數據庫系統教程第1章數據庫概述*1通訊錄：圖書館：北京林業大學軟件教研室2數據庫數據的倉庫，即數據存放的地方小數據庫可用手工管理大型數據庫必須由計算機進行管理計算機三大主要應用領域？科學計算過程控制數據處理70%什么是數據庫技術數據庫技術的地位計算機改變了世界。在對各行各業滲透最廣、介入最深、影響最大的為數不多的幾個計算機技術的分支中，數據庫技術占了重要的地位。數據庫技術產生于六十年代末，是數據管理的最新技術，是計算機科學的重要分支數據庫的建設規模、數據庫信息量的大小和使用頻度已成為衡量一個國家信息化程度的重要標志40年來，數據庫技術與時俱進，日新月異，不斷開拓新的研究方向，推出新的軟件系統，涌現新的應用領域。數據庫技術已經成為計算機科學基礎教育中重要的課程。數據庫技術是信息系統的核心和基礎，它的出現極大地促進了計算機應用向各行各業的滲透。動態網頁分兩部分，前臺和后臺，前臺就是我們一般所見到的網頁，后臺包括數據庫以及連接數據庫和前臺頁面的交互程序，一般有asp,jsp,php等。可以打個比方，數據庫好比人的大腦，里面存儲著很多內容，前臺頁面好比人的各種表情動作，交互程序好比人的神經系統，通過神經系統將人大腦中的某項內容指令傳遞給人體各個部位進行相關動作。

所以，可以說數據庫是動態網頁的心臟，核心。數據庫技術自然是動態網頁設計中最重要的一個環節。所謂MIS（管理信息系統--ManagementInformationSystem）系統，現代管理信息系統是一個以人為主導,利用計算機硬件、軟件、網絡通信設備以及其他辦公設備,進行信息的收集、傳輸、加工、儲存、更新和維護，以企業戰略競優、提高效益和效率為目的，支持企業的高層決策、中層控制、基層運作的集成化的人機系統。數據庫是MIS系統的核心。生活中的數據庫系統學生選課系統校園一卡通圖書借閱系統食堂售飯系統機房管理系統火車售票系統飛機售票系統信用卡系統《數據庫原理》課程研究對象

本課程以sqlserver2008為主線，以數據庫系統的基本原理和使用方法作為主要的研究對象，研究如何存儲、使用和管理數據，介紹數據庫的基本理論、數據庫的組織和結構，闡述數據庫系統的設計和開發方法，研究當前數據庫的最新技術及最新發展，本課程使學生具備數據庫系統的設計、管理和維護的能力。

數據庫原理課程性質《數據庫原理》是計算機各專業以及電子商務專業的一門專業基礎課程。面向實際應用，有較強的理論性和實用性。數據庫的理論和技術是計算機科學和技術的一個重要分支，是構成信息系統的重要基礎。它研究如何存儲、使用和管理數據,有較強的理論性和實用性。

數據庫技術起源于實際應用，它的強大生命力在于應用，因此這門課程的特點是理論性和實踐性都很強。數據庫技術目前已成為信息系統的核心和基礎，《數據庫系統原理》課程是《數據庫綜合實訓》，《管理信息系統》，《畢業設計》等后續課程的基礎。數據庫原理將涉及到計算機許多領域的知識和相關的應用，《數據庫原理》課程與信息類相關課程有著極為緊密的關系，它是一門承前啟后的課程。

“數據庫原理”課程的特點：理論性：實用性：可操作性：

創新性:關系運算理論、模式設計理論等；數據庫語言、數據庫設計；較強,有大量問題和應用值得分析和設計；有許多深層的問題具有發展的余地，有待去挖掘、發現和總結。

課程教學目的和要求：

理解SQL、關系代數和關系演算等數據庫語言；

學會關系數據庫規范設計的方法和步驟；

了解數據庫系統的實現技術；具備使用關系數據庫軟件開發數據庫應用系統的能力。

掌握數據庫系統的基本概念和原理；第1章數據庫概述概述一些基本概念數據管理技術的發展數據獨立性數據庫系統的組成*1.1概述隨著信息管理水平的不斷提高，應用范圍的日益擴大，信息已成為企業的重要財富和資源。作為管理信息的數據庫技術也得到了很大的發展，其應用領域也越來越廣泛。飛機、火車訂票系統、商場的進貨與銷售、圖書館對書籍及借閱的管理等。*12數據庫技術數據庫是數據管理的最新技術主要研究內容是如何對數據進行科學的管理，以提供可共享、安全、可靠的數據。數據庫技術一般包含數據管理和數據處理兩部分。*13數據庫系統本質上是一個用計算機存儲數據的系統可以將數據庫看成是一個電子文件柜除保存數據外，還提供對數據進行各種管理和處理：安全管理數據共享數據查詢*141.2一些基本概念數據是數據庫中存儲的基本對象。文本、圖形、圖像、音頻、視頻、商品銷售情況等都是數據。可以將數據定義為：數據是描述事物的符號記錄。數據有多種表現形式，可以經過數字化后保存在計算機中。*15數據數據需要經過解釋才能明確其表達的含義。20當解釋其代表人的年齡時就是20歲。當解釋其代表商品價格時，就是20元。數據和解釋不可分。數據的解釋是對數據的說明。數據的含義稱為數據的語義。*16事物的描述在日常生活中，一般直接用自然語言來描述事物。如描述一門課程的信息：數據庫系統基礎課程，4個學分，第4學期開設。但在計算機中經常按如下形式描述：（數據庫系統基礎，4，4）記錄*17數據庫（Database）是存放數據的倉庫。永久存儲在計算機存儲設備上。按一定的格式存儲。是有組織的、可共享的大量數據的集合。*18數據庫管理系統DatabaseManagementSystem——DBMS是一個專門用于實現對數據進行管理和維護的系統軟件。操作系統*19數據庫管理系統主要功能數據庫的建立與維護數據定義數據組織、存儲和管理數據操作事務的管理和運行*20數據庫系統一般由數據庫、數據庫管理系統（及相關實用工具）、應用程序、數據庫管理員組成。*DBMS實用工具應用程序應用程序DBA211.3數據管理技術的發展人工管理階段文件管理系統數據庫管理系統*2223人工管理時期40年代中--50年代中產生的背景應用需求 科學計算 硬件水平 無直接存取存儲設備 軟件水平 沒有操作系統 處理方式 批處理 24人工管理(續)特點數據的管理者：應用程序，數據不保存。數據面向的對象：某一應用程序數據的共享程度：無共享、冗余度極大數據的獨立性：不獨立，完全依賴于程序數據的結構化：無結構數據控制能力：應用程序自己控制25應用程序與數據的對應關系(人工管理)

應用程序１數據集１應用程序２數據集２應用程序ｎ數據集n...…...…26文件系統時期50年代末--60年代中產生的背景應用需求 科學計算、管理 硬件水平 磁盤、磁鼓 軟件水平 有文件系統 處理方式 聯機實時處理、批處理 27文件系統(續)特點數據的管理者：文件系統，數據可長期保存數據面向的對象：某一應用程序數據的共享程度：共享性差、冗余度大數據的結構化：記錄內有結構,整體無結構數據的獨立性：獨立性差，數據的邏輯結構改變必須修改應用程序數據控制能力：應用程序自己控制文件管理操作模式*28文件管理示例*應用程序A2應用程序A1學生基本信息管理學生選課管理學生信息文件F1課程信息文件F2學生選課信息文件F3（學號，姓名，系，專業，性別，

通訊地址，聯系電話，民族）（學號，姓名，系，專業，

課程號，學分，成績）29文件方式管理數據的缺點編寫應用程序不方便數據冗余不可避免應用程序依賴性不支持對文件的并發訪問數據間聯系弱難以按用戶視圖表示數據無安全控制功能*30編寫應用程序不方便應用程序編寫者必須清楚地了解所用文件的邏輯及物理結構，如文件中包含多少個字段，每個字段的數據類型，采用何種邏輯結構和物理存儲結構。對文件的查詢、修改等處理都必須在應用程序中編程實現。*31數據冗余不可避免數據冗余所帶來的問題不僅僅是存儲空間的浪費，更為嚴重的是造成了數據的不一致（inconsistency）。如：某學生所學的專業發生了變化，如果只在F1文件中進行修改，而忘記在F3中應做同樣的修改。則會造成同一名學生在兩個文件中的“專業”不一樣。*32應用程序依賴性應用程序對數據的操作依賴于存儲數據的文件的結構。文件和記錄的結構通常是應用程序代碼的一部分，如C程序的struct。文件結構的每一次修改，都將導致應用程序的修改。*33不支持對文件的并發訪問文件最初是作為程序的附屬數據出現的，它一般不支持多個應用程序同時對同一個文件進行訪問。例如：某用戶打開了一個Excel文件，當第二個用戶在第一個用戶未關閉此文件前打開此文件時，只能以只讀方式打開此文件，而不能對此文件進行修改。*34數據間聯系弱文件與文件之間是彼此獨立、毫不相干的，文件之間的聯系必須通過程序來實現。比如F3文件中的學號、姓名等學生的基本信息必須是F1文件中已存在的（即選課學生必須是已存在的學生）數據之間的聯系是實際應用當中所要求，但文件本身不具備自動實現這些聯系的功能。*35難以滿足不同對數據用戶的需求不同的用戶關注的數據往往不同。例如，對于學生基本信息，分配學生宿舍的部門可能只關心學生的學號、姓名、性別和班號。教務部門可能關心的是學號、姓名、所在系、專業和班號。需要為每個用戶建立一個文件，這勢必造成很多的數據冗余。*36無安全控制功能在文件管理方式中，很難控制某個人對文件能夠進行的操作。如：只允許某個人查詢和修改數據，但不能刪除數據，或者對文件中的某個或者某些字段不能修改等。在實際應用中，數據的安全性是非常重要且不可忽視的。*3738數據庫系統時期60年代末以來產生的背景應用背景 大規模管理 硬件背景 大容量磁盤 軟件背景 有數據庫管理系統 處理方式 聯機實時處理,分布處理,批處理 39數據庫系統(續)特點數據的管理者：DBMS數據面向的對象：現實世界 數據的共享程度：共享性高 數據的獨立性：高度的物理獨立性和一定的邏輯獨立性 數據的結構化：整體結構化數據控制能力：由DBMS統一管理和控制數據庫操作模式*數據庫管理系統40數據庫管理示例*各學院程序學生基本信息管理學生有關的數據庫教務部門程序學生選課管理數據庫管理系統41數據庫管理的優點相互關聯的數據的集合較少的數據冗余程序與數據相互獨立保證數據的安全、可靠最大限度地保證數據的正確性數據可以并發使用并能保證一致性*42相互關聯的數據的集合數據庫中的數據不是孤立的，數據與數據之間是相互關聯的。也就是說，在數據庫中不僅要能夠表示數據本身，還要能夠表示數據與數據之間的聯系。學生課程學生與課程之間的聯系*43較少的數據冗余 數據庫中的數據被統一管理，合理組織，任何對數據的操作都由數據庫管理系統DBMS完成。DBMS*44數據具有較高的獨立性數據獨立性是指數據的組織和存儲方法與應用程序互不依賴、彼此獨立的特性。*45保證數據的安全、可靠數據庫技術要能夠保證數據庫中的數據是安全、可靠的。

有效地防止數據庫中的數據被非法使用或非法修改

數據遭到破壞時能立刻將數據完全恢復主動安全被動安全安全機制備份恢復*46最大限度地保證數據的正確性保證數據正確的特性在數據庫中稱之為數據完整性。學生的年齡200歲*47數據可以并發使用

并能保證數據的一致性

在多個用戶同時使用數據庫時，能夠保證不產生沖突和矛盾，保證數據的一致性和正確性。*48并發操作示例10張票訂8張票：10-8=2訂6張票：10-6=4421010？*4950項目人工管理文件系統數據庫系統應用科學計算科學計算、管理大規模管理硬件無直接存取設備磁盤、磁鼓大容量磁盤軟件沒有OS有文件系統數據庫管理系統處理方式批處理聯機實時處理、批處理聯機實時處理、批處理、分布處理