最新数据库技术的发展及基本理论教学讲义ppt课件.ppt

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1、数据库技术的发展及基本理论【学习目标】了解数据管理技术和数据库技术的发展历史掌握数据库系统的概念与组成了解数据库基本理论熟悉关系数据库的设计引入信息在现代社会和国民经济发展中所起的作用越来越大，信息资源的开发和利用水平已成为信息化建设的重要方面。在信息管理中，最核心的问题就是数据处理，数据库技术就是作为数据处理中的一门技术而发展起来的。数据组1应用程序1数据组2应用程序2数据组n应用程序n图1-1人工管理数据模式2．文件系统阶段时间：从50年代后期到60年代中期特点：(1)用户可将数据组织成文件提交系统进行自动管理，这样数据可以长期保存在磁盘等存储设备上。(2)文件组

2、织已多样化，有多种形式的组织结构。(3)程序和数据有了一定的独立性，数据不再属于某个特定的程序，可以重复使用，但程序仍然基于特定的物理结构和存取方法，因此数据结构与程序之间的依赖关系并未根本改变。问题：(1)数据冗余较大，文件系统仅能提供以文件为单位的数据共享；(2)对数据的表示和处理能力较差，文件的结构和操作比较单一，不够丰富。(3)数据和程序的独立性较差，一个数据文件基本上对应一个程序，文件的逻辑结构与程序密切相关。文件1应用程序1文件2应用程序2文件n应用程序n存取方法图1-2文件系统阶段程序与数据的关系3．数据库系统阶段时间：60年代后期开始数据库系统的目标是

3、：解决数据冗余，实现独立性，实现数据共享并解决由于数据共享而带来的数据完整性、安全性及并发控制等一系列问题。为实现这一目标，数据库的运行必须由一个软件系统来控制，这个软件系统称为数据库管理系统（DataBaseManagementSystem，简称DBMS）。应用程序1应用程序2应用程序n数据库管理系统数据库图1-3数据库系统阶段程序与数据的关系1.1.2数据库技术的发展数据库系统起源于60年代中期，从此开始了它的迅速发展历程。数据库系统的发展始终是以数据模型的发展为主线，其发展可以划分为三代。1．第一代数据库系统即层次数据库系统和网状数据库系统。2．第二代数据库系统

4、第二代数据库系统，即关系数据库系统（RDBMS）。该系统的主要特点是：概念单一化，数据及数据间的联系都用关系来表示；以关系代数为理论基础；数据独立性强；数据库语言采用说明性语言，大大简化了用户的编程难度。3．第三代数据库系统第三代数据库系统，即面向对象数据库系统，是基于扩展的关系数据模型或面向对象数据模型的，是尚未完全成熟的一代数据库系统，其主要特点是支持包括数据、对象和知识的管理；在保持和继承第二代数据库系统技术的基础上引入面向对象等新技术；对其它系统开放，具有良好的可移植性、可连接性、可扩充性等。1.2数据库系统的概念和组成数据库（DataBase）、数据库管理系

5、统（DBMS）和数据库系统（DataBaseSystem）是数据库技术中常用的术语，三者之间既有区别又有联系。1.2.1数据库系统的概念1．数据库所谓数据库，就是为了满足不同用户的多种应用需要，在计算机系统中按照一定的组织结构存储在计算机介质上的互相关联的数据集合。2．数据库管理系统数据库管理系统是一个以统一的方式管理、维护数据库中数据的软件系统，它要在操作系统的支持与控制下运行，其功能主要有：建立数据库；接受并执行用户对数据库的操作命令；进行系统运行控制，如数据库的并发控制、数据安全性和完整性控制等。3．数据库系统数据库系统是指在计算机系统中引进数据库后的系统构成。

6、1.2.2数据库系统的组成数据库系统是采用数据库技术构建的复杂计算机系统，它综合了计算机硬件、软件、数据集合和数据库管理人员，向用户和应用程序提供信息服务的集成系统。因此，数据库、软件系统、硬件系统、数据库管理员被称为数据库系统的四个要素，它们之间互相配合和依靠，构成一个有机的整体，为各类用户提供信息服务。1.2.3数据库系统的特点1．实现数据共享，减少数据冗余2．采用特定的数据模型3．具有较高的数据独立性4．有统一的数据控制功能1.3数据库基本理论计算机软件技术领域的任何重大进展都有其理论基础，数据库技术也不例外。前面讲到，1969年美国CODASYL的数据库任务组

7、发表了DBTG报告，提出网状数据库规范；1970年E.F.Codd发表论文《大型共享数据库数据的关系模型》，开创了关系数据库系统的研究，奠定了关系数据模型的理论基础。学习和熟悉数据库的基本理论，有助于更加清晰地了解数据库技术原理，从而更好地掌握数据库技术。1.3.1数据处理的抽象描述人们研究和处理数据的过程中，常常把数据的转换分为三个领域：现实世界、信息世界、数据世界，这三个世界间的转换过程，就是将客观现实的信息反映到计算机数据库中的过程。1．现实世界（RealWord）现实世界就是客观存在的世界，它存在于人们的思想之外。现实世界存在无数事物，每一个