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第一章 数据库入门,了解数据库是什么 为什么使用数据库 掌握数据库系统组成 学习数据库的基本元素 知晓数据库管理系统目标 理解数据库DBMS类型与功能 比较个人数据库与企业数据库区别,【学习目标】,一、什么是数据库?,1.1 数据库简介,数据库是一种依照某种结构组织、存储和管理的数据集合,它们一般存放在辅助存储器中。,这种数据集合具有如下特点: 数据尽可能不重复 提供用户多种应用程序访问 数据结构独立于使用它的应用程序,数据库实例:招生数据库、论文数据库、人事档案数据库、商品交易数据库、航班信息数据库等。,高校信息化管理数据库应用实例,二、为什么需要数据库?,数据库可以帮助用户组织、管理数据,并提供数据访问操作支持。它是信息系统重要组成部分,几乎所有软件中都有数据库存在。,使用数据库可以带来许多好处: 实现数据资源的充分共享 减少存储数据的冗余度,节省数据的存储空间 容易实现数据资料的查找、统计及分析等处理 帮助用户更好地管理数据,1. 电子表格可以替代数据库管理数据?,课程成绩Excel表,电子表格可对数据进行简单处理,但存在一定问题。,学生/导师联系表,删除,问题: 将删除过多信息,删除数据操作,学生/导师联系表,更改,问题: 更改部分数据可能会造成前后信息不一致,?,修改数据操作,问题: 新增导师,因缺少学生数据,联系表数据不完整,学生/导师联系表,新增数据操作,多个主题数据放在一个表格中,当进行部分数据操作时,会带来数据操作异常。 电子表格访问缺乏控制手段,当多个人同时处理时,也会带来混乱和安全问题。,2. 造成电子表格问题的原因是什么?,学生邮件数据,导师邮件数据,将多个主题数据进行拆分,每个主题数据放在一个表中。 多个表之间通过关系进行关联。,3. 关系表管理数据,关系表模型思想:,对上面的关系表进行数据行插入、更新和删除,不会出现电子表格中数据操作异常现象。,问题:在关系表模型中,用户如何查看原始列表格式数据?,采用结构化查询语言(Structure Query Language,SQL)对关系模型中的基本表进行数据访问操作,实现数据整合查看。,SELECT StudentName, StudentEmail, AdviserName, AdviserEmail FROM STUDENT, ADVISER WHERE STUDENT.AdviserNumber = ADVISER.AdviserNumber,三、数据库发展历史,1.人工管理阶段(20世纪40年代中-50年代中),应用需求: 科学计算 硬件背景: 纸带打孔输入/输出 软件背景: 没有操作系统 数据管理: 人工管理,数据库的发展历史其实就是数据管理的发展历史,它起源于上个世纪计算机应用初期,其发展经历如下三个阶段。,应用程序与数据之间关系:,数据的管理者:用户(程序员),数据不保存 数据面向的对象:某一应用程序 数据的共享程度:无共享、冗余度极大 数据的独立性:不独立,完全依赖于程序 数据的结构化:无结构 数据控制能力:应用程序自己控制,人工管理阶段特点:,2.文件系统阶段(20世纪50年代末-60年代中),应用需求: 科学计算、信息管理 硬件背景: 磁带、磁鼓、磁盘 软件背景: 操作系统、文件系统 数据管理: 文件方式组织数据,以文件方式组织管理数据,并对应用程序提供存取访问接口,数据的管理者: 文件系统,数据可长期保存 数据面向的对象:某一应用程序 数据的共享程度:共享性差、冗余度大 数据的结构化: 记录内有结构,整体无结构 数据的独立性: 独立性差,数据的逻辑结构改变必须修改应用程序 数据控制能力: 应用程序自己控制,文件系统管理阶段特点:,3.数据库系统阶段(20世纪60年代末-现在),应用背景: 大规模数据管理 硬件背景: 大容量磁盘、磁盘阵列 软件背景: 操作系统、数据库管理系统(DBMS) 数据管理: 数据库管理系统组织、存储及访问数据,Database Management System 数据库管理系统,数据库管理阶段,数据结构化 数据的共享性高,冗余度低,易扩充 数据独立性高 数据由DBMS统一管理和控制,数据库管理阶段特点:,四、数据库发展重要事件,1951:Univac系统使用磁带和穿孔卡片作为数据存储。 1956:IBM公司在其Model 305 RAMAC中第一次引入了磁盘驱动器。 1961:通用电气(GE)公司的Charles Bachman开发了第一个数据库管理系统IDS,采用网状数据模型。 1970:E.F. Codd发明了关系模型数据库。 1973: 由John J.Cullinane领导Cullinane公司开发了 IDMS一个针对IBM主机的层次数据模型DBMS。 1974 年,IBM的Ray Boyce和Don Chamberlin提出SQL(Structured Query Language)语言。 1976: Honeywell公司推出了Multics Relational Data Store第一个商用关系数据库产品。 1979: Oracle公司引入了第一个商用SQL关系数据库管理系统。 1983: IBM 推出了DB2数据库产品。 1985: 为Procter & Gamble系统设计的第一个商务智能系统产生。 1991: W.H.“Bill”Inmon发表了”构建数据仓库”。,五、数据库发展趋势,数据库规模朝两头分化发展,大数据库系统越来越大,小数据库系统越来越小。 数据库行数据访问到列数据访问。 结构化数据库到半结构化XML数据库。 数据库系统、数据仓库系统、商业智能数据分析系统。 实时数据库、面向对象数据库、空间数据库、分布式数据库,一、数据库系统组成,1.2 数据库系统概念,数据库系统 包括:用户、数据库应用程序、数据库管理系统和数据库四个组成元素。,1.数据库,数据库是一种依照某种结构组织、存储和管理的数据集合。更进一步地说,数据库不仅存放了数据,而且还存放了数据与数据之间的关系。一个数据库系统中通常有多个数据库,每个库由若干张表(Table)组成。,数据库,表,表,表,用户数据表 系统数据表 视图 索引 触发器 存储过程,数据库对象元素,SQL Server 数据库对象,元数据示例,元数据是一种专门描述数据库结构的数据。,元数据是放在数据库的系统表内,数据库管理系统(Database Manage System,DBMS )是一种专门用来创建数据库、管理数据库、维护数据库,并提供对数据库访问的软件系统。,2.数据库管理系统,用户数据 元数据,典型数据库管理系统:,ACCESS微软公司推出的桌面数据库管理系统 SQL SERVER微软公司推出的商用数据库管理系统 ORACLE甲骨文公司推出的企业级数据库管理系统 DB2IBM公司推出的企业级数据库管理系统 SybaseSybase公司推出的企业级数据库管理系统 MySql开源的数据库管理系统 。,数据库管理系统(DBMS)主要功能:,创建数据库和表 创建支持结构,如索引等 读取数据库数据 修改数据库数据 维护数据库结构 执行规则 并发控制 提供安全性 执行备份和恢复,3.数据库应用程序,数据库应用程序是根据用户需要在DBMS支持下运行的一类计算机应用程序。,应用程序可实现功能: 创建并处理表单 处理用户查询 创建并处理报表 执行应用逻辑 控制应用,1)创建并处理表单,用户注册表单,查询学习软件,2)处理用户查询,3)创建并处理报表,月报表,4.数据库用户,数据库用户是指数据库系统的使用人员。,二、数据库系统在计算机中的位置,数据库系统在计算机系统中的位置,三、数据库管理系统类型,关系DBMS采用关系数据结构模型 层次DBMS采用层次数据结构模型 网络DBMS采用网状数据结构模型 对象DBMS采用对象结构模型 其他DBMS,1.按数据模型分类,数据模型描述数据、数据间关系及其约束的形式描述。一般由数据结构、数据操作、数据约束三部分组成。,数据库管理系统按数据模型分类如下:,集中DBMS数据库集中在单一物理机器中 分布DBMS数据库可分布在不同位置物理机器,3.按系统部署分类,通用DBMS适用于很多行业领域,财务信息、人力资源管理 专用DBMS适用于特定领域,如实时计算、嵌入式计算领域 个人DBMS适用于单用户信息管理应用 企业DBMS适用于大型的企业级应用,4.按使用场景分类,单用户DBMS仅支持单用户访问 多用户DBMS可支持多用户并行访问,2.按用户数分类,实例分析: 1.Microsoft SQL Server2008 数据库管理系统属于哪类DBMS? 2.SYBASE ASE15.7 数据库管理系统属于哪类DBMS? 3.Microsoft Access2010数据库管理系统属于哪类DBMS?,四、个人数据库系统与企业数据库系统比较,1.个人数据库系统,个人数据库主要运用在少量数据处理、单用户使用的场景。,2.企业级数据库系统,企业级数据库主要运用在大量数据处理、多用户使用的场景。,数百个数据库表 上百万行数据/表 数千计并发用户,五、数据库系统应用结构,1. 单机结构,特点: 在单机结构系统中,整个数据库系统都装在一台计算机上,由一个用户进行访问操作,数据不能共享,数据冗余度大。,2. 集中式结构,特点: 数据库系统的应用程序、DBMS、数据,都放在同一主机上,所有的处理任务由主机完成,多个用户可同时并发地存取数据,能够共享数据。,优缺点: 结构简单,易于维护,但是当终端用户增加到一定数量后,数据的存取将会成为瓶颈问题,使系统的性能大大地降低。,3. 客户/服务器结构,优缺点:在这种系统中,用户将数据传送到服务器进行处理。服务器将结果返回给用户,提高了系统的性能和负载能力,但可能带来网络上数据传数量过大。,特点: 在网络中将某个结点的计算机专门用于执行DBMS核心功能,称为数据库服务器;其他结点上的计算机安装DBMS外围应用开发工具和应用程序,称为客户机。这种把DBMS和应用程序分开的结构就是客户/服务器数据库系统。,服务进程,客户端程序,4. 分布式结构,优缺点:适应了地理上分布的企业、团体等组织对数据库的需求,但给数据的处理和维护带来困难。,特点:数据库中的数据在逻辑上是一个整体,但物理分布在计算机网络的不同结点上,每个结点上的主机又连接多个用户。网络中的每一个结点都可以独立地处理数据,执行全局应用。,问题: 如何理解元数据、数据库、数据库管理系统、数据库系统概念 数据库系统有哪几个部分组成? 个人数据库系统和企业数据库系统的区别是什么? 什么是数据模型?数据模型由哪几个部分组成?,一、Access数据库软件介绍,1.3 Microsoft Access 项目实践,桌面个人数据库管理系统 作为Office办公软件套件之一,Microsoft Office办公软件,Microsoft Access启动界面,二、Access启动界面,新建文件,Microsoft Access新建窗口,三、Access数据库创建,点击空数据库,命名数据库文件,Microsoft Access新数据库创建,数据库操作向导,数据库操作窗口,四、数据库实践项目案例,汽车经销商Wallingford Motor应用数据库来建立客户联系信息,进行客户关系管理。,数据库命名为WMCRM,它包含CUSTOMER客户信息表、CONTACT联系表。,CUSTOMER客户信息表的结构定义如下:,1、创建数据库表,建表操作窗口,输入列操作窗口,主键列定义操作窗口,主键设置,2、保存数据库表,保存表操作窗口,命名表,数据库表对象窗口,表对象,3、插入数据到表,插入数据表操作窗口,插入数据,4、修改表中数据,表数据修改操作窗口,修改数据,5、删除表中数据,表数据修改操作窗口,单击确认,
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