資料庫系統導論

第一章 資料庫系統導論
引言
在電腦的主要應用領域中,資料處理的比重約佔70%左右.資料庫技術主要研究如何儲存,使用和管理資料,是電腦資料管理技術發展的最新階段.資料庫(Database)儲存的是通用化的相關資料集合,它不僅包括資料本身,而且包括資料之間的聯絡.
1.1.1資料,資訊與資料處理
1.資料的概念
資料是指儲存在某一種媒體上可加以鑒別的符號資料.
2. 資訊的概念
資訊是關於現實世界事物的存在方式或運動形態的綜合反映,是人們進行各種活動所需要的知識.
3. 資料處理
指將資料轉換成資訊的過程.
4.資料 資訊的關係
1.1資料與資訊
資料是載荷資訊的物理符號;資訊是人們消化理解了的資料,是對客觀世界的認識.
資料是原料,是輸入,而資訊是產出,是輸出結果.
1.1.2資訊系統
1.資訊系統
電腦資訊系統是指為了某些明確的目的而建立的,由人員,裝置,程式和資料集合構成的統一整體.
2.管理資訊系統分類
1.1資料與資訊
資料處理系統
管理資訊系統(MIS)
決策支援系統
電腦資料管理經曆了如下四個由低級到
進階的發展過程:
人工管理階段
檔案系統階段
資料庫系統階段
分散式資料庫系統階段
1.2 電腦資料管理的發展
1.2.1人工管理階段
1.人工管理階段資料管理的特點:
資料與程式不具有獨立性
資料不長期儲存
系統中沒有對資料進行管理的軟體
1.2 電腦資料管理的發展
1.2.2檔案系統階段
1.特點
程式與資料有了一定的獨立性,程式和資料分開儲存,有了程式檔案和資料檔案的區別.在檔案系統的支援下,資料的邏輯結構與物理結構之間可以有一定的差別,資料與程式之間有物理獨立性,程式只需用檔案名稱訪問資料,不必關心資料的物理位置.
2.資料的邏輯結構與物理結構
邏輯結構指呈現在使用者面前的資料結構
物理結構指資料在物理裝置上的實際儲存結構
3.檔案系統存在問題
資料冗餘度大
缺乏資料獨立性
資料無集中管理
1.2 電腦資料管理的發展
1.2.3資料庫系統階段
1.基本概念
資料庫(Database)是通用化的相關資料集合,它不僅包括資料本身,而且包括相關資料之間的聯絡.
資料庫管理系統(DBMS)是指為資料庫的建立,使用和維護而配置的軟體.
2.資料庫系統特點
實現資料共用,減少資料冗餘
採用特定的資料模型,反映資料之間的聯絡
具有較高的資料獨立性
有統一的資料控制功能(並發控制,安全控制,資料完整性控制)
1.2 電腦資料管理的發展
1.2.4分散式資料庫系統階段
1.分散式資料庫系統是資料庫技術與網路技術結合的產物.分散式資料庫是在邏輯上統一,在地區上分布的資料集合.
2.分散式資料庫特點
分布透明性
局部自治與集中控制相結合
可靠性和可用性
效率和靈活性
1.2 電腦資料管理的發展
1.3.1資料庫系統的組成
資料庫系統是指引入資料庫技術後的電腦系統,包括:
硬體系統
資料庫集合
系統軟體
DBMS:為資料庫的建立,使用和維護而配置的軟體
作業系統
其他系統軟體
資料庫管理員
使用者
1.3資料庫系統
1.3.2 DBMS的主要功能
1.DBMS的三級體繫結構兩級獨立性
三級結構
資料的局部邏輯結構,整體邏輯結構,實體儲存體結構
兩級獨立性
資料的物理獨立性:當資料的儲存結構改變時,由系統提供資料的物理結構與邏輯結構之間的映像或轉換功能,保持資料的邏輯結構不變,從而應用程式不需要修改.
資料的邏輯獨立性:由系統提供資料的整體邏輯結構和面向某個具體應用的局部邏輯結構之間的映像或轉換功能,當資料整體邏輯結構改變時,通過映像保持局部邏輯結構不變,從而應用程式也不需要修改.
1.3資料庫系統
1.3.2. DBMS的主要功能
2. DBMS的主要功能
資料庫的定義功能
資料操縱功能
資料庫運行控制功能
資料完整性控制
資料的並發控制
資料的安全性控制
資料庫的恢複
資料字典
1.3 資料庫系統
1.4.1 資料的完整性控制
1.值域完整性控制
即欄位的定義域控制,輸入的資料必須在定義域之內
2.關聯完整性控制
資料庫的資料之間可能存在一定的內在邏輯關係,在修改這種資料時,需要參照與它相關的資料,或者必須同時修改.
1.4資料庫的保護
1.4.2 並發控制
資料庫系統的突出優點是資料共用,而在共用環境下當多個使用者同時對一個資料庫進行存取操作時,必須實行並發控制.
1.4 資料庫的保護
1.4.3 資料的安全性控制
1.使用者標識和評鑑
2.訪問授權
3.資料加密
4.確保環境安全
1.4 資料庫的保護
1.4.4 資料庫恢複
1."倒庫"――周期性的轉存整個資料庫
2.建立記錄檔
3.一旦發生故障,根據資料庫倍份和記錄檔把資料庫恢複到最近的正確狀態.
1.4 資料庫的保護
1.5.1 三個世界
1.現實世界
2.概念世界
實體
屬性――描述實體的特性
關鍵字――能夠唯一標識出實體集中每一個實體的屬性或屬性群組合,可以選做關鍵字
聯絡――實體間的對應關係
3.機器世界
1.5 資料模型
1.5.2 實體間聯絡類型
1.一對一聯絡(1:1)
2.一對多聯絡(1:n)
3.多對多聯絡(m:n)
1.5 資料模型
校長  任職 學校 學生 從屬 課程 選課
1        1       1        m      m      n         n
1.5.3 基本資料模型類型
1.層次資料模型
2.網狀模型
3.關聯式模式
1.5 資料模型