数据库系统原理与应用教程(第三版)教学课件ch01

数据库系统原理与应用教程(第三版)第1章步入数据库系统世界第1页第1章步入数据库系统世界本章概述本章的学习目标主要内容数据库系统原理与应用教程(第三版)第1章步入数据库系统世界第2页本章概述本章提供了一个有关数据库系统的整体轮廓。首先，通过介绍一些典型的数据库应用，使读者了解数据库技术的作用。为了加深读者对数据库技术的理解，本章快速浏览了当前市场上的主流数据库产品主要特点，讨论了数据库和数据库应用开发过程。然后，回顾了数据库及其系统的发展简史。通过回顾数据库系统的发展历史，读者可以更好地理解数据库系统当前的应用状况、存在的问题和发展趋势。接下来，对数据库系统架构进行了深入研究，具体内容包括数据存储架构、数据管理架构和应用开发架构。第四，对数据库管理系统的组件进行了剖析，把数据库系统的核心内容展示给读者。最后，总结数据库技术面临的挑战和机遇，展望数据库技术的发展趋势。数据库系统原理与应用教程(第三版)第1章步入数据库系统世界第3页本章的学习目标了解数据库技术的应用现状和作用；了解当前数据库市场上的主流产品的特点；了解数据库和数据库应用开发的基本过程；掌握数据库技术的发展历史和主要阶段的特征；理解数据库中数据的存储、管理和应用架构；理解数据库管理系统架构和各个组成部分作用；了解当前数据库技术面临的挑战；理解数据库技术的发展趋势。数据库系统原理与应用教程(第三版)第1章步入数据库系统世界第4页主要内容1.1概述1.2数据库技术的演变1.3数据库系统架构1.4数据库管理系统组件1.5数据库技术的发展趋势1.6本章小结数据库系统原理与应用教程(第三版)第1章步入数据库系统世界第5页1.1概述数据库系统应用示例数据库系统的作用常见的数据库系统数据库应用开发过程和数据库开发过程数据库系统原理与应用教程(第三版)第1章步入数据库系统世界第6页数据库系统应用示例航空售票管理信息系统银行业务管理信息系统超市的商品管理和销售信息系统工厂管理信息系统学校教学管理信息系统图书管理信息系统数据库系统原理与应用教程(第三版)第1章步入数据库系统世界第7页工厂管理信息系统工厂管理信息系统是最早依据数据库技术建立的一种集成的信息系统。在这种管理信息系统中，主要包括下面一些数据项。►销售记录：产品名称、服务类型、客户名称、销售人员、销售日期、销售价格等；►产品信息：产品名称、产品规格、产品型号、产品成本等；►雇员信息：姓名、地址、工资、津贴等；►财务信息：合同编码、合同金额、销售价格、应收货款、应付货款等。数据库系统原理与应用教程(第三版)第1章步入数据库系统世界第8页数据库系统的作用管理大量业务数据定义数据库执行数据库操作控制多用户访问数据库系统原理与应用教程(第三版)第1章步入数据库系统世界第9页管理大量业务数据前面那些数据库技术的应用示例表明数据库技术应用在管理大量数据的地方。使用数据库的第一个原因即存储大量的数据。大量的数据到底有多大呢？现在数据库市场上最先进的数据库产品能支持10TB量级的数据。10TB级的数据是一个怎样的概念呢？下面是一些理解10TB数据概念的例子：►10TB的数据是10,995,116,277,760个字节大小，大约可以存储5,497,558,138,880个汉字信息；►在航空售票管理信息系统中，大约可以存储183亿个航班信息；►在银行业务管理信息系统中，大约可以存储38亿个流水账户信息；数据库系统原理与应用教程(第三版)第1章步入数据库系统世界第10页定义数据库为了存储大量数据，需要定义数据库和数据库中的各种架构，例如表、视图和索引等对象。对一个具体的数据库系统来说，通常允许用户使用一种被称为数据定义语言(datadefinitionlanguage，DDL)的专门语言来建立数据库，定义数据库的架构。并且还可以对这些数据库和数据库架构进行修改和删除。例如，在MicrosoftSQLServer数据库系统中，可以使用Transact-SQL语言中的下列DDL语句定义数据库和数据库中的各种对象。►CREATEDATABASE：创建数据库；►CREATETABLE：创建表；►CREATEVIEW：创建视图；数据库系统原理与应用教程(第三版)第1章步入数据库系统世界第11页执行数据库操作当数据存储到数据库中之后，用户就可以使用其中的数据。数据库系统提供了可以查询数据库中数据的查询(Query)语言，该语言经常被称为数据操纵语言(datamanipulationlanguage，DML)。使用DML语言可以在数据库中执行以下操作：检索指定的数据、插入需要的数据、更新已经变化的或错误的数据、删除无用的或不再需要的数据等。在MicrosoftSQLServer数据库系统中，可以实现数据查询功能的Transact-SQL语言包括如下的DML语句。►SELECT：检索数据；►INSERT：插入数据；►UPDATE：更新数据；►DELETE：删除数据。数据库系统原理与应用教程(第三版)第1章步入数据库系统世界第12页控制多用户访问对于存储大量数据的数据库应用系统来说，有大量使用数据和执行操作的用户。控制多用户的访问包括两层含义：►第一层含义是不同的用户只能执行允许执行的操作►第二层含义是不同用户之间的操作互不影响。数据库系统原理与应用教程(第三版)第1章步入数据库系统世界第13页常见的数据库系统Oracle公司的Oracle微软公司的MicrosoftSQLServerIBM公司的DB2和InformixMySQLAB公司的MySQLSybase公司的SybaseAdaptive微软公司的Access、VisualFoxpro数据库系统原理与应用教程(第三版)第1章步入数据库系统世界第14页数据库应用开发过程数据库是数据库应用的重要组成部分，为数据库应用提供持久性的数据存储。除了数据库之外，数据库应用还包括操作人员、业务处理过程、输入数据、输出数据、开发工具以及硬件设备等。数据库应用开发的目标是建立一个可以满足用户需求的应用程序或信息系统。数据库应用开发过程往往包含多个不同的阶段，每个阶段都有自身的特点。有关数据库应用开发过程，不同的专家或开发方法有不同的观点，建议的阶段从3~20个不等。一般认为，数据库应用开发过程主要包括调查研究、系统分析、系统设计、系统实施和系统评价等5个阶段数据库系统原理与应用教程(第三版)第1章步入数据库系统世界第15页数据库应用开发过程的主要阶段调查研究系统分析系统设计系统实现系统维护问题描述，可行性研究系统需求和分析系统设计规范可操作的系统反馈反馈反馈反馈数据库系统原理与应用教程(第三版)第1章步入数据库系统世界第16页数据库开发过程数据库开发过程是指设计和实现一个可以满足用户需求和使用的数据库的过程。一般，数据库开发过程包括4个阶段，即►概念数据建模►逻辑数据库设计►物理数据库设计►数据库实现各阶段之间的关系示意图如图1-5所示。数据库系统原理与应用教程(第三版)第1章步入数据库系统世界第17页数据库开发过程的主要阶段概念数据建模逻辑数据库设计物理数据库设计数据库实现和维护实体关系图(外模式和概念模式)数据库模式内模式可使用的数据库数据需求数据库系统原理与应用教程(第三版)第1章步入数据库系统世界第18页数据库开发过程和数据库应用开发过程之间的关系系统要求数据库开发实体关系图表设计数据库应用开发过程模型人机交互模型原型可运行的系统要求数据要求应用程序要求可运行的数据库可运行的应用程序交互数据库系统原理与应用教程(第三版)第1章步入数据库系统世界第19页主要内容1.1概述1.2数据库技术的演变1.3数据库系统架构1.4数据库管理系统组件1.5数据库技术的发展趋势1.6本章小结数据库系统原理与应用教程(第三版)第1章步入数据库系统世界第20页1.2数据库技术的演变信息技术的快速发展和社会对信息需求的不断增强，是数据库技术发展的主要动力。从实践来看，数据库技术的演变过程是从面向文件的数据管理阶段向面向数据库系统的数据管理阶段发展的过程。本节从3个方面研究数据库技术的演变过程►首先分析数据库技术的环境状况►然后讨论面向文件的数据管理阶段的特点►最后探讨面向数据库系统的数据管理阶段的技术优势。数据库系统原理与应用教程(第三版)第1章步入数据库系统世界第21页数据库技术环境的特点数据库技术环境是指数据库技术产生和发展的基础，包括飞速发展的计算机技术和不断增长的管理信息需求。数据库技术的最重要的作用是处理数据，这需要把大量的数据存储在存储器中，因此，存储器的类型、容量和速度直接影响着数据库技术的发展。高级语言提供了大量功能强大、操作方面的工具，大大提高了处理各种数据的能力，使得数据库技术的发展有了可靠的保障。从信息需求来看，计算应用范围的不断扩大和计算需求的不断增长也推动着数据库技术的发展。数据库系统原理与应用教程(第三版)第1章步入数据库系统世界第22页传统的文件管理阶段在传统的文件管理阶段，每个应用程序都需要自己的数据文件和应用程序。随着数据量的剧增，数据管理阶段存在的许多问题越来越突出。这些问题主要包括以下几方面：►数据冗余性(Dataredundancy)指同一个信息在多个数据文件中同时出现。当多个不同的部门独立采集同一种信息时，就发生了这种冗余性。►数据不一致性(Datainconsistency)是指由于同一种信息数据在多处采集和维护，有可能造成同一种信息有不同的数据表示。►数据联系弱(Datapoorrelationship)是指不同的数据文件之间相互独立，缺乏联系特性。虽然某些数据之间存在着紧密的联系，但是由于实现的复杂性，很少在系统中提供数据之间的紧密联系。►数据安全性差(Datapoorsecurity)是指对数据的管理和控制比较少。数据文件很容易被非法用户使用和操作。►缺乏灵活性(Lackofflexibility)数据库系统原理与应用教程(第三版)第1章步入数据库系统世界第23页传统的文件管理阶段处理数据方式示意图用户财务用户生产用户营销用户人事财务应用程序生产应用程序营销应用程序人事应用程序文件文件文件文件文件文件文件文件文件文件文件文件数据库系统原理与应用教程(第三版)第1章步入数据库系统世界第24页现代的数据库管理系统阶段传统的文件管理存在的许多问题终于在20世纪60年代末得到解决。这时进入了数据处理、管理和分析阶段。标志传统的文件管理数据阶段向现代的数据库管理系统阶段转变的三件大事是：►1968年，IBM公司推出了商品化的基于层次模型的IMS(InformationManagementSystem，信息管理系统)系统。IMS系统是一种宿主语言系统。►1969年，美国CODASYL(ConferenceOnDAtaSystemLanguage，数据系统语言协商会)组织下属的DBTG(DataBaseTaskGroup，数据库任务组)发布了一系列研究数据库方法的DBTG报告，该报告奠定了网状数据模型的基础。►1970年，IBM公司的研究人员E.F.Codd连续发表论文，提出了关系模型，奠定了关系型数据库管理系统的基础。数据库系统原理与应用教程(第三版)第1章步入数据库系统世界第25页数据库管理系统的特点面向数据库系统的数据管理阶段又被称为数据库管理系统阶段与传统的文件管理阶段相比，现代的数据库管理系统阶段具有以下特点：►使用复杂的数据模型表示结构。►具有很高的数据独立性。►为用户提供了方便的接口。►提供了完整的数据控制功能。►提高了系统的灵活性。数据库系统原理与应用教程(第三版)第1章步入数据库系统世界第26页数据库管理系统处理数据方式示意图用户财务用户生产用户营销用户人事财务应用程序生产应用程序营销应用程序人事应用程序数据库管理系统财务信息生产信息营销信息人事信息数据库数据库系统原理与应用教程(第三版)第1章步入数据库系统世界第27页主要内容1.1概述1.2数据