中国科技大学高级数据库讲义

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高级数据库系统

2008年秋1

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第一章 数据库系统发展

引言

集中式系统与分布式系统 关系模型与面向对象模型 事务处理 版本控制

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数据库在计算机系统中的位置协同软件应用系统应用软件平台软件基础构架平台基础软件平台硬件平台办公软件中间件应用服务器

数据库管理系统操作系统

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数据库系统发展 数据模型–数据结构,操作–层次,网状,关系, OO,时态,空间,图,时空,文本,工程,生物,地理,图像数据库等

运行环境–集中式,分布式,并行, Cluster, Web,移动,嵌入,数据网格等

主动,实时数据库等 事务处理

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数据库系统发展及其相互关系示意图应用领域

科学/统计 OIS/GIS CAD/CAM/CIM商业管理分布并行 AI多媒体模糊处理移动计算层次/网状关系语义对象

相关技术

数据模型

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数据库系统 数据库-可以存储长时间的信息集合 数据库管理系统-允许用户使用专门的数据定义语言和操作语言,支持大数据量数据的长时间存储,并能正确控制多个用户对数据的立即存取的软件 用户-包括DBA,终端用户,应用程序员等 数据模型-数据结构与操作构成，语义模型、逻辑模型、物理模型6

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数据库方法优点–––––––––数据共享减少数据冗余数据一致支持事务处理数据完整性数据安全性并发控制数据标准数据独立(逻辑独立、物理独立)7

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三级体系结构

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数据模型 数据模型为数据特征的抽象：–真实描述现实世界–易为人所理解–便于在计算机上实现

DBMS支持的数据模型直接支持用户对现实世界的描述，其能力受实现模型的限制 抽象方法：用三层模型逐步抽象9

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现实世界认知抽象

概念模型

信息世界

机器世界逻辑数据模型逻辑层

物理数据模型

物理层10

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三层模型表示 物理层——对用户透明–数据的表示(存储格式)–数据的索引–高效的操作实现–一致性维护及故障处理11

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三层模型表示–续 逻辑层——数据模型–用户通过DBMS看到的现实世界–传统的DBMS模型：层次，网络，关系模型–新型的DBMS模型：O—O模型，对象—关系模型等

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三层模型表示–续 概念层——直接面对用户–语义表达能力强–易于被用户理解–独立于任何DBMS–易于向逻辑模型转换–语义模型13

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传统数据模型 层次模型(Hierarchical system 1960s)– C.W. Bachman IDS (Integrated Data Store)–树结构模型–指针导航式操作–数据被多个应用共享

网状模型(Network System 1970s)– CODASYL DBTG报告–图结构模型–指针导航式操作14

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传统

数据模型-续 关系模型(Relational system 1980s)– E.F.CODD 1969-1970提出–二维表结构模型–集合操作–产品: DB2, Ingres, Informix, SQL server, Oracle, Sybase,等.

图灵奖– Bachman (network DB) in 1973– E.F.Codd (Relational DB) in 1981– Jim Gray (Transaction) in 1998

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三位获奖者

C.W.Bachman

E.F.Codd

Jim Gray16