第一章--数据库技术的发展-数据库新技术-教学课件.ppt

《第一章--数据库技术的发展-数据库新技术-教学课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第一章--数据库技术的发展-数据库新技术-教学课件.ppt（164页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、本门课的内容和要求本门课的内容和要求 一一内容内容F 数据库技术的新进展数据库技术的新进展F 数据库领域研究的新理论、新技术。数据库领域研究的新理论、新技术。二二要求要求F 掌握数据库新技术相关理论、原理和技术掌握数据库新技术相关理论、原理和技术F 有作业有作业-每一章要练习每一章要练习三时间安排三时间安排F 2020学时，以讲课为主学时，以讲课为主F作业和上课表现作为平时成绩，占总成作业和上课表现作为平时成绩，占总成绩的绩的30%,30%,参加考试。参加考试。F上课时间：星期二上课时间：星期二 下午下午7-87-8节节 F 星期四上午星期四上午3-43-4节节F 地点：地点：B101B101

2、四四教材与参考书教材与参考书F课件课件F张凤荔，文军，牛新征张凤荔，文军，牛新征,数据库新技术与应用数据库新技术与应用 清华大学出版社清华大学出版社 20112011年年1111月月FA.Silberschatz,Database system concepts,数据库系统概数据库系统概念念 翻译版F数据库理论与新技术数据库理论与新技术 北京理工大学出版社北京理工大学出版社先修课程-计算机信息处理基础知识、操作系统原理、面向对象的基础数据库领域研究的主要方面数据库领域研究的主要方面 三三WEB数据管理数据管理 +XML WEB数据的提取和集成，数据的提取和集成，XML数据管理，数据管理，WEB

3、环境下基于环境下基于XML的数据发布的数据发布四四分布式数据库分布式数据库:分布式数据库定义、特点、模式结构，层次分布式数据库定义、特点、模式结构，层次结构结构,分布式数据库管理系统分布式数据库管理系统,查询处理和优查询处理和优化化,分布事务管理分布事务管理(恢复和并发控制恢复和并发控制),发展前发展前景和应用趋势等。景和应用趋势等。五、五、数据仓库与数据挖掘数据仓库与数据挖掘 数据仓库系统的系统结构数据仓库系统的系统结构,数据仓库系统的数据仓库系统的数数据组织据组织,构建数据仓库的方法及实现步骤构建数据仓库的方法及实现步骤,数据数据重建；重建；数据挖掘的定义数据挖掘的定义,数据挖掘系统体系结

4、数据挖掘系统体系结构构,数据挖掘所发现的知识分类数据挖掘所发现的知识分类,数据挖掘处理数据挖掘处理过程模型过程模型,数据挖掘的功能数据挖掘的功能,数据挖掘常用技术；数据挖掘常用技术；信息检索。信息检索。六六 特种数据库特种数据库 主动数据库，空间数据库，多媒体数据库；主动数据库，空间数据库，多媒体数据库；模糊数据库，模糊数据库，时态数据库，时空数据库，工程时态数据库，时空数据库，工程数据库，数据库，实时数据库，实时数据库，内存数据库。内存数据库。第一章第一章 数据库技术的发展数据库技术的发展q1.1数据库系统概述数据库系统概述q1.2数据库技术三个发展阶段数据库技术三个发展阶段q1.3关系数据

5、库关系数据库q1.4 SQLq1.5数据库管理系统数据库管理系统q1.6数据模型的发展数据模型的发展q1.7数据库技术和相关技术的结合数据库技术和相关技术的结合q1.8数据库技术发展趋势数据库技术发展趋势数据管理技术的产生和发展数据管理技术的产生和发展u 人工管理阶段（人工管理阶段（上世纪上世纪5050年代初期）年代初期）数据不保存数据不保存应用程序管理数据应用程序管理数据数据不共享数据不共享数据不具有独立性数据不具有独立性应用程序应用程序1应用程序应用程序2应用程序应用程序n数据集数据集1数据集数据集2数据集数据集n数据库基本概念数据库基本概念数据库基本概念数据库基本概念 u 文文件件系系统

6、统阶阶段段（上上世世纪纪5050年年代代后后期）期）数据物理结构和逻辑结构的分离数据物理结构和逻辑结构的分离数据可以长期保存数据可以长期保存由文件系统管理数据由文件系统管理数据数据文件是面向应用的数据文件是面向应用的数据共享性差，冗余度大数据共享性差，冗余度大数据独立性差数据独立性差应用程序1 文件1 文件n应用程序n文件管理文件管理系统系统和文件系统相比，数据库系统有一系列的和文件系统相比，数据库系统有一系列的特点，具体表现在以下几个方面：特点，具体表现在以下几个方面：q 数据库系统向用户提供高级的接口。用户数据库系统向用户提供高级的接口。用户要访问文件系统数据，了解文件的存储格式、要访问文

7、件系统数据，了解文件的存储格式、记录结构等。使用记录结构等。使用SQL给出需要数据，给出需要数据，DBMS来完成。来完成。q 查询的处理和优化。用户的查询请求和优查询的处理和优化。用户的查询请求和优化由化由DBMS来完成。来完成。q 并发控制。文件系统一般不支持并发操作。并发控制。文件系统一般不支持并发操作。q 数据的完整性约束。数据库可以定义完整数据的完整性约束。数据库可以定义完整性约束有实体完整性、域完整性、参照完整性性约束有实体完整性、域完整性、参照完整性和用户自定义的完整性等。和用户自定义的完整性等。数据库数据库q数据库是长期存储在计算机内、有组织的、可共数据库是长期存储在计算机内、有

8、组织的、可共数据库是长期存储在计算机内、有组织的、可共数据库是长期存储在计算机内、有组织的、可共享的数据集合。这种集合具有如下特点：享的数据集合。这种集合具有如下特点：享的数据集合。这种集合具有如下特点：享的数据集合。这种集合具有如下特点：q（1 1）最小的冗余度。以一定的数据模型来组织数）最小的冗余度。以一定的数据模型来组织数）最小的冗余度。以一定的数据模型来组织数）最小的冗余度。以一定的数据模型来组织数据，数据尽可能不重复。据，数据尽可能不重复。据，数据尽可能不重复。据，数据尽可能不重复。q（2 2）应用程序对数据资源共享。以最优方式为某）应用程序对数据资源共享。以最优方式为某）应用程序对

9、数据资源共享。以最优方式为某）应用程序对数据资源共享。以最优方式为某个特定组织或企业提供多种应用服务。个特定组织或企业提供多种应用服务。个特定组织或企业提供多种应用服务。个特定组织或企业提供多种应用服务。q（3 3）数据独立性高。数据结构独立于使用它的应）数据独立性高。数据结构独立于使用它的应）数据独立性高。数据结构独立于使用它的应）数据独立性高。数据结构独立于使用它的应用程序。用程序。用程序。用程序。q（4 4）统一管理和控制。数据库管理系统统一对数）统一管理和控制。数据库管理系统统一对数）统一管理和控制。数据库管理系统统一对数）统一管理和控制。数据库管理系统统一对数据进行的定义、操纵和控制

10、。据进行的定义、操纵和控制。据进行的定义、操纵和控制。据进行的定义、操纵和控制。数据库管理系统数据库管理系统 q数据库管理系统（数据库管理系统（DataBase Management System，简记为，简记为DBMS）是位于用户与操）是位于用户与操作系统之间的一个数据管理软件，作系统之间的一个数据管理软件，q由一个互相关联的数据的集合和一组访问由一个互相关联的数据的集合和一组访问这些数据的程序组成，这些数据的程序组成，这些数据集合通常这些数据集合通常称为数据库，称为数据库，包含了特定企业的信息。包含了特定企业的信息。qDBMS的主要目标是要提供一个可以方便、的主要目标是要提供一个可以方便、

11、高效的存取数据库信息的环境。高效的存取数据库信息的环境。qDBMS软件有多种，比较著名的有软件有多种，比较著名的有Oracle、Informix、Sybase、SQL Server、DB2等。等。数据库系统的应用数据库系统的应用 q银行业：客户的信息、账号、贷款以及交易记录等；银行业：客户的信息、账号、贷款以及交易记录等；银行业：客户的信息、账号、贷款以及交易记录等；银行业：客户的信息、账号、贷款以及交易记录等；q制造业：供应链、产品生产、仓库和订单等；制造业：供应链、产品生产、仓库和订单等；制造业：供应链、产品生产、仓库和订单等；制造业：供应链、产品生产、仓库和订单等；q航空业：订票和航班的

12、信息；航空业：订票和航班的信息；航空业：订票和航班的信息；航空业：订票和航班的信息；q电信业：通话记录，月账单、预付电话卡的金额、存电信业：通话记录，月账单、预付电话卡的金额、存电信业：通话记录，月账单、预付电话卡的金额、存电信业：通话记录，月账单、预付电话卡的金额、存储通讯网络的信息；储通讯网络的信息；储通讯网络的信息；储通讯网络的信息；q金融业：存储股票、债券等金融票据的持有、出售和金融业：存储股票、债券等金融票据的持有、出售和金融业：存储股票、债券等金融票据的持有、出售和金融业：存储股票、债券等金融票据的持有、出售和买入的信息，存储实时的市场数据等；买入的信息，存储实时的市场数据等；买入

13、的信息，存储实时的市场数据等；买入的信息，存储实时的市场数据等；q各种厂矿企业、大学、销售业、人力资源等各个方面。各种厂矿企业、大学、销售业、人力资源等各个方面。各种厂矿企业、大学、销售业、人力资源等各个方面。各种厂矿企业、大学、销售业、人力资源等各个方面。q互联网增加了用户对数据库的直接访问，尽管界面隐互联网增加了用户对数据库的直接访问，尽管界面隐互联网增加了用户对数据库的直接访问，尽管界面隐互联网增加了用户对数据库的直接访问，尽管界面隐藏了访问数据库的细节，万维数据库已经成为当今几藏了访问数据库的细节，万维数据库已经成为当今几藏了访问数据库的细节，万维数据库已经成为当今几藏了访问数据库的细

14、节，万维数据库已经成为当今几乎每个人生活不可缺少的组成部分。乎每个人生活不可缺少的组成部分。乎每个人生活不可缺少的组成部分。乎每个人生活不可缺少的组成部分。1.2 数据库技术三个发展阶段数据库技术三个发展阶段q第一代数据库系统第一代数据库系统-层次网状数据层次网状数据库系统库系统q第二代数据库系统第二代数据库系统第二代数据库系统第二代数据库系统-关系数据库系统关系数据库系统关系数据库系统关系数据库系统q新一代数据库系统新一代数据库系统新一代数据库系统新一代数据库系统1.2.1 第一代数据库系统第一代数据库系统-层次网状数据库系层次网状数据库系统统q 第一个通用的第一个通用的第一个通用的第一个通

15、用的DBMSDBMS是由是由是由是由Charles BachmanCharles Bachman于于于于2020世纪世纪世纪世纪6060年在通用电器公司设计的，年在通用电器公司设计的，年在通用电器公司设计的，年在通用电器公司设计的，并称作集成数据存储并称作集成数据存储并称作集成数据存储并称作集成数据存储(integrated data store),(integrated data store),奠定了网状数据模型的基础。奠定了网状数据模型的基础。奠定了网状数据模型的基础。奠定了网状数据模型的基础。q(1)(1)19691969年年年年,IBM,IBM公司研制的层次模型数据库管理系统公司研制的

16、层次模型数据库管理系统公司研制的层次模型数据库管理系统公司研制的层次模型数据库管理系统IMS(Information Management System).IMS(Information Management System).层次数据模型层次数据模型层次数据模型层次数据模型q(2)(2)6060年代末年代末年代末年代末7070年代初年代初年代初年代初,美国数据库系统语言协会美国数据库系统语言协会美国数据库系统语言协会美国数据库系统语言协会CODASYL(Conference On Data System Language)CODASYL(Conference On Data System La

17、nguage)下属下属下属下属的数据库任务组的数据库任务组的数据库任务组的数据库任务组DBTA(Data Base Task Group)DBTA(Data Base Task Group)提出的若提出的若提出的若提出的若干报告干报告干报告干报告(称为称为称为称为DBTGDBTG报告报告报告报告)qDBTGDBTG报告确定并建立了数据库系统的许多概念报告确定并建立了数据库系统的许多概念报告确定并建立了数据库系统的许多概念报告确定并建立了数据库系统的许多概念,方方方方法和技术法和技术法和技术法和技术.所提议的方法是基于网络结构的所提议的方法是基于网络结构的所提议的方法是基于网络结构的所提议的方法

18、是基于网络结构的,是数据库网是数据库网是数据库网是数据库网络模型的典型代表络模型的典型代表络模型的典型代表络模型的典型代表.第一代第一代-层次网状数据库系统层次网状数据库系统q1.发展史发展史q层次数据库是数据库系统的先驱层次数据库是数据库系统的先驱;网状数网状数据库是数据库概念据库是数据库概念,方法和技术的奠基方法和技术的奠基.q两者的区别是以数据模型为基础的两者的区别是以数据模型为基础的:层次数层次数据库的数据模型是分层结构据库的数据模型是分层结构(树树);网状数据网状数据库的数据模型是网状结构库的数据模型是网状结构(有向图有向图)第一代数据库系统第一代数据库系统-层次网状数据库层次网状数

19、据库系统系统q2.2.2.2.特点特点特点特点q(1)(1)(1)(1)支持三级模式的体系结构：支持三级模式的体系结构：支持三级模式的体系结构：支持三级模式的体系结构：三级模式三级模式三级模式三级模式:外模式外模式外模式外模式,概念模式概念模式概念模式概念模式,内模式内模式内模式内模式.q(2)(2)(2)(2)用存取路径来表示数据之间的联系：用存取路径来表示数据之间的联系：用存取路径来表示数据之间的联系：用存取路径来表示数据之间的联系：数据库系数据库系数据库系数据库系统和文件系统的主要区别之一统和文件系统的主要区别之一统和文件系统的主要区别之一统和文件系统的主要区别之一:数据库不仅存储数据数

20、据库不仅存储数据数据库不仅存储数据数据库不仅存储数据,而且存储数据之间的联系而且存储数据之间的联系而且存储数据之间的联系而且存储数据之间的联系.在层次和网状数据库中在层次和网状数据库中在层次和网状数据库中在层次和网状数据库中,数数数数据之间的联系是用存取路径来表示和实现的据之间的联系是用存取路径来表示和实现的据之间的联系是用存取路径来表示和实现的据之间的联系是用存取路径来表示和实现的q(3)(3)(3)(3)独立的数据定义语言：独立的数据定义语言：独立的数据定义语言：独立的数据定义语言：用以描述数据库的外模式用以描述数据库的外模式用以描述数据库的外模式用以描述数据库的外模式,概念模式和内模式概

21、念模式和内模式概念模式和内模式概念模式和内模式,以及相互映象以及相互映象以及相互映象以及相互映象.q(4)(4)(4)(4)导航的数据操纵语言：导航是指不仅要了解导航的数据操纵语言：导航是指不仅要了解导航的数据操纵语言：导航是指不仅要了解导航的数据操纵语言：导航是指不仅要了解 “What to do?”,“What to do?”,“What to do?”,“What to do?”,而且还要指出而且还要指出而且还要指出而且还要指出“How to do?”“How to do?”“How to do?”“How to do?”模式模式q数据库全体数据的逻辑结构和特征的描数据库全体数据的逻辑结

22、构和特征的描述。述。q 关系数据库中为全体关系模式的集合。关系数据库中为全体关系模式的集合。q 模式的一个具体值，即数据库中某一模式的一个具体值，即数据库中某一时刻的数据，称为数据库某时刻的状态。时刻的数据，称为数据库某时刻的状态。外模式外模式（External Schema）q外模式也称子模式（外模式也称子模式（外模式也称子模式（外模式也称子模式（SubschemaSubschema）或用户模式，）或用户模式，）或用户模式，）或用户模式，是数据库用户（程序员和最终用户）能看见的是数据库用户（程序员和最终用户）能看见的是数据库用户（程序员和最终用户）能看见的是数据库用户（程序员和最终用户）能看

23、见的局部数据的逻辑结构和特征的描述，是与某一局部数据的逻辑结构和特征的描述，是与某一局部数据的逻辑结构和特征的描述，是与某一局部数据的逻辑结构和特征的描述，是与某一应用具体相关的数据的逻辑表示。应用具体相关的数据的逻辑表示。应用具体相关的数据的逻辑表示。应用具体相关的数据的逻辑表示。q 外模式是模式的子集，是用户的数据视图。外模式是模式的子集，是用户的数据视图。外模式是模式的子集，是用户的数据视图。外模式是模式的子集，是用户的数据视图。一个数据库可以有多个外模式。不同的用户可一个数据库可以有多个外模式。不同的用户可一个数据库可以有多个外模式。不同的用户可一个数据库可以有多个外模式。不同的用户可

24、以有不同的外模式，同一个外模式可以为某一以有不同的外模式，同一个外模式可以为某一以有不同的外模式，同一个外模式可以为某一以有不同的外模式，同一个外模式可以为某一用户的多个应用系统所使用。用户的多个应用系统所使用。用户的多个应用系统所使用。用户的多个应用系统所使用。q 关系数据库中的外模式是由视图组成的。关系数据库中的外模式是由视图组成的。关系数据库中的外模式是由视图组成的。关系数据库中的外模式是由视图组成的。内模式（内模式（Internal Schema）q内模式也称存储模式（内模式也称存储模式（Storage Schema），），一个数据库只能有一个内模式。一个数据库只能有一个内模式。q 内

25、模式是数据逻辑结构和存储方式的内模式是数据逻辑结构和存储方式的描述，是数据在数据库内部的表示方法。描述，是数据在数据库内部的表示方法。q 关系数据库系统中，内模式对应磁盘关系数据库系统中，内模式对应磁盘上的存储文件。上的存储文件。q数据库系统的三级模式是对数据的三个数据库系统的三级模式是对数据的三个抽象级别，为了在数据库内部实现这三抽象级别，为了在数据库内部实现这三个抽象层次的联系和转换，数据库管理个抽象层次的联系和转换，数据库管理系统在这三级模式之间提供了两级映象：系统在这三级模式之间提供了两级映象：q 模式模式/内模式映象内模式映象q 外模式外模式/模式映象模式映象q外模式外模式/模式映象

26、模式映象 对于同一个模式可以由多个外模式，对应对于同一个模式可以由多个外模式，对应对于同一个模式可以由多个外模式，对应对于同一个模式可以由多个外模式，对应于多个不同的用户。对于每一个外模式，都于多个不同的用户。对于每一个外模式，都于多个不同的用户。对于每一个外模式，都于多个不同的用户。对于每一个外模式，都有一个外模式有一个外模式有一个外模式有一个外模式/模式映象。模式映象。模式映象。模式映象。当模式发生改变时，外模式可以保持不变，当模式发生改变时，外模式可以保持不变，当模式发生改变时，外模式可以保持不变，当模式发生改变时，外模式可以保持不变，从而应用程序可以保持不变，实现了从而应用程序可以保持

27、不变，实现了从而应用程序可以保持不变，实现了从而应用程序可以保持不变，实现了数据的数据的数据的数据的逻辑独立性。逻辑独立性。逻辑独立性。逻辑独立性。4 数据独立性数据独立性q数据独立性是指数据库中的数据与应用数据独立性是指数据库中的数据与应用程序是分开的。程序是分开的。q数据独立性表现在二个方面：数据独立性表现在二个方面：q物理独立性和逻辑独立性。物理独立性和逻辑独立性。1.2.2.第二代数据库系统第二代数据库系统-关系数据库系关系数据库系统统q1.发展史发展史q1970年年,E.F.Codd提出关系模型提出关系模型.q70年代是年代是“数据库时代数据库时代”,取得的一系列成果取得的一系列成果

28、有有:q(1)奠定了关系模式的理论基础奠定了关系模式的理论基础q(2)研究了关系语言研究了关系语言:关系代数关系代数,关系演算关系演算,SQL语语言等等言等等q(3)研制了大量的关系数据库原型研制了大量的关系数据库原型:典型代表典型代表IBM 的的System R 和和Berkeley大学的大学的INGRESq(4)攻克了系统实现中查询优化攻克了系统实现中查询优化,并发控制并发控制,故障故障恢复等一系列关键技术恢复等一系列关键技术.第二代数据库系统第二代数据库系统-关系数据库系关系数据库系统统q2.2.特点特点特点特点q关系数据库是以关系模型为基础，关系模型包关系数据库是以关系模型为基础，关系

29、模型包关系数据库是以关系模型为基础，关系模型包关系数据库是以关系模型为基础，关系模型包括三部分：括三部分：括三部分：括三部分：q数据结构：关系模型中数据结构只有一种就是关系，数据结构：关系模型中数据结构只有一种就是关系，数据结构：关系模型中数据结构只有一种就是关系，数据结构：关系模型中数据结构只有一种就是关系，实体、实体与实体之间的联系都是通过关系这种单实体、实体与实体之间的联系都是通过关系这种单实体、实体与实体之间的联系都是通过关系这种单实体、实体与实体之间的联系都是通过关系这种单一的结构类型来表示的。一的结构类型来表示的。一的结构类型来表示的。一的结构类型来表示的。q关系操作：传统的集合操

30、作（并、交、差、笛卡尔关系操作：传统的集合操作（并、交、差、笛卡尔关系操作：传统的集合操作（并、交、差、笛卡尔关系操作：传统的集合操作（并、交、差、笛卡尔积）积）积）积）+选择（选择（选择（选择（selectselect）、投影）、投影）、投影）、投影(project)(project)和连接和连接和连接和连接(join)(join)q特点是：集合操作，无论是操作对象还是操作特点是：集合操作，无论是操作对象还是操作特点是：集合操作，无论是操作对象还是操作特点是：集合操作，无论是操作对象还是操作结果都是集合。结果都是集合。结果都是集合。结果都是集合。q数据完整性数据完整性数据完整性数据完整性关系

31、数据库系统的相关成果关系数据库系统的相关成果 q关系模式的理论基础关系模式的理论基础q研究了关系语言研究了关系语言:关系代数关系代数,关系演算关系演算,SQL语言等等语言等等q关系数据库原型系统关系数据库原型系统:典型代表典型代表1.2.3新一代数据库系统新一代数据库系统q1.新应用领域的需求新应用领域的需求q2.传统数据库系统的局限性传统数据库系统的局限性q3.新一代数据库技术的特点新一代数据库技术的特点q4.新一代数据库系统基本特征新一代数据库系统基本特征q5.数据模型的发展数据模型的发展1.新应用领域的需求新应用领域的需求q(1)(1)新的数据库应用领域包括：新的数据库应用领域包括：新的

32、数据库应用领域包括：新的数据库应用领域包括：CAD/CAMCAD/CAM、CIMCIM、OISOIS、GISGIS等等。等等。等等。等等。.图形对象内部结构复杂，异图形对象内部结构复杂，异型结构数据；型结构数据；.由子对象聚合的具有层次的复由子对象聚合的具有层次的复杂对象；杂对象；.构件间复杂多样的语义；构件间复杂多样的语义；.对象的对象的多个刻面描述；多个刻面描述；.版本化的历史数据管理；版本化的历史数据管理；.原始部件的重用性原始部件的重用性q(2)(2)新的数据库应用领域的特点为新的数据库应用领域的特点为新的数据库应用领域的特点为新的数据库应用领域的特点为:大量数据大量数据大量数据大量数

33、据,复杂复杂复杂复杂结构结构结构结构,历史数据的管理与重用历史数据的管理与重用历史数据的管理与重用历史数据的管理与重用q(3)(3)新的数据库应用领域的需求新的数据库应用领域的需求新的数据库应用领域的需求新的数据库应用领域的需求 ：存储和处理复杂：存储和处理复杂：存储和处理复杂：存储和处理复杂对象对象对象对象:内部结构复杂内部结构复杂内部结构复杂内部结构复杂,很难用普通的关系结构来表示很难用普通的关系结构来表示很难用普通的关系结构来表示很难用普通的关系结构来表示,相互之间的联系也是复杂多样的语义相互之间的联系也是复杂多样的语义相互之间的联系也是复杂多样的语义相互之间的联系也是复杂多样的语义;支

34、持复杂的支持复杂的支持复杂的支持复杂的数据类型数据类型数据类型数据类型:抽象数据类型抽象数据类型抽象数据类型抽象数据类型,半结构无结构数据类型半结构无结构数据类型半结构无结构数据类型半结构无结构数据类型,时间和版本数据类型时间和版本数据类型时间和版本数据类型时间和版本数据类型,用户自定义类型等用户自定义类型等用户自定义类型等用户自定义类型等.新领域的应用需求新领域的应用需求q.复杂的数据类型定义：复杂的数据类型定义：q抽象数据类型，抽象数据类型，q无结构超长数据类型，无结构超长数据类型，q时间，版本数据类型，时间，版本数据类型，q图像，图形数据类型，图像，图形数据类型，q特点：结构复杂，难于用

35、关系模型描述。特点：结构复杂，难于用关系模型描述。新领域的应用需求新领域的应用需求-续续q.复杂对象的存取结构；复杂对象的存取结构；q.对象间复杂多样的语义联系及关联查询；对象间复杂多样的语义联系及关联查询；q.长事务和嵌套事务的处理；长事务和嵌套事务的处理；q.对象模型的演进和版本控制；对象模型的演进和版本控制；q.程序设计语言与数据库语言的无缝集成。程序设计语言与数据库语言的无缝集成。2.传统数据库系统的局限性传统数据库系统的局限性q(1)(1)面向机器的语法数据模型：面向机器的语法数据模型：面向机器的语法数据模型：面向机器的语法数据模型：传统数据库系统中采用传统数据库系统中采用传统数据库

36、系统中采用传统数据库系统中采用的数据模型强调数据的高度结构化的数据模型强调数据的高度结构化的数据模型强调数据的高度结构化的数据模型强调数据的高度结构化,是面向机器的语法是面向机器的语法是面向机器的语法是面向机器的语法数据模型数据模型数据模型数据模型.只能存储离散的数据和有限的数据与数据之只能存储离散的数据和有限的数据与数据之只能存储离散的数据和有限的数据与数据之只能存储离散的数据和有限的数据与数据之间的关系间的关系间的关系间的关系,语义表示能力差语义表示能力差语义表示能力差语义表示能力差.无法表示客观世界中的复无法表示客观世界中的复无法表示客观世界中的复无法表示客观世界中的复杂杂杂杂(结构和相

37、互结构和相互结构和相互结构和相互联系的语义联系的语义联系的语义联系的语义)对象对象对象对象;q限制了数据库处理超文本、图形图像、声音等多种复限制了数据库处理超文本、图形图像、声音等多种复限制了数据库处理超文本、图形图像、声音等多种复限制了数据库处理超文本、图形图像、声音等多种复杂对象杂对象杂对象杂对象,以及工程等领域中的非格式化数据的能力以及工程等领域中的非格式化数据的能力以及工程等领域中的非格式化数据的能力以及工程等领域中的非格式化数据的能力;q无法揭示数据之间的深层含义和内在联系无法揭示数据之间的深层含义和内在联系无法揭示数据之间的深层含义和内在联系无法揭示数据之间的深层含义和内在联系,缺

38、乏数据抽缺乏数据抽缺乏数据抽缺乏数据抽象象象象.q关系模型只有一个非常简单的结构即关系关系模型只有一个非常简单的结构即关系关系模型只有一个非常简单的结构即关系关系模型只有一个非常简单的结构即关系.因此因此因此因此,必须将逻辑上是一个整体的复杂对象分解为好几个基必须将逻辑上是一个整体的复杂对象分解为好几个基必须将逻辑上是一个整体的复杂对象分解为好几个基必须将逻辑上是一个整体的复杂对象分解为好几个基本关系本关系本关系本关系.2.传统数据库系统的局限性传统数据库系统的局限性q(2)数据类型简单固定数据类型简单固定q传统的传统的DBMS只能理解、存储和处理简只能理解、存储和处理简单的数据类型单的数据类

39、型.如如:整数、浮点数、字符整数、浮点数、字符串、日期等串、日期等;只支持固定的字符集只支持固定的字符集,不能不能依据应用所需来扩展其类型集依据应用所需来扩展其类型集.q(3)数据操纵语言与程序语言失配数据操纵语言与程序语言失配q编程模式不同编程模式不同:SQL是描述性的语言是描述性的语言;程程序设计语言是指令式语言序设计语言是指令式语言q类型系统不匹配类型系统不匹配:程序设计语言不能直接程序设计语言不能直接使用如关系这样的数据结构使用如关系这样的数据结构2.传统数据库系统的局限性传统数据库系统的局限性q(4)存储和管理的对象有限存储和管理的对象有限1.传统传统DBMS只存储和管理数据只存储和

40、管理数据,缺乏知识管缺乏知识管理和对象管理的能力理和对象管理的能力.2.传统的数据管理功能传统的数据管理功能:数据的存储数据的存储,管理管理,查询查询,排序和报表生成等简单离散化的信排序和报表生成等简单离散化的信息处理工作息处理工作;3.缺乏描述和表达知识的能力缺乏描述和表达知识的能力;4.缺乏对知识的处理能力缺乏对知识的处理能力;5.不具有演绎和推理的功能不具有演绎和推理的功能;6.无法满足无法满足DSS,OA和和AI等领域中高层管理等领域中高层管理和决策的应用要求和决策的应用要求.3.新一代数据库技术的特点新一代数据库技术的特点q1)技术发展的两种观点和方法技术发展的两种观点和方法q进化论

41、进化论:立足于数据库已有的成果和技立足于数据库已有的成果和技术术,加以发展进化加以发展进化.针对不同的应用针对不同的应用,对对传统的传统的DBMS,进行不同层次上的扩充进行不同层次上的扩充;与计算机领域中其它学科的新技术紧密与计算机领域中其它学科的新技术紧密结合结合,丰富和发展数据库系统的概念丰富和发展数据库系统的概念,功功能和技术能和技术.q革新论革新论:立足于新的应用需求和计算机未立足于新的应用需求和计算机未来的发展来的发展,研究全新的数据库系统研究全新的数据库系统.3.新一代数据库技术的特点新一代数据库技术的特点q(2)(2)新一代数据库技术的特点新一代数据库技术的特点新一代数据库技术的

42、特点新一代数据库技术的特点1.面向对象的方法和技术对数据库发展的深远影响面向对象的方法和技术对数据库发展的深远影响面向对象的方法和技术对数据库发展的深远影响面向对象的方法和技术对数据库发展的深远影响2.数据库技术与多学科技术的有机结合是当前数据库数据库技术与多学科技术的有机结合是当前数据库数据库技术与多学科技术的有机结合是当前数据库数据库技术与多学科技术的有机结合是当前数据库技术发展的重要特征技术发展的重要特征技术发展的重要特征技术发展的重要特征3.相互结合相互结合相互结合相互结合,相互渗透相互渗透相互渗透相互渗透,使新的技术内容层出不穷使新的技术内容层出不穷使新的技术内容层出不穷使新的技术内

43、容层出不穷;4.数据库的许多概念数据库的许多概念数据库的许多概念数据库的许多概念,技术内容技术内容技术内容技术内容,应用领域都有了重应用领域都有了重应用领域都有了重应用领域都有了重大发展和变化大发展和变化大发展和变化大发展和变化;5.建立和实现了一系列新型的数据库建立和实现了一系列新型的数据库建立和实现了一系列新型的数据库建立和实现了一系列新型的数据库:分布式数据库、分布式数据库、分布式数据库、分布式数据库、并行数据库、演绎数据库、知识库、多媒体数据库并行数据库、演绎数据库、知识库、多媒体数据库并行数据库、演绎数据库、知识库、多媒体数据库并行数据库、演绎数据库、知识库、多媒体数据库等等等等;6

44、.数据库技术与特定应用领域的有机结合是当前数据数据库技术与特定应用领域的有机结合是当前数据数据库技术与特定应用领域的有机结合是当前数据数据库技术与特定应用领域的有机结合是当前数据库技术发展的又一重要特征库技术发展的又一重要特征库技术发展的又一重要特征库技术发展的又一重要特征7.如如如如:工程数据库、统计数据库、科学数据库、空间工程数据库、统计数据库、科学数据库、空间工程数据库、统计数据库、科学数据库、空间工程数据库、统计数据库、科学数据库、空间数据库、地理数据库等数据库、地理数据库等数据库、地理数据库等数据库、地理数据库等.4.新一代数据库系统基本特征新一代数据库系统基本特征q(1)应支持数据

45、管理、对象管理和知识管理；应支持数据管理、对象管理和知识管理；必须支持必须支持OO数据模型数据模型q(2)必须保持和继承第二代数据库系统的技术：必须保持和继承第二代数据库系统的技术：即必须保持第二代数据库系统的非过程化数即必须保持第二代数据库系统的非过程化数据存取方式和数据独立性据存取方式和数据独立性q(3)必须对其它系统开放必须对其它系统开放 数据库系统的开放性表现为数据库系统的开放性表现为:支持数据库语言标支持数据库语言标准准;支持标准网络协议支持标准网络协议;系统具有良好的可移系统具有良好的可移植性植性,可连接性可连接性,可扩展性和可互操作性可扩展性和可互操作性 u 可以表示复杂对象；可

46、以表示复杂对象；u 模块化的结构，便于管理；模块化的结构，便于管理；u 具有定义抽象数据类型的能力。具有定义抽象数据类型的能力。面面向向对对象象的的数数据据模模型型是是新新一一代代数数据据库库系系统统的基础，是数据库技术发展的方向。的基础，是数据库技术发展的方向。面向对象数据模型面向对象数据模型1.3关系数据库关系数据库q关系数据库基于关系模型，使用一系列表格表达关系数据库基于关系模型，使用一系列表格表达关系数据库基于关系模型，使用一系列表格表达关系数据库基于关系模型，使用一系列表格表达数据以及数据之间的关系。关系模型包括三个部数据以及数据之间的关系。关系模型包括三个部数据以及数据之间的关系。

47、关系模型包括三个部数据以及数据之间的关系。关系模型包括三个部分：关系数据库结构，关系操作和关系完整性。分：关系数据库结构，关系操作和关系完整性。分：关系数据库结构，关系操作和关系完整性。分：关系数据库结构，关系操作和关系完整性。关系的基本概念关系的基本概念关系的基本概念关系的基本概念 关系（关系（关系（关系（RelationRelation）二维表，关系用关系名标识，如关系二维表，关系用关系名标识，如关系二维表，关系用关系名标识，如关系二维表，关系用关系名标识，如关系r r。元组（元组（元组（元组（TupleTuple）表中的行，一般用变量表中的行，一般用变量表中的行，一般用变量表中的行，一般

48、用变量 t t 表示。表示。表示。表示。属性（属性（属性（属性（AttributeAttribute）表中的一列，如列表中的一列，如列表中的一列，如列表中的一列，如列A A A Ai i i i，domAdomAdomAdomAi i i i 表示属性表示属性表示属性表示属性A A A Ai i i i的域的域的域的域 键（键（键（键（KeyKey，码），码），码），码）可以唯一地确定一个元组的属性组。可以唯一地确定一个元组的属性组。可以唯一地确定一个元组的属性组。可以唯一地确定一个元组的属性组。q 关系数据结构关系数据结构 q关系数据库结构的表现形式是一个二维表，关系数据库结构的表现形式是一

49、个二维表，关系数据库结构的表现形式是一个二维表，关系数据库结构的表现形式是一个二维表，并并并并且必须具有下面的特征。且必须具有下面的特征。且必须具有下面的特征。且必须具有下面的特征。q（1 1）表中没有组合的列，所有的列是原子的，）表中没有组合的列，所有的列是原子的，）表中没有组合的列，所有的列是原子的，）表中没有组合的列，所有的列是原子的，也就是说每一列都是不可再分的。也就是说每一列都是不可再分的。也就是说每一列都是不可再分的。也就是说每一列都是不可再分的。q（2 2）表中每一列的所有数据都属于同一种类）表中每一列的所有数据都属于同一种类）表中每一列的所有数据都属于同一种类）表中每一列的所有

50、数据都属于同一种类型。型。型。型。q（3 3）表中各列都指定了一个不同的名字。）表中各列都指定了一个不同的名字。）表中各列都指定了一个不同的名字。）表中各列都指定了一个不同的名字。q（4 4）表中没有数据完全相同的行。）表中没有数据完全相同的行。）表中没有数据完全相同的行。）表中没有数据完全相同的行。q（5 5）表中行之间顺序位置的调换和列之间位）表中行之间顺序位置的调换和列之间位）表中行之间顺序位置的调换和列之间位）表中行之间顺序位置的调换和列之间位置的调换不影响它们所表示的信息内容。置的调换不影响它们所表示的信息内容。置的调换不影响它们所表示的信息内容。置的调换不影响它们所表示的信息内容。