第1章数据库系统概述 本章导读: 在当今信息时代,计算机应用的80%以上都是数 据处理。数据处理的重要环节是数据管理,而数据 库技术是数据管理的最新技术,其主要研究如何科 学地组织和存储数据,高效地使用和管理数据。数 据库是现代信息社会的基石,几乎所有的计算机应 用软件都构建于数据库系统之上,它是科学研究和 决策管理的前提条件和支撑技术 1数据库既然如此知识要点 之重要,那么究竟→基本概念 什么是数据库?·数据模型 2需要理解的概念。数据库系统结构 和掌握的知识有哪 些? ●数据库设计 ●数据库保护 2
第1章 数据库系统概述 本章导读： 在当今信息时代，计算机应用的80%以上都是数 据处理。数据处理的重要环节是数据管理，而数据 库技术是数据管理的最新技术，其主要研究如何科 学地组织和存储数据，高效地使用和管理数据。数 据库是现代信息社会的基石，几乎所有的计算机应 用软件都构建于数据库系统之上，它是科学研究和 决策管理的前提条件和支撑技术。 知识要点： ⚫基本概念 ⚫数据模型 ⚫数据库系统结构 ⚫数据库设计 ⚫数据库保护 1.数据库既然如此 之重要，那么究竟 什么是数据库？ 2.需要理解的概念 和掌握的知识有哪 些？ 2
1.1基本概念 1.1.1数据与信息 1.1.2数据处理与数据管理 1.13数据管理技术的发展 1.14数据库系统的组成
1.1 基本概念 1.1.1 数据与信息 1.1.2 数据处理与数据管理 1.1.3 数据管理技术的发展 1.1.4 数据库系统的组成 3
1.1.1数据与信息 数据:是指能够被计算机存储和识别的物理符号。有多种表现形式 如文本、图形、声音、视频等;数据是数据库中存储的基本对象,用 型(Type,数据类型)和值( Value,数据值)来表征,型是指对某 类数据的结构和属性的说明,值是型的一个具体赋值。举例如下: 记录型:学生(学号char(8),姓名char(6),性别char(2),年龄 tinyint,系 别 varchar(20) 记录值:(090201李欣",女,23,管理系) 2.信息:是人们对客观世界的直接描述,用来传递的一些有用知识或消 总,或者说是经过加工处理后用于人们计划、决策、行为等具体应用 的数据。 数据是信息的载体或符号表示,是信息的具体表现形式;信息是数据 的内涵,是对数据语义的解释。 数据彼此相互独立,是尚未组织起来的符号集合;信息是按要求以 定格式组织起来的数据 4·同一数据可有不同的信息解释含义,而同一信息也可有不同的数据表 现形式
1.1.1 数据与信息 1．数据：是指能够被计算机存储和识别的物理符号。有多种表现形式， 如文本、图形、声音、视频等；数据是数据库中存储的基本对象，用 型（Type，数据类型）和值（Value，数据值）来表征，型是指对某 一类数据的结构和属性的说明，值是型的一个具体赋值。举例如下： ⚫ 记录型：学生(学号 char(8),姓名char(6),性别 char(2),年龄 tinyint,系 别varchar(20)) ⚫ 记录值：('090201','李欣','女',23,'管理系') 2．信息：是人们对客观世界的直接描述，用来传递的一些有用知识或消 息，或者说是经过加工处理后用于人们计划、决策、行为等具体应用 的数据。 3．比较： ⚫ 数据是信息的载体或符号表示，是信息的具体表现形式；信息是数据 的内涵，是对数据语义的解释。 ⚫ 数据彼此相互独立，是尚未组织起来的符号集合；信息是按要求以一 定格式组织起来的数据。 ⚫ 同一数据可有不同的信息解释含义，而同一信息也可有不同的数据表 现形式。 4
1.1基本概念 1.1.1数据与信息 1.1.2数据处理与数据管理 1.13数据管理技术的发展 1.14数据库系统的组成
1.1 基本概念 1.1.1 数据与信息 1.1.2 数据处理与数据管理 1.1.3 数据管理技术的发展 1.1.4 数据库系统的组成 5
1.1.2数据处理与数据管理 1.数据处理:就是将数据转换成信息的过程,包括对数 据的收集、加工、分类、存储、统计、检索和传输等 系列活动的总称。其目的是从原始的或杂乱无章的 数据出发,根据事物之间固有的联系和运动规律,采 用分析、推理、归纳等手段,推导出对人们有用的数 据或信息作为决策的依据。或者说,数据是输入,是 愿料,夏信是产,是输的结墨。数握处理的真 数据 数据处理 信息 图1-1 2.数据管理:是指对数据进行分类、组织、存储、检索 及维护等各种操作,是数据处理的核心环节和首要问 题。数据库技术本质上就是数据管理技术。 6
1.1.2 数据处理与数据管理 1．数据处理：就是将数据转换成信息的过程，包括对数 据的收集、加工、分类、存储、统计、检索和传输等 一系列活动的总称。其目的是从原始的或杂乱无章的 数据出发，根据事物之间固有的联系和运动规律，采 用分析、推理、归纳等手段，推导出对人们有用的数 据或信息作为决策的依据。或者说，数据是输入，是 原料，而信息是产出，是输出的结果。数据处理的真 正含义是为输出信息而作的处理过程，如图1-1所示。 2．数据管理：是指对数据进行分类、组织、存储、检索 及维护等各种操作，是数据处理的核心环节和首要问 题。数据库技术本质上就是数据管理技术。 数 据 数据处理 信 息 图1-1 6
1.1基本概念 1.1.1数据与信息 1.1.2数据处理与数据管理 1.1.3数据管理技术的发展 1.14数据库系统的组成
1.1 基本概念 1.1.1 数据与信息 1.1.2 数据处理与数据管理 1.1.3 数据管理技术的发展 1.1.4 数据库系统的组成 7
1.1.3数据管理技术发展 数据管理技术是应数据管理需求而产生,并伴随着计算机硬件、软件发展而 发展。数据管理技术发展经历三个阶段:人工管理阶段,文件系统阶段,数 据库系统阶段。 1.人工管理阶段:20世纪50年代中期以前,其典型特征包括:数据不能被保存; 数据不能独立于应用程序,应用程序管理数据;数据不能被共享,即不同程 序不能直接交换数据。 2.文件系统阶段:20世纪50年代中后期,其典型特征包括:数据可长期保存在 磁盘上;文件管理数据;数据共享性差,数据冗余度大;数据独立性差。 3.数据库系统阶段:20世纪60年代中后期开始,其典型特征包括:数据结构化, 描述数据时不仅要描述数据本身还要描述数据彼此之间的联系;数据由 DBMS统一管理;数据的共享性好;数据独立性好,不会因为系统存储结构 与逻辑结构的变化而影响应用程序,即保持物理独立性和逻辑独立性。 数据库管理系统的岀现标志着数据管理技术进入了数据库系统阶段。数据库 系统是在文件系统的基础上发展起来的,因而同样需要操作系统的支持才能 工作 20世纪70年代,伴随着计算机网络技术的发展,数据库技术与计算机网络 技术相结合产生了分布式数据库系统。其最大特点:①各地计算机通过通信 8 网络相连;②数据库分布各地;③本地计算机不能单独胜任的任务可以交给 其它计算机处理
1.1.3 数据管理技术发展 数据管理技术是应数据管理需求而产生，并伴随着计算机硬件、软件发展而 发展。数据管理技术发展经历三个阶段：人工管理阶段，文件系统阶段，数 据库系统阶段。 1．人工管理阶段：20世纪50年代中期以前，其典型特征包括：数据不能被保存； 数据不能独立于应用程序，应用程序管理数据；数据不能被共享，即不同程 序不能直接交换数据。 2．文件系统阶段：20世纪50年代中后期，其典型特征包括：数据可长期保存在 磁盘上；文件管理数据；数据共享性差，数据冗余度大；数据独立性差。 3．数据库系统阶段：20世纪60年代中后期开始，其典型特征包括：数据结构化， 描述数据时不仅要描述数据本身还要描述数据彼此之间的联系；数据由 DBMS统一管理；数据的共享性好；数据独立性好，不会因为系统存储结构 与逻辑结构的变化而影响应用程序，即保持物理独立性和逻辑独立性。 数据库管理系统的出现标志着数据管理技术进入了数据库系统阶段。数据库 系统是在文件系统的基础上发展起来的，因而同样需要操作系统的支持才能 工作。 20世纪70年代，伴随着计算机网络技术的发展，数据库技术与计算机网络 技术相结合产生了分布式数据库系统。其最大特点：①各地计算机通过通信 网络相连；②数据库分布各地；③本地计算机不能单独胜任的任务可以交给 其它计算机处理。 8
1.1基本概念 1.1.1数据与信息 1.1.2数据处理与数据管理 1.13数据管理技术的发展 1.14数据库系统的组成
1.1 基本概念 1.1.1 数据与信息 1.1.2 数据处理与数据管理 1.1.3 数据管理技术的发展 1.1.4 数据库系统的组成 9
1.14数据库系统的组成(1) 数据库系统(DBS)是指引入数据库后的计算机系统,一般由数据库 数据库管理系统、数据库应用系统、数据库管理员构成。在不引起混淆 的情况下,数据库系统也简称数据库。 1.数据库:数据库(DB)就是管理数据的仓库,一般是指长期存储在 计算机内的、有组织的、可共享的相关数据集合。数据库能被各种用户 共享、具有冗余度小、数据间联系密切的特点。 2.数据库管理系统:数据库管理系统(DBMS)是数据库的组织机构, 它是一种系统软件,负责数据库中的数据组织、数据操纵、数据维护、 控制及保护和数据服务等,数据库管理系统是数据库系统的核心。 3.数据库应用系统:是基于数据库管理系统的应用软件。在计算机应用 领域,从事某种具体业务的用户实际面对的数据库系统是一套在数据库 管理系统支持下建立起来的应用软件。 4.数据库管理人员:数据库管理人员( Database administrator,简称 DBA),是一个负责设计、开发、维护和使用数据库的人员,这个职位 对不同的人意味着不同的意义。 10
1.1.4 数据库系统的组成（1） 数据库系统（DBS）是指引入数据库后的计算机系统，一般由数据库、 数据库管理系统、数据库应用系统、数据库管理员构成。在不引起混淆 的情况下，数据库系统也简称数据库。 1．数据库：数据库（DB）就是管理数据的仓库，一般是指长期存储在 计算机内的、有组织的、可共享的相关数据集合。数据库能被各种用户 共享、具有冗余度小、数据间联系密切的特点。 2．数据库管理系统：数据库管理系统（DBMS）是数据库的组织机构， 它是一种系统软件，负责数据库中的数据组织、数据操纵、数据维护、 控制及保护和数据服务等，数据库管理系统是数据库系统的核心。 3．数据库应用系统：是基于数据库管理系统的应用软件。在计算机应用 领域，从事某种具体业务的用户实际面对的数据库系统是一套在数据库 管理系统支持下建立起来的应用软件。 4．数据库管理人员：数据库管理人员（Database Administrator，简称 DBA），是一个负责设计、开发、维护和使用数据库的人员，这个职位 对不同的人意味着不同的意义。 10
1.14数据库系统的组成(2)一DBMS功能 (1)数据定义功能 DBMS提供数据定义语言( Data Definition Language,DDL),用户通 过宝可以店便地对数据库中的数据对象进行定义。如外模式、模式、内 (2)数据操纵功能 DBMS还提供数据操纵语言( Data Manipulation Language,DM) 用户可以使用DML操纵数据实现对数据的基本操作,如查询、插入、 除和修改等。 (3)数据库运行和控制功能 DBMS的核心工作是对数据库的运行管理,包括数据的安全性控制、完 整性控制和多用户环境下的并发控制、权限控制。 (4)数据库的建立和维护功能 它包括数据库中数据的输入、转换功能,数据库的转储、恢复功能,数 据库的重组功能和性能监视、分析功能等,这些功能通常由一些实用程 序完成。 (5)数据字典 数据字典存放着对实际数据各级模式的所做的定义,即对数据结构的描 述,对数据库的使用和操作都要通过查阅数据字典来进行。如SQL 11Seer数据库系统中,其数据字典中存放着用户建立的表和索引,系统 建立的表和索引以及用于恢复数据的信息等
1.1.4 数据库系统的组成（2）--DBMS功能 （1）数据定义功能 DBMS提供数据定义语言（Data Definition Language，DDL），用户通 过它可以方便地对数据库中的数据对象进行定义。如外模式、模式、内 模式，数据的完整性约束和用户权限等。 （2）数据操纵功能 DBMS还提供数据操纵语言（Data Manipulation Language，DML）， 用户可以使用DML操纵数据实现对数据的基本操作，如查询、插入、删 除和修改等。 （3）数据库运行和控制功能 DBMS的核心工作是对数据库的运行管理，包括数据的安全性控制、完 整性控制和多用户环境下的并发控制、权限控制。 （4）数据库的建立和维护功能 它包括数据库中数据的输入、转换功能，数据库的转储、恢复功能，数 据库的重组功能和性能监视、分析功能等，这些功能通常由一些实用程 序完成。 （5）数据字典 数据字典存放着对实际数据各级模式的所做的定义，即对数据结构的描 述，对数据库的使用和操作都要通过查阅数据字典来进行。如SQL Sever数据库系统中，其数据字典中存放着用户建立的表和索引，系统 建立的表和索引以及用于恢复数据的信息等。 11