數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)課件

1、n數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的目的n對數(shù)據(jù)的觀察角度n數(shù)據(jù)模型 n數(shù)據(jù)定義語言DDL n數(shù)據(jù)操縱語言DMLn事務(wù)管理 n存儲管理n數(shù)據(jù)庫管理員DBAn數(shù)據(jù)庫用戶n系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)n一個(gè)相互關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)的集合n一個(gè)存取數(shù)據(jù)的程序的集合n特定企業(yè)的信息nDBMS 提供對數(shù)據(jù)進(jìn)行方便和高效的使用的環(huán)境.n數(shù)據(jù)庫應(yīng)用:H銀行: 各種交易H航空公司: 訂座, 時(shí)刻表H大學(xué): 注冊, 分?jǐn)?shù)H銷售: 客戶, 產(chǎn)品, 購買H制造業(yè): 生產(chǎn), 庫存, 訂貨, 供應(yīng)鏈H人力資源: 雇員記錄, 工資, 扣稅n數(shù)據(jù)庫涉及我們生活的所有方面n早期的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用建立在文件系統(tǒng)之上n使用文件系統(tǒng)存儲數(shù)據(jù)的缺點(diǎn):H數(shù)據(jù)冗余與不一致性4多種文件格式,

2、 信息在不同文件中重復(fù)H存取數(shù)據(jù)困難 4對每個(gè)新任務(wù)必須寫新程序H數(shù)據(jù)隔離 多種文件及格式H完整性問題4完整性約束(e.g. account balance 0)嵌在程序代碼中4難以加入新約束或改變已有約束n文件系統(tǒng)的缺點(diǎn) (續(xù)) H更新的原子性4故障可能導(dǎo)致更新只執(zhí)行一部分，從而使數(shù)據(jù)庫處于一個(gè)不一致的狀態(tài)4例如：賬戶之間的轉(zhuǎn)賬必須全部完成或完全不做H多用戶并發(fā)存取4并發(fā)存取有利于提高性能4并發(fā)存取若不加控制可能導(dǎo)致不一致性 例如：兩個(gè)人同時(shí)修改賬戶余額H安全問題n數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)提供對以上所有問題的解決方法n物理層: 描述記錄 (e.g., customer)如何存儲. n邏輯層: 描述存儲在數(shù)

3、據(jù)庫中的數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系.type customer = recordname : string;street : string;city : integer;end;n視圖層: 應(yīng)用程序隱蔽了數(shù)據(jù)類型的細(xì)節(jié). 視圖還能為安全目的隱蔽信息 (e.g., salary). 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu) n類似程序設(shè)計(jì)語言中的類型與變量n模式模式 數(shù)據(jù)庫的邏輯結(jié)構(gòu) H例如, 數(shù)據(jù)庫包含客戶與賬戶信息，以及它們之間的聯(lián)系H類似于程序變量的類型信息H物理模式物理模式: 物理層數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)H邏輯模式邏輯模式: 邏輯層數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)n實(shí)例實(shí)例 數(shù)據(jù)庫在特定時(shí)刻的實(shí)際內(nèi)容H類似于變量的值n物理數(shù)據(jù)獨(dú)立性物理數(shù)據(jù)獨(dú)立性

4、 修改物理模式而不需改變邏輯模式的能力H應(yīng)用依賴于邏輯模式H一般地, 不同層次與部分之間的界面應(yīng)該良定義，使得一部分的改變不會嚴(yán)重影響其他部分.n一個(gè)概念工具集合，用于描述H數(shù)據(jù) H數(shù)據(jù)聯(lián)系H數(shù)據(jù)語義H數(shù)據(jù)約束n實(shí)體-聯(lián)系模型n關(guān)系模型n其他模型: H面向?qū)ο竽Ｐ虷半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)模型H舊式模型: 網(wǎng)狀模型和層次模型實(shí)體-聯(lián)系模型建立的模式例n現(xiàn)實(shí)世界的 E-R 模型H實(shí)體 (對象) 4E.g. 客戶, 賬戶, 銀行分行H實(shí)體之間的聯(lián)系4E.g. 賬戶 A-101 為客戶 Johnson 所擁有4聯(lián)系集 depositor 將客戶與賬戶相關(guān)聯(lián)n廣泛用于數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)H用 E-R 模型做的數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)再轉(zhuǎn)

5、換成用關(guān)系模型做的設(shè)計(jì)，后者用于存儲和處理n關(guān)系模型中的表式數(shù)據(jù)例customer-nameCustomer-idcustomer-streetcustomer-cityaccount-numberJohnsonSmithJohnsonJonesSmith192-83-7465019-28-3746192-83-7465321-12-3123019-28-3746AlmaNorthAlmaMainNorthPalo AltoRyePalo AltoHarrisonRyeA-101A-215A-201A-217A-201屬性n定義數(shù)據(jù)庫模式HE.g. create table account (

6、 account-number char(10), balance integer)nDDL 編譯器生成數(shù)據(jù)字典中的信息n數(shù)據(jù)字典包含元數(shù)據(jù) (i.e., 關(guān)于數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù))H 數(shù)據(jù)庫模式 H數(shù)據(jù)存儲與定義語言 4可用于說明數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)使用的存儲結(jié)構(gòu)和存取方法的語言4通常是數(shù)據(jù)定義語言的擴(kuò)展n用于存取和操作按特定數(shù)據(jù)模型組織起來的數(shù)據(jù)的語言HDML 也稱為查詢語言n兩種類型的語言 H過程式的 用戶指明需要什么數(shù)據(jù)以及如何得到那些數(shù)據(jù)H非過程式的 用戶指明需要什么數(shù)據(jù)但不說明如何得到那些數(shù)據(jù)nSQL 是最廣泛使用的查詢語言nSQL: 廣泛使用的非過程式語言HE.g. 求客戶號為 192-83-746

7、5 的客戶的姓名select customer.customer-namefrom customerwhere customer.customer-id = 192-83-7465HE.g. 求客戶號為 192-83-7465 的客戶所擁有的所有賬戶的余額select account.balancefrom depositor, accountwhere depositor.customer-id = 192-83-7465 and depositor.account-number = account.account-numbern應(yīng)用程序存取數(shù)據(jù)庫一般是通過H嵌入式 SQLH應(yīng)用編程界面 (

8、e.g. ODBC/JDBC)n根據(jù)與數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)交互的方式來區(qū)分不同用戶n應(yīng)用程序員 通過 DML 調(diào)用與系統(tǒng)交互n高級用戶 使用數(shù)據(jù)庫查詢語言表達(dá)請求n專業(yè)用戶 寫專門的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用n初級用戶 調(diào)用別人開發(fā)好的應(yīng)用程序HE.g. 通過web訪問數(shù)據(jù)庫的人, 銀行出納, 辦事員n協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的所有活動n數(shù)據(jù)庫管理員完全了解企業(yè)的信息資源和需求n數(shù)據(jù)庫管理員的職責(zé)包括:H模式定義H存儲結(jié)構(gòu)與存取方法定義H模式與物理組織修改H給用戶授予存取數(shù)據(jù)庫的權(quán)限H聲明完整性約束H負(fù)責(zé)與用戶的聯(lián)絡(luò)H監(jiān)控性能H對需求的改變進(jìn)行反應(yīng)n事務(wù)是一個(gè)操作集合，完成數(shù)據(jù)庫應(yīng)用中的單個(gè)邏輯功能n事務(wù)管理部件確保數(shù)據(jù)庫在即使發(fā)生了系統(tǒng)故障(e.g., 電源故障和操作系統(tǒng)崩潰)或事務(wù)故障的情況下仍處于一致(正確)狀態(tài).n并發(fā)控制管理器控制并發(fā)事務(wù)之間的交互, 以確保數(shù)據(jù)庫的一致性.n存儲管理器提供存儲在數(shù)據(jù)庫中的底層數(shù)據(jù)與應(yīng)用程序和提交給