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数据库原理及应用 ——SQL Server2012 第1章 数据库系统概述 主要内容 1.1引言 1.2数据库技术的发展 1.3 数据模型 1.4 数据库系统 学习目标: 了解数据库发展历史 了解数据库系统的概念 了解数据库系统结构 了解数据库管理系统的组成 导入案例 远古时代，人类社会的生产力低下，生存环境恶劣，人们几乎没有剩余的物质财富，过着茹毛饮血的原始生活。这个时代，人们无暇顾及计数工具。 在之后的岁月里，人们渐渐学会了火耕刀种。采集来的种子撒在地里，之后有了更多的果实，吃不了的猎物圈养起来，这样有了在人类社会中繁衍下去的家畜。物质的丰富，人类开始有了管理财物的需要。 现代社会，人类的物质文明和精神文明财富早已超出了个人的想象，使用高效的数据库系统来管理这些数据是社会发展的必然。 本章主要介绍数据库系统的产生、数据库技术的发展、数据模型和数据库系统概述几个方面，使读者掌握数据库系统构建和应用的理论基础。 1.1 引言 计算机是人类计算工具发展的产物 数据库是计算机技术发展的产物 SQL Server的优越性 1.2 数据库技术的发展 信息与数据 数据处理 人工管理阶段 文件系统阶段 数据库系统阶段 高级数据库阶段 1.2.1 信息与数据 信息 信息的广泛性定义 专业性定义：以适合于通信、存储或处理的形式来表示的知识或消息。 数据 数据是用来记录信息的可识别的符号，是信息的具体表现形式。 数据的概念在数据处理领域中已大大地拓宽了。 数据是信息的符号表示或载体，信息则是数据的内涵，是对数据的语义解释。 1.2.2 数据处理 数据处理是将数据转换成信息的过程 1.2.3 人工管理阶段 背景： 计算机主要用于科学计算（数据量小、结构简单，如高阶方程、曲线拟和等）。 外存只有磁带、卡片、纸带等，没有磁盘等直接存取设备。 没有操作系统，没有数据管理软件，软件只有汇编（用户也用机器指令编码）。 数据处理的方式基本上是批处理。 人工管理阶段（续） 特点： 数据不保存 应用程序管理数据 数据面向程序，数据不能共享 数据不具有独立性 人工管理阶段（续） 程序与数据的关系 人工管理阶段（续） 人工处理阶段缺点 人工管理阶段的缺点是半自动化，效率低下。 1.2.4 文件系统阶段 背景： 计算机不但用于科学计算，还大量用于管理。 硬件有了磁盘、磁鼓等直接存取设备。 在软件方面，出现了高级语言和操作系统 操作系统中有了专门管理数据的软件，一般称为文件系统。 文件系统阶段（续） 特点： 数据以文件形式长期保存。按名访问，按纪录存取； 文件形式多样化 （索引文件、链接文件、直接存取文件、倒排文件等）； 一个数据文件对应一个或几个用户程序，还是面向应用的，具有一定的共享性； 通过文件系统提供存取方法，支持对文件的基本操作（增、删、改、查等），用户程序不必考虑物理细节。数据的存取基本上以记录为单位； 数据与程序有一定的独立性，因为数据的逻辑结构与存储结构由文件系统进行转换，数据在存储上的改变不一定反映在程序上。 文件系统阶段（续） 程序与数据的关系 文件系统阶段（续） 程序与数据共享 文件系统阶段的缺点 数据冗余 不一致性 数据孤立 数据独立性差 并发访问异常 1.2.5 数据库系统阶段 背景： 60年代后期，计算机应用于管理的规模更加庞大，数据量急剧增加； 硬件方面出现了大容量磁盘，使计算机联机存取大量数据成为可能； 软件价格上升，硬件价格下降，开发和维护成本增加，其中维护的成本更高。 文件系统的数据管理方法已无法适应开发应用系统的的需要。 为解决多用户、多个应用程序共享数据的需求，出现了统一管理数据的专门软件系统（数据库管理系统）。 数据库系统阶段（续） 数据库观点：数据不是依赖于处理过程的附属品，而是现实世界中独立存在的对象。 数据独立于程序 。 数据库系统阶段（续） 1.2.6 高级数据库阶段 并行数据库系统 分布式数据库系统 面向对象数据库系统 数据仓库 多媒体数据库 智能型知识数据库等 1.3 数据模型 数据模型 模型是现实世界特征的模拟和抽象。 数据模型则是现实世界数据特征的抽象，是数据库技术的核心。 数据模型应满足三个方面的要求：能比较真实地模拟现实世界；容易为人理解；便于在计算机上实现。 数据模型的主要内容 数据模型的分类 概念模型 层次模型 网状模型 关系模型 1.3.1 数据模型的分类 数据库中的数据是按一定的逻辑结构存放的，这种结构是用数据模型来表示的。 从数据库开发的方法和过程来对数据和信息建模。 按数据库系统实现的观点来建模。 分类1 从数据库开发的方法和过程来看，对数据和信息建模，分为概念模型、逻辑模型和物理模型。 概念模型 用于组织信息世界的概念，表现从现实