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数据库系统及其应用内容提要:数据库系统的基本概念数据库管理系统数据库语言几种新型的数据库系统数据库系统的应用通过本章的学习,应理解数据库系统与信息系统的基本概念和基本知识,了解新型数据库系统的功能、特点和主要实现技术,并了解数据库技术的应用领域,为后继课程的学习和实际应用打下基础。1数据库系统的定义数据库系统:是由数据库(DataBase,简记为DB)、数据库管理系统(DataBaseManagementSystem,简记为DBMS)、数据库管理员(DataBaseAdministrator,简记为DBA)、数据库应用程序以及用户五个部分组成的系统。数据库:是统一管理的相关数据的集合。数据库管理系统:是对数据库进行管理的软件,它是数据库系统的核心。数据库管理员:数据库管理员是对数据库进行规划、设计、协调、维护和管理的工作人员。数据库应用程序:是使用数据库语言开发的、能够满足数据处理需求的应用程序。用户:用户可以通过数据库管理系统直接操纵数据库,或者通过数据库应用程序来操纵数据库。2数据库系统的组成应用程序用户用户应用程序应用程序用户数据库管理员数据库管理系统数据库3数据管理技术的发展人工管理阶段文件系统阶段数据库阶段高级数据库阶段4数据库系统的体系结构应用程序A1外模式A应用程序C2应用程序C1应用程序B1应用程序A2外模式B外模式C概念模式内模式数据库外模式/概念模式映象概念模式/内模式映象5数据库管理系统及其功能数据库管理系统(DatabaseManagementSystem,简记为DBMS):是指在数据库系统中实现对数据进行管理的软件系统,它是数据库系统的重要组成部分和核心。数据库管理系统的功能:数据库定义功能数据库操纵功能数据库事务管理功能数据库维护功能格式转换以及网络通信等其他功能6数据库管理系统的类型层次型数据库:采用层次数据模型,即使用树型结构来表示数据库中的记录及其联系。网状型数据库:采用网状数据模型,即使用有向图(网络)来表示数据库中的记录及其联系。关系型数据库:关系型数据库采用关系数据模型,即使用二维表格的形式来表示数据库中的数据及其联系。由于关系模型比较简单、易于理解且有完备的关系代数作为其理论基础,所以被广泛使用。面向对象数据库:采用面向对象数据模型,是面向对象技术与数据库技术相结合的产物。在面向对象数据库中使用了对象、类、实体、方法和继承等概念,具有类的可扩展性、数据抽象能力、抽象数据类型与方法的封装性、存储主动对象以及自动进行类型检查等特点。7数据库管理系统的构成应用层:该层是数据库管理系统与终端用户和应用程序的界面,负责处理各种数据库应用,如使用结构化查询语言SQL发出的事务请求或嵌入宿主语言的应用程序对数据库的请求。语言处理层:该层由DDL编译器、DML编译器、DCL编译器、查询器等组成,负责完成对数据库语言的各类语句进行词法分析、语法分析和语义分析,生成可执行的代码。此外,还负责进行授权检验、视图转换、完整性检查、查询优化等。数据存取层:该层将上层的集合操作转换为对记录的操作,包括扫描、排序、查找、插入、删除、修改等,完成数据的存取、路径的维护以及并发控制等任务。数据存储层:该层由文件管理器和缓冲区管理器组成,负责完成数据的页面存储和系统的缓冲区管理等任务,包括打开和关闭文件、读写页面、读写缓冲区、页面淘汰、内外存交换以及外存管理等。8数据库语言数据定义语言(DDL):又称为数据描述语言,用来定义数据库的结构、各类模式之间的映象和完整性约束等,其基本功能是:定义和标识数据库的逻辑结构和物理结构,并给出其唯一的命名。描述各类模式及它们之间的映象。描述每一个基本数据项的基本特征。描述安全控制方式和完整性约束条件。定义数据结构和子结构之间的映象。数据操纵语言(DML):又称为数据处理语言,用来描述用户对数据库进行的各种操作,包括数据的录入、修改、删除、查询、统计、打印等。DML可分为自含型和嵌入型的DML两种。结构化查询语言(StructuredQueryLanguage,SQL):是一种基于关系代数和关系演算的数据操纵语言,目前一般都采用SQL作为共同的数据操纵语言和标准接口,成为数据库领域的一种主流语言。9分布式数据库分布式数据库(DistributedDatabase,简记为DDB):是物理上分散在计算机网络各结点上,但在逻辑上属于同一系统的数据集合。分布式数据库的特点:数据分布性逻辑相关性局部自治与全局共享性数据的冗余性数据的独立性系统的透明性分布式数据库管理系统(DistributedDatabaseManagementSystem,简记为DDBMS):是一个支持分布式数据库的建立、操纵与维护的软件系统,负责实现局部数据管理、数据通信、分布数据管理以及数据字典管理等功能。10