数据库系统基础教程中文讲义(1)

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1、数据库原理及应用上课时间：周一上午教师：柳林Email:LiuLin@zjgsu.edu.cn手机：13588415725(615725)课程安排：课堂教学10次，实验5次考核办法：点名10%，实验报告20%，期末考试(开卷)70%教材：数据库系统基础教程参考书：王珊，数据库系统概论，第4版。概述数据库建模关系数据模型关系代数数据库语言SQLSQL约束和触发器SQL系统特性数据库系统基础教程第一章数据库系统的世界(概述)主要内容：数据库系统的发展数据库管理系统的结构未来的数据库系统本课程内容1.1数据库系统的发展什么是数据库？一个数据库是由一个数据库管理系统(DBMS,Dat

2、abaseManagementSystem)所管理的一个数据集合。一个DBMS为用户提供如下功能：1、持久存储2、用户接口和编程接口3、事务管理1.1数据库系统的发展一个DBMS应有以下四方面的功能：数据定义语言(DDL,DataDefinitionLanguage)：创建数据库并确定其模式(schema)。一个schema模式是一组用DDL表达的语句集合，以完整描述某个数据库的逻辑结构。数据查询语言(DataQueryLanguage)和数据操作语言(DataManipulationLanguage)：依据数据库的模式，查询或更新数据。大量数据存储：数量大，持续时间长。共享

3、数据：多用户并发访问，避免某用户的动作影响其他人；避免意外损坏数据。1.1数据库系统的发展从文件系统演化而来文件系统特点：数据以文件的形式长期保存数据的物理结构与逻辑结构有了区别文件形式多样化数据的存取以记录为单位缺点：数据冗余度(Redundancy)大：数据面向应用，无法共享数据和程序缺乏独立性1.1数据库系统的发展时间：60年代后期-----背景：数据管理规模更为庞大，应用更广泛，数据量剧增，共享要求(多种应用、多种语言互相覆盖地共享数据集合)更强硬件：有了大容量和快速存取磁盘指导思想：对所有的数据实行统一的、集中的、独立的管理，使数据存储独立于使用数据的程序，实现数据

4、共享。1.1数据库系统的发展数据库不仅反映数据本身的内容，同时也反映数据之间的关系。在数据库中是用数据模型来对现实世界进行抽象的。数据模型是数据库系统中用于提供信息表示和操作手段的形式架构。1.1数据库系统的发展1970年，TedCodd在ACM发表“ARelationalModelforLargeSharedDataBanks”，奠定了关系型数据库的理论基础。主要思想是把数据库中的所有数据组织为“表table”的“关系relation”。可组织复杂数据结构；对大量查询能快速反应；查询可表示为一种高级语言，以提高编程效率。关系代数提供了关系模型的数学基础。使用简单的结构和方法

5、可表示和实现复杂结构和复杂计算。SQL(StructuralQueryLanguage)出现。1.2数据库管理系统的结构负责数据库存取、维护和管理的软件系统，通常称为数据库管理系统（DataBaseManagementSystem，DBMS）数据库系统的各类用户对数据库的各种操作请求，都是由DBMS完成的数据库系统的核心软件1.2数据库管理系统的结构应用程序1应用程序2...应用程序nDBMS数据库DatabaseManagementSystem数据库管理系统数据库系统简图数据库1.2数据库管理系统的结构查询处理器事务管理器存储管理器数据元数据查询(select…)数据更新(

6、insert/delete/update)模式更新(create/alter/drop)从系统构件划分和数据处理的角度来看数据库1.2数据库管理系统的结构数据存储器：存储数据和元数据。文件是主要方式。元数据metadata：关于数据的结构的信息。数据按元数据规范的格式存储。索引index：一种数据结构，以快速查找数据项(item)。索引是数据的一部分，而对索引的说明则是元数据的一部分。Hash表是早期建立索引的主要方法，现一般使用B(Balance)树。1.2数据库管理系统的结构存储管理器：对数据读写进行管理，包含文件管理和缓冲区管理。依赖于特定OS。文件file管理：磁盘文

7、件分块block：1K---16K缓冲区buffer管理：文件到内存的映像。内存分页page：1K---4K查询处理器：SQL命令预处理，把SQL命令转变为对存储数据的操作序列，主要问题是优化。事务管理器：负责系统数据的完整性。保证并发运行的多个SQL命令相互不冲突；保证系统出现故障时不丢失不损坏数据。延迟和操作日志log。1.2数据库管理系统的结构一组操作作为一个单元，按次序全部执行，称为事务Transaction。事务的特性：ACIDAtomicity：原子性，一个事务中的一组操作，要么全部执行，要