第1章 绪 论 1.1 数据库技术的产生与发展 1.2 数据库系统的功能与组成 1.3 数据、数据模型与数据库模式

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1 第1章 绪 论 1.1 数据库技术的产生与发展 1.2 数据库系统的功能与组成 1.3 数据、数据模型与数据库模式
第1章 绪 论 1.1 数据库技术的产生与发展 1.2 数据库系统的功能与组成 1.3 数据、数据模型与数据库模式 1.4 数据库系统的生命周期

2 第1章 绪 论 1.1 数据库技术的产生与发展* 1.2 数据库系统的功能与组成 1.3 数据、数据模型与数据库模式
第1章 绪 论 1.1 数据库技术的产生与发展* 1.2 数据库系统的功能与组成 1.3 数据、数据模型与数据库模式 1.4 数据库系统的生命周期

3 1.1 数据库技术的产生与发展 计算机系统的应用领域 数据密集型应用(data intensive application)的特点
1.1 数据库技术的产生与发展 计算机系统的应用领域 数值计算、过程控制、数据处理（*） 数据密集型应用(data intensive application)的特点 数据量大 数据持久保存 数据被多个应用共享 例：企业MIS、OIS、银行信息系统、订票系统……

4 1.1 数据库技术的产生与发展 文件系统(File systems) 例：图书馆文件系统（见图1-1） 文件系统存在的主要问题
1.1 数据库技术的产生与发展 文件系统(File systems) 例：图书馆文件系统（见图1-1） 文件系统存在的主要问题 应用程序开发困难 大量数据冗余(data redundancy) 数据独立性(data independency)较差 不支持对数据的并发访问(concurrent access)) 缺乏数据的统一管理、标准化和规范化，使得数据的安全性、完整性得不到保证 ……

5 1.1 数据库技术的产生与发展 文件系统存在问题的根源分析
1.1 数据库技术的产生与发展 文件系统存在问题的根源分析 文件的数据结构、编码和表示格式一般是针对单个应用而设计的，因而缺乏整体性和全局性的考虑； 文件系统缺少独立的数据结构定义和描述机构； 文件的数据结构不能反映存在于数据之间的复杂“联系”； 文件系统缺少对数据的集中、统一的管理控制机制； 结论：文件系统为数据管理提供的是一种较为低级、缺乏弹性的解决方案，因而难以满足开发大规模复杂应用系统的需求。

6 1.1 数据库技术的产生与发展 数据库系统(DBS)的主要特征 数据资源共享； 数据结构的定义独立于特定的应用程序；
1.1 数据库技术的产生与发展 数据库系统(DBS)的主要特征 数据资源共享； 数据结构的定义独立于特定的应用程序； 对数据的所以访问均由DBMS集中、统一完成； 具有较高的数据独立性； 提供了高级的用户接口； 具有完善的数据保护和控制； 并发控制 访问控制 故障恢复 完整性约束

7 1.1 数据库技术的产生与发展 DBS的发展历史 Database一词的来源
1.1 数据库技术的产生与发展 DBS的发展历史 Database一词的来源 1963年美国System Development Corporation 发起召开 “Development&Management of a computer-centered Database” 会议 其他相似词汇： Data Bank, Data Store, Data Warehause, …

8 1.1 数据库技术的产生与发展 DBS的发展历史(续) 标志性事件
1.1 数据库技术的产生与发展 DBS的发展历史(续) 标志性事件 1964年美国通用电器Bachman领导开发世界上第一个DBMS——IDS (Integrated Data Store) 1960年代末IBM公司推出第一个商品化的层次模型数据库管理系统IMS(Information Management System) 年完成了DBTG报告，出现了网状模型数据库管理系统 1970年IBM San Jose Lab的E.F.Codd提出“关系数据模型”

9 1.1 数据库技术的产生与发展 DBS的发展历史(续) 关系数据库技术的发展 关系模型的优点和争论(1974)
1.1 数据库技术的产生与发展 DBS的发展历史(续) 关系数据库技术的发展 关系模型的优点和争论(1974) RDBMS原型系统开发( ) IBM System R 加州大学Berkeley分校 INGRES 商品化的DBMS(1980- ) IBM SQL/DS/DB2 /DB2 UDB ORACLE Informix Sybase MS SQL Server 桌面(个人)数据库管理系统： dBase,FoxBase,FoxPro,MS Access, Borland Parodox

10 1.1 数据库技术的产生与发展 DBS的发展历史(续) 新的发展方向
1.1 数据库技术的产生与发展 DBS的发展历史(续) 新的发展方向 体系结构：集中式，分布式数据库系统，并行数据库，Client/Server ，B/S/S，N-Tier，WEB DB 新的数据模型：面向对象(OO)数据模型、基于逻辑的数据模型、对象-关系(OR)数据模型、语义(Semantic)数据模型 数据仓库/数据挖掘/联机分析处理(OLAP) 主动数据库/时态数据库/空间数据库(GIS)/多煤体数据库

11 第1章 绪 论 1.1 数据库技术的产生与发展 1.2 数据库系统的功能与组成* 1.3 数据、数据模型与数据库模式
第1章 绪 论 1.1 数据库技术的产生与发展 1.2 数据库系统的功能与组成* 1.3 数据、数据模型与数据库模式 1.4 数据库的生命周期

12 1.2 数据库系统的功能与组成 运行平台 组成 用户 硬件：CPU、内存、外存、…….
1.2 数据库系统的功能与组成 运行平台 硬件：CPU、内存、外存、……. 软件：OS、HL Compiler、网络通信、实用工具，…. 组成 数据库(DB)+数据库管理系统(DBMS)+应用程序（见图1-2） 用户 数据库管理员(DBA) 系统分析员、应用程序员 终端用户(end user)

13 1.2 数据库系统的功能与组成 功能 用户接口 数据库语言： 应用编程接口(API): 图形用户界面(GUI): (软件学院 2月11日)
1.2 数据库系统的功能与组成 功能 用户接口 数据库语言： 主要功能：DDL、DML、DCL、DQL 执行方式：嵌入型、自含型、交互命令式 抽象程度：过程式、非过程式(non-procedure database languages) 应用编程接口(API): 图形用户界面(GUI): (软件学院 2月11日)

14 1.2 数据库系统的功能与组成 功能 查询处理和优化 数据目录管理 并发控制 数据库恢复 完整性约束检查 访问控制

15 第1章 绪 论 1.1 数据库技术的产生与发展 1.2 数据库系统的功能与组成 1.3 数据、数据模型与数据库模式*
第1章 绪 论 1.1 数据库技术的产生与发展 1.2 数据库系统的功能与组成 1.3 数据、数据模型与数据库模式* 1.4 数据库的生命周期

16 1.3 数据、数据模型与数据库模式 数据与信息 例：<王英，002308，女，1982，陕西，计算机系，2000>
1.3 数据、数据模型与数据库模式 数据与信息 例：<王英，002308，女，1982，陕西，计算机系，2000> 数据是描述事物的符号记录 数据的语法即数据的格式规定 数据的语义即数据的含义 人们通过解释、推论、归纳、分析、综合等方法从数据中获得的有意义的内容即为信息

17 1.3 数据、数据模型与数据库模式 数据模型(data model) 数据模型的三要素 数据结构 数据操作 完整性约束
1.3 数据、数据模型与数据库模式 数据模型(data model) 数据模型是用于描述数据的语法、语义和操作一组概念和定义； 数据模型包括两个方面 静态特征：数据的类型、结构、联系、约束 动态特征：数据的操作、状态变化 数据模型是对数据本质特征的抽象和概括； 数据模型是实现DBS和DL的基础； 数据模型的三要素 数据结构 数据操作 完整性约束

18 1.3 数据、数据模型与数据库模式 三级数据模型 概念数据模型(conceptual data model)
1.3 数据、数据模型与数据库模式 三级数据模型 概念数据模型(conceptual data model) 概念数据模型是面向用户、面向现实世界的数据模型， 与特定的DBMS无关。 逻辑数据模型(logical data model) 概念数据模型是用户从数据库系统所看到的数据模型， 与DBMS相关 物理数据模型(physical data model) 反映数据存储结构的数据模型称为物理数据模型。 (计算机 2月12日)

19 1.3 数据、数据模型与数据库模式 数据库模式 数据的型(type)与值(value) 数据模型与数据库模式 数据库模式与数据库实例
1.3 数据、数据模型与数据库模式 数据库模式 数据的型(type)与值(value) 型：对数据的取值范围、类型、结构等的描述 值：型的一个具体实例(instance / occurrence) 例：图 1-3 数据模型与数据库模式 数据库模式与数据库实例

20 1.3 数据、数据模型与数据库模式 ANSI/X3/SPARCE三级模式结构 概念模式(concept schema)
1.3 数据、数据模型与数据库模式 ANSI/X3/SPARCE三级模式结构 概念模式(concept schema) 概念模式是对全局逻辑数据结构的描述，概念模式又称逻辑 模式或模式； 外模式(external schema) 外模式是对局部逻辑数据结构的描述，外模式又称子模式 (subschema)或用户模式； 内模式(internal schema) 内模式是对数据物理存储结构的描述，内模式又称物理模式 或存储模式 2级映射与数据独立性 外模式概念模式：保证逻辑数据独立性 概念模式内模式：保证物理数据独立性

21 第1章 绪 论 1.1 数据库技术的产生与发展 1.2 数据库系统的功能与组成 1.3 数据、数据模型与数据库模式
第1章 绪 论 1.1 数据库技术的产生与发展 1.2 数据库系统的功能与组成 1.3 数据、数据模型与数据库模式 1.4 数据库系统的生命周期*

22 1.4 数据库系统的生命周期 数据库系统规划 数据库设计 图1-5 数据库的建库 数据库的运行、管理和维护 数据库的扩充和重构