第1章 数 据 库 系 统 与 数 据 模 型.

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1 第1章 数 据 库 系 统 与 数 据 模 型

2 常见数据库系统 oracel,mysql,sql2005,access

3 1.1数据库系统概述 1.1.1 数据库发展历史 数据(data)：从计算机上讲，能够进入计算机并且能由计算机进行处理的信息就是数据。
数据管理：主要是指数据收集、整理、组织、存储、维护、查询和传送等相应数据操作。 任何数据管理系统的产生与发展以及在应用中所能提供的功能都取决于两方面的因素 ： 实际应用的需求，即实践中对数据管理的要求达到什么程度。 承载平台的功能，即硬件功能是否强大，软件环境是否完善。

4 1.1.1 数据库发展历史 计算机数据处理技术经历了如下3个阶段： （１）人工管理阶段。 （２）文件管理阶段。 （３）数据库系统阶段。

5 人工管理阶段出现在1953－1955年之间，这时期的计算机没有软盘、硬盘，没有操作系统，没有数据管理方面的软件。
ENIAC 总共安装了17468只电子管，7200个二极管，70000多电阻器，10000多只电容器和6000只继电器，电路的焊接点多达50万个；在机器表面，则布满电表、电线和指示灯。机器被安装在一排2.75米高的金属柜里，占地面积为170平方米左右，总重量达到30吨。它的耗电量超过174千瓦；电子管平均每隔7分钟就要被烧坏一只。

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7 文件系统阶段出现在20世纪50年代中期到60年代中期，这时期的计算机出现了磁盘和磁鼓等直接存储设备，软件中出现操作系统和高级语言。

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9 数据库阶段出现在20世纪60年代后，出现数据库管理系统（DBMS)
特点： 数据高度结构化 数据共享性高 高度数据独立性 具有专门管理系统：数据库管理系统（database management system，DBMS）

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11 1.1.2 数据库系统 数据库系统的构成 计算机系统：支持数据库运行的软、硬件环境
数据库(database, DB)：长期存储在计算机内、有组织的和可共享的数据集合 数据库管理系统(database management system, DBMS) 数据库系统(database system, DBS)=计算机系统+DB+DBMS

12 1.1.2 数据库系统 数据库技术当前的主要研究领域 数据库管理系统软件的研制 数据库应用系统实践与开发 数据库理论

13 1.2 数据库体系结构 为了有效地组织、管理数据，提高数据库的逻辑独立性和物理独立性，人们为数据库设计了一个严谨的体系结构，数据库领域公认的标准结构是三级模式结构，它包括外模式、模式和内模式。 　美国家标准协会(American N ational Standard Instit ut e，ANSI)的数据库管理系统研究小组于1 9 78年提出了标准化的建议，将数据库结构分为3级：面向用户或应用程序员的用户级、面向建立和维护数据库人员的概念级、面向系统程序员的物理级。

14 1.2 数据库体系结构 模式（概念模式） 是数据库系统中全局数据逻辑结构和特征的描述，是全体用户的公共数据视图，这种描述是一种抽象描述，不涉及具体硬件平台与软件环境。概念模式主要描述数据的概念记录类型和它们之间的关系，还包括一些数据间的语义约束。 外模式 是用户和数据库系统的接口，反映了用户对数据的实际要求。外模式是与某一具体应用有关的数据的逻辑结构和特征描述。概念模式给出系统全局的数据描述，外模式则给出每个用户的局部描述，即外模式为用户所见到的概念模式的一个部分。

15 1.2 数据库体系结构 内模式： 是数据库物理结构和存储方式的描述，即数据库的“内部视图”。内部视图是整个数据库的底层表示，它由内部记录型中各个类型的值组成。内模式定义了数据库中的各种存储记录、存储记录的物理表示、存储结构与物理存取方法，如数据存储的文件结构、索引、集簇等存取方式和存取路径等。一个数据库只有一个内模式。 在文件和操作系统级上，不深入到设备级。

16 1.2 数据库体系结构 三种模式的对比 内模式数据在计算机物理结构中的实际存储形式 概念模式全体用户的公共数据视图
外模式反映了用户对数据的实际要求

17 1.2 数据库体系结构 三级体系结构的优点 提供了物理独立性和逻辑独立性，减轻了各种用户使用数据库的负担（使用、修改）；
对于数据库物理结构的改变，如果概念模式保持不变，系统就提供了物理独立性. 对于数据库逻辑结构的改变(在概念或逻辑概念层的改变)如果用户和用户的应用程序能保持不变，系统就提供了逻辑独立性 概念模式/内模式映射是物理独立性的关键； 外模式/概念模式映射就是逻辑独立性的关键。

18 1.2 数据库体系结构 三级模式

19 1.3 数据模型 数据模型是数据各种特征和必要约束的抽象 数据模型从三种不同层面描述： 概念数据模型
按用户观点对数据和信息建模，是用户和数据库设计人员交流的工具，主要用于数据库设计。 基本方法是E-R方法

20 1.3 数据模型 逻辑数据模型（结构数据模型，也称数据模型） 按计算机观点对数据建模，是现实世界数据特征的抽象，用于DBMS的实现
三要素：数据结构、数据操作、完整性约束。 主要有层次模型、网状模型、关系模型和面向对象模型。 物理数据模型 用以描述数据在屋里存储介质上的组织结构。

21 END!