第1章 数据库基础知识
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1、教材：教材：SQL Server 2012SQL Server 2012数据库应用与开发教程数据库应用与开发教程清华大学出版社清华大学出版社20152015李春葆等李春葆等 1.1.1 1.1.1 信息与数据信息与数据l “数据数据”是将现实世界中的各种信息记录下来的、可是将现实世界中的各种信息记录下来的、可以识别的符号。以识别的符号。l 数据是信息的载体，是信息的具体表示形式，而信息数据是信息的载体，是信息的具体表示形式，而信息是数据的内涵。是数据的内涵。l 信息与数据是密切相关联的，信息是各种数据所包括信息与数据是密切相关联的，信息是各种数据所包括的意义，数据则是载荷信息的物理符号。的意义
2、，数据则是载荷信息的物理符号。1.1.2 1.1.2 数据处理数据处理数据处理数据处理 20 20世纪世纪5050年代中期以前，计算机主要用于科学计算。年代中期以前，计算机主要用于科学计算。在这一阶段，计算机除硬件外，没有管理数据的软件。在这一阶段，计算机除硬件外，没有管理数据的软件。1.2.1 1.2.1 人工管理阶段人工管理阶段l 数据不保存。数据不保存。l 数据面向程序。数据面向程序。l 编写程序时要安排数据的物理存储。编写程序时要安排数据的物理存储。此阶段的特点：此阶段的特点：1.2.2 1.2.2 文件系统管理阶段文件系统管理阶段 在在2020世纪世纪5050年代后期至年代后期至20
3、20世纪世纪6060年代中期，计算机年代中期，计算机外存已有了磁鼓、磁盘等存储设备，软件有了操作系统。外存已有了磁鼓、磁盘等存储设备，软件有了操作系统。 人们在操作系统的支持下，设计开发了一种专门管人们在操作系统的支持下，设计开发了一种专门管理数据的计算机软件，称之为文件系统。理数据的计算机软件，称之为文件系统。此阶段的特点：此阶段的特点：l 数据以文件的形式长期保存。数据以文件的形式长期保存。l 数据的物理结构与逻辑结构有了区别，但比较简单。数据的物理结构与逻辑结构有了区别，但比较简单。l 程序与数据之间有一定的独立性。程序与数据之间有一定的独立性。1.2.3 1.2.3 数据库系统管理阶段
4、数据库系统管理阶段 从从2020世纪世纪6060年代末期开始，随着计算机技术的发展，年代末期开始，随着计算机技术的发展，数据管理的规模越来越大，数据量急剧增加，数据共享数据管理的规模越来越大，数据量急剧增加，数据共享的要求越来越高。这时磁盘技术取得了重要进展，为数的要求越来越高。这时磁盘技术取得了重要进展，为数据库技术的发展提供了物质条件。据库技术的发展提供了物质条件。 人们开发出了一种新的、先进的数据管理方法，将人们开发出了一种新的、先进的数据管理方法，将数据存储在数据库中，由数据库管理软件对其进行管理。数据存储在数据库中，由数据库管理软件对其进行管理。此阶段的特点：此阶段的特点：l 数据共
5、享。数据共享。l 面向全组织的数据结构化。面向全组织的数据结构化。l 数据独立性。数据独立性。l 可控数据冗余度。可控数据冗余度。l 统一数据控制功能。统一数据控制功能。数据库系统和文件系统的区别：数据库系统和文件系统的区别： 1.3.1 1.3.1 数据库数据库数据库是至少符合以下特征的数据集合：数据库是至少符合以下特征的数据集合：l 数据库中的数据是按一定的数据模型来组织的，而不数据库中的数据是按一定的数据模型来组织的，而不是杂乱无章的。是杂乱无章的。l 数据库的存储介质通常是硬盘、磁带和光盘等，故可数据库的存储介质通常是硬盘、磁带和光盘等，故可大量地、能够地存储及高效地使用。大量地、能够
6、地存储及高效地使用。l 数据库中的数据能为众多用户所共享，能方便地为不数据库中的数据能为众多用户所共享，能方便地为不同的应用服务。同的应用服务。l 数据库是一个有机的数据集成体，它由多种应用的数数据库是一个有机的数据集成体，它由多种应用的数据集成而来，故具有较少的冗余、较高的独立性。据集成而来，故具有较少的冗余、较高的独立性。数据库的结构可以分为数据库的结构可以分为3 3个层次：个层次：1.3.2 1.3.2 数据库管理系统数据库管理系统 数据库管理系统（数据库管理系统（Data Base Management SystemData Base Management System，DBMSDBM
7、S）是由一组程序构成，其主要功能是完成对数据库中数）是由一组程序构成，其主要功能是完成对数据库中数据定义和数据操作，提供给用户一个简明的接口，实现事务据定义和数据操作，提供给用户一个简明的接口，实现事务处理等。处理等。 这样，可以把对这样，可以把对“存储数据存储数据”的管理、维护和使用的复的管理、维护和使用的复杂性都转嫁给杂性都转嫁给DBMSDBMS，以方便数据库系统的开发。，以方便数据库系统的开发。1. DBMS1. DBMS的主要功能的主要功能l 数据库定义功能。数据库定义功能。l 数据操作功能。数据操作功能。l 数据库运行管理功能。数据库运行管理功能。l 数据的组织、管理和存储。数据的组
8、织、管理和存储。l 数据库的建立和维护功能。数据库的建立和维护功能。l 数据通信功能。数据通信功能。2. DBMS2. DBMS的组成的组成l 语言编译处理程序。语言编译处理程序。l 系统运行控制程序。系统运行控制程序。l 系统建立、维护程序。系统建立、维护程序。l 数据字典。数据字典。3. 3. 主流的主流的DBMSDBMS排名排名DBMSDBMS数据库模型数据库模型1 1ORACLEORACLE关系型关系型DBMSDBMS2 2MySQLMySQL关系型关系型DBMSDBMS3 3SQL ServerSQL Server关系型关系型DBMSDBMS4 4PostgreSQLPostgreS
9、QL关系型关系型DBMSDBMS5 5MongoDBMongoDB文档存储文档存储6 6DB2DB2关系型关系型DBMSDBMS7 7AccessAccess关系型关系型DBMSDBMS8 8SQLiteSQLite关系型关系型DBMSDBMS9 9CassandraCassandra列存储列存储1010SybabaeSybabae关系型关系型DBMSDBMS 据权威的据权威的DB-ENGINESDB-ENGINES统计，至统计，至20142014年年9 9月，排名前月，排名前1010位的位的DBMSDBMS如表如表1.11.1所示。所示。1.3.3 1.3.3 数据库系统数据库系统 数据库系
10、统（数据库系统（Database SystemDatabase System，DBSDBS）是数据库应用）是数据库应用系统的简称。数据库系统的组成及其各组件之间的关系如图系统的简称。数据库系统的组成及其各组件之间的关系如图1.61.6所示。所示。数据库数据库操作系统操作系统DBMSDBMS应用程序应用程序用户用户1 1 用户用户2 2用户用户n nDBSDBSDBADBA应用程序员应用程序员n 计算机系统计算机系统：由硬件和必需的软件组成。：由硬件和必需的软件组成。n 数据库：数据库：是指数据库系统中集中存储的一批数据的集是指数据库系统中集中存储的一批数据的集合。合。n DBMSDBMS：用于
11、负责数据库存取、维护和管理。用于负责数据库存取、维护和管理。 n 应用程序：应用程序：界于用户和数据库管理系统之间，是指完界于用户和数据库管理系统之间，是指完成用户操作的程序。成用户操作的程序。n 用户：用户：是指存储、维护和检索数据库中数据的使用人是指存储、维护和检索数据库中数据的使用人员。数据库系统中主要有员。数据库系统中主要有3 3类用户：终端用户、应用类用户：终端用户、应用程序员和数据库管理员。程序员和数据库管理员。 数据模型是描述数据及其联系的模型，是对现实世数据模型是描述数据及其联系的模型，是对现实世界数据特征与联系的抽象反映。界数据特征与联系的抽象反映。1.4.1 1.4.1 三
