第一章数据库概述

第1章数据库概述1第一章数据库概述导入...........................................................................................................................21、为什么要学习数据库的知识？.................................................................22、如何学习数据库这门课？.........................................................................2一、什么叫做数据库？数据库技术？...................................................................41、数据库：.....................................................................................................42、数据库管理系统（DataBaseManagementSystem，DBMS）..............6（1）DBMS任务：....................................................................................6（2）DBMS的功能：................................................................................6（3）DBMS的组成....................................................................................83、数据库系统(DataBaseSystem，DBS)：.................................................94、数据库管理员(DataBaseAdministrator，DBA)：..................................9二、数据库管理的发展.........................................................................................101、人工管理阶段(40年代中--50年代中)....................................................102、文件系统阶段(50年代末--60年代中)6’.................................................103、数据库系统阶段(60年代末--现在)6’......................................................11三、商业公司及数据库产品.................................................................................12四、数据库技术的研究领域.................................................................................13五、数据库应用前景.............................................................................................13第1章数据库概述2导入1、为什么要学习数据库的知识？很高兴从今天开始，由我和大家来共同学习《数据库原理及应用》这门课程，那么首先我们来思考这样一个问题，我们为什么要学习数据库的知识？我们都知道计算机科学与技术与我们的工作生活中联系越来越密切，也显得越来越重要了，所以作为现代海军军官呢，我们基本都要学习计算机方面的知识，比如硬件、软件、网络等等。数据库知识是计算机科学中非常重要的一部分。数据库技术以及数据库的应用正在以非常惊人的速度发展着，与我们的学习生活工作也密切相关了。那么，大家思考这样一个问题：在我们的日常生活、工作、学习的数据库都有哪些呢？（提问）比如说我们使用银行卡去取钱时用到了银行账户管理系统，我们这些学员和教员呢在海军总部都是有编制的，在他们的管理系统中也都有我们的名字，再比如我们出行时买票会涉及到票务管理系统，这些呢事实上都是对数据的管理。大家玩的大型游戏，比如传奇等，你们都有自己的账户信息吧，这也是对数据库管理。随着计算机技术飞速发展及其应用领域的扩大，特别是计算机网络和Internet的发展，基于计算机网络和数据库技术的信息管理系统、应用系统得到了突飞猛进的发展。如事物处理系统、地理信息系统（GIS）、联机分析系统、决策支持系统、企业资源规划（ERP）、客户关系管理（CRM）、数据仓库和数据挖掘等系统都是以数据库技术作为重要的支撑的。可以这么说只要有计算机存在，就存在着数据库技术。综上所述，我们应该学习数据库的知识。2、如何学习数据库这门课？那么该如何学习这门课呢？我们这门课叫做“数据库原理与应用”，很显然包括数据库的原理部分，我们又要学习数据库的应用知识。但是20个学时毕竟有限，所以我们在学习的时候，注重实际动手的能力，希望大家通过这20个学时学习，掌握数据库方面相关的理论知识，并且能够熟练的使用SQLSERVER2000数据库。而且通过这次的学习，希望将来如果大家需要使用其他的数据库软件，比如ACCESS，ORACEL等也能够很快的学会使用。我们看这是我们的学时分配。当然了，这也不是死规定，我会根据大家的实际学习情况适时的做出调整，第1章数据库概述3那么大家如果有什么关于这门课的建议，也可以提出来，咱们共同探讨，争取在有效的时间内达到最好的学习效果。那么对大家提出几点要求：第一：因为是在机房上课，并且人数众多，所以要求大家上课的时候不要做与上课无关的内容，比如看个网友看个电影什么的都是不允许的。发现一次就取消其选修资格。第二：给大家留的作业要及时的完成。5’第1章数据库概述4一、什么叫做数据库？数据库技术？那么什么叫做数据库呢，什么是数据库技术呢？我们先来学习数据库相关的一些概念。由于计算机是对现实世界中的事物和事务进行处理的，所以首要的问题就是如何在计算机内部表示现实世界中的事务和事务？比如说我们对学生进行管理，那么计算机是如何表示某个学生的信息的呢？对了，是用学号，学生的性别，姓名，年龄，出生日期等等这样的数据进行表述的。所以——数据：人们用来表示客观事物的特性及其相互联系的物理符号。数据的概念包括数据内容和数据形式两个方面。信息：经过加工处理后获取的有价值的数据。数据库说白了就是对数据的管理，对信息的提取。数据处理：将数据进行收集、整理、存储、加工、分类、维护、排序、检索和传输等处理。1、数据库：（1）数据库是相互关联的数据的集合数据库中的数据不是孤立的，数据与数据之间是相互关联的，在数据库中不仅要能够表示数据本身，还要能够表示数据与数据之间的联系。如：学籍管理——学生、课程两类数据。（2）用综合的方法组织数据顺序、索引、聚簇比如：某门课程的成绩，按照降序进行排列，分数最高的在第一名，依此类推。（3）具有较小的数据冗余，可供多个用户共享在数据库技术之前，数据文件都是独立的，任何数据文件都必须含有满足某一应用的全部数据。例：人事部门有一个职工文件：教育部门也有一个职工文件：其中，“职工基本情况”重复存储，浪费空间。可共享存储类似这样的共同数据，以降低数据的冗余度。职工基本情况有关人事管理的数据职工基本情况有关教育培训的数据第1章数据库概述5（4）具有较高的数据独立性数据独立性包括物理独立性、数据独立性。物理独立性指数据的组织和存储方法与应用程序互不依赖，彼此独立的特性，比如将链表存储改成哈希表存储也不会影响程序。逻辑独立性是指表达现实世界的信息发生变化，比如删除了一些列也不会影响程序。可降低应用程序的开发代价和维护代价。在数据库技术之前，数据文件的组织方式和应用程序是密切相关的。数据结构改变，相应的应用程序也必须随之修改==〉开发/维护代价（5）具有安全控制机制，能够保证数据的安全、可靠，也就是说数据库要有一套安全机制，以便有效地防止数据库中的数据被非法使用/修改；数据库还要有一套备份/恢复机制，以保证当数据遭到破坏时将数据立刻完全恢复==〉继续、可靠地运行。比如：银行中的系统，一定要有严格的安全控制机制，不可能随便一个黑客就可以攻击银行系统，随意窃取甚至更改信息。并且当数据被破坏，比如突然停电、地震等，数据遭到破坏后应该能够完全恢复。（6）允许并发地使用数据库，能有效、及时地处理数据，并能保证数据的一致性和完整性一致性：数据库中的数据是共享的，并且允许多个用户同时使用相同的数据。这就要求数据库能够协议一致，保证各个用户之间对数据的操作不发生矛盾和冲突。正确性、完整性：保证数据正确的特性——数据完整性可通过建立一些约束条件保证数据库中的数据是正确的。如：学生年龄20（2或100则错误）10’第1章数据库概述62、数据库管理系统（DataBaseManagementSystem，DBMS）上面提到的数据库的功能/特性不是数据库中的数据固有的，是靠管理或支持数据库的系统软件——DBMS——提供的。（1）DBMS任务：·对数据资源进行管理，使之能为多个用户共享。·保证数据的安全性/可靠性/完整性/一致性/独立性数据库管理系统是数据库系统的核心，是为数据库的建立、使用和维护而配置的软件。它建立在操作系统的基础上，是位于操作系统与用户之间的一层数据管理软件，负责对数据库进行统一的管理和控制。用户发出的或应用程序中的各种操作数据库中数据的命令，都要通过数据库管理系统来执行。数据库管理系统还承担着数据库的维护工作，能够按照数据库管理员所规定的要求，保证数据库的安全性和完整性。（2）DBMS的功能：由于不同DBMS要求的硬件资源、软件环境是不同的，因此其功能与性能也存在差异，但一般说来，DBMS的功能主要包括以下6个方面。1．数据定义定义数据库结构和存储结构；定义数据库中数据之间的联系；定义数据完整性约束条件和保证完整性的触发机制等。2．数据操纵数据操纵包括对数据库数据的检索、插入、修改和删除等基本操作。重新组织数据库的存储结构；完成对数据库的备份/恢复等。3．数据库运行管理对数据库的运行进行管理是DBMS运行时的核心部分，包括对数据库进行并发控制、安全性检查、完整性约束条件的检查和执行、数据库的内部维护（如索引、数据字典的自动维护）等。所有访问数据库的操作都要在这些控制程序的统一管理下进行，以保证数据的安全性、完整性、一致性以及多用户对数据库的并发使用。4．数据组织、存储和管理数据库中需要存放多种数据，如数据字典、用户数据、存取路径等，DBMS第1章数据库概述7负责分门别类地组织、存储和管理这些数据，确定以何种文件结构和存取方式物理地组织这些数据，如何实现数据之间的联系，以便提高存储空间利用率以及提高随机查找、顺序查找、增、删、改等操作的时间效率。5．数据库的建立和维护建立数据库包括数据库初始数据的输入与数据转换等。维护数据库包括数据库的转储与恢复、数据库的重组织与重构造、性能的监视与分析等。6．数据通信接口DBMS需要提供与其他软件系统进行通信的功能。例如，提供与其他DBMS或文件系统的接口，从而能够将数据转换为另一个DBMS或文件系统能够接受的格式，或者接收其他DBMS或文件系统的数据。13’第1章数据库概述8（3）DBMS的组成为了提供上述6方面的功能，DBMS通常由以下4部分组成。1．数据定义语言及其翻译处理程序DBMS一般都