数据库系统教程 第3版(施伯乐) 第1章数据库概论(2008)

数据库系统教程 (第3版)1

目录上篇 基础篇 第1章 数据库概论 第2章 关系运算理论 第3章 SQL语言 第4章 规范化设计理论 第5章 DBD与ER模型 第6章 DB的存储结构 第7章 系统实现技术 下篇 发展篇 第8章 ODBS 第9章 DDBS 第10章 ODBC技术 第11章 XML技术 第12章 现代信息 集成技术2

数据库系统教程(第3版) 特点：

理论性强(关系运算，模式设计) 应用性强(SQL,数据库设计)

可操作性(有很多题目) 实用系统 DBMS:DB2,Sybase,Oracle,

SQL server 工具：PB,VB,Delphi

第1章 数据库概论4

第1章 数据库概论1.1 引言 1.2 数据库的由来和发展 1.3 数据描述 1.4 数据抽象的级别 1.5 数据库管理系统(DBMS) 1.6 数据库系统(DBS) 1.7 小结5

本章的重要概念(1)(1)DB、DBMS和DBS的定义 (2)数据管理技术的发展阶段： 人工管理、文件系统、数据库和 高级数据库等各阶段的特点。 (3)数据描述： 概念设计、逻辑设计和物理设计等各 阶段中数据描述的术语，概念设计中 实体间二元联系的描述(1:1,1:N, M:N)。6

本章的重要概念(2)(4)数据抽象的级别：数据模型的定义，概 念模 型，逻辑模型(层次模型、网状模 型、关系 模型和对 象模型),外部模 型，内部模型。三层模式和两级映像， 数据独立性。数据抽象中各个层次中记 录的联系。 (5) DBMS: DBMS的工作模式和主要功能。 (6) DBS:DBS的组成，DBA,DBS的全局 结构，DBS结构的分类。7

前 言从20世纪50年代中期开始，计算机的应用 由科学研究部门逐渐扩展到企业、行政部门。 至60年代，数据处理已成为计算机的主要应 用。在60年代末，数据库技术作为数据处理 中的一门新技术发展起来的。经过近40年的 发展，数据库技术已是计算机软件领域的一 个重要分支，形成了较为完整的理论体系和 实用技术。本章先回顾数据管理技术的发展 过程，然后介绍数据库中的基本概念，以使 读者对数据库的概貌有所了解。 8

1.1 引言

1963年，美国Honeywell公司的IDS(Integrated Data Store)系统投入运行，揭开了数据库技术的序幕。 20世纪70年代是数据库蓬勃发展的年代，网状系统和 层次系统占据了整个数据库商用市场，而关系系统仅 处于实验阶段。 20世纪80年代，关系系统由于使用简便以及硬件性能 的改善，逐步代替网状系统和层次系统占领了市场。 20世纪90年代，关系数据库已成为数据库技术的主流。 进入21世纪以后，无论是市场的需求还是技术条件的 成熟，对象数据库技术、Web数据库技术的推广和普 及已成定局。 9

1.2 数据库的由来和发展人工管理阶段 1.2.2 文件系

统阶段 1.2.3 数据库阶段 1.2.4 高级数据库阶段 1.2.1

1.2 数据库的由来和发展

磁盘容量的发展

1956 1965 1971 1978 1981 1985 1995 2003 2008 5 30 100 600 1.2 5 10 180 1 容量/轴 MB MB MB MB GB GB GB GB TB

时间

数据管理技术的发展经历了人工管理、文 件系统、数据库阶段和高级数据库阶段。

1.2.1 人工管理阶段

在人工管理阶段(20世纪50年代中期以前),计 算机主要用于科学计算，其他工作还没有展开。 外部存储器只有磁带、卡片和纸带等，还没有磁 盘等字节存取存储设备。软件只有汇编语言，尚 无数据管理方面的软件。数据处理的方式基本上 是批处理。 人工管理阶段的数据管理有下列特点： ① 数据不保存在计算机内。 ② 没有专用的软件对数据进行管理。 ③ 只有程序(program)的概念， 没有文件(file)的概念。 ④ 数据面向程序。即一组数据对应一个程序。 12

1.2.2 文件系统阶段(1)

在这一阶段(20世纪50年代后期至60年代中 期),计算机不仅用于科学计算，还用于信 息管理。随着数据量的增加，数据的存储、 检索和维护问题成为紧迫的需要，数据结构 和数据管理技术迅速发展起来。此时，外部 存储器已有磁盘、磁鼓等直接存取存储设备。 软件领域出现了高级语言和操作系统。操作 系统中的文件系统是专门管理外存的数据管 理软件。数据处理的方式有批处理，也有联 机实时处理。 13

1.2.2 文件系统阶段(2)

文件系统阶段的数据管理有以下特点：① 数据以“文件”形式可长期保存在外部存储器的磁盘上。 ② 数据的逻辑结构与物理结构有了区别，但比较简单。 ③ 文件组织已多样化。有索引文件、链接文件和直接存取 文件等。 ④ 数据不再属于某个特定的程序，可以重复使用，即数据 面向应用。 ⑤ 对数据的操作以记录为单位。

随着数据管理规模的扩大，数据量急剧增加，文件 系统显露出三个缺陷： ① 数据冗余(redundancy) ② 数据不一致(inconsistency) ③ 数据联系弱(poor data relationship) 14

职工工资文件 职工档案文件 职工保健文件

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文件库

数据库15

1.2.3 数据库阶段(1)

数据管理技术进入数据库阶段的标志是20世纪60年

代末的三件大事：①1968年美国IBM公司推出层次模型的IMS系统 。

②1969年美国CODASYL组织发布了DBTG报告，总结了当时各式各样的数据库，提出网状模型。 ③1970年美国IBM公司的E.F.Codd 连续发表论文，提 出关系模型，奠定了关系数据库的理论基础。16

1.2.3 数据库阶段(2) 数据库阶段的数据管理具有以下特点：

① 采用数据模型表示复杂的数据结构。 ② 有较高

的数据独立性。

③ 数据库系统为用户提供了方便的用户接口。④ 数据库系统提供以下四方面的数据控制功 能：并发控制，恢复，完整性和安全性。 ⑤ 增加了系统的灵活性 。17

1.2.3 数据库阶段(3)用户的局部 逻辑结构 数据库的 整体逻辑结构 数据库的 物理结构

逻辑数据 独立性

物理数据 独立性

图1.2 数据库系统的结构18

1.2.3 数据库阶段(4) 程序和数据间的联系：应用程序1 应用程序n … 数据库 管理系 统DBMS 数据库

文件系统阶段信息处理的传统方式：输入 程序 输出