1、1第第1章章 數據庫系統基本數據庫系統基本概念概念 本章介紹數據庫的基本概念及發本章介紹數據庫的基本概念及發展歷展歷2 教學內容教學內容1 1 數據庫的特點及相關概念數據庫的特點及相關概念2 2 數據庫技術及發展數據庫技術及發展3 3 數據庫系統的體系結構數據庫系統的體系結構3 學習重點學習重點1 1 信息、數據的概念及特點、區別信息、數據的概念及特點、區別2 2 數據處理、數據管理及數據庫（數據處理、數據管理及數據庫（DBDB）的概念及組成或特點的概念及組成或特點3 3 數據庫管理系統（數據庫管理系統（DBMSDBMS）概念、功能及作用；信息系統（概念、功能及作用；信息系統（ISIS）的概念

2、、分類及特點；數據庫系統（的概念、分類及特點；數據庫系統（DBSDBS）的概念的概念4 4 數據庫系統階段的特點數據庫系統階段的特點5 5 數據冗余度、數據獨立性、數據的安全性控制及完整性控制的數據冗余度、數據獨立性、數據的安全性控制及完整性控制的概念及內涵概念及內涵6 6數據庫系統（數據庫系統（DBSDBS）的人員組成及數據庫管理員的人員組成及數據庫管理員( (DBA)DBA)的職責的職責7 7DBMSDBMS的主要功能的主要功能8 8數據庫系統的三級模式結構及二級映象功能的內涵及優點或作數據庫系統的三級模式結構及二級映象功能的內涵及優點或作用用4學習難點學習難點1 1信息、數據、數據處理、

3、數據管理、數據庫、數據庫管理系信息、數據、數據處理、數據管理、數據庫、數據庫管理系統（統（DBMSDBMS）、）、數據庫系統（數據庫系統（DBSDBS）概念的理解概念的理解2 2信息與數據的區別、數據庫（信息與數據的區別、數據庫（DBDB）、）、數據庫管理系統（數據庫管理系統（DBMSDBMS）及數據庫系統（及數據庫系統（DBSDBS）的區別的區別3 3數據獨立性的理解數據獨立性的理解4 4數據庫的三級模式結構及二級映象功能數據庫的三級模式結構及二級映象功能5 學習重點學習重點1 1 數據的概念及特點、信息與數據的聯系數據的概念及特點、信息與數據的聯系2 2 數據處理的分類、數據管理的內容及數

4、據庫（數據處理的分類、數據管理的內容及數據庫（DBDB）的概的概念及組成或特點念及組成或特點3 3 數據庫管理系統（數據庫管理系統（DBMSDBMS）概念、功能及作用；數據庫系概念、功能及作用；數據庫系統（統（DBSDBS）的概念的概念學習難點學習難點1 1 信息、數據、數據處理、數據管理、數據庫、數據庫管信息、數據、數據處理、數據管理、數據庫、數據庫管理系統（理系統（DBMSDBMS）、）、數據庫系統（數據庫系統（DBSDBS）概念的理解概念的理解2 2 信息與數據的區別、數據庫（信息與數據的區別、數據庫（DBDB）、）、數據庫管理系統（數據庫管理系統（DBMSDBMS）及數據庫系統（及數據

5、庫系統（DBSDBS）的區別的區別6信息就是新的、有用的事實和知識。信息就是新的、有用的事實和知識。 信息具有四個基本特征：信息具有四個基本特征：1) 信息的內容是關于客觀事物或思想方面的知識；信息的內容是關于客觀事物或思想方面的知識；2) 信息是有用的，它是人們活動的必需知識；信息是有用的，它是人們活動的必需知識；3) 信息能夠在空間和時間上被傳遞，在空間上傳遞信息信息能夠在空間和時間上被傳遞，在空間上傳遞信息稱為信息通信，在時間上傳遞信息稱為信息存儲；稱為信息通信，在時間上傳遞信息稱為信息存儲；4) 信息需要一定的形式表示，信息與其表現符號不可分信息需要一定的形式表示，信息與其表現符號不可

6、分離。離。78 1.1.2 數據管理與數據庫數據管理與數據庫1. 數據處理（數據處理（Data Processing）及分類及分類 圍繞著數據所做的工作均稱為圍繞著數據所做的工作均稱為數據處理數據處理。數據處理數據處理是指對數是指對數據的收集、組織、整理、加工、存儲和傳播等工作。據的收集、組織、整理、加工、存儲和傳播等工作。數據處 理數 據管理數 據 加工數 據傳播9數據處理分為數據處理分為3類：類：1) 數據管理：數據管理：收集信息、將信息用數據表示并按類別組織保收集信息、將信息用數據表示并按類別組織保存，在需要的時候能夠提供數據；存，在需要的時候能夠提供數據；2) 數據加工：數據加工：對數

7、據進行變換、抽取和運算，通過數據加工對數據進行變換、抽取和運算，通過數據加工會得到更有用的數據，以指導或控制人的行為或事物的變化會得到更有用的數據，以指導或控制人的行為或事物的變化趨勢；趨勢；3) 數據傳播：數據傳播：在空間或時間上以各種形式傳播信息，而不改在空間或時間上以各種形式傳播信息，而不改變數據的結構、性質和內容，使更多的人得到信息。變數據的結構、性質和內容，使更多的人得到信息。10學號 姓名年齡系別98001張三20IS98002李 四18CS98003王五21IS課程 號課程 名先修 課001數據庫002002數據結構學號課程 號成績98001002809800200175學生表：

8、課程表：選課 表：文件1： 學生基本信息文件 2： 課程 基本 信 息文件3： 學生 DB課 程成績文件4： 學生 OS課 程成績.采 用數據庫 方式管 理 數據采 用文件方式管 理 數據學生選課 數據 庫例：11 數據庫管理系統（數據庫管理系統（DBMS）是專門用于管理數據庫的計算是專門用于管理數據庫的計算機系統軟件。數據庫管理系統能夠為數據庫提供數據的機系統軟件。數據庫管理系統能夠為數據庫提供數據的定義定義、建立建立、維護維護、查詢查詢和和統計統計等操作功能，并完成對數據完整性、等操作功能，并完成對數據完整性、安全性進行控制的功能。安全性進行控制的功能。2. 信息系統（信息系統（Infor

9、mation System）及分類及分類凡輸入和輸出的內容是信息的系統都稱為凡輸入和輸出的內容是信息的系統都稱為信息系統信息系統。一個信息系統應攜帶有足夠的信息量。一個信息系統應攜帶有足夠的信息量。信息系統可以被劃分為信息系統可以被劃分為信息傳遞系統信息傳遞系統、信息處理系統信息處理系統和和信息信息管理系統管理系統。數 據 庫程序D BM S用 戶.124. 數據庫系統（數據庫系統（DBS）使用數據庫技術設計的計算機系統稱為使用數據庫技術設計的計算機系統稱為數據庫系統數據庫系統。數據庫系統主要為信息管理系統。一個數據庫系統主要為信息管理系統。一個數據庫系統數據庫系統（DBS）應由應由計算機硬件

10、計算機硬件、數據庫（數據庫（DB）、數據庫管理數據庫管理系統（系統（DBMS）、應用軟件應用軟件和和數據庫管理員（數據庫管理員（DBA）等等5部分構成。部分構成。3. 信息管理系統（信息管理系統（MIS）及特點及特點1) 信息管理系統是以數據庫技術為基礎的。信息管理系統是以數據庫技術為基礎的。2) 信息管理系統一般采用功能選單方式控制程序。信息管理系統一般采用功能選單方式控制程序。3) 信息管理系統的功能模塊大致相同。信息管理系統的功能模塊大致相同。13 學習重點學習重點1 1 數據庫系統階段的特點數據庫系統階段的特點2 2 數據冗余度、數據獨立性、數據的安全性控制及完數據冗余度、數據獨立性、

11、數據的安全性控制及完整性控制的概念及內涵整性控制的概念及內涵學習難點學習難點1 1數據獨立性的理解數據獨立性的理解14 計算機硬件技術的發展使得計算機的應用領域不計算機硬件技術的發展使得計算機的應用領域不斷擴展，數據管理技術也不斷更新斷擴展，數據管理技術也不斷更新 磁盤容量的發展磁盤容量的發展 數據管理技術的發展經歷了人工管理、文件系統、數據庫階段（和高級數據庫階段）。 時間（年）19561965197119781981198519952003容量（MB軸）530100600120050001000018000015161. 文件管理階段的數據管理特點文件管理階段的數據管理特點1718 20世

12、紀90年代，關系數據庫已成為數據庫技術的主流。 進入21世紀以后，無論是市場的需求還是技術條件的成熟，對象數據庫技術、網絡數據庫技術的推廣和普及已成定局。1963年，美國Honeywell公司的IDS（Integrated Data Store）系統投入運行，揭開了數據庫技術的序幕。 1969年IBM公司研發IMS層次數據庫管理系統，是第一個成功的DBMS商品軟件。20世紀70年代初美國數據系統語言協會下屬的DBTG提出了許多關于數據庫系統（網狀結構）的概念、方法與技術。1970年IBM公司的E.F.Codd提出了關系數據庫模型。20世紀70年代是數據庫蓬勃發展的年代，網狀系統和層次系統占據了

13、整個數據庫商用市場，而關系系統僅處于實驗階段。 20世紀80年代，關系系統由于使用簡便以及硬件性能的改善，逐步代替網狀系統和層次系統占領了市場。 19 當代數據庫研究的范圍和方向： 1. 數據庫管理系統（DBMS）軟件的研制 2. 數據庫設計技術的研究 3. 數據庫理論的研究20數據庫系統和文件系統相比具有以下主要特點數據庫系統和文件系統相比具有以下主要特點: 數據冗余度小是指重復的數據少。減少冗余數據可以節數據冗余度小是指重復的數據少。減少冗余數據可以節 約存儲空間、避免數據的不一致問題、避免數據統計錯誤。約存儲空間、避免數據的不一致問題、避免數據統計錯誤。學號 姓名年齡系別98001張三2

14、0IS98002李 四18CS98003王五21IS課程 號課程 名先修 課001數據庫002002數據結構學號課程 號成績98001002809800200175學生表：課程表：選課 表：文件1： 學生基本信息文件 2： 課程 基本信 息文件3： 學生 DB課 程成績文件4： 學生 OS課 程成績.采 用數據庫 方式管 理 數據采 用文件方式管 理 數據學生選課 數據 庫例：21 (1)數據的物理獨立性數據的物理獨立性（Physical Data Independence）:應用程序對應用程序對數據存儲結構數據存儲結構(物理結構物理結構)的依賴程度。的依賴程度。 當數據的物理結構當數據的物理

15、結構(如存儲位置如存儲位置)發生改變時應用程序不需改變也發生改變時應用程序不需改變也能正常工作，則稱能正常工作，則稱數據的物理獨立性高數據的物理獨立性高。 DB中的數據物理獨立性高是因為中的數據物理獨立性高是因為DBMS提供了提供了數據的邏輯結構數據的邏輯結構和物理結構之間的映像（轉換）功能和物理結構之間的映像（轉換）功能。(2) 數據的邏輯獨立性數據的邏輯獨立性（Logical Data Independence）：）：應用程應用程序對數據序對數據全局邏輯結構全局邏輯結構的依賴程度。的依賴程度。當當DB中的數據的全局邏輯結構發生改變時，應用程序可以不中的數據的全局邏輯結構發生改變時，應用程序

16、可以不需改變，則稱需改變，則稱數據的邏輯獨立性高數據的邏輯獨立性高。 DB中的數據邏輯獨立性高是因為中的數據邏輯獨立性高是因為DBMS提供了提供了數據的局部邏數據的局部邏輯結構和全局邏輯結構之間的映像（轉換）功能輯結構和全局邏輯結構之間的映像（轉換）功能。22數 據庫程序D BM S用 戶23 學習重點學習重點1 1 數據庫系統（數據庫系統（DBSDBS）的人員組成及數據庫管理員的人員組成及數據庫管理員( (DBA)DBA)的職責的職責2 DBMS2 DBMS的主要功能的主要功能3 3 數據庫系統的三級模式結構及二級映象功能的內涵數據庫系統的三級模式結構及二級映象功能的內涵及優點或作用及優點或作用學習難點學習難點1 1數據庫的三級模式結構及二級映象功能數據庫的三級模式結構及二級映象功能24252627 數據模式是數據模型的精確描述，是數據庫的框架結構。DB的數據模式由外模式、邏輯模式和內模式三級模式構成。28數據庫的三級模式是指外模式（子模式）、邏輯數據庫的三級模式是指外模式（子模式）