第一章 数据库系统概述

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1、第一章数据库系统概述一般说来，数据库系统由计算机软、硬件资源组成，它可以有组织地动态存储大量关联数据，方便多用户访问。数据库系统与文件系统的重要区别在于数据的充分共享、交叉访问以及应用程序的高度独立性。数据库主要解决以下3个问题：(1)有效地组织数据。主要是对数据进行合理设计，以便计算机高效存储。(2)将数据方便地输入计算机中。(3)根据用户的要求将数据从计算机中提取出来。数据库也是以文件方式存储数据的，但它是数据的一种高级处理方式。在应用程序和数据库之间有一个数据库管理软件DBMS(DataBaseManagementSystem)，整个为应用程序提供运行的环境为数据库系统

2、，关系如图１.１所示。数据库操作SQLDBA或用户应用程序数据库管理系统DBMS图1.1数据库系统示意图DB数据库操作SQLVisualbasicASPJAVASELECTUPDATEINSERTDELETEACCESSSQLSERVERORACLEJAVA1.1基本概念1.数据、数据库、数据库管理系统和数据库系统数据(Data)是描述现实世界中各种具体事物或抽象概念的可存储并具有明确意义的信息。所以数据的概念包括两个方面含义：1)是描述事物特性的数据内容，也就是我们常说的信息。2)是存储在某一种媒体上的数据形式，即符号。数字与数据的区别数字是表示数量多少的符号，如0、4、1

3、23等；而数据是能被记录下的信息，例如从计算机的角度讲，数据就是一切能被计算机处理的对象，如数字、符号、文字、图形、图像和声音等。数据库(Database,DB)是相互关联的数据集合,是指长期存储在计算机内的，有组织的，可共享的、可以表现为多种形式的数据集合。13数据库中的数据具有如下特点：（1）按一定的数据模型组织、描述和存储；（2）具有较小的冗余度；（3）具有较高的数据独立性和易扩展性；（4）可为各种用户共享。数据库管理系统(DatabaseManagementSystem,DBMS)是一个通用的软件系统，由一组计算机程序构成。它能对数据库进行有效的管理，包括存储管理、安

4、全性管理、完整性管理等；同时，它也为用户提供了一个软件环境，使其能够方便快速地创建、维护、检索、存取和处理数据库中的信息。数据库管理系统的主要任务:科学地有效地组织和存储数据、高效地获取和管理数据，接受和完成用户提出的访问数据的各种请求。数据库管理系统的主要功能：（1）数据定义功能（2）数据操纵功能（3）数据库运行控制功能（4）数据库的建立和维护功能数据库系统(DatabaseSystem,DBS)数据库系统(DataBaseSystem,DBS)是一个环境，用户的应用系统得以在这个环境中顺利运行。一般由数据库、数据库管理系统（及其开发工具）、应用系统、数据库管理员和用户构成

5、。表示为“DB+DBMS+DBA+ApplicationProgram+User”。数据库操作(DatabaseOperation)在数据库应用中，最常见的数据库操作有：增加、删除、修改和查询。1.2数据库技术的发展数据库管理技术大致经历了人工管理阶段、文件系统阶段和数据库系统阶段。1.人工管理阶段20世纪50年代以前，计算机主要用于数值计算。这一时期的数据，数据量小，无结构，由用户直接管理，且数据间缺乏逻辑组织，由于是面向应用程序的，数据缺乏独立性，应用程序与其处理的数据结合成一个整体。程序与数据的关系如下图所示：程序数据图1.1人工管理阶段程序与数据的关系1).硬件：外存

6、只有纸带、卡片、磁带，并没有磁盘等直接取的存储设备。2).软件：实际上，当时还未形成软件的整体概念，这一时期，没有操作系统，没有管理数据的软件。3).特点：13(1)数据不保存。(2)应用程序管理数据。应用程序承担设计数据的逻辑结构和物理结构任务。(3)数据不能共享。一组数据只能对应一个程序。(4)数据不具有独立性。数据的逻辑或物理结构改变，应用程序随之改变。2.文件系统阶段在20世纪50年代后期到60年代中期，文件系统阶段程序与数据的关系如图所示。图1.2文件系统阶段程序与数据的关系1）硬件：磁盘、磁鼓等直接存取存储设备。2）软件：操作系统中有了专门的数据管理软件--文件系

7、统。3）特点：(1)数据可以长期保存。(2)由文件系统进行数据管理。数据按文件名访问，按记录进行存取，可以对文件进行修改、插入和删除操作。(3)数据共享性差，冗余度大。a）一个文件对应一个应用程序。b）不同的应用程序具有部分相同的数据时，也必须建立各自的文件而不能共享相同的数据。(4)数据独立性差。4）在数据文件中常涉及下列术语：1)数据项：描述事物性质的最小单位。2)记录：若干数据项的集合，一个记录表达一个具体事物。3)文件：若干记录的集合3数据库系统阶段20世纪60年代后期至今，数据库系统阶段程序与