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数字库技术

纲要. 数字库技术. 数据库 数据库概述 关系数据库系统 数据库设计 数据库应用 数据库发展 计算机网络 网络基本概念 网络体系结构 Intranet. 数据处理的发展 人工管理阶段 文件系统阶段 数据库阶段 高级数据库阶段. 数据库概述. 数据库概述. 数据库系统的构成 计算机系统 计算机软硬件系统 数据库 存放实际数据的物理数据库 描述数据逻辑结构的数据库 人员 数据库管理员（ DBA ） 系统分析员 系统程序员 用户 数据库管理系统 (DBMS) 对数据库进行管理的一组软件. 数据库概述. 数据库管理系统

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  1. 纲要 数字库技术 • 数据库 • 数据库概述 • 关系数据库系统 • 数据库设计 • 数据库应用 • 数据库发展 • 计算机网络 • 网络基本概念 • 网络体系结构 • Intranet

  2. 数据处理的发展 人工管理阶段 文件系统阶段 数据库阶段 高级数据库阶段 数据库概述

  3. 数据库概述 • 数据库系统的构成 • 计算机系统 • 计算机软硬件系统 • 数据库 • 存放实际数据的物理数据库 • 描述数据逻辑结构的数据库 • 人员 • 数据库管理员（DBA） • 系统分析员 • 系统程序员 • 用户 • 数据库管理系统 (DBMS) • 对数据库进行管理的一组软件

  4. 数据库概述 • 数据库管理系统 • 数据库管理系统DBMS（database management system）是指用户与操作系统之的一层数据管理软件，它为用户应程序提供访问数据库的方法，包括数据库的建立、查询、更新及各种数据控制。 • 数据库管理系统功能 • 数据库定义 • 数据管理 • 数据库查询 • 数据库维护 • 应用与开发

  5. 数据库概述 • 数据描述 • 数据描述是数据处理中的一个重要环节，从事物的特性到计算机中的具体表示，实际上经历了三个领域：现实世界、信息世界和数据世界。 • 信息世界的数据描述的主要工具E-R模型

  6. 数据库概述 • 基本概念 • 实体(entity) • 是指明客观存在并相互区别的事物。实体可以是具体对象，例如一本书、一个工厂、一种材料等。也可以是抽象的概念和联系，例如学生的一次选课、一次借书等。 • 实体集(entity set) • 具有相同性质的同类实体的集合。例如所有教师、所有选课等。 • 属性(attribute) • 实体具有许多特性，每一个特性称为属性。每个属性有一个联欢会范围，即值域。例如学生的实体可由学号、姓名、性别、年龄、系别等属性组成。性别的取值范围是“男”或“女”。 • 主键(key) • 惟一标识实体的属性集称为主键。例如学生实体的学号可作为学生实体的主键。

  7. 数据库概述 • 基本概念 • 实体间的联系 • 现实世界中，事物是相互联系的。这种联系必然在信息世界中体现出来，即实体是相互关联的。 • 实体联系分类 • 一对一联系，记为1:1。例如工厂与厂长之间，科研任务与课题组长之间都是1:1联系。 • 一对多联系，记为1:N。例如一个学校有若干学生，而每个学生都在一个学校学习，学校与学生之间是一对多的联系。 • 多对多联系，记为M:N。例如课程与学生之间，一个学生可选多门课程，而每一门课程可有多个学生选修，课程与学生之间是多对多的联系。

  8. 数据库概述 • E-R图 • ER模型用以描述信息世界的概念模型，实体关系图（Relationship-Entity, E-R）图是表示该模型最常用的工具，设计ER图的方法则称为ER方法。 • ER方法 • 首先根据分析阶段收集到的材料，利用分类、聚集、概括等方法抽象出实体，并一一命名，再根据实体的属性描述其间的各种联系。 • 用矩形表示实体。实体之间的关系用菱形表示，用无向边把菱形与有关实体连接起来，在边上标明联系的类型。实体的属性可用椭圆表示，并用无向边把实体与属性联系起来。

  9. 数据库概述

  10. 数据库概述

  11. 关系数据库 • 关系数据库 • 关系数据库是以二维表作为数据模型的数据库系统。 • 主要术语 • 关系：一个关系对应于一张二维表 • 元组：表中的一行成为一个元组。一般用一个记录描述一个实体。例如一个学生记录，由有序的字段集组成：（2003、秦阳、男、25、管理系）。 • 属性：表中一列称为一个属性 。它是可以命名的最小信息单位。例如学生、姓名、性别、年龄、系别等字段。 • 主键：表中的某个属性组，它的值能唯一地标志一个元组。能惟一标识文件中每个记录的字段集，称为文件的主键。例如学号可以作为学生记录的主键。

  12. 关系数据库 • 规范化理论 • E.F.Codd 于1971年提出规范化理论。他定义了五种规范化模式（Normal From,简称范式）。 • 范式表示的是关系模式的规范化程序，也即满足某种约束条件的关系模式，根据满足的约束条件的不同来确定范式。在五种范式中，通常只用到前三种。即第一范式（1NF），第二范式（2NF），第三范式（3NF） • 规范化理论研究关系模式中各属性之间的依赖关系及其对关系模式性能的影响，探讨关系模式应该具备的性质和设计方法。 • 规范化理论给我们提供了判别关系模式优劣的标准，为数据库设计工作提供了严格的理论依据。

  13. 关系数据库 • 第一范式 (lNF) • 属于第一范式的关系应满足的基本条件是元组中的每一个分量都必须是不可分割的数据项。

  14. 关系数据库 • 第二范式 (2NF) • 所谓第二范式，指的是这种关系不仅满足第一范式，而且所有非主属性完全依赖于其主码

  15. 关系数据库 • 第三范式 (3NF) • 所谓第三范式，指的是这种关系不仅满足第二范式，而且它的任何一个非主属性都不传递依赖于任何主关键字。

  16. 关系数据库 • 常用的关系数据库管理系统产品 • 桌面数据库 • ACCESS • PARADOX • FOXPRO • INTERBASE • 企业数据库 • Oracle 9i • Microsoft SQL SERVER 2000 • IBM DB2 • SYBASE ASE12.5

  17. 数据库设计 数据库设计 • 需求分析 • 概念结构设计 • 逻辑结构设计 • 物理结构设计 数据描述过程 • 客观世界 • 概念世界 • 数据世界

  18. 数据库设计 • 数据库设计 • 规划阶段 • 确定系统范围； • 确定开发工作所需的资源； • 估算软件开发成本； • 确定项目进度； • 在规划阶段应编制详尽的可行性分析报告和数据库规范纲要。 • 需求分析阶段 • 分析用户活动，产生用户活动图 • 确定系统范围，产生系统范围 • 分析用户活动所涉及的数据，产生数据流图 • 分析系统数据，产生数据字典

  19. 数据库设计 • 数据库设计 • 概念设计阶段（采用ER方法） • 设计局部ER模式 • 综合成全局ER模式 • 全局ER模式的优化 • 逻辑设计阶段 数据库的逻辑设计过程就是把ER图转换成关系模式的过程。 • 导出初始关系模式 • 规范化处理 • 模式评价 • 模式修正

  20. 数据库设计 • 数据库设计阶段划分 • 物理设计阶段 对给定的基本数据模型选取一个最适合应用环境的物理结构过程称物理设计 • 存储记录结构设计 • 确定数据存放位置 • 存取方法的设计 • 完整性合安全性考虑 • 程序设计 • 数据库的运行与维护 • 维护数据库的安全性与完整性 • 监测并改善数据库运行性能 • 根据用户要求对数据库现有功能进行扩充 • 及时改正运行中发现的系统错误

  21. 数据库应用 • 数据库连接 • ODBC • JDBC • OLE DB • ADO • ADO.NET

  22. 数据库应用 • ODBC • 配置ODBC的方法 • 手工配置 • 代码自动配置 • 通过安装程序（如InstallShield等专业安装程序）自动配置 • JDBC JDBC（Java DataBase Connectivity ）是一种在在Java 中以面向对象的方法来 连接数据库的技术 ，它是对 ODBC API 进行的一种面向对象的封装和重新设计。 • OLE DB OLE DB（Object Link and Embedding Database）数据库应用的新技术，它基于COM接口。OLE DB对所有的文件系统包括关系数据库和非关系数据库都提供了统一的接口。ODBC技术相似，OLE DB属于数据库访问技术中的底层接口。 • ADO ADO技术是基于OLE DB的访问接口，它继承了OLE DB技术的优点，并且，ADO对OLE DB的接口作了封装，定义了ADO对象，使程序开发得到简化，ADO技术属于数据库访问的高层接口。 • ADO.NET 基于.net体系全新数据访问技术

  23. 数据库应用 • ODBC 开放式数据库连接（Open Database Connectivity，ODBC）是数据库服务器的一个标准协议，它向访问网络数据库的应用程序提供了一种通用的语言。ODBC 可以用来访问几乎所有类型的数据库，包括 Oracle、 Sybase 、SQL Server、Access、MySQL、工作表文件等，ODBC数据源是整个ODBC设计的一个重要组成部分。 数据库厂商提供的驱动程序 数据库厂商提供的驱动程序 ODBC函数 ODBC标准接口 驱动程序管理器 应用程序 数据库厂商提供的驱动程序

  24. 数据库应用 • ODBC • ODBC数据源 • 用户DSN：对当前登录用户可见，只能够用于当前计算机。 • 系统DSN：对当前系统上所有用户可见，包括NT中的服务。 • 文件DSN：DSN信息存放在后缀名为.dsn的文件中，对能够访问到该文件的用户可见。

  25. 数据库应用 • ADO in VB 在使用ADO数据控件前，必须先通过“工程/部件”菜单命令选择“Microsoft ADO Data Control 6.0(OLE DB)”选项，将ADO数据控件添加到工具箱。ADO数据控件与Visual Basic的内部数据控件很相似，它允许使用ADO数据控件的基本属性快速地创建与数据库的连接。 工具箱内ADO控件图标形状 画在窗体上的外观

  26. 单击 数据库应用 连接操作:鼠标右击ADO控件，选择快捷菜单 “ADODC属性”命令，打开ADO控件属性页窗：

  27. 选定 选定 数据库 数据库应用

  28. 选定 数据库应用 设置完成后，ADO控件的ConnectionString属性为： Provider=Microsoft.Jet.OLEDB.3.51; Persist Security Info=False; Data Source=Student.mdb

  29. 数据库应用 • ADO in ASP Set ObjConn = Server.CreateObject(“ADODB.Connection”) // 创建connection 对象0000 Connection.Open ConnectionString, UserID, Password //建立到数据库的连接 ObjConn. ConnectionString=“DSN=student;UID=;PWD=;“ //例1:利用DSN ObjConn.Open ObjConn.Open “DBQ= c:\Inetpub\wwwroot\ec\student.mdb; //例2 不利用DSN DefaultDir=;DRIVER= {Microsoft Access Driver (*.mdb)};" Set ObjConn=server.createobject(“ADODB.Connection”) //利用OLE DB ObjConn.Provider="Microsoft.Jet.OLEDB.4.0" dbfile=Server.MapPath(“student.mdb ") ObjConn.Open dbfile

  30. 数据库应用 • ADO in Delphi

  31. 数据库发展 • 数据库技术的发展 • 数据仓库 • 数据挖掘 • 分布式数据库 • 面向对象数据库

  32. 网络基本概念 • 计算机网络的概念 • 计算机网络是用通信介质把分布在不同地理位置的计算机和其他网络设备连接起来，实现信息互通和资源共享的系统。 • 网络介质：数据传输的物理通道 • 协议：网络设备间进行通信的一组约定 • 节点：网络中某分支的端点或网络中若干条分支的公共汇交点。 • 链路：是指两个相邻节点之间的通信线路。

  33. 网络基本概念

  34. 网络基本概念 • 网络发展 • 联机系统 • 以资源共享为目标－互联网络 • 标准化网络 • 网际互连及高速网络

  35. 网络基本概念 • 网络类型 • 局域网 • 局域网LAN（local area network）：在一个有限的范围内（一栋大楼或一个学校），将各种计算机、终端和外围设备互联而形成的网络。 • 城域网 • 城域网 MAN（metropolitan area network）:覆盖几十公里范围内企业、单位的多个局域网互联而成的网络。它是介于局域网和广域网之间的一种高速网络。 • 广域网 • 广域网WAN（wide area network）:它覆盖几十公里到几千公里的范围，可达到一个国家、地区，或几个洲的国际远程网。Internet是一个最大的广域网。

  36. 通讯设备 远程通信 超型微机/小型机；数据库管理系统；数据；多用户应用程序 终端 终端 打印机 复印机 网络体系结构 • 集中式系统与分布式系统 根据信息系统的硬件、软件、数据等信息资源在空间的分布情况，系统的结构又可分为集中式和分布式两大类型。 • 集中式系统 • 信息资源在空间上集中配置的系统称为集中式系统

  37. 网络体系结构 • 集中式系统与分布式系统 • 集中式系统的优点 • 信息资源集中，管理方便，规范统一； • 专业人员集中，便于组织人员培训和提高工作 • 系统安全措施方便； • 信息资源利用率高 • 集中式系统的不足 • 随着系统规模扩大和功能提高，集中式系统复杂性迅速增长，管理维护困难； • 对组织变革和技术发展适应性差； • 不利于发挥用户在系统开发、维护和管理方面的积极性 • 系统比较脆弱

  38. 微机 工作站 服务器 外设 微机 工作站 服务器 外设 网络体系结构 • 集中式系统与分布式系统 • 分布式系统 • 利用计算机网络把分布在不同地点的计算机硬件、软件、数据等信息资源联系在一起，服务于一个共同的目标而实现相互通信和资源共享，就形成了信息系统的分布式结构。具有分布式结构系统的系统称为分布式系统。

  39. 网络体系结构 • 集中式系统与分布式系统 • 分布式系统的优点 • 可以根据应用需要和存取方便来配置资源 • 有利于发挥用户在系统开发、维护、和信息资源管理方面的积极性 • 系统拓展方便，以渐进方式合理建设，合理使用系统开发所需资源 • 系统健壮性好 • 分布式系统的不足 • 由于信息资源分散，系统开发、维护和管理标准不易统一 • 配置在不同地点的信息资源分属不同系统，管理协调有一定难度 • 安全保密措施难度大

  40. 网络体系结构 • 网络计算模式 • 随着计算机网络技术在信息系统中得到日益广泛应用，基于计算机网络技术的分布式系统在信息处理文件工作站/服务模式、客户机/服务器和浏览器/服务器等计算模式

  41. 网络体系结构 • 文件服务器/工作站

  42. 网络体系结构 • 客户机/服务器（Client/Server） • C/S是基于资源不对称且为实现共享提出来的，将数据和应用分布到多个处理机上。主要包括三部分：数据库服务器，客户端应用程序，网络。 • C/S将应用一分为二： • 客户端（前台）负责完成与用户交互任务，客户程序发送、请求和分析从服务器的数据。 • 服务器（后台）负责为应用程序管理数据。 • 传统两层C/S又成为胖客户机（fat client）/瘦服务器（thin server）

  43. 网络体系结构 • 客户/服务器 (Client/Server)

  44. 网络体系结构 业务处理请示和处理数据 业务处理开始 输入数据 请求按钮 数据存取请求 输出数据 业务处理结束 处理结束 表示层 业务处理程序 SQL请求开始 业务处理开始 数据登录/更新/读取的请求 数据存取请求 DBMS执行SQL 数据登录/更新/读取的结果 业务处理结果 SQL请求结束 数据存储程序 数据层 两层C/S结构处理流程

  45. 网络体系结构 • 传统两层C/S结构的特点 • 优点 • 对特定数据集进行操作，保证系统的并发性 • 灵活性机扩充性好 • 缺点 • 开发成本高，对客户端软硬件配置要求较高 • 软硬件组合与集成能力有限； • 客户端程序设计复杂，随着功能扩展，客户端变得臃肿 • 平台限制，软件移植困难，新技术不能轻易运用 • 软件维护和升级困难 • 数据安全性不好

  46. .. .. .. .. 客户机 客户机 客户机 客户机 .. 客户机 数据库服务器 应用服务器 数据库服务器 网络体系结构 • 三层C/S结构 与两层C/S结构相比，增加了一个应用服务器，可以将整个应用逻辑驻留在应用服务器上，只有表示层存于客户端机上，这种结构又称为“瘦客户机（thin client）”。三层C/S结构将应用功能分为表示层，功能层，数据层三部分。

  47. 网络体系结构 业务处理请示和处理数据 业务处理开始 输入数据 请求按钮 数据存取请求 输出数据 业务处理结束 处理结束 表示层 业务处理程序 数据登录/更新/读取的请求 SQL请求开始 业务处理开始 数据存取请求 DBMS执行SQL 数据登录/更新/读取的结果 业务处理结果 SQL请求结束 数据存储程序 数据层 功能层 三层C/S结构处理流程

  48. .. 用户 数据请求 数据请求 ODBC .. 返回数据 用户 返回数据 ． ． ． WEB服务器 数据库服务器 .. HTTP连接 用户 Lan连接 网络体系结构 • 浏览器/服务器（Browser/Server） • B/S结构是三层C/S架构在WEB技术下延伸。 • Web三层体系结构，即客户端浏览器/Web服务器/数据库服务器（B/W/D，Browser/Web Server/Database Server）结构，该体系结构就是所谓的B/S模式。

  49. 网络体系结构 • 浏览器/服务器 （B/S）

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