数据库系统原理及应用第一章
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第一章 数据库基础知识
1.1 基本概念 1.2 数据库技术及发展 1.3 数据库系统的结构
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1.1基本概念
一、数据（Data) ➢ 定义：数据是信息的一种表现形式，它不仅是
数字，还包括文字、图像、声音等。信息则是 数据的内涵，是对数据语义的解释。
➢ 特征：
◆ 数据有“型”和“值”之分
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三、数据库管理系统（DBMS）的功能
•数据定义：提供数据定义语言（DDL）
•数据操纵：提供数据操纵语言（DML），实 现数据的插入、修改、删除、查询、统计等功 能
•数据库的建立与维护：数据的载入、转储、 重组织、恢复，库结构有修改
•运行管理功能：并发控制、存取控制、完整 性条件的检查与执行
应用程序 n
数据文件 1 数据文件 2 数据文件 3 数据文件 4
数据文件 n
应用程序与Байду номын сангаас件的关系
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3、数据库技术阶段—20世纪60中期开始
标志 ●IBM公司1968年成功研制层次数据管理系统(IMS)。它是
首例成功的数据库管理系统的商品软件 ●美国数据系统语言协商会CODASYL（Conference On
1.2 数据库技术的发展
一、数据处理
数据处理是指从某些已知的数据出发，推导加工出一些新 的数据，这些新的数据又表示了新的信息。数据处理工作分为 三类： (1) 数据管理：指数据的收集、整理、组织、存储、维护、检索、 传送等操作，这部分操作是数据处理业务的基本环节。 (2) 数据加工：对数据进行变换、抽取和运算，通过数据加工会得 到更有用的数据，以指导或控制人的行为或事物的变化趋势。 (3) 数据传播：在空间或时间上以各种形式传播信息，而不改变数 据的结构、性质和内容，使更多的人得到信息。
Data System Language）1971年公布的DBTG报告提出网 络数据库系统，它是数据库网状模型的基础和典范 ●IBM公司E.F.Codd 1970发表论文“大型共享数据库的关 系模型”，奠定了关系数据库系统（RDBMS）理论基础
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特点：
•数据库设计时面向数据模型对象 •数据冗余度小，数据共享度高 •数据与程序具有较高独立性 •具有数据安全性、完整性控制 •数据最小存取单位为数据项
DBMS能为数据库提供数据定义、建立、维护、查询和统计 等操作功能，并完成对数据完整性、安全性进行控制的功能，保 证多用户对数据的并发使用及发生故障后的系统恢复。
目前比较著名的DBMS有：Foxpro, ACCESS, MYSQL, IBM DB2, SQL Server , ORACLE , INFORMIX , SYBASE等等
数据的型指数据结构，即数据的内部构成 和对外联系，值指数据的具体取值
◆ 数据受数据类型和取值范围的约束
◆数据有定性和定量之分
◆数据需要载体和具有多种形式
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二、数据库（DB）
数据库是长期存储在计算机内，有组织的、统一管理的相关 数据的集合。
三、数据库管理系统（DBMS）
指位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件。
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四、数据库系统（DBS）
指采用数据库技术的计算机系统，一般由 计算机硬件、数据库、数据库管理系统及其开 发工具、应用软件、数据库管理员和用户等构 成。
五、数据库技术
指研究数据库的结构、存储、设计、管理 和使用的一门软件学科。
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用户 1 用户 2 用户 3
应用程序 1 应用程序 2 应用程序 3 应用程序 4
用户 m
应用程序 n
数据组 1 数据组 2 数据组 3 数据组 4
数据组 n
应用程序和数据之间的关系
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2、文件管理阶段—20世纪50年代后期到60年代 中期
特点：
数据以文件的形式可长久保存在外设
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用户 1 用户 2 用户 3
应用程序 1 应用程序 2 应用程序 3 应用程序 4
DBMS
数据库
… …
用户 m
应用程序 n
应用程序与数据库的关系
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DBMS的工作模式
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三、当代数据库研究的内容
1、数据库管理系统软件的研制
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数据库技术的广泛应用领域
•各种基于数据管理的信息系统
•因特网上的Web数据库
•多媒体数据库
•工程数据库
•辅助决策支持
•人工智能领域的知识库……
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1.3 数据库系统结构
一、数据库系统的体系结构
硬件
数
操作系统（OS）
据
DBMS
库
主语言系统
系
软件
开发工具
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二、数据管理技术的发展 数据管理技术经历手工管理、文件
管理和数据库技术三个阶段。
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1、手工管理阶段—20世纪50年代前
特点： 不保存大量数据 没有软件系统对数据进行管理 基本没有“文件”概念 一组数据对应一个程序
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… … …
由专门的数据管理软件提供数据存取、查询及维护功能
数据文件具有多样性
数据存取以记录为单位
缺点：
数据冗余度大
文件系统与程序之间缺乏独立性，应用程序的改变将影响到 文件数据结构的改变。
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…
… …
用户 1
应用程序 1
用户 2
应用程序 2
用户 3
应用程序 3
OS
应用程序 4
用户 m
统
应用软件
数据库
系统分析员 系统设计员
系统开发人员
程序员
人
系统使用人员：用户
测试人员
系统管理人员：网络管理员、软件维护人员、数
据库管理员
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二、数据库管理员的职责
•参与数据库和应用系统的设计 •参与数据的存储结构和存取策略的设计 •定义数据安全性和完整性要求 •系统维护及数据备份 •数据库的改进与重组
研制的目标是扩大功能、提高性能和提高用户的生 产率。
2、数据库设计技术的开发
研究数据库系统的设计方法和设计工具、数据模 型和数据建模方法的研究、计算机辅助设计数据库的设 计方法及软件系统的研究、数据库设计规范的研究。
3、数据库理论的研究
研究关系的规范化理论、关系数据库理论、分布式 数据库、数据仓库、演绎数据库和知识数据库系统的研 制等。
1.1 基本概念 1.2 数据库技术及发展 1.3 数据库系统的结构
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1.1基本概念
一、数据（Data) ➢ 定义：数据是信息的一种表现形式，它不仅是
数字，还包括文字、图像、声音等。信息则是 数据的内涵，是对数据语义的解释。
➢ 特征：
◆ 数据有“型”和“值”之分
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三、数据库管理系统（DBMS）的功能
•数据定义：提供数据定义语言（DDL）
•数据操纵：提供数据操纵语言（DML），实 现数据的插入、修改、删除、查询、统计等功 能
•数据库的建立与维护：数据的载入、转储、 重组织、恢复，库结构有修改
•运行管理功能：并发控制、存取控制、完整 性条件的检查与执行
应用程序 n
数据文件 1 数据文件 2 数据文件 3 数据文件 4
数据文件 n
应用程序与Байду номын сангаас件的关系
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3、数据库技术阶段—20世纪60中期开始
标志 ●IBM公司1968年成功研制层次数据管理系统(IMS)。它是
首例成功的数据库管理系统的商品软件 ●美国数据系统语言协商会CODASYL（Conference On
1.2 数据库技术的发展
一、数据处理
数据处理是指从某些已知的数据出发，推导加工出一些新 的数据，这些新的数据又表示了新的信息。数据处理工作分为 三类： (1) 数据管理：指数据的收集、整理、组织、存储、维护、检索、 传送等操作，这部分操作是数据处理业务的基本环节。 (2) 数据加工：对数据进行变换、抽取和运算，通过数据加工会得 到更有用的数据，以指导或控制人的行为或事物的变化趋势。 (3) 数据传播：在空间或时间上以各种形式传播信息，而不改变数 据的结构、性质和内容，使更多的人得到信息。
Data System Language）1971年公布的DBTG报告提出网 络数据库系统，它是数据库网状模型的基础和典范 ●IBM公司E.F.Codd 1970发表论文“大型共享数据库的关 系模型”，奠定了关系数据库系统（RDBMS）理论基础
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•数据库设计时面向数据模型对象 •数据冗余度小，数据共享度高 •数据与程序具有较高独立性 •具有数据安全性、完整性控制 •数据最小存取单位为数据项
DBMS能为数据库提供数据定义、建立、维护、查询和统计 等操作功能，并完成对数据完整性、安全性进行控制的功能，保 证多用户对数据的并发使用及发生故障后的系统恢复。
目前比较著名的DBMS有：Foxpro, ACCESS, MYSQL, IBM DB2, SQL Server , ORACLE , INFORMIX , SYBASE等等
数据的型指数据结构，即数据的内部构成 和对外联系，值指数据的具体取值
◆ 数据受数据类型和取值范围的约束
◆数据有定性和定量之分
◆数据需要载体和具有多种形式
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二、数据库（DB）
数据库是长期存储在计算机内，有组织的、统一管理的相关 数据的集合。
三、数据库管理系统（DBMS）
指位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件。
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四、数据库系统（DBS）
指采用数据库技术的计算机系统，一般由 计算机硬件、数据库、数据库管理系统及其开 发工具、应用软件、数据库管理员和用户等构 成。
五、数据库技术
指研究数据库的结构、存储、设计、管理 和使用的一门软件学科。
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用户 1 用户 2 用户 3
应用程序 1 应用程序 2 应用程序 3 应用程序 4
用户 m
应用程序 n
数据组 1 数据组 2 数据组 3 数据组 4
数据组 n
应用程序和数据之间的关系
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2、文件管理阶段—20世纪50年代后期到60年代 中期
特点：
数据以文件的形式可长久保存在外设
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用户 1 用户 2 用户 3
应用程序 1 应用程序 2 应用程序 3 应用程序 4
DBMS
数据库
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用户 m
应用程序 n
应用程序与数据库的关系
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DBMS的工作模式
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三、当代数据库研究的内容
1、数据库管理系统软件的研制
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数据库技术的广泛应用领域
•各种基于数据管理的信息系统
•因特网上的Web数据库
•多媒体数据库
•工程数据库
•辅助决策支持
•人工智能领域的知识库……
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1.3 数据库系统结构
一、数据库系统的体系结构
硬件
数
操作系统（OS）
据
DBMS
库
主语言系统
系
软件
开发工具
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二、数据管理技术的发展 数据管理技术经历手工管理、文件
管理和数据库技术三个阶段。
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1、手工管理阶段—20世纪50年代前
特点： 不保存大量数据 没有软件系统对数据进行管理 基本没有“文件”概念 一组数据对应一个程序
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由专门的数据管理软件提供数据存取、查询及维护功能
数据文件具有多样性
数据存取以记录为单位
缺点：
数据冗余度大
文件系统与程序之间缺乏独立性，应用程序的改变将影响到 文件数据结构的改变。
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用户 1
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用户 3
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OS
应用程序 4
用户 m
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应用软件
数据库
系统分析员 系统设计员
系统开发人员
程序员
人
系统使用人员：用户
测试人员
系统管理人员：网络管理员、软件维护人员、数
据库管理员
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二、数据库管理员的职责
•参与数据库和应用系统的设计 •参与数据的存储结构和存取策略的设计 •定义数据安全性和完整性要求 •系统维护及数据备份 •数据库的改进与重组
研制的目标是扩大功能、提高性能和提高用户的生 产率。
2、数据库设计技术的开发
研究数据库系统的设计方法和设计工具、数据模 型和数据建模方法的研究、计算机辅助设计数据库的设 计方法及软件系统的研究、数据库设计规范的研究。
3、数据库理论的研究
研究关系的规范化理论、关系数据库理论、分布式 数据库、数据仓库、演绎数据库和知识数据库系统的研 制等。