数据库系统概论 ( 绪论) 数据库系统概论-绪论.

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1 数据库系统概论 ( 绪论) 数据库系统概论-绪论

2 第一节 数据库系统概述 一、基本概念 1、数据(Data):描述事物的符号记录称为数据。 2、数据库(DataBase)：
（王彤， ，女，1980，江苏，计算机系，1998） 2、数据库(DataBase)： 这个词起源于20世纪50年代，当时美国为了战争的需要，把各种情报集中在一起，存储在计算机里，成为Information Base或DataBase。 指长期储存在计算机内的、有组织的、可共享的数据集合。 数据库系统概论-绪论

3 3、数据库管理系统(DBMS)：是位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件。主要功能：
（1） 数据定义功能 (DDL—数据定义语言) （2） 数据操纵功能(DML—数据操纵语言) （3） 数据库的运行管理 （ 4） 数据库的建立和维护功能 数据库系统概论-绪论

4 （1） 数据定义功能 (DDL—数据定义语言)
（2） 数据操纵功能(DML—数据操纵语言) DML有两类： 嵌入主语言中的宿主型DML，如C，PASCAL等语言中要对数据操作，不能独立操作； 交互式命令语言，可以独立使用，称为自含型或自主型DML，解释执行。 数据库系统概论-绪论

5 （3） 数据库的运行管理 并发控制 存取控制（安全性检查） 完整性约束条件的检查和执行 数据库内部的维护等（如索引、数据字典的自动维护）。
（3） 数据库的运行管理   并发控制 避免并发程序之间互相干扰 防止数据库被破坏 杜绝提供给用户不正确的数据   存取控制（安全性检查）   完整性约束条件的检查和执行 保护数据库始终包含正确的数据 用户可以设计完整性规则以确保数据值的正确性 数据库内部的维护等（如索引、数据字典的自动维护）。 数据库系统概论-绪论

6 （4）. 数据库的建立和维护功能 l 数据库的初始载入和转换 l 数据库的转储和恢复 l 数据库的重组织 l 性能监视、分析等。
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7 数据库系统概述—基本概念 4、数据库系统(DBS)：指在计算机系统中引入数据库后的系统，一般由数据库、数据库管理系统、应用系统、数据库管理员和用户构成。 数据库系统图 应用系统 用户 应用开发工具 数据库管理系统 操作系统 数据库 数据库管理员 数据库系统概论-绪论

8 二数据库技术的产生和发展 人工管理阶段(1)
1、背景：计算机刚刚问世，主要用于科学计算。 硬件：这一阶段外存储器有磁带、卡片、纸带，没有磁盘等直接存取设备，输入的数据和程序都是二进制代码，只有专业人员才能操作，而且 极易出错，不便于输入大量数据。 软件：没有操作系统，也没有管理数据的软件，数据处理方式是批处理。 数据库系统概论-绪论

9 人工管理阶段 2、人工管理阶段 特点： 数据不保存 应用程序管理数据:程序员不仅要设计程序中数据的逻辑结构，而且要设计程序中的物理结构
2、人工管理阶段 特点： 数据不保存 应用程序管理数据:程序员不仅要设计程序中数据的逻辑结构，而且要设计程序中的物理结构 数据不共享 数据不具有独立性 数据库系统概论-绪论

10 人工管理阶段 数据1 数据2 数据n 程序1 程序2 程序n 数据库系统概论-绪论

11 数据库技术的产生和发展 文件管理阶段(2) 1、背景：计算机不仅用于科学计算，还大量用于管理。
硬件：外存储器有了磁盘、磁鼓等直接存取的设备，使用户不必为存取数据而烦恼。 软件：出现操作系统，其中有专门管理数据的软件，称其为文件系统。 处理方式有文件批处理和联机实时处理。 数据库系统概论-绪论

12 2、文件管理阶段 特点 优点：数据可以长期保存 由文件系统管理数据 缺点：数据共享性差，冗余度大 数据独立性差
程序与数据的关系见p8图1.4 数据库系统概论-绪论

13 文件系统阶段 文件1 文件2 文件n 程序1 程序2 程序n 文件系统 数据库系统概论-绪论

14 数据库技术的产生和发展 数据库系统阶段(3)
1、背景：计算机用于管理的规模更为庞大，应用越来越广泛，数据量急剧增长。 硬件：大容量磁盘。价格下降。 软件：价格上升。联机实时处理要求增加，开始考虑分布处理。 数据库系统概论-绪论

15 数据库技术的产生和发展(3) 数据库系统阶段
2、计算机数据管理的特点： 在这样的背景下，多用户、多应用共享数据的需求，使数据尽可能为多个应用服务，此时数据管理的特点为： 面向全组织的复杂数据结构。 数据冗余度小，共享性高，易于扩充。 具有较高的程序和数据的独立性。 统一的数据控制功能（安全控制、完整性控制、并发控制、数据库恢复）。 数据库系统概论-绪论

16 数据库阶段 图1.2 数据库系统的结构 用户的逻辑结构 数据库整体逻辑结构 数据库的物理结构 逻辑数据独立性 物理数据独立性
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17 文件系统与数据库系统比较 文件系统 一般只考虑记录内部的联系，而不去考虑记录之间的联系 因而整体上看，文件之间缺乏联系，数据的整体结构差
数据库技术 不但考虑记录内部的联系，而且还要考虑记录之间的联系 记录之间的联系比较复杂，相应的数据结构也很复杂 数据库系统概论-绪论

18 数据库阶段 数据库 应用程序1 应用程序2 应用程序n 管理系统 DBMS 数据库系统概论-绪论

19 第二节 数据模型 定义:是现实世界数据特征的抽象。 分类：据模型应用的不同目的，模型分为两类：概念模型和数据模型。 数据模型应满足的条件：
第二节 数据模型 定义:是现实世界数据特征的抽象。 分类：据模型应用的不同目的，模型分为两类：概念模型和数据模型。 数据模型应满足的条件： 能比较真实的模拟现实世界 容易为人所理解 便于在计算机上实现 数据库系统概论-绪论

20 准备：三个世界的假设 现实世界、信息世界和数据世界（计算机世界）。 1、现实世界：
存在于人脑之外的客观世界，是具体事物与抽象概念及其相互联系的综合。 （1）事物（个体）：一个实际存在的且可以被识别的事件 （2） 特征：区别不同个体的依据 a.    个体的某些特征是相对固定的。 b.    个体可能有许多特征 （3）全体：共有相同特征项目要求的个体为同类个体，所有同类个体构成一个集合称为“全体”。例学校的所有学生。 （4）  关联：个体间的相互关系。 数据库系统概论-绪论

21 三个世界的假设 2、信息世界 是现实世界在人们头脑中的反映，是从后者到前者的抽象。 （1）实体：每一个被认识了的个体在信息世界中成为实体。
（2）属性：个体每个特征在人脑中形成的认识。 （3）实体集：对应于现实世界中的全体。相同型的实体集合成为实体集。如所有学生元组构成的教工集合。 （4） 联系：现实世界中事物间的关联在信息世界中反映为实体间的联系。 数据库系统概论-绪论

22 三个世界的假设 3、计算机世界（数据世界） （1） 数据项：对应与属性项
（1）    数据项：对应与属性项 （2）    记录：同一实体的所有数据项按一定的方式组织在一起构成表达实体的数据总和，成为记录。包括记录型和记录值 （3）    文件：同型的一组记录组合在一起构成文件。 （4）    数据模型：E—R模型在数据世界中的进一步抽象。 数据库系统概论-绪论

23 类型和值 在数据库中，每个概念都有 类型（type） 值（value） 例如 类型是概念的内涵 值是概念的外延
学生实体集中，学生是一个实体类型，而具体的人张三、李四是实体值 学号、姓名、年龄是属性而3567、张三、19是对应的属性值 数据库系统概论-绪论

24 物理存储中的数据描述 计算机存储器中的术语 位（bit） 字节（byte） 字（word） 一个二进制位称为“位”，一位只能取0或1状态
8个二进制位称为一个字节 字（word） 若干个字节组成一个字，一个字所含的二进制位的位数称为字长（有8位、16位、24位、32位等） 数据库系统概论-绪论

25 物理存储中的数据描述 块（block）或物理块、物理记录 卷（volume） 每块的大小为28～ 212 字节
块是内存和外存交换信息的最小单位 卷（volume） 一台输入输出设备所能装载的全部有用信息 如磁带机的一盘磁带就是一卷 数据库系统概论-绪论

26 逻辑数据和物理数据 数据的描述形式 物理描述 逻辑描述 是指数据在存储设备上的存储方式，物理数据是实际存储在存储设备上的数据
物理联系，物理结构、物理文件、物理记录等术语，都是描述物理数据的细节 逻辑描述 是指程序员或用户用来操作的数据形式，是抽象的概念 逻辑联系、逻辑结构、逻辑文件、逻辑记录等术语，都是用户观点的数据描述 数据库系统概论-绪论

27 逻辑数据和物理数据 逻辑数据与物理数据之间的关系 用户看到的数据结构和数据与存储器中的数据结构和数据可能完全不同
应用数据管理软件把逻辑数据转换成物理数据，或把物理数据转换成逻辑数据 数据库系统概论-绪论

28 三个世界的术语有所不同 现 实 世 界 信 息 世 界 实 体—联 系 数 据 模 型 全 体 文 件 实 体 特 征 属 性 数 据 项
数 据 世 界 组 织 实 体—联 系 数 据 模 型 全 体 实 体 集 合 文 件 个 体 实 体 记 录 特 征 属 性 数 据 项 数据库系统概论-绪论

29 概念模型、数据模型 概念模型：也称信息模型，是按用户的观点来对数据和信息建模，是现实世界到信息世界的第一层抽象，是用户和数据库设计人员交流的语言，主要用于数据库设计。 数据模型：是按计算机的观点对数据建模，是现实世界数据特征的抽象。主要包括层次模型、网状模型、关系模型和面向对象模型。主要用于DBMS的实现。 数据库系统概论-绪论

30 一、概念模型的基本概念 概念模型：是现实世界到机器世界的中间层次。 信息世界中的基本概念： 实体(Entity)：客观存在并相互区别的事物。
属性(Attribute)： 实体所具有的某一特征。 码(Key)：唯一标识实体的属性集。 域(Domain)：属性的取值范围为该属性的域。 实体型(Entity Type)：用实体名及其属性名集合来抽象和刻画同类实体，称为实体型。 实体集(Entity Set)：同型实体的集合。 联系(Relationship) 数据库系统概论-绪论

31 二、概念模型的表示方法(1) 概念模型的表示方法:最著名的方法是1976年由P.P.Chen提出的实体-联系方法(E-R方法)。
实体型：用矩形表示，框内写明实体名。 属性：用椭圆表示，并用无向边和相应实体相连。 例: 联系：用菱形表示，框内写明联系名，并用无向边和有关实体相连，边旁标明联系的类型。例: 学生 学号 学习 学生 课程 数据库系统概论-绪论

32 概念模型的表示方法(2) 两个实体之间的联系类型： 一对一：如果对于实体集A中的每一个实体，实体集B中至多有一个实体与之联系，反之亦然。
一对多：如果对于实体集A中的每一个实体，实体集B中有n个实体(n≥0)与之联系，反之，对于实体集B中的每一个实体，实体集A中至多只有1个实体与之联系。 多对多：如果对于实体集A中的每一个实体，实体集B中有n个实体(n≥0)与之联系，反之，对于实体集B中的每一个实体，实体集A中也有m个实体(m≥0)与之联系。 数据库系统概论-绪论

33 实体间的联系一对一联系 E1 E2 乘客 座位 实体集E1 实体集E2 图1.8 一对一联系 数据库系统概论-绪论

34 实体间的联系一对多联系 E1 E2 工人 车间 实体集E1 实体集E2 图1.9 一对多联系 数据库系统概论-绪论

35 实体间的联系多对多联系 E1 E2 课程 学生 实体集E1 实体集E2 图1.10 多对多联系 数据库系统概论-绪论

36 概念模型的表示方法(3) 两个实体型之间联系的表示方法 1 1 m 1 n n 1:1 1:n m:n 班级 任职 班长 班级 学生 包括
课程 选修 数据库系统概论-绪论

37 概念模型的表示方法(4) 两个以上实体型之间也存在着一对一、一对多、多对多联系。表示方法： 1 m m n n p 课程 讲授 教师 参考书
供应商 零件 供应 项目 数据库系统概论-绪论

38 概念模型的表示方法(5) 同一实体集内的各实体之间也可存在一对一、一对多、多对多的联系。表示方法： 1 n 1 1 职工 领导 职工 婚姻
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39 概念模型的表示方法(6) 仓库 仓库号 面积 电话号 零件 零件号 名称 规格 单价 描述 项目 项目号 预算 开工日期 职工号 职工 姓名
年龄 职称 供应商 供应商号 姓名 地址 电话号码 账号 数据库系统概论-绪论

40 概念模型的表示方法(7) 实体及其联系图 1 n m m 1 n n p n 职工 工作 供应商 项目 供应量 供应 库存量 零件 仓库
存放 领导 数据库系统概论-绪论

41 概念模型的表示方法(8) 完整E-R图 1 n m m 1 n n p n 职工号 姓名 年龄 职称 供应商 项目 零件 仓库 职工 供应量
库存量 供应 存放 工作 领导 仓库号 面积 电话号 零件号 名称 规格 单价 描述 项目号 预算 开工日期 供应商号 地址 电话号码 账号 数据库系统概论-绪论

42 三、数据模型的组成要素 数据结构：是所研究的对象类型的集合。是对系统静态特性的描述。
数据操作：是指对数据库中各种对象（型）的实例（值）允许执行的操作的集合。是对系统动态特性的描述。 数据的约束条件：是一组完整性规则的集合。 数据库系统概论-绪论

43 举例（学校系的教课模型） 系 教研室 课程 教师 数据模型 教研室 课程 教师 数据模型的一个值 系号 系名 系主任名 室号 室名 室主任名
教研室 课程 教师 数据模型 教研室 课程 教师 数据模型的一个值 系号 系名 系主任名 室号 室名 室主任名 课程号 课程名 学时数 任课教师 姓名 年龄 职称 办公室 研究方向 计算机 张强 结构 王明 应用 李红 软件 刘伟 C 网络 赵辉 C002 通信原理 李红 C 数据库 王岩 张英 讲师 网络 周华 教授 密码 数据库系统概论-绪论

44 四、最常用的数据模型 层次摸型 网状模型 关系模型 数据库系统概论-绪论

45 层次模型的数据结构 定义：满足下面两个条件的基本层次联系的集合为层次模型。（一对多联系）
有且只有一个结点没有双亲结点，称为根结点。 根以外的其他结点有且只有一个双亲结点。 在层次模型中，每个结点表示一个记录类型，记录之间的联系用结点之间的连线(有向边)表示。 数据库系统概论-绪论

46 多对多联系在层次模型中的表示 冗余结点法：两个实体的多对多联系通过增设两个冗余结点将其转换成两个一对多联系。
优点是结构清晰，允许结点改变存储位置。 缺点是需要额外占用存储空间，有潜在的不一致性 m n m m S-C 学号 姓名 成绩 课程号 课程名 课程号 课程名 学号 姓名 成绩 数据库系统概论-绪论

47 多对多联系在层次模型中的表示 虚拟结点法：将冗余结点转换为虚拟结点，虚拟结点是一个指引元，指向所替代的结点。
优点是减少对存储空间的浪费,避免产生潜在的不一致性。 缺点是结点改变存储位置可能引起虚拟结点中指针的修改。 课程号 课程名 学号 姓名 成绩 v.s v.c 数据库系统概论-绪论

48 层次模型的数据操纵与完整性约束 进行插入操作时，没有相应的双亲结点值就不能插入子女结点的值。
进行删除操作时，如删除双亲结点值，则相应的子女结点值也被同时删除。 进行修改操作时，应修改所有相应记录。 数据库系统概论-绪论

49 层次模型的存储结构 邻接法：按照层次树前序穿越的顺序把所有记录值依次邻接的存放，通过物理空间的位置来体现层次关系。
链接法：用指引元来反映数据之间的层次关系。 孩子—兄弟链接法 层次序列链接法 数据库系统概论-绪论

50 层次模型的特点 层次模型的优点： 层次模型的缺点： 层次数据模型本身比较简单。 对实体间的联系固定。 提供了良好的完整性支持。
只能表示1：N的联系。 对插入和删除操作的限制较多。 查询子女结点必须通过双亲结点。 由于结构严密，层次命令趋于程序化。 数据库系统概论-绪论

51 网状模型的数据结构 网状模型：典型代表DBTG系统。满足下面两个条件的基本层次联系集合称为网状模型： 使 维 S-SC C-SC 用 护
允许一个以上的结点无双亲； 一个结点可以由多于一个的双亲。 使 维 S-SC C-SC 用 护 工人 设备 学号 姓名 系别 课程号 课程名 分数 学号 课程号 成绩 数据库系统概论-绪论

52 网状数据模型的数据结构 Ｒ 1 2 R3 L L2 R1 R2 L3 L1 L2 R3 L4 R4 R5 数据库系统概论-绪论

53 网状数据模型的数据结构(续） 学生宿舍 学生 教研室 系 教师 数据库系统概论-绪论

54 网状数据模型的数据结构(续） 父母 人 子女 树 种植 砍伐 养育 赡养 数据库系统概论-绪论

55 网状模型的操纵、完整性、存储结构 网状数据模型的操纵与完整性约束 网状数据模型的存储结构:链接法 支持记录码的概念
保证一个联系中双亲记录和子女记录之间是一对多的联系 可以支持双亲记录和子女记录之间的某些约束条件 网状数据模型的存储结构:链接法 数据库系统概论-绪论

56 网状数据模型的数据结构(续） 多对多联系在网状模型中的表示 用网状模型间接表示多对多联系 方法 将多对多联系直接分解成一对多联系
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57 网状数据模型的特点 网状数据模型的优点： 网状数据模型的缺点： 能够更为直接的描述现实世界 具有良好的性能，存取效率较高
结构比较复杂。不利于最终用户使用 其DDL、DML语言复杂，用户不宜使用 数据库系统概论-绪论

58 层次模型和网状模型的区别 网状模型中子女结点与双亲结点的联系不唯一，因此需要为每个联系命名。
网状模型允许复合链，即两个结点之间有两种以上的联系。 数据库系统概论-绪论

59 典型的网状数据库系统 DBTG系统，亦称CODASYL系统 实际系统 由DBTG提出的一个系统方案 奠定了数据库系统的基本概念、方法和技术
70年代推出 实际系统 Cullinet Software Inc.公司的 IDMS Univac公司的 DMS1100 Honeywell公司的IDS/2 HP公司的IMAGE 数据库系统概论-绪论

60 关系模型的数据结构 关系模型：1970年IBM研究员E.F,Codd提出.是建立在严格的数学概念的基础上的。在用户观点下，其逻辑结构为一张二维表。 学号 姓名 年龄 性别 系名 年级 95004 王小明 19 男 社科系 95 95006 张大鹏 20 计算机 95008 李小宇 18 女 管理系 … 数据库系统概论-绪论

61 关系模型的数据结构 关系模型的基本概念 关系(Relation)：一个关系对应一张二维表 元组(Tuple)：二维表中的一行
属性(Attribute)：二维表中的一列 主码(Key)：能够唯一标识元组的属性组 域(Domain)：属性的取值范围 分量：元组中的一个属性值 关系模式：关系名(属性1，属性2，…，属性n) 注：关系的每一个分量必须是一不可分的数据项 数据库系统概论-绪论

62 关系数据模型的数据结构(续） 例 学生、课程、学生与课程之间的多对多联系： 学生（学号，姓名，年龄，性别，系号，年级）
课程（课程号，课程名，学分） 选修（学号，课程号，成绩） 数据库系统概论-绪论

63 关系数据模型的数据结构(续） 关系必须是规范化的，满足一定的规范条件 最基本的规范条件：关系的每一个分量必须是一个不 可分的数据项。
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64 关系模型的操纵、完整性、存储结构 关系数据模型的操纵与完整性约束 关系模型的存储结构：实体及实体间的联系都用表来表示。表以文件形式存储。
操作主要包括查询、插入删除和修改数据。 完整性约束条件包括实体完整性、参照完整性和用户定义完整性。 关系模型的存储结构：实体及实体间的联系都用表来表示。表以文件形式存储。 数据库系统概论-绪论

65 关系模型的数据操纵 查询、插入、删除、更新 数据操作是集合操作，操作对象和操作结果都是关系，即若干元组的集合
存取路径对用户隐蔽，用户只要指出“干什么”，不必详细说明“怎么干” 数据库系统概论-绪论

66 关系模型的特点 关系模型的优点： 关系模型的缺点： 关系模型是建立在严格数学概念的基础上的； 关系模型的概念单一；
关系模型的存取路径对用户透明，具有更高的数据独立性和安全保密性，简化了工作。 关系模型的缺点： 查询效率不如非关系模型，必须进行优化。 数据库系统概论-绪论

67 数据库系统的特点 数据库系统阶段的特点： 数据结构化 数据的共享性高,冗余度低,易扩充 数据独立性高 数据由DBMS统一管理和控制
数据的安全性(Security)保护 数据的完整性( Integrity)检查 并发控制(Concurrency) 数据库恢复(Recovery) 数据库系统概论-绪论

68 第三节 数据库系统结构 一、数据库系统模式的概念 型：指对某一类数据的结构和属性的说明。 值：型的一个具体赋值
模式(Schema):是数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述,仅涉及到型。 实例(Instance)：模式的一个具体值。 模式反映的是数据的结构及其联系，实例反映的是数据库某一时刻的状态。 数据库系统概论-绪论

69 数据库的三级体系结构 特点 它是数据的三个抽象级别 减轻了用户使用系统的负担 DBMS在这三级结构之间提供了两个层次的映象
用户只要抽象的处理数据 不必关心数据在计算机中的表示和存储 减轻了用户使用系统的负担 DBMS在这三级结构之间提供了两个层次的映象 外模式/模式 模式/内模式 数据库系统概论-绪论

70 数据库的三级体系结构 图1.23 数据库系统的体系结构 数据库 内模式 模式 外模式B 外模式A 主语言+DDL 模式/内模式映象
由数据库管理员建立和维护 管理系统 DBMS OS 图1.23 数据库系统的体系结构 数据库系统概论-绪论

71 外模式/模式映像 内模式/模式映像 应用A 应用B 应用C 应用E 外模式1 外模式2 外模式3 模式 内模式 数据库 应用D
数据库系统概论-绪论

72 二、数据库系统的三级模式结构(1) 数据库系统的三级模式结构：指数据库系统是由外模式、模式和内模式三级构成。
模式：也称逻辑模式，是数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述，是所有用户的公共数据视图。一个数据库只有一个模式。 外模式：也称子模式或用户模式，是数据库用户能够看见和使用的局部数据的逻辑结构和特征的描述，是数据库用户的数据视图，是与某一应用有关的数据的逻辑表示。 数据库系统概论-绪论

73 数据库系统的三级模式结构(2) 内模式：也称存储模式，是数据物理结构和存储方式的描述，是数据在数据库内部的表示方式。一个数据库只有一个内模式。 数据库系统概论-绪论

74 数据库的二级映像功能与数据独立性 外模式/模式映像：定义某一个外模式和模式之间的对应关系，这些映象通常包含在各自的外模式中。当模式改变时，外模式/模式映象要作相应的改变，以保证外模式保持不变，保证了数据与程序的逻辑独立性。映象的定义通常包含在各自的外模式中。 数据库系统概论-绪论

75 模式/内模式映像：是唯一的，定义数据逻辑结构和存储结构之间的对应关系。例如说明逻辑记录和字段在内部是如何表示的。当数据的存储结构改变了，模式/内模式映象也要作相应的变化，保持模式不变。保证了数据与程序的物理独立性。 。 数据库系统概论-绪论

76 数据库系统的三级模式结构(3) 模式独立与数据库的其他层次； 内模式独立于外模式，也独立于具体的存储设备；
外模式定义在逻辑模式之上，独立于存储模式和存储设备。 特定应用程序依赖于特定的外模式，与数据库的模式和存储结构独立。 数据库系统概论-绪论

77 三、 用户访问数据的过程 1 11 2 10 3 8 4 7 9 5 6 图1.24 用户访问数据的过程
应用程序A 对应的外模式 DBMS 数据字典 数据库 操作 系统 OS 6 模式 内模式 3 2 4 DB系统缓冲区 程序工作区 返回状态 10 1 8 7 运行日志 9 11 5 由DBMS在程序A运行时为数据库开辟的，用于数据的传输和格式的转换 图1.24 用户访问数据的过程 数据库系统概论-绪论

78 用户访问数据的过程 应用程序A通过DBMS读取数据库中记录的全过程 用户在应用程序A中安排一条读记录的DML语句 DBMS检查读操作的合法性
该语句给出涉及的外模式中记录类型名及键值 执行该语句时，立即启动DBMS，并把读记录的命令传给DBMS DBMS检查读操作的合法性 对读命令加以分析 从DD中调出与程序A对应的外模式 检查该操作是否合法，决定是否执行读命令 数据库系统概论-绪论

79 用户访问数据的过程 决定执行A的命令，DBMS对概念模式操作 DBMS对内模式操作 调出相应的概念模式 执行外模式/模式映象功能
把外模式的外部记录格式映象成概念模式的概念记录格式 决定概念模式应读哪些记录 DBMS对内模式操作 调出相应的内模式 执行模式/内模式的映象功能，把概念记录格式映象成内模式的内部记录格式 确定应读入哪些物理记录以及相应的地址信息 数据库系统概论-绪论

80 用户访问数据的过程 DBMS向操作系统OS发出从指定地址读取物理记录的命令 OS执行读命令
随即读入数据库的系统缓冲区 并在操作结束后向DBMS作出回答 DBMS收到OS读操作结束的回答后，将读入缓冲区中的数据转换成概念模式记录、外部记录 数据库系统概论-绪论

81 用户访问数据的过程 DBMS把导出的外部记录从系统缓冲区送到应用程序A的变量中
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82 第四节 DBS的全局结构 DBS必须在操作系统OS基础上工作 DBS的某些功能是由计算机系统的OS提供的， OS提供了DBS的最基本的服务
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83 图 DBS全局结构 索引 数据文件 统计数据 数据字典 事务管理器 应用程序 目标代码 嵌入式DML 预编译器 DML 编译器 DDL
查询运行核心程序 应用界面 查询 数据库模式 初级用户 应用程序员 专业用户 DBA 数据库管理系统 查询处理器 存储管理器 用户 缓冲区管理器 文件管理器 磁盘存储器 授权和完整性管理器 数据库系统概论-绪论

84 一、DBS的全局结构 DBS全局结构（上图） 数据库用户 DBA 专业用户 应用程序员
DBA和DBMS的界面是数据库模式 专业用户 数据库设计中的上层人士，如系统分析员 专业用户和DBMS的界面是数据库查询 应用程序员 是使用宿主语言和DML语言编程的应用程序员 他们和DBMS的界面是应用程序 数据库系统概论-绪论

85 DBS的全局结构 DBMS查询处理器 初级用户 DML编译器 嵌入型DML预编译器 使用应用程序的非计算机人员
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86 DBS的全局结构 DBMS存储管理器 它提供存储在数据库中的低层数据和应用程序、查询之间的界面 DDL编译器 查询运行核心程序
编译或解释DDL语句，并置入数据字典DD中 查询运行核心程序 执行由DML编译器产生的低层指令 DBMS存储管理器 它提供存储在数据库中的低层数据和应用程序、查询之间的界面 授权和完整性管理器 测试应用程序是否满足完整性约束 检查用户访问数据是否合法 数据库系统概论-绪论

87 DBS的全局结构 事务管理器 文件管理器 缓冲区管理器 事务—DBS的逻辑工作单位，由对DB的操作序列组成 用于确保一致性状态
保证事务的正确执行 文件管理器 负责磁盘空间的合理分配 管理物理文件的存储结构和存取方式 缓冲区管理器 为应用程序开辟数据库系统缓冲区 负责把数据通过缓冲区送入内存 确定进入高速缓冲存储器的数据 数据库系统概论-绪论

88 DBS的全局结构 磁盘存储器 数据文件 数据字典DD 索引 统计数据 用来存储数据库中的数据 存储三级结构的描述
是为了提高查询速度而设置的逻辑排序手段 统计数据 存储运行时统计分析数据 数据库系统概论-绪论

89 二、 DBS结构分类 集中式DBS 定义 特点 运行在单个计算机系统中，并与其它计算机没有联系的DBS称为集中式DBS 只有一台计算机
有若干台设备控制器控制着磁盘、打印机和磁带等设备 计算机和设备控制器通过系统总线与共享的内存相连 计算机和设备控制器能够并发执行 数据库系统概论-绪论

90 DBS结构分类 图1.26 集中式计算机系统 CPU 磁盘控制器 打印机控制器 磁带机控制器 磁盘 打印机 磁带机 内存控制器 内存
系统总线 图1.26 集中式计算机系统 数据库系统概论-绪论

91 DBS结构分类 客户机/服务器DBS（C/S DBS） 把DBMS功能和应用分开
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92 功能的分布 一些功能放在前端（即客户机）上执行，实现前端处理和用户界面 另一些功能放在后端（即服务器）上执行，完成事务处理和数据访问控制
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93 DBS结构分类 客户机 服务器 网络 图1.27 C/S系统的一般结构 … 数据库系统概论-绪论

94 （存取控制、查询优化、并发控制、恢复等）
DBS结构分类 SQL 用户界面 格式界面 报表输出 图形界面 SQL核心程序 （存取控制、查询优化、并发控制、恢复等） 界面 （SQL+API） 图1.28 C/S DBS的前、后端功能 后端 前端 数据库系统概论-绪论

95 客户／服务器结构的优点 客户端的用户请求被传送到数据库服务器，数据库服务器进行处理后，只将结果返回给用户，从而显著减少了数据传输量
数据库更加开放 客户与服务器一般都能在多种不同的硬件和软件平台上运行 可以使用不同厂商的数据库应用开发工具 数据库系统概论-绪论

96 客户／服务器结构的缺点 “胖客户”问题： 系统安装复杂，工作量大。 应用维护困难，难于保密，造成安全性差。
相同的应用程序要重复安装在每一台客户机上，从系统总体来看，大大浪费了系统资源。 系统规模达到数百数千台客户机，它们的硬件配置、 操作系统又常常不同，要为每一个客户机安装应用程 序和相应的工具模块，其安装维护代价便不可接受了。 数据库系统概论-绪论

97 3、浏览器/应用服务器/数据库服务器结构 客户端： 服务器端分为两部分： 浏览器软件、用户界面 浏览器的界面统一，广大用户容易掌握
大大减少了培训时间与费用。 服务器端分为两部分： Web服务器、应用服务器 数据库服务器等 大大减少了系统开发和维护代价 能够支持数万甚至更多的用户 数据库系统概论-绪论

98 DBS结构分类 分布式DBS（distributed DBS） 定义 特点 用通信网络连接起来的场地（或结点）的集合
其数据具有“分布性” 数据分别存储在不同场地，而不是在同一场地 其数据具有“逻辑整体性” 虽然数据分布在各个场地，但是在逻辑上是一个整体，用户使用起来如同一个集中式DBS 其数据不仅在场地上分离，在管理上也是分离的 系统中的事务有本地与全局之分，因此对数据的管理也是分离的 数据库系统概论-绪论

99 第五节 数据库技术的研究领域 数据库管理系统软件的研制 数据库设计 数据库理论 数据库系统概论-绪论

100 第一章 绪论—小结 内容提要：通过本章的学习，应重点掌握： 学习要点：应把注意力放在掌握基本概念和基本知识方面，为学习后面的章节打好基础
第一章 绪论—小结 内容提要：通过本章的学习，应重点掌握： 正确理解数据库系统中的基本概念 什么是数据模型以及数据模型的分类 什么是概念模型，概念模型的表示方法 数据库系统的结构及其组成 学习要点：应把注意力放在掌握基本概念和基本知识方面，为学习后面的章节打好基础 数据库系统概论-绪论

101 例题 请用E-R图描述顾客、商店和服务员之间关系 1 n m 商店 顾客 服务员 服务 数据库系统概论-绪论

102 现实世界中客观存在并能相互区别的事物称为（ ）。 A 实体 B 实体集 C 字段 D 记录 现实世界中事物的特性在信息世界中称为（ ）。
现实世界中客观存在并能相互区别的事物称为（ ）。 A 实体 B 实体集 C 字段 D 记录 现实世界中事物的特性在信息世界中称为（ ）。 A 实体 B 实体标识符 C 属性 D 关键码 采用二维表结构表达实体类型及实体间联系的数据模型是( )。 A 层次模型 B 网状模型 C 关系模型 D 实体联系模型 下列实体类型的联系中，属于一对一联系的是（ ）。 A 教研室对教师的联系 B 父亲对孩子的亲生联系 C 省对省会的联系 D 供应商与项目的供货关系 数据库系统中，用（ ）描述全部数据的整体逻辑结构。 A 外模式 B 存储模式 C 内模式 D 概念模式 数据库系统中，物理存储视图用（ ）描述。 A 外模式 B 用户模式 C 内模式 D 概念模式 数据库系统概论-绪论

103 数据库系统中，用户使用的数据视图用（ ）描述，它是用户与数据库系统之间的接口。 A 外模式 B 存储模式 C 内模式 D 概念模式
逻辑数据独立性是指 （ ）。 A 概念模式改变，外模式和应用程序不变 B 概念模式改变，内模式不变 C 内模式改变，概念模式不变 D 内模式改变，外模式和应用程序不变 物理数据独立性是指 （ ）。 数据库系统中，用户使用的数据视图用（　　）描述，它是用户与数据库系统之间的接口。 　　A 外模式 B 存储模式 C 内模式 D 概念模式 数据库系统概论-绪论