 数据库系统导论1 1 数据与信息111数据、信息与数据处理1 数据的概念数据的概念包括两个方面，其一，数据内容是事物特性的反应或描述；其二，数据是存储在某一种媒体上的符号的集合。数据是载荷信息的物理符号，用于描述事物，能够传递或表示信息。所谓“符号”，不仅仅指数字、字母、文字或其它特殊字符，而且还包括图形、图象、动画、影像、声音等多媒体数据。2 信息的概念信息是人们消化理解了的数据，即对数据进行有效处理后的结果；是对客观世界的认识，即知识。信息是抽象的，不随数据设备所决定的数据形式而改变。用不同的数据形式可以表示同样的信息。3 数据

2、处理数据处理是指将数据转换成信息的过程。信息=数据 +处理数据是原料，是输入，而信息是产出，是输出结果。112信息系统1 信息系统为了某些明确的目的而建立的，由人员、设备、程序和数据集合构成的统一整体。2 管理信息系统分类数据处理系统、管理信息系统、决策支持系统。12计算机数据管理的发展121 人工管理阶段（50 年代中期以前）用卡片、纸带、磁带作为外存储器，不能随机访问数据，一般只能用批处理的方式处理数据。其特点为：1 数据与程序不具有独立性2 数据不长期保存3 系统中没有对数据进行管理的软件122 文件系统阶段（50 年代后期至60 年代中后期）可直接存取的磁鼓、磁盘成为联机的主要外存；出

3、现了高级语言和操作系统，操作系统中的文件系统是专门管理外存储器的数据管理软件；数据处理方式有批处理，也有联机实时处理。其缺点为：1 数据冗余度大2 缺乏数据独立性3 数据无集中管理123 数据库系统阶段（60 年代后期开始）数据库系统的主要特点：1 实现数据共享，减少数据冗余2 采用特定的数据模型3 具有较高的数据模型名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 4 页 - - - - - - - - - 数据库基础与应用第一章数据库系统导论第2 页共 4 页4 有统一

4、的数据控制功能124 分布式数据库系统阶段（70 年代后期）分布式数据库是一个逻辑上统一、地域上分布的数据集合，是计算机网络环境中各个结点局部数据库的逻辑集合，同时受分布式数据库管理系统的控制和管理。其特点为：1 分布透明性2 局部自治与集中控制相结合3 可靠性和可用性4 效率和灵活性125 超文本技术（ 80 年代）传统文本是线性的，必须顺序阅读。超文本是一种非线性的网状结构。读者在阅读时不必完全按顺序向下阅读，可以有选择地动态阅读自己感兴趣的那些内容。超文本机制实质上是一种典型的数据库技术，它是结点、链、网三个要素的结合，提供一种沿着链访问数据的方法。13数据库系统131 数据库系统的组成

5、数据库系统是指引进数据库技术后的计算机系统。例如，一个以数据库为基础的管理信息系统。这类系统由五部分组成：硬件系统、数据库集合、数据库管理系统及相关软件、数据库管理员和用户。132 数据库管理系统（DBMS ）的主要功能DBMS 是数据库系统的核心软件，其主要目标是使数据成为方便用户使用的资源，易于为各类用户所共享，并增进数据的安全性、完整性和可用性。这些是通过DBMS 所支持的三级体系结构 及两级独立性 的特点来完成的。数据库的 三级结构 （三级模式） ： 数据的局部逻辑结构、整体逻辑结构和物理存储结构。两级独立性 ：数据和应用程序之间的物理独立性和逻辑独立性。数据的 物理独立性 当数据的存

6、储结构改变时，由系统提供数据的物理结构与逻辑结构之间的映象或转换功能，保持数据的逻辑结构不变，从而使应用程序不需要修改。数据的 逻辑独立性 由系统提供数据的整体逻辑结构和面向某个具体应用的局部逻辑结构之间的映象或转换功能，当数据的整体逻辑改变时，通过映象保持局部逻辑结构不变，从而使应用程序也不需要修改。DBMS 应具备的功能：1 数据库的定义功能提供数据定义语言DDL(Data Description Language )或操作命令以便对各级数据模式进行具体的描述。2 数据操纵功能提供数据操纵语言DML （Data Manipulation Language） ，以便对数据库中的数据进行追加、

7、插入、修改、删除、检索等操作。3 数据库运行控制功能包括：数据的完整性控制、数据库的并发操作控制、数据的安全性控制、数据库的恢复。4 数据字典数据字典 DD（Data Dictionary ）中存放着对实际数据库各级模式所作的定义，即名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 4 页 - - - - - - - - - 数据库基础与应用第一章数据库系统导论第3 页共 4 页对数据库结构的描述。这些数据是数据库中有关数据的数据，称之为元数据。14数据库的保护1.4.1

8、数据的完整性控制数据完整性是对数据的正确性和一致性的测度。完整性就是正确性、准确性和有效性。完整性控制分为两类：域完整性控制、关联完整性控制。142 并发控制多用户环境的应用系统，往往需要对数据进行读写操作，数据库管理系统必须对共享数据进行并发控制，对于可能修改的数据采取相应的保护措施。常用的保护方法：以独占方式打开数据库、对数据库文件或记录加锁。143 数据的安全性控制数据的安全性控制是对数据库采取的一种保护措施，安全性分为系统安全 和环境安全两大类。为实现系统安全，防止非法授权用户存取造成数据泄密或人为破坏，所采取的措施包括：用户标识和鉴定、分级授权、数据加密。144 数据库恢复1 恢复方

9、法：（1）周期性地转储整个数据库，将数据库保存到磁带或活动磁盘等可脱机的介质上。（2）建立日志文件，记录下每次数据更新（增、删、改）前后的数据值和执行更新操作的程序标识。（3）一旦发生故障，根据数据库备份和日志文件把数据库恢复到最近的正确状态。2 事务管理：从静态角度看， 事务是用户为了完成一次任务所执行的一系列操作，即一段应用程序。从动态角度看，它也代表这段程序在机器上的一次执行。事务是一个不可再分的逻辑工作单元，要么干完，要么不干。在事务执行过程中，数据库处于不稳定或者不允许的状态。因此， 并发控制和数据库恢复常用事务作为处理单位。15数据模型151 三个世界1 现实世界2 概念世界（信息

10、世界）是现实世界在人们头脑中的反映，是对客观事物及其联系的一种抽象描述。实体（ Entity ）客观存在并且可以相互区别的事物。如：职工、部门、定货等。属性（ Attribute ）描述实体的特性。如职工实体的职工号、姓名、年龄、性别等。关键字能够唯一地标识出实体集中每一个实体的属性或属性组合。如职工号。联系（ Relationship ）实体集之间的对应关系，反映了现实世界事物之间的相互关系。分为两种：实体内部各属性间的联系（如职工号与姓名）、实体之间的联系（如图书与读者） 。3 机器世界（存储世界、数据世界）152 ER 模型（实体联系模型） （ER 图）ER 图：是描述概念世界，建立概念

11、模型的实用工具。其中：实体用矩形框表示，框内标注实体名称。属性用椭圆形表示，并用连线与实体连接起来。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 4 页 - - - - - - - - - 数据库基础与应用第一章数据库系统导论第4 页共 4 页实体之间的联系用菱形框表示，框内标注联系名称，并用连线将菱形框分别与有关实体相连，并在连线上注明联系类型。联系的三种类型：一对一联系（1：1） 、一对多联系（1：n） 、多对多（ m：n）153 实例154 数据模型简介数据库管理系统所支持的数据模型分为四种：层次模型、网状模型、关系模型、面向对象模型。层次模型和网状模型的特点：用结点表示实体、用链接指针来实现记录之间的联系。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 4 页 - - - - - - - - -