数据库系统基础 1

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1、数据库基础理论石油大学（北京）计算机系朱瑛1数据库系统基础第一章数据库系统概述一、引言二、数据模型三、数据库系统的结构2数据库系统基础§1.1引言一、什么是数据库数据库是计算机软件的一个重要分支，是近十几年发展起来的一门新兴学科，对于数据库的定义有不同提法。C.J.Date则从三方面描述数据库：存储在外存介质上的数据集合；存在以这种数据为背景运行的若干个批应用程序，对其进行检索、修改、插入和删除，另外可能有一些联机用户从远程终端与数据库相互作用；3数据库系统基础数据库是集成的，即包含许多用户的数据，每个用户只享用其中的小部分，且不同用户使用的部分数

2、据以多种方式重叠——即单独的数据片能够被许多不同用户共享；首先指出，数据库保存的是用于企业和事业部门、团体和个人的有关数据。例如制造公司的生产管理和产品供销数据、银行帐目数据、医院的患者病例数据、学校的教学管理数据、政府部门的管理、统计和计划数据等。4数据库系统基础特别应该强调的是，设计数据库保存这些数据的目的，不仅仅是为了扩展人们的记忆而主要是帮助人们去控制与之相关的事物。因此，数据库往往不是孤立存在的，通常是一个更大的信息控制系统的一部分，两者关系如图1．1所示。5数据库系统基础控制决策机构（用户）信息规范化策略客观事物观测机构数据库6数据库系

3、统基础该图表示，人们从观测客观事物中得到大量信息，对这些信息进行记录、整理和归类(总称规范)，然后将规范信息数据化并送入数据库中保存起来，其中一部分信息可直接送入控制决策机构。另一方面，控制决策机构向数据库发出询问，并利用数据库响应后提供的信息(以及其他有关信息)作出决策，再行控制客观事物。7数据库系统基础例如，就一个教学信息控制系统而言，客观事物可指学生、课程、学习情况等，决策控制机构指教学领导机关，策略是提高教学质量的措施。当数据库的管理人员把观测客观事物(学生、课程、学习情况)得到的信息规范化、数据化并送入数据库后，教学领导机关即可通过询问数

4、据库得到学生各门课程的学习情况，根据这些情况，参考其他学校的教学经验，提出改进教学的措施(策略)，并在教学中付诸实行(控制客观事物)。8数据库系统基础图书馆是存储和负责借阅图书的部门；而数据库则是存储数据并负责用户访问数据的机构。正象图书馆不能简单地与书库等同起来一样，我们也不能把数据库仅仅理解为存储数据的集合，而应视为一个系统，即数据库系统。如果把书籍胡乱地堆放在书库中，几乎无法从数以百万册计的浩瀚书海中查找出读者要借的一本书来。因此，没有一套完整的书卡作为图书馆藏书的模型，查借书籍就很困难，管理员也很难掌9数据库系统基础握藏书全貌。所以如果不知

5、道书卡与书架的对应关系，管理员也难以按借书单找到读书的存放位置。一个图书馆要想很好地为读者服务，必须完成以下工作：建立完善的书卡。书卡的内容和格式常包括：书号(分类号)、书名、作者名、出版社名、出版时间、内容摘要和其他细节。有时为了方便读者，也按不同分类编排书卡，加以书名、作者名或其它为索引进行编排。10数据库系统基础图书应有组织地存放在书库中。图书馆藏书数量很大，书库中房间和书架很多，需要按照一定的顺序和规则(物理结构)分放图书，并列出各类书籍存放的对应关系表，使管理人员能按此表快速查找。规定借阅权限。不同类型读者的借阅权限不同。建立周密的借阅管

6、理制度。对数据库来说，也要完成类似于图书馆的上述工作。11数据库系统基础数据库要建立数据模型，使用户可以根据数据模型访问数据库中的数据(如检索、插入、删除和修改)，而不必关心数据在数据库中的物理存储位置，就象读者可以按书卡填写借书单，而不用顾及书籍存放在书库的什么位置一样。数据也应有组织地在存放在存储设备上，并建立数据模型到物理存储位置的对应表（这种对应称为映射）。使数据库管理系统能够按照用户的访问请求，找到被访问数据的存储位置。12数据库系统基础建立数据模型和设计数据的物理存储（组织）方法，其目的是使用户对数据的应用与数据的存放位置和存储结构无关

7、，后者的变动不影响前者（正象改变图书的存放位置不影响读者按书卡借书一样），这一点也称为数据独立性，它是数据库的重要特征之一。现用表1.1来归纳数据库与图书馆两者的类似。13数据库系统基础14数据库系统基础15数据库系统基础二、数据库管理的进展数据管理是指对数据的组织、分类、编码、存储、检索和维护。计算机数据管理随着计算机硬件(主要是外存储器)、软件技术和计算机应用范围的发展而不断发展，多年来大致经历了如下四个阶段：人工管理阶段、文件系统阶段、数据库系统阶段、分布式数据库系统阶段。16数据库系统基础1.人工管理阶段.应用程序1数据组1应用程序2数据组

8、2应用程序n数据组n17数据库系统基础这个阶段的特点是：数据不保存；没有软件系统对数据进行管理；没有文件概念；一组数据对应