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1、《數(shù)據(jù)庫原理》課程簡(jiǎn)介,重慶郵電大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院,引言,隨著計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、安全、智能等技術(shù)的不斷進(jìn)步，云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)等以數(shù)據(jù)為中心應(yīng)用日益豐富，來自政府、行業(yè)、企業(yè)、公眾的大量數(shù)據(jù)不斷匯集，人們對(duì)信息的訪問需求無處不在。數(shù)據(jù)庫技術(shù)是現(xiàn)代信息科學(xué)與技術(shù)的重要組成部分，主要研究和解決計(jì)算機(jī)信息處理過程中復(fù)雜數(shù)據(jù)的有效組織、存儲(chǔ)、查詢、分析等問題，是計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理與信息管理系統(tǒng)的核心，是提供信息共享、決策支持的基礎(chǔ)。,身邊的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用,搜索引擎,位置服務(wù),即時(shí)通信,信息管理,網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用,越來越大的系統(tǒng)（云應(yīng)用）越來越小的系統(tǒng)（智能終端應(yīng)用）越來越多的用戶（Web）越來越復(fù)雜的數(shù)
2、據(jù)（海量、動(dòng)態(tài)、多媒體）,從數(shù)據(jù)庫技術(shù)常常思考的問題：系統(tǒng)體系架構(gòu)是什么？數(shù)據(jù)庫模式怎樣？系統(tǒng)是如何實(shí)現(xiàn)的？,課程主要內(nèi)容,數(shù)據(jù)管理技術(shù)概述數(shù)據(jù)庫建模關(guān)系數(shù)據(jù)模型關(guān)系數(shù)據(jù)語言：SQL數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫應(yīng)用開發(fā)關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)：事務(wù)管理，數(shù)據(jù)安全等數(shù)據(jù)庫技術(shù)應(yīng)用與發(fā)展,教材及參考書,教材王國胤等.數(shù)據(jù)庫原理與設(shè)計(jì).電子工業(yè)出版社參考書王珊等.數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論(第四版).高等教育出版社JeffreyD.Ullman等.AFirstCourseinDatabaseSystems（英文第3版）.機(jī)械工業(yè)出版社課程網(wǎng)站,能力要求,理論知識(shí)（基礎(chǔ)）數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)（設(shè)計(jì)者）數(shù)據(jù)庫應(yīng)用開發(fā)（開發(fā)者）數(shù)據(jù)庫管理與維護(hù)（管
3、理員）,考核方法,理論考核筆試，統(tǒng)考,,,第一章數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論,本章要點(diǎn),數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基本概念數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展歷史數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu),1.1基本概念,,,,數(shù)據(jù)模型,面向?qū)ο竽Ｐ?關(guān)系模型,層次網(wǎng)狀模型,其它技術(shù)融合,分布處理,并行處理,人工智能,多媒體,模糊技術(shù),商業(yè)管理,計(jì)劃統(tǒng)計(jì),科學(xué)實(shí)驗(yàn),決策支持,應(yīng)用領(lǐng)域,,●,●,●,●,●,●,●,●,●,●,●,●,●,●,●,,,,,數(shù)據(jù)倉庫,分布式數(shù)據(jù)庫,空間數(shù)據(jù)庫,空間信息,●,●,●,●,●,知識(shí)庫,,,1.1.1數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng),數(shù)據(jù)：是一組對(duì)客觀事物定性或定量描述的原始物理符號(hào)集合，也是數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)和處理加工的基本對(duì)象信息：是管理和決
4、策的依據(jù)，具有時(shí)間性、事實(shí)性、完整性、共享性等特點(diǎn)數(shù)據(jù)管理：是對(duì)數(shù)據(jù)的收集、分類、組織、編碼、存儲(chǔ)、檢索、維護(hù)等一系列操作,1.1.2數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)組成及特點(diǎn),數(shù)據(jù)庫(DataBase,DB)數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)是按一定的結(jié)構(gòu)（數(shù)據(jù)模型）組織存儲(chǔ)起來的，數(shù)據(jù)間有著相互聯(lián)系，數(shù)據(jù)各自都有語義解釋。數(shù)據(jù)庫能夠進(jìn)行大量數(shù)據(jù)的長時(shí)間存儲(chǔ)。數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)為用戶所共享，允許多個(gè)不同用戶同時(shí)存取數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)，方便服務(wù)于不同的應(yīng)用。數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)具有較少的冗余性和較高的數(shù)據(jù)獨(dú)立性。,數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(DataBaseManagementSystem,DBMS)數(shù)據(jù)定義功能：提供數(shù)據(jù)定義語言(DataDefinition
5、Language,DDL)，讓用戶能夠方便地定義數(shù)據(jù)庫的邏輯結(jié)構(gòu)、存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)和存取路徑，描述對(duì)數(shù)據(jù)的完整性和安全性等要求。數(shù)據(jù)存取功能：提供數(shù)據(jù)操縱語言(DataManipulationLanguage，DML),在保證數(shù)據(jù)的完整性和安全性基礎(chǔ)上，方便、高效地實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的查找、插入、修改和刪除等操作。數(shù)據(jù)組織與存儲(chǔ)功能：提供數(shù)據(jù)在外圍存儲(chǔ)設(shè)備上的物理組織和存儲(chǔ)方式。,事務(wù)運(yùn)行管理功能：提供事務(wù)運(yùn)行管理及運(yùn)行日志，事務(wù)運(yùn)行的安全性監(jiān)控和數(shù)據(jù)完整性檢查，事務(wù)的并發(fā)控制及系統(tǒng)恢復(fù)等功能。數(shù)據(jù)庫建立維護(hù)功能：提供了數(shù)據(jù)安全控制、完整性保障、數(shù)據(jù)庫備份、數(shù)據(jù)庫重組和性能監(jiān)控等維護(hù)工具軟件，用于提高系統(tǒng)運(yùn)行效
6、率。通信接口：提供與其他類型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)或軟件之間的格式轉(zhuǎn)換和網(wǎng)絡(luò)通信功能，實(shí)現(xiàn)異構(gòu)數(shù)據(jù)庫互訪和互操作。,數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)(DatabaseSystem,DBS),組成：計(jì)算機(jī)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)應(yīng)用程序用戶特點(diǎn)：數(shù)據(jù)集成度高數(shù)據(jù)共享性好數(shù)據(jù)完整性和安全性好,1.2數(shù)據(jù)庫管理技術(shù)的發(fā)展,人工管理階段特點(diǎn)：數(shù)據(jù)不能長期保存；系統(tǒng)沒有專用的軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行管理；程序與數(shù)據(jù)不具有獨(dú)立性；數(shù)據(jù)無法共享,文件系統(tǒng)階段特點(diǎn)：數(shù)據(jù)可以長期保存；程序與數(shù)據(jù)有一定的獨(dú)立性；文件系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一管理；數(shù)據(jù)以文件的形式存在,數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段特點(diǎn)：數(shù)據(jù)整體結(jié)構(gòu)化；數(shù)據(jù)共享性高、冗余度低、易擴(kuò)展；數(shù)據(jù)獨(dú)立性高；數(shù)據(jù)由數(shù)據(jù)庫管
7、理系統(tǒng)（DBMS）統(tǒng)一管理,數(shù)據(jù)庫技術(shù)發(fā)展的新趨勢(shì)從技術(shù)融合角度，關(guān)系數(shù)據(jù)庫和其他技術(shù)領(lǐng)域的交叉融合成為數(shù)據(jù)庫技術(shù)研究和開發(fā)的重要標(biāo)志從數(shù)據(jù)模型角度，隨著數(shù)據(jù)庫新應(yīng)用的出現(xiàn)，最初的層次模型、網(wǎng)絡(luò)模型和普遍使用的關(guān)系模型都無法充分體現(xiàn)數(shù)據(jù)的特征從數(shù)據(jù)類型角度，不同領(lǐng)域產(chǎn)生的數(shù)據(jù)成為主要驅(qū)動(dòng)力從數(shù)據(jù)分布角度，集中式數(shù)據(jù)庫與分布式數(shù)據(jù)庫并存從發(fā)展趨勢(shì)角度，互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)通信等新技術(shù)推動(dòng)著數(shù)據(jù)庫技術(shù)的發(fā)展,1.3數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu),系統(tǒng)內(nèi)部的層次體系結(jié)構(gòu)系統(tǒng)外部的應(yīng)用體系結(jié)構(gòu),1.3.1數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的內(nèi)部體系結(jié)構(gòu),三級(jí)模式結(jié)構(gòu),模式，又稱為邏輯模式或概念模式，是數(shù)據(jù)庫中全體數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和特征的
8、描述，是所有用戶的公共數(shù)據(jù)視圖，是數(shù)據(jù)庫管理員所看到的全局邏輯數(shù)據(jù)視圖。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)提供模式描述語言（模式DDL）來嚴(yán)格定義模式。模式實(shí)際上是數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)在邏輯層次上的視圖，一個(gè)數(shù)據(jù)庫只有一個(gè)模式。,內(nèi)模式，又稱為存儲(chǔ)模式或物理模式，是數(shù)據(jù)物理結(jié)構(gòu)和存儲(chǔ)方式的描述，是數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫內(nèi)部的表示方式。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)提供內(nèi)模式描述語言（內(nèi)模式DDL或存儲(chǔ)模式DDL）來嚴(yán)格定義內(nèi)模式。一個(gè)數(shù)據(jù)庫只有一個(gè)內(nèi)模式，依賴于全局邏輯結(jié)構(gòu)。,外模式，又稱為子模式或用戶模式，是應(yīng)用程序（或用戶）使用的局部邏輯數(shù)據(jù)視圖是根據(jù)應(yīng)用程序需求對(duì)模式的抽取一個(gè)數(shù)據(jù)庫可以有多個(gè)外模式，一個(gè)外模式可以為多個(gè)應(yīng)用程序所使用，一個(gè)應(yīng)
9、用程序至少使用一個(gè)外模式用戶使用數(shù)據(jù)操縱語言（DML）對(duì)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行的操作，實(shí)際上是對(duì)外模式所涉及的記錄進(jìn)行操作。,外模式/模式映像通過模式生成外模式的規(guī)則，定義所有外模式與模式之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系模式/內(nèi)模式映像說明模式在物理設(shè)備中的存儲(chǔ)方式，定義模式與內(nèi)模式之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系數(shù)據(jù)獨(dú)立性數(shù)據(jù)的物理獨(dú)立性——由模式/內(nèi)模式映像實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的邏輯獨(dú)立性——由外模式/模式映像實(shí)現(xiàn),,,,,客戶關(guān)系,訂單關(guān)系,服裝關(guān)系,客戶文件,訂單文件,服裝文件,用戶2客戶：訂單總金額,用戶1網(wǎng)站銷售部門：客戶訂單表,,,,,,,,外模式,模式,內(nèi)模式,例如：,數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的應(yīng)用體系結(jié)構(gòu),集中式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)分布式數(shù)據(jù)庫
10、系統(tǒng)并行數(shù)據(jù)庫系統(tǒng),集中式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng),特點(diǎn)：易于管理、控制與維護(hù)，但主機(jī)成為系統(tǒng)瓶頸,數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（應(yīng)用程序、DBMS、數(shù)據(jù)）安裝在一臺(tái)計(jì)算機(jī)上單用戶集中式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)多用戶集中式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（主從式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)）,網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng),特點(diǎn)：多用戶同時(shí)訪問，數(shù)據(jù)共享，但效率、安全性等受網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)挠绊?運(yùn)行在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)普遍使用的兩種模式客戶/服務(wù)器（Client/Server，C/S）模式瀏覽器/服務(wù)器（Browser/Server，B/S）模式,分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng),運(yùn)行在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)物理上分布，邏輯上一體數(shù)據(jù)庫邏輯上是一個(gè)整體，物理地被劃分成不同數(shù)據(jù)集合存儲(chǔ)在不同地域上，但數(shù)據(jù)庫數(shù)
11、據(jù)的分布對(duì)用戶是透明的特點(diǎn)協(xié)同能力強(qiáng)，各結(jié)點(diǎn)都具有獨(dú)立處理本地?cái)?shù)據(jù)的能力，結(jié)點(diǎn)之間能夠互訪并配合完成更復(fù)雜的事務(wù)；可靠性和可用性高，個(gè)別結(jié)點(diǎn)出問題，整個(gè)系統(tǒng)仍可用系統(tǒng)效率和靈活性高，易于擴(kuò)充。,并行數(shù)據(jù)庫系統(tǒng),是數(shù)據(jù)庫技術(shù)與并行處理技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，建立在并行計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上，采用多CPU和多硬盤的并行工作方式，能極大地提高數(shù)據(jù)庫的處理能力，滿足如金融業(yè)務(wù)、實(shí)時(shí)點(diǎn)播、電信實(shí)時(shí)計(jì)費(fèi)等數(shù)據(jù)容量大、處理速度快的應(yīng)用要求。目前并行數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)仍是數(shù)據(jù)庫技術(shù)的重要研究方向之一。,1.4SQLServer2008關(guān)系數(shù)據(jù)庫,SQLServer簡(jiǎn)介SQLServer2008新增功能與特性,本章小結(jié),數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)中的基本概念：數(shù)據(jù)、信息、數(shù)據(jù)管理數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)組成：數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展：人工階段、文件系統(tǒng)階段、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段、數(shù)據(jù)庫新技術(shù)的發(fā)展數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)：內(nèi)部體系結(jié)構(gòu)（三級(jí)模式兩級(jí)映射結(jié)構(gòu)）、外部體系結(jié)構(gòu)（集中式數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫、分布式數(shù)據(jù)庫、并行式數(shù)據(jù)庫）,
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