数据库系统：第七章系统实现技术

合集下载

数据库系统概论-第七章

7.1.3 数据库设计的基本步骤
一、数据库设计的准备工作
参加数据库设计的人员：
1) 数据库分析设计人员，其水平决定了数据库系统的质量 (1) 数据库设计的核心人员 (2) 自始至终参与数据库的设计
2) 管理员和用户 (1) 参与需求分析 (2) 参与数据库的运行维护
3) 程序员和操作员，在系统实施阶段参与进来 (1) 负责编制程序 (2) 准备软硬件环境
(E-R)1 (E-R)2
(E-
(E-
R)12
R)3
初步E-R
基本E-R 逐步集成
视图集成的步骤
1. 合并分E-R图，解决冲突，生成初步E-R图
(1) 属性冲突——讨论、协商等解决 1) 属性域冲突：(1) 属性值的类型； (2) 取值范围 2) 属性取值单位冲突
(2) 命名冲突——讨论、协商等解决 1) 同名异义；2) 异名同义
课程管理局部应用的E-R图
教室编号地址
容量
课程名
学分
课程号
所在系
年级平均成绩
姓名学号性别年龄
教室
1 开设 1
1
m
课班程级
1
讲授
选修
成绩 n
n 学生
m
教学 n
教科书
教师
书号书名价钱
职工号姓名性别职称
7.3.4 视图的集成
(E-R)1 (E-R)2
(ER)n
初步ER
基本E-R
一次集成
描述概念模型的工具： E-R模型
7.3.2 概念结构设计的方法与步骤
设计概念结构的四类方法：
♦ 自顶向下 ♦ 自底向上 ♦ 逐步扩张 ♦ 混合策略
常用策略：自底向上

数据库系统概论数据库恢复技术

延迟执行更新
4.写数据页 SQL
UPDATE
5.写日志操作 6.确认 7.写commit
RAM中的数据页
8.确认
日志
Insert Delete Update Commit
1.事务开始 2.执行更新命令
10.在恰当的时候写入数据文件
数据文件Βιβλιοθήκη 迟更新技术试考虑如下数据库事务T0和T1，其中A、B和C 的初值分别为1000，2000和700，T0和T1按照串行调度<T0, T1>执行：
数据库恢复概述
数据库恢复子系统的目的包括：
– 保证事务的原子性，即确保一个事务被交付运行后，要么该事务中的所有数据库操作都被成功地完成，而且这些操作的结果被永久地存储到数据库中，要么这个事务对数据库没有任何影响。
– 当系统发生故障以后，数据库能够恢复到正确状态。
故障的种类
事务内部的故障
恢复策略
介质故障的恢复
– 介质故障将全部或部分地破坏数据库甚至是日志文件，其恢复的方法是：
• 装入最新的数据库后备副本（离故障发生时刻最近的转储副本），使数据库恢复到最近一次转储时的一致状态。对于动态转储的副本，还需要装入转储开始时刻的日志文件副本，将数据库恢复到一致状态。
• 装入转储以后的日志文件副本，重做已经完成的事务。
– 对撤销队列中的各个事务进行UNDO处理。即反向扫描日志文件，对每个UNDO事务的更新操作执行逆操作，即将日志文件中的“更新前的值”写入数据库。
– 对重做队列中的各个事务进行REDO处理。即正向扫描日志文件，对每个REDO事务重新执行日志文件登记的操作，即将日志文件中的“更新后的值” 写入数据库。

DBS第七章(第3版)

一旦发生数据库故障，分情况处理：
据库未被破坏，某些数据不可靠：用日志撤消
第七章
系统实现技术
7.2
数据库的恢复
三、故障类型与恢复对策
(1) 事务故障事务故障――事务因不可预知的原因而中途(在提交前)夭折原因：无法执行 ( 数据库中无要访问的数据、运算溢出、不满足约束条件)
件，依登入日志文件的次序，重新执行所登记的操作
－对撤消队列中每个事务进行undo操作，反向扫描日志文
件，依据登入日志文件中相反次序，对每个更新操作执行逆操作，从而恢复原状 *若是Update，将BI写入数据库 *若是insert，则将数据对象删去 *若是delete操作，则做插入操作，插入值为记录中的BI
第七章系统实现技术 7.2 数据库的恢复
(1) 仅使用后备副本的恢复技术原理：由DBA定期地将整个数据库转储(DUMP)到磁带或另一个磁盘上，形成数据库副本，称后备副本。
脱机存放、故障时取最近的后备副本来恢复
转储恢复运行事务
最近转储点故障发生点重新运行事务
装入后备副本
效果：#数据库只能恢复到最近转储时状态
的更新操作的文件。
是记录式文件，由运行记录组成。日志文件的主要内容：

前像：事务所涉及的物理块更新前的映像(旧值)BI
前像可以使数据库恢复到更新前的状态
对应的操作是撤销(undo)更新 → 回滚rollback

后像：事务所涉及的物理块更新后的映像(新值)AI
后像可以使数据库恢复到更新后的状态(更新丢失时) 对应的操作是重做一次更新 → 重做(redo)
#从最近转储点至故障时所有数据库的更新将丢失 #需通过重运行更新事务来恢复
第七章系统实现技术 7.2 数据库的恢复

数据库系统概论第五版PDF

数据库系统概论第五版PDF简介《数据库系统概论第五版PDF》是一本介绍数据库系统的入门教材，旨在帮助读者理解数据库系统的基本概念、原理和应用。

本书由柯里斯·李(Morris R. Li)和布鲁斯·斯图尔特(Bruce G. Lindsay)合著，是数据库领域的经典教材之一。

内容概述本书共分为八个章节，每章介绍了数据库系统的不同方面。

下面是各章节的简要概述。

第一章：引论该章节介绍了数据库的基本概念和发展历程。

通过对数据库系统的定义和优势的解释，给读者提供了对数据库系统的初步了解。

第二章：关系数据模型该章节介绍了关系数据模型，包括关系模型的构成要素、关系数据库设计和关系代数。

通过对关系数据模型的详细介绍，读者可以理解关系数据库的基本原理和数据组织方式。

第三章：SQL语言该章节介绍了SQL语言，包括SQL的基本语法、数据的查询和修改操作。

通过对SQL语言的学习和实践，读者可以掌握数据库操作的基本技巧。

第四章：数据库设计该章节介绍了数据库设计的基本原理和方法。

包括数据模型的设计、关系模式的规范化和数据库的物理组织方式。

通过对数据库设计的学习，读者可以理解如何设计一个高效稳定的数据库系统。

第五章：数据库编程该章节介绍了数据库编程的基本概念和技术。

包括存储过程、触发器和函数的编写，以及数据库事务的管理。

通过对数据库编程的学习，读者可以掌握如何编写高效的数据库应用程序。

第六章：关系数据库标准化及数据完整性该章节介绍了关系数据库的标准化和数据完整性保证。

包括关系数据模式的规范化、实体完整性和参照完整性的实现。

通过对数据库标准化和数据完整性的学习，读者可以设计出符合标准和完整性要求的数据库系统。

第七章：物理数据库设计和调优该章节介绍了物理数据库设计和调优的基本原理和方法。

包括数据库索引的设计、查询优化和数据存储方式的选择。

通过对物理数据库设计和调优的学习，读者可以设计出高效的数据库系统和查询方案。

数据库原理及应用教案

数据库原理及应用教案第一章：数据库基础知识1.1 数据库概念介绍数据库的定义、特点和作用解释数据库管理系统（DBMS）的作用1.2 数据模型介绍实体-关系模型、关系模型和对象-关系模型解释模型中的概念，如实体、属性、关系等1.3 数据库设计介绍数据库设计的过程和方法解释需求分析、概念设计、逻辑设计和物理设计的关系第二章：SQL语言2.1 SQL概述介绍SQL的作用和特点解释SQL的基本语法和命令2.2 数据定义介绍数据表的创建、修改和删除命令解释字段数据类型的选择和约束条件的设置2.3 数据操作介绍数据插入、更新、删除和查询命令解释SQL语句中的条件筛选和排序功能第三章：关系数据库管理3.1 关系数据库概述介绍关系数据库的概念和特点解释关系数据库管理系统（RDBMS）的作用3.2 关系代数和元组演算介绍关系代数和元组演算的基本操作解释选择、投影、连接和除法等操作的含义和应用3.3 数据库事务管理介绍事务的概念和属性解释事务管理的基本操作，如提交、回滚和隔离级别第四章：数据库安全与性能优化4.1 数据库安全介绍数据库安全的重要性解释访问控制、用户身份验证和加密等安全措施4.2 数据库性能优化介绍数据库性能优化的目标和方法解释查询优化、索引创建和数据分区等技术的作用和应用4.3 数据库备份与恢复介绍数据库备份和恢复的概念和重要性解释备份策略、恢复模式和故障转移等操作的实现方法第五章：数据库应用系统设计与实现5.1 数据库应用系统概述介绍数据库应用系统的概念和组成部分解释系统分析、设计和实现的关系和流程5.2 数据库应用系统设计介绍数据库应用系统设计的方法和步骤解释需求分析、系统架构设计、界面设计和数据访问设计等内容5.3 数据库应用系统实现介绍数据库应用系统实现的工具和技术解释编程语言的选择、数据库连接和业务逻辑实现等步骤第六章：关系数据库高级功能6.1 函数依赖与规范化介绍函数依赖的概念和分类解释规范化理论及其应用，包括第一范式至第三范式6.2 数据库模式设计介绍模式设计的原则和方法解释如何进行模式分解和模式重构6.3 数据库触发器和存储过程介绍触发器和存储过程的概念和作用解释它们的语法和应用场景第七章：数据库编程技术7.1 数据库访问接口介绍ODBC、JDBC等数据库访问接口的概念和作用解释如何使用这些接口进行数据库编程7.2 参数化查询与预编译语句介绍参数化查询和预编译语句的概念解释它们的优点和编程实现方法7.3 事务处理与并发控制介绍事务的概念和并发控制的重要性解释事务处理和并发控制的技术，如锁定和乐观并发控制第八章：XML数据库和大数据技术8.1 XML数据库概述介绍XML数据库的概念和特点解释XML数据模型和XML查询语言8.2 大数据技术简介介绍大数据的概念、特征和挑战解释大数据处理技术，如Hadoop和Spark8.3 NoSQL数据库技术介绍NoSQL数据库的概念和分类解释非关系型数据库的优缺点和应用场景第九章：数据库系统的案例分析9.1 企业级数据库应用案例分析企业级数据库应用的典型案例解释案例中的数据库设计、性能优化和安全性考虑9.2 云计算环境下的数据库应用介绍云计算对数据库技术的影响分析云计算环境下的数据库部署和运维策略9.3 移动数据库应用案例探讨移动数据库的特点和挑战分析移动数据库在特定应用场景下的解决方案第十章：数据库发展趋势与未来10.1 数据库技术的发展趋势分析数据库技术的发展方向讨论新兴技术如NewSQL、图数据库等的发展状况10.2 数据库未来的挑战与机遇讨论数据库技术在未来的挑战探讨应对挑战的可能解决方案和发展机遇10.3 数据库教育的未来分析数据库教育在未来的发展需求讨论如何培养适应未来数据库技术发展的人才重点和难点解析重点环节1：数据库概念和特点数据库的定义和作用是理解数据库原理的基础，需要重点关注。

数据库系统原理教程(第七章)清华大学

SYBASE关系数据库产品（续）
Sybase System 11.5 – SQLServer，关系数据库管理系统，专门负责高速计算、数据管理、事务管理
ORACLE的Internet解决方案（续）
Oracle WebServer 2.0 增加了JAVA解释器和
LiveHTML解释器，使其能支持多种语言由Web Request Broker(WRB), WebServer SDK 和 Webserver管理工具组成 – WRB是一个多线索多进程的HTTP服务器 – WebServer SDK 是一个开放的应用开发环境，封装了WRB应用编程接口，允许用户使用 JAVA， LiveHTML， C＋＋等web应用开发工具
ORACLE工具（续）
Designer/2000 – CASE工具，帮助用户对复杂系统进行建模、分析和设计 – 完成概要设计后，可以用来帮助绘制E－R 图、功能分层图、数据流图和方阵图，自动生成数据字典、数据库表、应用代码和文档 – 由BPR， Modellers， Generators等组成
ORACLE工具（续）
Developer/2000（续） – ORACLE Forms 是快速生成基于屏幕的复杂应用的工具，所生产的应用程序具有查询和操纵数据的功能，可以现实多媒体信息，具有GUI界面 – ORACLE Reprots是快速生产报表工具，如普通报表、主从式报表、矩阵报表 – ORACLE Graphics是快速生产图形应用的工具 – ORACLE Books用于生成联机文档
7. ORACLE的Internet解决方案
Oracle WebServer 1.0 主要由Oracle
WebListener， Oracle WebAgent和ORACLE7 服务器部分组成

第七章管理信息系统的系统实施《管理信息系统》PPT课件

图7-2 流程图的基本控制结构
N-S图也称盒图，是一个改进的程序流程图。
图7-3 N-S图的五种基本控制结构
IPO(INPUT PROCESS OUTPUT)是输入加工输出图的简称，它是由美国IBM公司发起并完善起来的一种工具。
图7-4 IPO图的格式
7.3.4 数据准备
数据的收集、整理、录入是一项烦琐、劳动量大的工作。如果没有一定的基础数据的准备，系统调试就不能很好地进行
可以分阶段地在培训后进行考试，也可以采用竞争上岗等方式，促使管理人员处理好当前工作与未来知识储备之间的关系。
7.3 程序设计
1
程序设计的目标
2
软件工具的选择
3
结构化程序设计方法
4
数据准备
7.3.1程序设计目标
可维护性可靠性（容错能力）可理解性效率（有效利用计算机资源）
7.3.2软件工具的选择
Байду номын сангаас
C/S结构
Power Builder Delphi VC++ Visual Basic
MIS开发工具
M I S
7.2.1 硬件环境的建立
按照系统物理配置方案的要求，选择购置该系统所必需的硬件设备。
硬件设备包括主机、外围设备、稳压电源、空调装置、机房的配套设施以及通信设备等。
选择硬件设备时要充分进行市场调查，了解设备运行情况及厂商所能提供的服务等。
主机的选择
计算机品牌选择计算机购置应考虑的问题
B/S结构
C# PHP JSP
7.3.3 结构化程序设计方法
程序设计的主要依据是系统设计阶段的模块结构图、数据库结构和编程语言的选择。
结构化程序设计可以使用程序流程图、N-S图、 PAD（问题分析图）、判定表等来描述。

第七章数据库基础习题及参考答案

第七章数据库基础一、选择题1.在数据库管理技术发展中，数据独立性最高的是（C）。

A.人工管理B.文件管理C.数据库管理D.数据模型2.数据库系统的核心是（B）。

A.数据库B.数据库管理系统C.模拟模型D.软件工程3.用二维表来表示实体与实体之间联系的模型是（C）。

A.层次B.网状C.关系D.面向对象4.关系表中每一行称为一个（A）。

A.元组B.字段C.域D.属性5.在数据库中能唯一地标识一个元组的属性或属性的组合称为（D）。

A.记录B.字段C.域D.关键字6.在关系模型中域是指（D）。

A.记录B.字段C.属性D.属性的取值范围7.在关系R（R#，RN,S#）和S（S#，SN，SD）中，R的主键是R#，S的主键是S#，则S#是R的（C）。

A.候选关键字B.主关键字C.外部关键字D.超键8．一门课可以由多个学生选修，一个学生可以选修多门课程，则学生与课程之间的关系是（C）。

A.一对一B.一对多C.多对多D.多对一9.用树形结构来表示实体之间联系的模型称为（A）。

A.层次B.网状C.关系D.面向对象10. 关系模式中，指定若干属性组成的新的关系称为（A）。

Ａ.投影Ｂ、选择Ｃ、关系Ｄ、自然连接11.在Access中不能建立索引的数据类型是（C ）。

A.文本B.数字C.备注D.日期时间12.用于存放基本数据的对象是（A ）。

A.表B.查询C.窗体D.报表13.下面不是Access数据库的对象是（D）。

A.表B.查询C.模块D.字段14.Access 2010中，设置为主键的字段（D）。

A.不能设置索引B.可设置为“有（有重复）”索引C.可设置为“无”索引D.系统自动设置索引15.数据库中有A 、B两个表，具有相同的字段C，在两个表中C字段都设为主键，则通过C字段建立两表的关系时，该关系为（A ）。

A.一对一B.一对多C.多对多D.多对一16.在Access 2010 中，如果不想显示数据表中的某些字段，可以使用的命令是（ A ）。

1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

数据目录－－DATA CATALOG(DIRECTORY) 是DBMS的一个组成部分，面向系统
数据字典－－DATA DICTIONARY 是用DBMS或专用软件实现的一个应用系统面向数据库设计人员和用户用来管理元数据
第七章系统实现技术 7.1 系统目录
一. RDBMS的系统目录 1.存储的内容 • 关系名，属性名，属性域(数据类型) • 各种约束，主键，辅助键(候补键)，外键，空/非空 • 视图的外部级描述，存储结构和索引等内部级描述 • 安全性和授权规则 • 数据完整性规则 • 运行统计信息：用于查询优化的统计数据
第七章系统实现技术 7.1 系统目录
一般内容举例：↘
SYSTAB:
关系名属性数元组大小元组数表创建者表所有者
SYSTAB
6
82
SYS DBA
… …
… … …
SYSVWATR 3
22
SC
3
18
SYS DBA 10 USER1 USER1
第七章系统实现技术 7.1 系统目录
SYSCOL:
…
…
…
…
…
…
第七章系统实现技术 7.1 系统目录
SYSVIEW: 视图名
视图定义
…
…
GRADE_AVG
SELECT SNAME, AVG(GRADE) FROM SC,STUDENT WHERE SC.SNO=STUDENT.SNO GROUP BY SNAME;
…
第七章系统实现技术 7.1 系统目录
第七章系统实现技术
7.1 系统目录 7.2 事务 7.3 数据库的恢复 7.4 数据库的并发控制 7.5 并发事务的可串行化和可恢复性(略) 7.6 数据库的完整性 7.7 数据库的安全性
第七章系统实现技术
第七章系统实现技术
7.1 系统目录
元数据：数据库的定义和描述信息←三级模式、两级映像系统目录(或数据目录)与数据字典
第七章系统实现技术 7.1 系统目录
二、系统目录和DBMS各子系统的联系自学
DDL编译程序查询和DML的分析程序和校验程序查询和DML的编译程序查询和DML的优化程序授权和安全性检查程序查询和DML命令的外部级到概念级的映象
第七章系统实现技术 7.1 系统目录
第七章系统实现技术
关系名
属性名
属性类型
主键成员
外键成员
外键引自关系
不同属 NULL 性值数
缺省值
SYSTAB 关系名 Char(10) Yes No
No
SYSTAB 属性数 Integer No No
No
… … … … … … … … …
SC
SNO Char(7) Yes Yes Student No
5
SC
CNO Char(6) Yes Yes Course No
◆主要由DBMS管理和使用(查询、更新、维护)，
是被频繁访问又非常重要的数据，几乎DBMS 每一部分的运行都离不开它 ◆ DBMS一般不允许用户对数据目录进行更新操作只允许用户对它进行受控制的查询。 ◆ 数据目录本身不能用SQL语句定义, 只能由系统定义。 (数据目录未定义，任何SQL语句都无法执行) 在初始化时由系统生成，为DBMS服务，由DBMS来维护。
7.1 系统目录 7.2 事务 7.3 数据库的恢复 7.4 数据库的并发控制 7.5 并发事务的可串行化和可恢复性(略) 7.6 数据库的完整性 7.7 数据库的安全性
7.2 事务
一、事务的定义事务(transaction)：是构成单一逻辑工作单元的操作集合
是DBMS执行的工作单位由有限的数据库操作序列组成一个事务由应用程序中的一组操作序列组成程序可以是一组数据库语言的语句或是宿主语言的程序一个应用程序的运行包含多个事务同一程序的几次独立执行将产生不同的事务
5
SC GRADE Dec(4,1) No No
Yes
8
NULL
第七章系统实现技术 7.1 系统目录
SYSIDX: 关系名索引名成员属性索引类型属性序号升、降序
…
…
…
…
…
…
SC SC _INDEX SNO UNIQUE 1 SC SC _INDEX CNO UNIQUE 2
ASC DESC
事务的所有操作“要么全做，要么全不做”
在故障恢复时要消除未完成事务对数据库的影响
是数据库系统本身的职责，由DBMS事务管理子系统实现
第七章系统实现技术 7.2 事务
(b) 一致性(Consistency) ：事务独立执行的结果应保持数据库的一致性
* 数据库的一致性状态――DB中的数据满足完整性约束 * 完整性约束由编写事务的应用程序员创建，
第七章系统实现技术 7.2 事务
二、事务的 ACID特性 ――保证数据库中数据的正确性 P253
例如：银行数据库中一转帐事务T，从A帐号转100元到B帐号
read(A);
A:=A-100;
write(A); read(B);
不一致状态一个事务
B:=B+100;
write(B);
一致状态
(a) 原子性(Atomicity)：
SYSVWATR: 视图名
视图属性名视图属性序号……ຫໍສະໝຸດ …GRADE_AVG
SNAME
1
GRADE_AVG AVGGRADE
2
…
…
…
第七章系统实现技术 7.1 系统目录
2. 数据目录与普通表的区别：
数据目录也是表，可以用数据库语言的语句对其查询但其作用、内容、定义方法、使用范围与一般数据不同：
由DBMS完整性子系统测试
例如：银行数据库中一转帐事务T，从A帐号转100元到B帐号
read(A);
A:=A-100;
write(A);
read(B);
B:=B+100;
write(B);
一致状态
第七章系统实现技术 7.2 事务
(c) 隔离性(Isolation)：多个事务并发执行时，系统应保证与这些事务先后单独执行时的结果一样
由DBMS的并发控制子系统实现
第七章系统实现技术 7.2 事务
补充：事务的划分 (a)用户没有显式定义，则由DBMS按缺省规定自动划分 (b)用SQL语句显式控制一个事务的开始和终止
定义事务的有关语句：
START TRANSACTION 显式地定义一个事务的开始 COMMIT 提交事务的所有操作，成功结束事务，
使该事务对数据库的改变对其它事务开放 SAVEPOINT <保留点名> 在当前事务的当前点建立保留点