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计算机软件技术基础:第五讲-数据库技术.pdf
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《计算机软件技术基础》教案 1
1
第五章 数据库设计基础
5.1 数据库系统的基本概念
1. 数据、数据库、数据库管理系统
数据
数据(Data)实际上就是描述事物的符号记录。计算机中的数据一般分为两部分:一部
分与程序有短时间交互关系,随着程序结束而消失,它们称为临时性数据。另一部分数据则对
系统起着长期持久的作用,它们称为持久性数据。数据库系统处理的就是持久性数据。
软件中数据有一定结构:数据有型(类型 Type)和值。如整型、实型是指数据的类型;
如 15 为值。随着应用的扩大,数据的型也扩大,如多种相关数据以一定结构方式组合构成数据
框架,也称为数据结构。对于数据库中的数据称为数据模式。
过去的软件系统中是以程序为主体,数据从属于程序。而近十年来,数据在软件系统中
的地位发生了变化,在数据库系统及数据库应用系统中,数据占有主体地位,而程序变为附属
地位。在数据库系统中需要对数据进行集中、统一管理,以达到数据被多个应用程序共享的目
标。
数据库
数据库(DataBase 简称为 DB)是数据的集合,它具有统一的结构形式并存放于计算机存
储介质内,是多种应用数据的集成,并可以被各个应用程序所共享。
数据库存放的数据是按数据所提供的模式存放的,它可构造复杂的数据结构以建立数据
间内在联系与复杂的关系,从而构成数据的全局结构模式。数据库中的数据具有“集成”、“共
享”的特点。
数据库管理系统
《计算机软件技术基础》教案 2
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数据库管理系统(Database Management System,简称为 DBMS)是系统软件,负责对数
据库的数据组织、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,其主要功能见表 5-1。
表 5-1 数据库管理系统的功能
功能名称
功能说明
数据模式定义
为数据库构建其数据框架
数据存取的物理构建
为数据模式存取及构建提供有效的存取方法和手段
数据操纵
为用户使用数据库中的数据提供方便,它提供查询、插入、修改
以及删除数据功能,另外不定期的计算及统计功能。
数据的完整性、安全
性定义与检查
数据库中数据具有共享性,在共享使用时防止错误使用,系统提
供了对数据是否正确使用检查,以保持数据的安全性和完整性。
数据库的并发控制与
故障恢复
数据库是一个集成、共享的数据集合体,它能为多个应用程序服
务,当多个应用程序并发操作时,数据库管理系统可以控制和管
理数据库,使数据库不受破坏。
数据服务
数据库管理系统可以对数据库中的数据进行拷贝、转存、重组、
性能监测、分析等。
表 5-2 数据库管理系统语言
语言分类
功能
数据定义语言(DDL)
负责数据模式定义与数据的物理存取
数据操纵语言(DML)
负责数据的查询、增加、删除、修改操作
数据控制语言(DCL)
负责数据完整性、安全性定义与检查以及并发控制、故障恢复等。
数据库管理系统语言的使用方式有:
交互式命令语言:可以键盘上键入,它又称自含型或自主型语言。
宿主型语言:可以嵌入宿主语言中,(如 C、C++等高级语言中)。
目前的数据库管理系统(DBMS)均为关系数据库系统。如 Oracle、Sybase、DB2、SQLServer
等,还有小型数据库系统 Visual Foxpro 和 Access 等。
数据库管理员
对数据库进行规划、设计、维护、监视等管理工作的人员称数据库管理员(DBA)。其
主要工作有:
数据库设计(Dababase Design):DBA 主要任务之一是做数据库设计。对多个应用的
数据需求作全面规划、设计与集成。
《计算机软件技术基础》教案 3
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数据库维护:完成对数据库中数据的安全性、完整性、并发性控制及系统恢复、数据定
期转存等。
改善系统性能、提高系统效率。
数据库系统
数据库系统(Dababase System 简称为 DBS)是指引进数据库技术后的计算机系统,能实
现有组织地、动态地存储大量相关数据,提供了数据处理和信息资源共享的便利手段。
数据库系统由五部分组成:数据库(数据)、数据库管理系统(软件)、数据库管理员(人
员)、系统平台之一(硬件)、系统平台之二(软件)。由这五部分构成了数据库系统。
在数据库系统中硬件平台包括:计算机、网络
在数据库系统中软件平台包括:操作系统、数据库系统开发工具(C、C++、VB、PB、Delphi
等)、数据库与应用程序及数据库与网络间的接口软件(如 ODBC、JDBC、OLEDB、CORBA、COM、
DCOM 等)
数据库应用系统
数据库应用系统(Database Application System 简称为 DBAS)是指系统开发人员利用
数据库资源开发出来的、面向某一类实际应用的应用软件系统。数据库应用系统是数据库再加
上应用软件以及应用界面这三部分构成。具体包括:数据库、数据库管理系统、数据库管理员、
硬件平台、软件平台、应用软件、应用界面。
2. 数据库系统的发展
为数据库的建立、使用和维护而配置的软件称为数据库管理系统 DBMS(dataBase
Management System)。数据管理经历了人工管理、文件系统、数据库系统三个阶段。
表 5-3 数据管理的发展情况
发展阶段
时间
管理特点
人工管理阶
段
20 世纪 50 年代前
数据与程序不具有独立性,一组数据对应一个程序,一个
程序中的数据不能被其它程序使用,程序与程序之间存在
重复数据,称为数据冗余。数据不能长期保存。
《计算机软件技术基础》教案 4
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文件系统阶
段
20 世纪 50~60 年
代
程序文件和数据文件可以独立存放,数据文件可多次使
用。这时期计算机数据管理特点是:数据文件的数据为满
足一个特定应用而存储,不同程序中使用的数据仍会出现
重复存储,也会导致数据冗余。
数据库系统
阶段
20 世纪 60 年代后
期
为了实现计算机对数据的统一管理,达到数据共享的目
的,发展了数据库技术。数据库技术的主要目的是有效地
管理和存取大量的数据资源,包括:提高数据共享性、多
用户同时访问数据库数据、减少数据冗余度等。
关系数据库
系统阶段
出现 20 世纪 70 年
代,80 年代得到发
展
关系数据库系统结构简单、使用方便、逻辑性强。产生了
各种专用数据库系统:
工程数据库系统 、图形数据库系统 、图像数据库系统 、
统计数据库系统 、知识库系统 、分布系统数据库系统 、
并行式数据库系统、面向对象数据库系统
3. 数据库系统的特点
数据的集成性
集成性表现:在数据库系统中采用统一的数据结构方式(二维表);在数据库系统中按
照多个应用的需要组织全局的统一的数据结构(即数据模式);数据库系统中模式由全局数据
结构构成,局部结构(如视图)是全局结构的一部分。
数据高共享性与低冗余性
由于数据集成使得数据可为多个应用所共享,特别是在网络发达的今天,数据库与网络
的结合扩大了数据的应用范围。数据共享可极大减少数据冗余和减少不必要的存储空间。
数据独立性
数据独立性是数据与程序之间互不依赖,也就是数据的逻辑结构、存储结构、与存取方
式的改变不会影响应用程序。数据独立性包括:
物理独立性:数据的物理结构(如存储设备更换、物理存储方式)的改变,不影响数
据库的逻辑结构,也不引起应用程序的变化。
逻辑独立性:数据库整体逻辑结构(如修改数据、增加新数据类型、改变数据间联系
等)改变,不需要修改应用程序。
数据统一管理与控制
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