数据库原理及应用实用教程幻灯片.ppt
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1、数据库原理及应用实用教程第1页,共31页,编辑于2022年,星期六第1章 数据库的概念 第2章 实体联系模型 第3章 关系模型及ORACLE对象关系数据库第4章 ORACLE SQL和PL/SQL 第5章 关系数据库设计理论 第6章 数据库的设计与维护 第7章 数据库保护 第8章 ORACLE的企业管理器的企业管理器(Enterprise Manager)第9章 分布式数据库系统 第10章 数据库应用程序开发工具ORACLE Developer 第11章 ORACLE J2EE高级技术与高级技术与JDeveloper第12章 ORACLE程序实例图书管理信息系统 第2页,共31页,编辑于202
2、2年,星期六第一章 数据库的概念1.1数据库的意义1.2数据库的由来和发展1.3数据库的体系结构1.4数据库系统1.5数据库管理系统第3页,共31页,编辑于2022年,星期六1.1.1 DB(Database)数据库 Database Database:顾顾名名思思义义,数数据据库库(Database,Database,即即DBDB)是是存存贮贮在一起的相关数据的集合,是存贮数据的在一起的相关数据的集合,是存贮数据的“仓库仓库”。诞诞生生于于2020世世纪纪中中叶叶的的计计算算机机科科学学较较之之其其它它现现代代科科学学技技术术的的发发展展更更迅迅速速,在在2121世世纪纪到到来来之之际际,它
3、它几几乎乎可可以以称称为为“知知识识爆爆炸炸”了了。2121世世纪纪是是信信息息和和知知识识的的社社会会,如如何何组组织织和和利利用用这这些些庞庞大大的的信信息息和和知知识识已已成成为为衡衡量量一一个个国国家家科科学学技技术术水水平平高低的重要高低的重要标标志。志。早早在在6060年年代代,数数据据库库技技术术作作为为现现代代信信息息系系统统基基础础的的一一门门软软件件学学科科便便应应运运而而生生了了。现现在在,数数据据库库技技术术已已成成为为计计算算机机领领域域中中最最重重要要的的技技术术之之一一,它它是是软软件件学学科科中中一一个个独独立立的分支。的分支。第4页,共31页,编辑于2022年
4、,星期六1.1.2 数据模型 数数据据库库系系统统就就是是实实现现有有组组织织地地、动动态态地地存存贮贮大大量量相相关关数数据据,方方便便用用户户访访问问的的计计算算机机软软、硬硬资资源源组组成成的的系系统统。而而数数据据库库技技术术是是研研究究数数据据库库的的结结构构、存存贮贮、设设计计和和使使用用的的一一门门软软件件学学科科。因此,数据库技术主要是研究如何存贮、使用和管理数据。因此,数据库技术主要是研究如何存贮、使用和管理数据。数数据据库库离离不不开开数数据据模模型型。数数据据模模型型是是对对现现实实世世界界客客观观事事物物及及其其联联系系的的描描述述,它它反反映映数数据据项项之之间间和和
5、记记录录之之间间的的联联系系,在数据库技术中使用模型的概念描述数据库的结构与语义。在数据库技术中使用模型的概念描述数据库的结构与语义。常常用用有有三三种种数数据据模模型型 (data data model)model):层层次次模模型型(hierarchical hierarchical modelmodel),网网状状模模型型(network network modelmodel)和和关关系系模模型型(relational relational modelmodel)。此此外外,还还有有面面向向对对象象模模型(型(object-oriented modelobject-oriented mo
6、del)返回第5页,共31页,编辑于2022年,星期六 1.2.1人工管理阶段(人工管理阶段(20世纪世纪50年代中期以前)年代中期以前)这这一一阶阶段段的的计计算算机机主主要要用用于于科科学学计计算算。硬硬件件中中的的外外存存只只有有卡卡片片、纸纸带带等等。软软件件只只有有汇汇编编语语言言,没没有有数数据据管管理理方方面面的的软软件件。数数据据处处理理的的方方式式基基本本上上是是批批处处理理。这这个个时时期期的的数数据据管管理理特特点点如下:如下:1.数据不保存数据不保存 2.2.没有专用软件对数据进行管理没有专用软件对数据进行管理 3.3.只有程序只有程序(PROGRAM)PROGRAM)
7、的概念、没有文件的概念的概念、没有文件的概念 4.4.数据面向应用数据面向应用 即一组数据对应于一个程序。即一组数据对应于一个程序。5.5.对对数据的存取以数据的存取以记录为单记录为单位位 1.2数据库的由来和发展返回第6页,共31页,编辑于2022年,星期六1.2.2 文件系统阶段文文件件系系统统阶阶段段(2020世世纪纪5050年年代代后后期期至至6060年年代代中中后后期)期)这这一一阶阶段段的的计计算算机机不不仅仅用用于于科科学学计计算算,还还大大量量用用于于信信息息管管理理。外外存存已已有有磁磁盘盘、磁磁鼓鼓等等直直接接存存取取贮贮设设备备。软软件件方方面面出出现现了了高高级级语语言
8、言和和操操作作系系统统。操操作作系系统统中中的的文文件件系系统统(有有时时也也称称为为“信信息息处处理理模模块块”)是是专专门门处处理理外外存存的的数数据据管管理理软软件件。处处理理数数据据方方式式有有批批处处理理,也也有有联联机机实实时时处处理理。这这一一阶阶段段数数据据管理情况如下:管理情况如下:、特点、特点 (1)数据可长期保存在外存的磁盘上数据可长期保存在外存的磁盘上 第7页,共31页,编辑于2022年,星期六(2)数据的物理结构与逻辑结构有了区别,但较简单。程序与设备之间有设备独立性(程序只需用文件名与数据打交道).(3)文件的形式已多样化,有索引文件,链接文件和直接存取等,因而对文
9、件的记录可顺序访问,也可随机访问。但文件之间是独立的,联系要通过程序去构造,文件的共享性差。第8页,共31页,编辑于2022年,星期六(4)有了存贮文件以后有了存贮文件以后,数据不再仅仅属于数据不再仅仅属于某个特定的程序某个特定的程序,而可以重复使用。但文而可以重复使用。但文件结构的设计仍然是基于特定的用途,件结构的设计仍然是基于特定的用途,程序仍然是基于特定的程序仍然是基于特定的.(5)(5)对对数数据据的的存存取取基基本本上上还还是是以以记记录录为为单位。单位。2.2.缺陷缺陷文件系统有三大缺陷:文件系统有三大缺陷:第9页,共31页,编辑于2022年,星期六 (1)(1)数数据据冗冗余余性
10、性(redundancy),redundancy),由由于于文文件件之之间间缺缺泛泛联联系系,造造成成每每个个应应用用程程序序都都有有对对应应的的文文件件,有有可可能同样的数据在多个文件中重复存贮能同样的数据在多个文件中重复存贮;(2)(2)不不一一致致性性(inconsistency),inconsistency),这这往往往往是是由由数数据据冗冗余余造造成成的的,在在进进行行更更新新操操作作时时,稍稍不不谨谨慎慎,就可能同样的数据在不同的文件中不一样就可能同样的数据在不同的文件中不一样;(3)(3)数数据据联联系系弱弱(poor poor data data relationship),r
11、elationship),这这是文件之间独立是文件之间独立,缺乏联系造成的。缺乏联系造成的。第10页,共31页,编辑于2022年,星期六1.2.3 数据库阶段数据库阶段(数据库阶段(2020世纪世纪6060年代末开始)年代末开始)1.1.采用复杂的数据模型采用复杂的数据模型(结构结构)数数据据模模型型不不仅仅要要描描述述数数据据本本身身的的特特点点,还还要要描描述述数数据据之之间间的的联联系系。这这种种联联系系是是通通过过存存取取路路径径来来实实现现的的。通通过过一一切切存存取取路路径径来来表表示示自自然然的的数数据据联联系系是是数数据据库库与与传传统统文文件件的的根根本本区区别别。这这样样数
12、数据据不不再再面面向向特特定定的的某某个个或或多多个个应应用用,而而是是面面向向整整个个应应用用系统。数据冗余明显减少,实现了数据共享。系统。数据冗余明显减少,实现了数据共享。第11页,共31页,编辑于2022年,星期六 2.2.有较高的数据独立性有较高的数据独立性在在数数据据库库系系统统中中,系系统统提提供供映映象象的的功功能能,确确保保应应用用程程序序对对数数据据结结构构和和存存取取方方法法有有较较高高的的独独立立性性。用用户户以以简简单单的的逻逻辑辑结结构构操操作作数数据据而而无无需需考考虑虑数数据据的的物物理理结结构构。数数据据库库结结构构分分成成用用户户的的逻逻辑辑结结构构、整整体体
13、逻逻辑辑结结构构和和物物理理结结构构。在在改改变变物物理理结结构构时时,不不影影响响整整体体逻逻辑辑结结构构、用用户户的的逻逻辑辑结结构构以以及及应应用用程程序序,这这样样就就认认为为数数据据库库达达到到了了物物理理数数据据独独立立性性。在在改改变变整整体体逻逻辑辑时时,不不影影响响用用户户的的逻逻辑辑结结构构以以及及应应用用程程序序,这这样样就就认认为为数数据据库达到了逻辑数据独立性。库达到了逻辑数据独立性。3.3.数据库系统为用户提供了方便的用户接口数据库系统为用户提供了方便的用户接口 用用户户可可使使用用查查询询语语言言或或简简单单的的终终端端命命令令操操作作数数据据库库,也也可可以以使
14、使用用程程序序方方式式(用用高高级级语语言言如如C C、FORTRANFORTRAN等等语语言言和和数数据据库库操操纵纵语言编制的程序语言编制的程序)操作数据库。操作数据库。4.4.提供下述四方面的数据控制功能提供下述四方面的数据控制功能 (1)(1)数数据据完完整整性性:保保证证数数据据库库始始终终包包含含正正确确的的数数据据。用用户户可可设计一些完整性规则以确保数据值的正确性设计一些完整性规则以确保数据值的正确性。第12页,共31页,编辑于2022年,星期六(2)(2)数数据据安安全全性性:保保证证数数据据的的安安全全和和机机密密,防防止止数数据据丢丢失失或或被被窃窃取。取。(3)(3)数
15、数据据库库的的并并发发控控制制:避避免免并并发发程程序序之之间间的的相相互互干干扰扰,防防止数据库数据被破坏止数据库数据被破坏,杜绝提供给用户不正确的数据。杜绝提供给用户不正确的数据。(4)(4)数数据据的的恢恢复复:在在数数据据库库被被破破坏坏时时或或数数据据不不可可靠靠时时,系系统统有有能力把数据库恢复到最近某个时刻的正确状态。能力把数据库恢复到最近某个时刻的正确状态。5.5.还可以数据项为单位操作还可以数据项为单位操作对数据库的操作除了以记录为单位外还可以数据项为单位。对数据库的操作除了以记录为单位外还可以数据项为单位。第13页,共31页,编辑于2022年,星期六1.2.4高级数据库阶段
16、高级数据库阶段高级数据库阶段(20(20世纪世纪7070年代后期开始年代后期开始)这这一一阶阶段段的的主主要要标标志志是是分分布布式式数数据据库库系系统统、面面向向对对象象数数据据库库、智智能数据能数据库库系系统统的出的出现现。第14页,共31页,编辑于2022年,星期六1.3数据库的体系结构 从从DBMSDBMS的角度看:的角度看:数据库系统采用三级体系结构数据库系统采用三级体系结构 从最终用户的角度看:从最终用户的角度看:集中式结构集中式结构 分布式结构分布式结构 客户客户/服务器结构服务器结构 平行结构平行结构 第15页,共31页,编辑于2022年,星期六1.模式(模式(schemasc
17、hema)和实例(和实例(instanceinstance)在在数数据据模模型型中中有有型型(typetype)和和值值(valuevalue)的的概概念念。型型是是对对某某一一类类数数据据的的结结构构和和属属性性说说明明,值值是是型型的的一一个个具具体体赋赋值值。例例如如:学学生生记记录录定定义义为为(学学号号,姓姓名名,性性别别,系系别别,年年龄龄,籍籍贯贯)这这样样的的“型型”,而而(900201900201,李李明明,男男,计算机,计算机,2222,江苏)则是该型的一个,江苏)则是该型的一个“值值”数数据据库库模模式式只只是是数数据据库库的的一一种种结结构构描描述述,仅仅涉涉及及到到型
18、型的的描描述述,并并不不涉涉及及任任何何具具体体的的数数据据。模模式式的的一一个个具具体值称为模式的一个体值称为模式的一个实例实例。我们常说我们常说“定义了一个数据库定义了一个数据库”只是指定义了一个数据只是指定义了一个数据库模式,只有按该模式装入数据以后,这个数据库才库模式,只有按该模式装入数据以后,这个数据库才算真正建立起来了。算真正建立起来了。第16页,共31页,编辑于2022年,星期六2.2.数据库的三级体系结构数据库的三级体系结构 数据库的三个抽象级别,它把数据的具体组织留给数据库的三个抽象级别,它把数据的具体组织留给DBMSDBMS管理,使用户不必关心数据在计算机内的具体表示管理,
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