oracle教程01_数据库与关系型数据库解析

2020/2/91数据库基本知识2020/2/92数据管理技术的产生和发展什么是数据管理对数据进行分类、组织、编码、存储、检索和维护，是数据处理的中心问题数据管理技术的发展过程人工管理阶段(40年代中--50年代中)文件系统阶段(50年代末--60年代中)数据库系统阶段(60年代末--现在)2020/2/93什么是数据库系统？应用程序数据库管理系统数据库用户2020/2/94关系数据库由来系统而严格地提出关系模型的是美国IBM公司的E.F.Codd1923年8月19日生于英格兰中部,当国兵,教过书,在IBM做研究1948年在牛津大学获数学学士和硕士学位,之后到美国求职,13年后重返大学,在米歇根大学进修计算机与通信,1965年获博士学位E.F.Codd本性是个数学家,他最大的愿望是为数据库建立一个优美的数学模型关系数据库之父1969:EdgarF.TedCoddinventstherelationaldatabase.2020/2/95关系数据库的历史1963年，美国Honeywell公司的IDS（IntegratedDataStore）系统投入运行，揭开了数据库技术的序幕。进入数据库阶段的标志是20世纪60年代末发生的三件事件：·1968年IBM公司研制的IMS系统是一个典型的层次DBS；·1969年美国CODASYL组织DBTG报告，提出网状DBS的概念；·1970年美国IBM公司的E.F.Codd发表论文，提出关系模型的思想。20世纪70年代是数据库蓬勃发展的年代，网状系统和层次系统占据了整个数据库商用市场，而关系系统仅处于实验阶段。20世纪80年代，关系系统由于使用简便以及硬件性能的改善，逐步代替网状系统和层次系统占领了市场。20世纪90年代，关系数据库已成为数据库技术的主流。进入21世纪以后，无论是市场的需求还是技术条件的成熟，对象数据库技术、网络数据库技术的推广和普及已成定局。2020/2/96数据库的定义数据库(Database,简称DB)是长期储存在计算机内、有组织的、可共享的大量数据集合。2020/2/97数据库的特征数据按一定的数据模型组织、描述和存储可为各种用户共享冗余度尽可能小数据独立性较高易扩展2020/2/98数据库管理系统什么是DBMS数据库管理系统（DatabaseManagementSystem，简称DBMS）是位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件。2020/2/99硬件平台基础软件平台软件基础构架平台应用软件平台软件产品协同软件办公软件数据库系统操作系统中间件应用服务器数据库在计算机系统中的地位2020/2/910DBMS的主要功能科学地组织和存储数据、高效地获取和维护数据数据定义功能提供数据定义语言(DDL)DataDefineLanguage定义数据库中的数据对象数据操纵功能:提供数据操纵语言(DML)DataManipulationLanguage操纵数据实现对数据库的基本操作(查询、插入、删除和修改)2020/2/911DBMS的主要功能数据库的运行管理保证数据的安全性、完整性、多用户对数据的并发使用发生故障后的系统恢复数据库的建立和维护功能(实用程序)数据库数据批量装载数据库转储介质故障恢复数据库的重组织性能监视等2020/2/912数据独立性数据独立性包括两个方面：物理独立性和逻辑独立性。首先先讨论数据的物理数据独立性。要理解数据独立性的含义，最好的方法是搞清数据的抽象层次。2020/2/913数据独立性:物理独立性:DBMS将数据的物理结构与应用程序分离,应用程序要处理的只是逻辑结构,这样当物理结构改变时,应用程序不用改变。逻辑独立性:用户的应用程序与数据库的逻辑结构是相互独立的,也就是当逻辑结构改变时,应用程序不用改变。2020/2/914DBMS对数据的控制功能数据的安全性（Security）保护使每个用户只能按指定方式使用和处理指定数据，保护数据以防止不合法的使用造成的数据的泄密和破坏。数据的完整性（Integrity）检查将数据控制在有效的范围内，或保证数据之间满足一定的关系。2020/2/915DBMS对数据的控制功能并发（Concurrency）控制对多用户的并发操作加以控制和协调，防止相互干扰而得到错误的结果。数据库恢复（Recovery）将数据库从错误状态恢复到某一已知的正确状态。2020/2/916数据库用户和管理员偶然用户初级用户高级用户系统分析员应用程序员2020/2/917偶然用户和初级用户偶然用户企业或组织机构的高中级管理人员初级用户银行的职员、机票预定人员、旅馆总台服务员2020/2/918高级用户工程师、科学家、经济学家、科技工作者等直接使用数据库语言访问数据库，甚至能够基于数据库管理系统的API编制自己的应用程序2020/2/919系统分析员负责应用系统的需求分析和规范说明与用户及DBA协商，确定系统的硬软件配置参与数据库系统的概要设计2020/2/920系统分析员和数据库设计人员参加用户需求调查和系统分析确定数据库中的数据设计数据库各级模式2020/2/921应用程序员设计和编写应用系统的程序模块进行调试和安装2020/2/922数据库管理员（DBA）职责模式定义数据存储结构和存取策略定义模式和存储结构的修改数据访问授权2020/2/923数据库管理员（DBA）职责日常维护周期性转储数据库数据文件日志文件系统故障恢复介质故障恢复监视审计文件2020/2/924数据库管理员（DBA）职责数据库的改进和重组性能监控和调优数据重组：数据库运行一段时间后，由于记录不断增、删改，会使数据库的物理存储情况变坏，降低了数据的存取效率，数据库性能下降，需要由DBA按原设计要求重新安排存储位置，回收垃圾，减少指针链等，提高系统性能。数据库重构由于数据库应用环境发生变化，使原有的数据库设计不能满足新的要求，需要调整数据库的模式和内模式。2020/2/925数据库系统什么是数据库系统数据库系统（DatabaseSystem，简称DBS）是指在计算机系统中引入数据库后的系统构成。在不引起混淆的情况下常常把数据库系统简称为数据库。2020/2/926数据库系统的组成数据库数据库管理系统（及其开发工具）应用系统数据库管理员（用户）2020/2/927数据库系统(续)数据库系统在计算机系统中的位置图示：2020/2/928关系模型最重要的一种数据模型。也是目前主要采用的数据模型1970年由美国IBM公司SanJose研究室的研究员E.F.Codd提出本课程的重点2020/2/929关系模型的数据结构及术语教师号姓名年龄职称001肖正28讲师002赵珊40教授003张昆34副教授…………关系教师登记表关系名→属性名或属性列元组集合元组或行←关系模式主码列中所有可能的值称为域某一分量在用户观点下，关系模型中数据的逻辑结构是一张二维表，它由行和列组成。2020/2/930关系模型的基本概念关系（Relation）一个关系对应通常说的一张表。元组（Tuple）表中的一行即为一个元组。属性（Attribute）表中的一列即为一个属性，给每一个属性起一个名称即属性名。2020/2/931关系模型的基本概念主码（Key）表中的某个属性组，它可以唯一确定一个元组。域（Domain）属性的取值范围。分量元组中的一个属性值。关系模式对关系的描述关系名（属性1，属性2，…，属性n）学生（学号，姓名，年龄，性别，系，年级）2020/2/932关系数据模型的数据结构(续）实体及实体间的联系的表示方法实体型：直接用关系（表）表示。属性：用属性名表示。一对一联系：隐含在实体对应的关系中。一对多联系：隐含在实体对应的关系中。多对多联系：直接用关系表示。2020/2/933关系数据模型的数据结构(续）例1学生、系,系与学生之间的一对多联系：学生（学号，姓名，年龄，性别，系号，年级）系(系号，系名，办公地点)例2系、系主任,系与系主任间的一对一联系系(系号，系名，系主任名，办公地点)2020/2/934关系数据模型的数据结构(续）例3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）2020/2/935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。图1.27中工资和扣除是可分的数据项,不符合关系模型要求工资扣除职工号姓名职称基本工龄职务房租水电实发86051陈平讲师1059．515612115．5...........................图1.27一个工资表(表中有表)实例2020/2/936出产日期产品号产品名型号年月日032456风扇A13420040512………………关系数据模型的数据结构(续）不是规范化的关系例：2020/2/937关系数据模型的数据结构（续）关系术语一般表格的术语关系名表名关系模式表头（表格的描述）关系（一张）二维表元组记录或行属性列属性名列名属性值列值分量一条记录中的一个列值非规范关系表中有表（大表中嵌有小表）表1.2术语对比2020/2/938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”2020/2/939关系模型的完整性约束实体完整性参照完整性用户定义的完整性2020/2/940关系数据模型的存储结构表以文件形式存储有的DBMS一个表对应一个操作系统文件有的DBMS自己设计文件结构2020/2/941关系模型的优缺点优点建立在严格的数学概念的基础上概念单一。数据结构简单、清晰，用户易懂易用实体和各类联系都用关系来表示。对数据的操作结果也是关系。关系模型的存取路径对用户透明具有更高的数据独立性，更好的安全保密性简化了程序员的工作和数据库开发建立的工作2020/2/942关系模型的优缺点（续）缺点存取路径对用户透明导致查询效率往往不如非关系数据模型为提高性能，必须对用户的查询请求进行优化增加了开发数据库管理系统的难度2020/2/943典型的关系数据库系统ORACLESYBASEINFORMIXDB/2COBASEPBASEEasyBaseDM/2OpenBaseSQLServerKingBase