数据库沈阳idc

数据库原理教师:杨晓春电话:83690603办公室:主楼402E_mail:yangxc@mail.
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cn/yangxc/所用教材与参考文献z《数据库系统概论》作者:萨师煊,王珊,高教出版社z《数据库管理系统》(DatabaseManagementSystem)z《数据库系统设计与原理》(第2版)冯建华,周立柱,郝晓龙作者:R.
Ramakrishnan,J.
Gehrke,周立柱等译,清华大学出版社z《数据库系统概念》(DatabaseSystemConceptsThirdEdition)作者:AbrahamSilberschatz等,杨冬青等译,机械工业出版社z《数据库系统原理》作者:李建中,王珊,电子工业出版社z《数据库系统基础教程》作者:JeffreyD.
Ullman等,岳丽华等译数据爆炸!
988EB(2010)161EB(2006byIDC)Ack:MasaruKistsuregawa数据信息知识智慧1EB=1,024PB1PB=1,024TB1TB=1,024GB1GB=1,024MB1MB=1,024KB1KB=1,024B数据库概述z近30年迅速发展,每年为美国带来100亿美元的收入z主要功能:信息存储、组织、管理和存取–信息系统的核心和基础–信息系统开发、运行和部署的平台z主要信息源:Internet,Web,科学研究,电子商务,传感器网络z主要组成:–数据模型,存取方法,查询处理算法,并发控制,恢复,查询语言,用户接口z发展驱动力:新应用、新技术、新交叉,以及自身的创新课程安排z数据库系统概述zE-R模型z关系数据模型z关系数据库标准语言(SQL)z数据库管理系统z关系数据库及其查询优化z数据库恢复技术数据库课程安排z并发控制技术z数据库安全性z数据库完整性z关系数据理论第一章:数据库系统概述z通过本章学习了解–数据库技术的应用情况和作用–数据技术的发展历史–当前数据库市场上的主流产品–数据库系统的体系结构–数据库技术的研究领域–当前数据库技术面临的挑战及发展趋势数据库技术概述z数据库系统应用示例–航空售票系统(最早使用数据库技术)z包括信息:座位预定信息:座位分配、座位确认、餐饮选择航班信息:航班号、飞机型号、机组号、起飞地、目的地、起飞时间、到达时间、飞行状态等机票信息:票价、折扣、有无等.
数据库技术概述z主要功能:查询在某一段时间内从某个指定城市到另个指定城市的航班、是否有可以选择的座位、是否有其他飞机型号、飞机票价、是否折扣等信息;更新乘客登记航班、分配座位、选择餐饮等.
z任何时候都有许多航空售票代理商访问这些数据、避免卖同一座位.
z通过这些数据,可以统计出经常坐某一航班的乘客信息,并为这些乘客提供优惠.
z系统特点:数据庞大,人工不能提供及时、准确服务数据库技术概述–超市管理系统z包括信息:商品信息:品名、规格、产地、类别、单位、单价等.
供应商信息:供应商名、地址、联系人、住址、电话等.
销售信息:商品、数量、单价、金额、销售日期、收款人、折扣等.
收款人信息:姓名、小组、性别、年龄、电话、地址、身份证等.
数据库技术概述z主要功能:查询:某类商品信息、供应商信息、某类商品销售情况、畅销商品、商品销售金额等.
更新:登记商品信息、供应商信息等.
z对储有上万种商品的超市,每天有数百万销售记录,信息统计量大、人工操作不准确.
数据库技术概述–图书管理系统z包括信息:图书信息:书号、书名、作者姓名、出版日期、类型、页数、价格、出版商名称等.
作者信息:姓名、身份证号、性别、出生日期、学历、住址、电话等.
出版社信息:名称、地址、社长、成立日期等读者信息:姓名、借书号、书名、借书日期、借书数量等.
数据库技术概述z主要功能:查询:某种类型的图书、浏览指定出版商出版的图书、检索指定作者的图书等更新:登记新书信息、作者信息、借阅者信息等z对存书几百万的图书馆,人工操作劳动强度大.
z数据库系统作用–管理大量数据:10TB数据,大约可存储183亿个航班信息,45亿本书的简要信息,2800万本40页图书的所有内容.
数据库技术概述–数据库定义功能:将数据的存储结构定义到数据库中–数据查询功能:方便地检索数据、插入数据、修改数据和删除数据–控制多用户访问:许多用户同时访问系统,确保不同用户只能使用自己所需数据,不同用户操作互不干扰–确保故障恢复:数据库技术概述z数据库系统中的一些概念–数据:描述事物的符号记录,有多种形式,它们都可以经过数字化后存入计算机.
–数据的语义:数据的含义z例如对于学生的描述:姓名、性别、年龄、出生年月、籍贯、所在系、入学时间(黎明,男,21,1972,江苏,计算机系,1990)(苏红,女,20,1973,辽宁,计算机系,1990)数据库技术概述–数据库(DB):长期存放在计算机内的有组织的可共享的数据集合–数据库管理系统(DBMS):完成数据库的建立、使用和维护功能–数据库系统(DBS):z数据库+数据库管理系统z(应用系统+数据库管理员+用户)–数据库管理员(DBA):除DBMS完成外,还需专门的人员来完成,这些人被称为DBA.
数据管理技术的产生和发展z数据管理:对数据进行分类、组织、编码、存储、检索和维护z人工管理阶段:数据不保存应用程序管理数据数据不共享数据不具独立性应用程序1数据集1应用程序2数据集2应用程序n数据集n……数据管理技术的产生和发展z文件系统阶段:数据保存文件系统管理数据数据共享差,冗余大数据独立性差(系统不易扩展)应用程序1文件1应用程序2文件2应用程序n文件n存取方法……数据管理技术的产生和发展z数据库系统阶段:数据结构化:家庭成员籍贯政治面貌系别年龄性别姓名学号籍贯政治面貌系别年龄性别姓名学号详细情况与本人关系姓名数据管理技术的产生和发展文件中记录内部有结构,但记录间无联系辽宁沈阳团员计算机19男李明901……父子李义山……母子张玉……弟弟李平籍贯政治面貌系别年龄性别姓名学号详细情况与本人关系姓名数据管理技术的产生和发展家庭出身籍贯系别政治面貌年龄性别姓名学号学历名地点日期详细情况与本人关系姓名奖惩条目日期成绩课程号学时…课程名数据库系统实现整体数据结构化数据管理技术的产生和发展数据共享性高、冗余度低、易扩充数据独立性高数据由DBMS统一管理和控制:安全、完整、并发、恢复应用程序1应用程序2数据库管理系统数据库…人机交互关系数据库之父zE.
F.
Codd(1923.
8.
23~2003.
4.
18)–美国IBM公司–系统、严格的提出了关系模型z生平–1923年8月23日生于英格兰中部–1948年牛津大学获数学学士和硕士学位–1949年美国求职,IBM程序员–1953年移居加拿大(参议员JosephMcCarthy)–10年后重返大学,于1965年在密歇根大学获计算机与通讯博士学位–1969年EdgarF.
"Ted"Codd发明了关系数据库为数据库建立了一个优美的数据模型关系数据库由来zE.
F.
Codd,"ARelationalModelofDataforLargeSharedDataBanks",《CommunicationoftheACM》,1970,6–5pages–ACM在1983年把该文列为从1958年以来四分之一世纪中具有里程碑式意义的25篇论文之一关系数据库由来z两个开创性的原型系统–1974,IBM"SystemR"=>SQL–UCBerkely,"Ingres"=>QUELW两系统双双获得ACM的1988年"软件系统奖"关系数据库由来zThestoryfromIBM–1977,IBM完成SystemR原型–1982,IBM推出第一个关系数据库产品–IBM产品化步伐缓慢的三个原因zIBM重视信誉,重视质量,尽量减少故障zIBM是个大公司,官僚体系庞大zIBM内部已经有层次数据库产品,相关人员不积极,甚至反对关系数据库由来zThestoryfromOracle–Oracle前身叫SDL,由LarryEllison和另两个编程人员在1977创办W开发自己的拳头产品,在市场上大量销售z开发关系数据库产品W做事方法三个要点z第一,不做研究,只做产品开发z第二,以尽快推出产品为第一目标z第三,产品要能够在销量较大的平台上运行W一个数据库、两个客户、三种操作系统、五个人关系数据库由来zThestoryfromIngres–INGRES(InteractiveGraphicsRetrievalSystem)和SystemR同期的产品,UniversityofCaliforniaatBerkeley开发的–LedtoanacademicversionofINGRES–催生了一个INGRES的商业版本(nowINGRESIIfromComputerAssociates)–Ingres创始人不愿将QUEL语言交给标准委员会–MikeStonebraker关系数据库由来z1970年以后,E.
F.
Codd继续完善和发展关系理论–1972,提出关系代数和关系演算,定义了关系的并、交、差、投影、选择、连接的各种基本运算W创办了一个研究所:TheRelationalInstitute和一个公司Codd&Associations–1990年,出版了专著《TheRelationalModelforDatabaseManagement:Version2》–1981年11月9日在洛杉矶在召开的ACM年会上,获图灵奖,演讲题目为"RelationalDatabase:APracticalFoundationforProductivity"主流关系数据库系统z今天国际上主流数据库产品都采用了关系数据库技术W典型实验系统zSystemRzUniversityINGRESW典型商用系统zORACLEzDB2zSQLServerzSYBASEzINFORMIXzINGRESz……关系数据库由来zC.
J.
Date是关系数据库技术领域中非常著名的独立撰稿人,学者和顾问.
现在在加利福尼亚的海得斯堡工作W参与了IBM公司的SQL/DS和DB2两大产品的技术规划和设计.
他于1983年5月离开IBM公司–30多年来,Date先生一直活跃在数据库领域中.
–他是最早认识到Codd在关系模型方面所做的开创性贡献的学者之一W《数据库系统导论》,7ed,8edW《对象关系数据库基础:第三次宣言》(1998z他的著作被翻译为多种语言并广为传播,如:中文,荷兰语,法语,德语,希腊语,意大利语,日语,朝鲜语,波兰语,葡萄牙语,俄语,西班牙语和盲人用的布利叶文字.
数据库系统结构应用系统应用开发工具数据库管理系统操作系统数据库用户用户用户数据库管理员数据库系统硬件操作系统DBMS编译系统应用开发工具编译系统应用系统数据库在计算机系统中的地位数据库系统结构z数据模型:是一组概念的集合,用于对现实世界数据特征进行抽象.
z按应用目的不同分为:概念模型和数据模型,学生选课为例.
–概念模型:按用户观点建模,用于数据库设计–数据模型:按计算机系统观点建模,用于DBMS的实现现实世界信息世界机器世界概念模型数据模型学生课程选课数据库系统结构z数据库系统结构–从最终用户角度看:集中式结构、分布式结构、客户/服务器结构–从数据库管理系统角度看:三级模式结构z数据库系统模式的概念–模式:是数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述,模式是相对稳定的(学生选课).
–实例:模式的一个具体值z数据库系统的三级模式结构:数据库系统结构外模式1外模式2外模式n模式内模式数据库应用A应用B应用C应用D应用E外模式/模式模式/内模式数据库系统结构z数据库的二级映象功能数据独立性–外模式/模式:保证数据与程序的独立性–模式/内模式:定义全局逻辑结构与存储结构之间的对应关系,保证数据与程序的物理独立性数据库系统的组成z硬件平台及数据库:足够内存、足够磁盘磁带、高通道能力z数据库系统的软件:–DBMS–支持DBMS运行的操作系统–具有与数据库接口的高级语言及其编译系统–以DBMS为核心的应用开发工具–为特定环境开发的数据库应用系统数据库系统的组成z人员:–DBA:全面控制和管理数据库系统–系统分析员和数据库设计人员–应用程序员–用户:偶然用户、简单用户、复杂用户数据库系统的组成DBMSOS应用系统模式外模式内模式数据表示DB数据抽象级别软件系统层次DBA,系统分析员应用程序员用户数据库技术的研究领域z数据库管理系统软件的研制:z数据库设计:数据库设计方法学和设计工具z数据库理论:研究规范化理论、关系数据理论以及和其他领域结合而产生的新的数据库技术,如:分布式数据库、并行数据库、多媒体数据库、XML数据库、嵌入式数据库、Datastream、数据仓库、数据挖掘等等.
数据库技术的发展趋势z数据库技术面临的挑战–环境变化:数据库系统的应用环境由可控制的环境变成多变的异构信息集成环境和Internet环境.
–数据类型变化:由结构化变成半结构化、非结构化和多媒体数据类型.
–数据来源变化:实时动态传感器或监控设备.
–数据管理要求变化:支持协同设计和工作流.
数据库技术的发展趋势z当前与数据库相关的热点研究–物联网–云计算、空间数据管理–数据流、时间序列–多媒体信息检索–生物、医疗信息–世系管理、数据起源–不确定数据管理–数据隐私保护–等等