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数据库管理系统及其应用数据库是计算机系统中用于存储和管理数据的一种工具。
数据库管理系统（DBMS）是一种软件，用于创建、操作、维护和管理数据库。
它为用户提供了一种方便和高效地访问数据库的方式，并且可以保证数据的安全性和一致性。
本文将介绍数据库管理系统及其应用领域。
一、数据库管理系统的概述数据库管理系统是计算机科学领域中重要的工具之一。
它可以看作是位于应用程序和数据之间的一层软件，用于管理和组织数据。
通过数据库管理系统，用户可以方便地进行数据的存储、查询、更新和删除等操作，而无需关注具体的数据存储细节。
数据库管理系统由数据库引擎、数据定义语言（DDL）、数据操作语言（DML）等组成。
数据库引擎是数据库管理系统的核心部分，负责数据的存储和管理；DDL用于定义数据库的结构，包括表、字段、索引等；DML用于对数据库进行操作，如插入、修改、删除数据等。
二、数据库管理系统的特点1. 数据的共享性：数据库管理系统可以实现多个应用程序共享同一个数据库，并保证数据的一致性和安全性。
2. 数据的独立性：数据库管理系统可以将数据与应用程序相互分离，使得应用程序可以独立于数据的变化而变化。
3. 数据的持久性：通过数据库管理系统，数据可以长期保存，即使在计算机断电或崩溃的情况下，数据也不会丢失。
4. 数据的安全性：数据库管理系统提供了对数据的访问控制和权限管理，可以保护数据的安全。
三、数据库管理系统的应用领域数据库管理系统在各个领域都有广泛的应用，以下列举几个常见的应用领域。
1. 企业管理：数据库管理系统在企业管理中发挥着重要的作用。
它可以用于存储和管理企业的各种信息，包括员工信息、客户信息、销售信息等。
通过数据库管理系统，企业可以高效地管理和查询这些信息，从而提高工作效率。
2. 电子商务：数据库管理系统是电子商务的基础设施之一。
通过数据库管理系统，电子商务平台可以存储和管理商品信息、订单信息、用户信息等。
同时，数据库管理系统还能够支持交易的处理和查询，保证电子商务平台的正常运行。
数据库技术三级考试知识点总结一、数据库基础。
1. 数据库系统概述。
- 数据库（DB）、数据库管理系统（DBMS）和数据库系统（DBS）的概念。
数据库是长期存储在计算机内、有组织、可共享的数据集合；DBMS是位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件，用于科学地组织和存储数据、高效地获取和维护数据；数据库系统是由数据库、数据库管理系统、应用程序、数据库管理员（DBA）等组成的人机系统。
- 数据库系统的特点，如数据结构化（整体结构化，数据不再针对某一应用，而是面向全组织）、数据的共享性高、冗余度低且易扩充、数据独立性高（包括物理独立性和逻辑独立性）等。
2. 数据模型。
- 概念模型：用于信息世界的建模，是现实世界到机器世界的一个中间层次。
常用的概念模型是实体 - 联系模型（E - R模型），其中包括实体（客观存在并可相互区别的事物）、属性（实体所具有的某一特性）和联系（实体之间的联系有一对一、一对多和多对多等类型）。
- 数据模型的组成要素：数据结构（描述数据库的组成对象以及对象之间的联系）、数据操作（对数据库中各种对象的实例允许执行的操作的集合，包括操作及有关的操作规则）和数据的完整性约束条件（一组完整性规则，用以限定符合数据模型的数据库状态以及状态的变化，以保证数据的正确、有效和相容）。
- 常见的逻辑数据模型：- 层次模型：用树形结构表示实体及其之间的联系，有且只有一个根结点，根结点以外的其他结点有且只有一个父结点。
- 网状模型：用网状结构表示实体及其之间的联系，允许一个以上的结点无双亲，一个结点可以有多于一个的双亲。
- 关系模型：以二维表的形式组织数据，关系模型中的数据结构是关系（二维表），关系操作包括查询（选择、投影、连接等）和更新（插入、删除、修改）操作，关系的完整性约束包括实体完整性（主关键字不能取空值）、参照完整性（外键要么取空值，要么取对应主键的值）和用户定义的完整性。
3. 数据库系统结构。
第1章 数据库系统概述数据库系统应用Data Base System Application张建国哈工大计算机科学与技术学院第1章 数据库系统概述2008-9-212第1章 数据库系统概述本章主要内容数据库技术产生的背景(了解) 数据、数据库、数据库管理系统与数据库系统(掌握) 数据管理技术的发展(了解) 人工管理阶段 文件系统阶段 数据库系统阶段 数据库系统的特点(掌握) 常见的数据库产品(了解)第1章 数据库系统概述1.1 绪论数据库技术产生的背景 随着计算机技术的发展,数据处理和数据管理在计算机应用 中所占比例越来越大,几乎所有规模较大的数据处理活动都 涉及到大量的数据,于是如何妥善地保存数据、科学地管理 数据、高效率地使用数据,便成为数据处理活动中的一个重 要问题. 20世纪50-60年代,人们常采用高级语言进行数据处理和数 据管理,但高级语言一般无法满足存储和处理大量的、关系 错综复杂的数据要求,于是在20世纪60 年代末数据库技术 便应运而生了. 现在,数据库技术已成为对大量数据进行组织和管理的重要技 术手段,也是信息化系统的基础.第1章 数据库系统概述1.1 绪论(Cont.)1. 信息与数据 信息Information 信息是人类对于自然界的感知. 物质世界：物质与信息 物质存在⇒信息存在 物质变化⇒信息变化 信息的表现形式多种多样 文字、声音、图形、图像、动画、视频、气味等如何表示 信息？ 如何处理 信息？第1章 数据库系统概述1.1 绪论(Cont.)数据Data 数据是信息的符号化表示.注意:信息和数 据的区别!在计算机中,数据是描述各种信息的符号记录. 数据的分类 数值型数据：数值 非数值型数据：文字、声音、图形、图像、动画、视频等 数据的语义 对数据记录的解释. 数据处理 对数据进入收集、存储、加工和传播等过程.第1章 数据库系统概述1.1 绪论(Cont.)信息 指导社会活动 新信息 人数据 数据处理 新数据机信息与数据的关系第1章 数据库系统概述1.1 绪论(Cont.)2. 数据库DB(Data Base) 长期存放在计算机存储介质中的有组织的、动态的、可共享的数 据集合. 3. 数据库管理系统DBMS(Data Base Management System) 组织、存储、维护和获取数据库中数据的软件系统,是介于数据库 用户和操作系统之间的数据管理软件. 4. 数据库系统DBS(Data Base System) 在计算机系统中引入数据库后的系统,包括： 数据库DB, 数据库管理系统DBMS, 各种开发工具 数据库应用系统, 计算机硬件及其他软件 数据库管理员DBA (Data Base Administrator), 用户第1章 数据库系统概述1.1 绪论(Cont.)人或应 用程序用户 1用户 2DBMSDB用户 n数据库系统示意图第1章 数据库系统概述1.1 绪论(Cont.)图书馆系统： 书库 图书管理系统 读者 设施 数据库系统： 数据库 数据库管理系统 用户(应用) 计算机系统图书馆系统与数据库系统1.2数据管理技术的发展数据处理与数据管理数据处理：对各种数据进行收集、存储、加工和传播的一系列活动的总和.数据管理：对数据进行分类、组织、编码、存储、检索和维护的过程.数据管理是数据处理的核心.数据处理数据管理数据管理技术的三个阶段人工管理阶段文件系统阶段数据库系统阶段1. 人工管理阶段需要：计算机主要用于科学计算.硬件：使用纸带、穿孔卡片等保存数据,无直接存取存储设备软件：无操作系统和数据管理软件.数据处理方式：批处理程序数据数据程序特点：数据在计算机中不保存;数据由应用程序管理;数据不能共享;数据与程序不具有独立性;基本上是一个程序对应一批数据.2. 文件系统阶段需要：数据量增大,联机处理增多.硬件：使用磁盘、磁鼓等直接存取存储设备.软件：操作系统及其文件管理软件.数据处理方式：批处理、联机实时处理特点：数据可以在计算机的文件中长期保存;由文件管理系统进行程序与文件中的数据之间的转换;文件形式多样化：顺序文件、直接文件、索引文件等;数据共享性差、冗余度大、无安全控制功能;数据容易出现不一致性;数据对程序依赖性强,数据结构由应用程序决定,编程难度大想想C 语言的文件!文件系统的数据存取程序1文件管理系统程序2程序n数据1数据m数据2…………3. 数据库系统阶段需要：数据管理需要越来越多、数据规模越来越大,多种应用、多种语言互相覆盖,共享要求越来越大.硬件：大容量硬盘；硬件价格下降.软件：软件系统更加成熟；价格上升,编制和维护成本增加.处理方式：联机实时处理,分布式处理.文件系统已无法满足要求,数据库系统应运而生.User A (SQL)User D (Java)User B (VC )User C (PB)DB数据库系统的特点数据面向整个组织数据结构化共享性高,冗余度低,可扩充性强程序与数据具有较高的独立性数据管理灵活方便易于被应用程序使用安全性和保密性好数据的算法相对较简单,但数据之间的关系复杂现在的信息系统一般都是建立在数据库系统之上的.1.3 数据库系统的特点一些重要的概念!(1) 数据结构化文件系统为某个特定应用服务;管理数据能力较差,一般只是将本程序需要的数据存放在数据文件中;只考虑数据本身,数据之间无联系.数据库系统从一个组织全部应用的角度,全面考虑并集成数据的结构;不仅能反映数据本身,而且还能反映数据之间的联系;数据之间的联系通过存取路径实现.例：一个简单的教学数据库系统的模式学生(学号,姓名,性别, 出生日期,党派,籍贯,系号)家庭成员(学号,姓名,性别,与本人关系,单位,职务)奖惩(学号,时间,类别,事由,级别)学历(学号,时间,学校,性质)系(系号,系名,地址,电话,系主任)课程(课号,课程名,学时,学分,性质)选课(学号,课号,教师号,成绩)教师(教师号,姓名,职称,系号)该系统的所有数据记录之间都存在着联系(2) 数据共享性好、冗余度低、易扩充、避免不一致性共享性好数据是从整体角度看待和描述的,可以被多个用户、多个应用共享.冗余度低相同的数据不必重复存放,大大减少了数据的冗余度,节约存储空间.易扩充、易修改增加、修改或删除数据时,只是在一部分数据上进行的,可以减少操作量.避免数据不一致数据修改只对部分数据进行,可避免数据之间的不一致性.(3)数据独立性好数据独立性数据与应用程序之间相互依赖的程度.三级逻辑结构全局逻辑结构：描述数据库的整体结构局部逻辑结构：描述某一用户观点的数据集合物理结构：描述数据的物理存储两种映象全局逻辑结构与局部逻辑结构映象：逻辑独立性全局逻辑结构与物理结构映象：物理独立性数据库的三级逻辑结构全局逻辑结构DataBase物理结构局部逻辑结构1局部逻辑结构n局部逻辑结构2…映象1映象2逻辑独立性物理独立性数据的逻辑独立性在全局逻辑结构与局部逻辑结构之间有一种映象.当全局逻辑结构发生变化时,通过修改该映象,可以使局部逻辑结构不改变.用户程序是根据局部逻辑结构编写的,所以不必修改用户程序.数据的物理独立性在全局逻辑结构与存储结构之间有一种映象.当存储结构发生变化时,通过修改该映象,可以使全局逻辑结构不改变.由此不必修改局部逻辑结构,所以不必修改用户程序.尽量减少数据对程序的影响!(4) 数据由DBMS统一管理和控制数据库中的数据是共享的.单用户系统数据在不同时间被不同用户共享.多用户或分布系统数据在同一时间被不同用户共享(并发操作).DBMS提供了一种机制,保证数据的安全性、完整性、并发控制和数据库恢复等.数据的安全性保护数据,防止非法使用造成数据泄密(保密)和破坏(保护).数据的完整性保证数据的正确性、有效性和相容性.并发控制多个用户同时存取、修改数据时,防止可能因相互干扰导致错误的结果或使数据库被破坏.数据库恢复计算机运行过程中可能会发生各种故障,影响数据的正确性,甚至导致数据库中部分数据或全部数据丢失.这就要求有一种机制,能使数据库从错误的状态恢复到正确的状态或某一时刻正确状态.周密的保护措施是数据库的特色!(5) 数据存取最小单位是数据项文件系统一次只能存取一个记录的数据项.数据库系统一次可以存取若干个记录的若干个数据项.例：一个简单的学生—课程数据库系统.全局逻辑结构学生(学号,姓名,性别,系号,出生日期,党派)课程(课号,课名,学时,学分,性质)选课(学号,课号,成绩)局部逻辑结构成绩(学号,姓名,课程名, 分数)从用户观点看,成绩只是一个表！1.4 常见的数据库产品主要数据库管理系统Visual FoxPro SQL Server DB2Oracle SybaseInformixIngres Access……主要数据库编程语言PBVBDelphiJavaJSP ASP……你还知道哪些呢?本章小结数据库系统的基本概念数据管理技术的发展数据库技术的产生、发展及特点三级模式与两种映象数据独立性逻辑独立性物理独立性常见的数据库产品本章作业与任务复习部分P.10: 1，2，3，4，5，6阅读教材中相关内容提交部分上网查阅数据库在自己所学专业领域的应用,整理成一篇简单的报告(200字以内).麻烦你了!。
正如本书前言所述，人类社会已经进入海量信息时代，在这样的时代，对于不断产生的庞大信息流数据流，数据的存储、搜索、加工利用总是需要一定的工具和手段，即数据库工具及数据库技术，因此可以说，当今时代也是数据库应用的时代。
本章将讨论数据库理论与应用的历史、现状与未来发展，讨论数据库的应用领域及其分类，分析数据、数据库和数据库应用系统的基本概念及其内涵、外延的扩张等。
1.1 数据库理论与应用开发的历史过程数据库是计算机科学技术领域发展最快、应用最广泛的重要分支之一，它已成为计算机信息系统和计算机应用系统的重要技术基础和人们工作与生活中不可缺少的一个应用科学分支。
数据库技术最早出现在20世纪60年代，经历过作为简单的数据存储工具的数据库（Data Base，DB）到数据库管理系统（Data Base Management System，DBMS）的历史过程；经历过从单一的数据库管理系统演变为与程序设计语言相联系的、高度智能化和人性化的数据库应用系统开发平台（如Visual Basic、Visual FoxPro、Visual C++、PowerBuilder、Borland Delphi等）相结合的历史过程，人们可以通过这样的开发平台开发或创建所需要的任意数据库应用系统；经历过从单机版的数据库应用系统开发平台到网络化或分布式数据库应用系统开发工具形成的过程，如Dreamweaver、Java、JSP、ASP等开发工具的相继出现；经历过从层次数据模型、网状数据模型到关系数据模型的发展过程；经历过从简单的数据库应用系统到集群化的数据库应用系统的历史变革。
1.1.1 数据库的发展阶段近50年来，数据库从概念到内容再到形式都已经发生了深刻的变革。
可以大致将数据库的发展划分为如下几个历史阶段。
1．20世纪60年代以前的文件处理阶段在20世纪60年代以前，数据库创建原理类似于传统的纸质介质的数表。
在进行商品数据库原理与系统开发教程2交易时，人们可以通过手工在纸质介质中画一个表格来记录商品交易的内容，如记录商品交易中的商品编号、商品名称、交易价格、交易数量、交易日期、交易金额以及经手人等，但一个纸质的表格存在诸多问题，它的记录不规范，一经形成便不能随意编辑修改，不能自动统计，不能进行有效的数据传递和方便的携带等，而且容易损坏。
因此，能否在计算机上设计一个系统，该系统能够创建一个类似的纸质表格，并能够通过这样的表格记录数据，就成为当时人们对于计算机应用开发的一个基本问题。
随着数据库技术的出现，这个问题就迎刃而解了。
人们可以通过计算机创建一个数据表，包括表头与表体两个部分，表头用于描述数据表记录栏目的名称，表体用于记录的具体内容，如表1-1所示。
表1-1商品交易记录表其中，表头中的每一个列标题称为字段名（field name），每一个列称为一个字段（field），如商品名称是一个字段名，交易单价是一个字段名等；在表体中，每一行称为一个记录行（record），每一行已经载有的记录称为一条记录，其中已经产生记录的行数称为记录数（record number）。
在当时，这样的一个表是作为一个文件在计算机上进行访问、记录和存取的，这样的文件称为数据库文件（data base file）。
目前一些数据库类型文件的扩展名为dbf就是这样得来的。
当然有的数据库类型的扩展名为db，意味着它是数据库文件，因此，这一阶段叫做文件处理阶段。
客观上，在这一阶段，人们还没有形成真正意义上的数据库概念，它仅相当于目前在一个Word 文档中创建一个数据表。
2．20世纪70年代的数据库管理系统阶段人们发现，对于一些事务的处理往往用一个数据文件还不能完全解决问题，需要多个数据表形成一个数据表的集合才能解决。
在这个数据表的集合中，表与表之间的数据或信息往往会存在一定的关系，因此作为独立的文件数据表系统不能满足数据处理的一般要求。
文件形式的数据表一次只能处理一个数据表，甚至一次操作只能处理表中的一条记录，缺少成批数据处理功能和数据表的关联功能，因此，一个广泛意义的数据库概念产生了，也就是说，数据库是数据表的集合，是进行数据存取、数据访问、数据搜索、数据关联的数据处理的工具。
数据处理应该是一个系统的范畴，由此数据库系统、尤其是数据库管理系统（DBMS）的概念就被提出来了。
在20世纪60年代末，世界上第一个商品化的数据库系统在美国应运而生。
对于数据库及其数据库的结构形式的研究也广泛兴起，其中包括层次结构和网状结构数据库的研究、关系数据库的研究、数据建模工具的研究、数据查询语言的研究、查询优化、索引技术的研究、事务管理的研究、并发控制和恢复的研究等，各种各样的数据库管理系统得到了开发与应用。
目前，最典型的具有代表性的数据库管理系统就是大型后台数据库管理系统Oracle，它已经在全世界得到广泛的认可和应用。
Microsoft Office各个版本中集成的Access应用程序，也是一个广泛应用的数据库管理系统，这是人第1章数据库及其数据库应用系统概述3人皆知的。
此外，许多的应用系统开发平台均带有自身的数据库管理系统，如Visual Basic 6.0的开发平台中，它自身带有一个可视化的数据库管理系统，用于创建数据库及其数据库中的数据表；在Borland Delphi应用系统开发平台中，它带有一个数据库桌面应用程序Database Desktop，可以快速创建数据表并采用适当的方法建立一个数据库。
对于数据库中的每一个数据表，可以通过该数据库管理系统对数据表进行编辑、浏览、查询等操作，从而实现对数据的管理，如图1-1所示。
图1-1 Borland Delphi的数据库管理系统3．20世纪80年代中期——先进数据库系统阶段我们已经知道，20世纪60年代作为文件系统的数据表是一个孤立的计算机文件，存在许多缺陷，因此，数据库管理系统（DBMS）得到了发展。
作为数据库管理系统，它是一种集数据库创建、数据表创建、数据收集、整理与加工于一体的工具，在此基础上，人们可以对已经存储的数据进行编辑、添加、删除、排序等操作。
但它是模式化的，也就是说，这样的数据库管理系统往往在处理数据时，其数据处理的格式是相对简单的、固定的、机械的，操作和应用会比较繁琐。
而在信息爆炸的今天，各个企业、事业或各类应用系统使用的单位信息往往是复杂的，不同单位的信息结构和类型往往存在很大的不同，因此对于数据的处理用一些数据库管理系统来进行是远远不能满足要求的。
因此，一种与应用程序相结合的方案便应运而生，这就是各种应用系统开发平台，在这些平台下，数据库管理系统仅仅是作为应用系统开发的基本工具，仅用于数据库或数据表的创建（注意：在20世纪90年代后期，数据库和数据表是两个不同的概念，数据库是数据表的集合，数据库中存在至少一个以上的数据表，而数据表则成为数据库的元素，每一个数据表用于存储各种类型的信息）。
而对于数据表的信息或数据的添加、删除、成批数据处理、数据报表的产生等，则通过应用程序的开发来完成，形成各种数据处理的窗口。
在这些窗口中，采用所谓的对象来对这些操作即事务进行处理，这就是面向对象编程技术的产生。
由于采用面向对象编程产生的数据库信息系统是针对具体企业的具体管理事务进行开发的，因此这样的数据库应用系统比基本的数据库管理系统在功能、灵活性、针对性和各种功能方面强大得多。
此外，数据库在支持数据信息类型方面也强大得多，它不仅可以存储、加工常规意义下的数据，即数字、数值或文本信息，还支持如图形、图像、声音、视频、消息与各种压缩格式的数据，因此，数据库在应用上越来越广泛。
数据库原理与系统开发教程4由于信息的复杂度越来越高，分散度越来越大，各种信息的关联与耦合成为必要，因此，在这一阶段，虽然人们使用过层次型数据库和网状型数据库，但关系数据库成为数据库应用中的主流数据库，几乎在一切的数据库应用系统的开发中，均采用关系数据库进行数据库的设计，从而可以通过开发的应用系统对各种复杂的相互关联的信息进行数据处理。
4．20世纪90年代至今——基于Web的数据库系统由于信息业务的复杂性，信息不仅从数量上剧增，而分散化的程度也正在加剧，信息收集、服务，加工和利用总是存在信息处理与信息发布分离的现象，人们已经不能完全采用在固定的地点或时间进行信息处理了，企业或事业单位的业务往往分布在全国各地甚至世界各地，因此，一种基于Internet、服务器与浏览器（Browse/Server，这种结构的应用系统称为B/S结构的应用系统）的应用系统开发成为必然，这种系统也就是基于网络技术的Web 数据库应用系统，而且具有分布式的特点。
因此，一般情况下，B/S结构的应用系统、Web数据库系统和分布式数据库系统是三个等价的概念。
分布式数据库系统是计算机网络技术与数据库技术相互渗透和有机结合的产物，主要研究在计算机网络上对于不同时间、不同地域的数据如何进行发布和处理的问题。
因此，在这一阶段，分布式数据库系统的基本原理和实现技术包括结构特点、功能方法、相关算法及系统的实现技术等得到广泛的研究。
在分布式的数据库应用系统中，关系模型是数据库系统中主流的数据模型，而分布式数据库管理系统在并发控制、数据丢失与恢复等方面兼容了集中式数据库管理系统（单机版本的数据库应用系统）的所有内容，因此这一阶段，分布式应用系统的开发就成为数据库应用系统开发的主流。
1.1.2 数据库及其数据库应用系统未来的发展方向从20世纪60年代以前最早使用文件系统存储数据的数据库算起，数据库已经有五十多年的发展历程，其间经历了20世纪60年代层次结构数据库和网状结构数据库的并存，20世纪70～80年代关系数据库的异军突起，20世纪90年代面向对象程序设计的出现与日益完善，到至今分布式应用程序的广泛应用，数据库的理论与研究已经发生了深刻的变革。
当今，信息的存储、组织、管理和访问依然是计算机技术研究最重要的领域之一。
近年来，随着科学技术、互联网络的飞速发展，电子商务及电子政务兴起，企业、政府、卫生体育、文化教育信息的来源、数量、形式和使用方式都发生了很大变化。
归结起来，数据库的理论研究和应用系统开发总的发展趋势如下。
1．关系数据库及其应用系统开发将在长时期内占据主导地位关系数据库的这种主导地位是由各类信息相互关联的特点所决定的。
目前，人类社会已经处于所谓的海量信息时代，信息很少以独立的形式出现，否则这样的信息往往仅作为一个消息，如一个单位的通告或通知，一个小型企业的零配件记录等，而这些信息的处理往往不需要采用数据库或数据库应用系统来解决。
信息处理系统往往针对复杂的信息流进行存储、加工与管理，信息流中的信息往往存在相对独立而又相互关联的关系。
比如，一个大中型企业的原材料采购、产品产生和产品销售、成本核算与销售利润等，涉及整个企第1章数据库及其数据库应用系统概述5业的各个部门、各个车间、各个职能机构乃至其他多个外部相关企业或事业单位，因此，孤立的数据处理已经不能完全满足生产管理的要求。
