数据库前言梗概

数据库系统的地位
数据库技术产生于六十年代末，是数据管理的最新技术，是计算机科学的重要分支。
数据库系统与操作系统一样是计算机系统的基础软件，也称为系统软件、平台软件。它的出现极大地促进了计算机技术在各行各业的应用。
数据库技术是信息系统的核心和基础，是信息化建设的基础设施，计算机软件开发基本上都是基于数据库。
数据库的建设规模、数据库信息量的大小和使用频度已成为衡量一个国家信息化程度的重要标志。
关于课程

数据库的作用

重要性

谁需要学
根据我们CRM全球定位系统的车辆行驶自动跟踪系统记录。您登记有一辆车号为AA-777的摩托车，目前您正在解放路东段华联商场右侧骑着这辆摩托车。
陈先生，您好！您是住在经十路一号12楼1205室，您家电话是871*****，您公司电话是4666****，您的手机是186********。请问您想如何付费？
为什么？
算了，您们直接把比萨送我家吧，家里有现金，你们多久能送到？
数据库的地位和重要性
观察数据库在甲骨文产品线的哪个层次-接近底层

谁需要学
设计dbms
设计数据库
使用数据库
数据库技术发展回顾
经历了三代演变
层次/网状系统、关系系统、新一代数据库系统家族
造就了三位图灵奖 (Turing award)得主
C.W.Bachman、E.F.Codd和James Gray
发展了一门计算机基础学科
以数据模型和DBMS核心技术为主，内容丰富、领域宽广
形成了一个巨大的软件产业
DBMS及其相关工具产品、应用解决方案
最新的图灵奖得主
2015年3月25日， 美国计算机学会ACM宣布：
MIT的教授迈克尔.斯通布雷克（Michael Stonebraker）
获得2014年度“图灵奖”，以表彰他的功勋：
创造了现代数据库系统的一系列奠基性概念和实现技术，创立了多家公司，成功地商业化了开创性工作。
Charles.W.Bachman网状数据库之父
1960年为通用电气制造了世界上第一个网状数据库系统IDS(IntegratedDataStore)。
积极推动与促成了数据库标准的制定：DBTG报告。
在数据库技术的产生、发展与推广应用方面都发挥了巨大的作用。
由于他在数据库方面的杰出成就1973获图灵奖
1983年成立自己的公司Bachman Information System。
Edgar F.Codd 博士关系数据库之父/美国工程院院士
原是英国人，1923生于英格兰中部波特兰
第二次世界大战时应征入伍，在皇家空军服役。1942-1945年间任机长，参与了许多惊心动魄的空战。
英国牛津大学数学专业理学士及硕士学位，毕业后到IBM公司工作从事操作系统和自动机理论研究
年近40重返密歇根大学进修计算机与通信专业，1963年获得硕士学位，1965年又获得博士学位。
60年代后期开始数据库研究, 1970年E.F.Codd 博士提出关系模型概念(CACM,Vol.13, Vol.6, 1970 )
1981年获图灵奖，84年从IBM公司退休
还创办了一个研究所：关系研究所（The Relational Institute）和一个公司：Codd & Associations，进行关系数据库产品的研发、销售、咨询等业务
James （Jim） Gray数据库技术和事务处理专家
1944年生，美国加州大学伯克利分校
计算机科学系博士。
先后在贝尔实验室、IBM、Tandem、DEC等公司工作，研究方向转向数据库领域。
由于他在数据库和事务处理研究方面的原创性贡献以及在将研究原型转化为商业产品的系统实现方面的技术领袖地位，1998年获奖(时任微软研究员)
2007年1月28日从旧金山港出发，驾驶一艘长40英尺的游艇，前往Farallon岛途中神秘失踪，至今是一个迷。
Michael Stonebraker
从伯克利到MIT。
他在数据库界种了两棵树（Ingres树，人才树）；两棵树都成活、都枝繁叶茂；他创建过多个公司，就像培育科技种子，都卖出了；他写了很多真知灼见的论文，正被高频率地引用。　
他的研究领域，不止于DBMS实现技术，在列存储 、科学数据库、联机事务处理、流数据、大数据等新领域，都有丰富的著述(唐常杰/科学网) 。
数据库:计算机学科的核心课程
我国的计算机专业、信息系统及其他相关专业中都开设数据库系统课程
ACM/IEEE 91中有数据库课程
CC2001中将数据库和信息检索放在一起。
日本J97的教学计划中,将计算机相关课程划分成不同的专业方向, 数据库是几乎在全部教学计划中出现的课程。
我国的计算机专业、信息系统及其他相关专业中都开设了数据库系统课程

数据库:一个巨大的软件产业
已经形成一个巨大的软件产业
是理论成果转化为产品的成功范例

我国数据库技术的跋涉历程
70年代——数据库技术被引入我国
以萨师煊教授为代表的老一代专家作出了开创性贡献
80年代——数据库技术广泛普及
数据库技术广泛进入学校、学院或教研机构
国外数据库公司纷纷进入我国
数据库应用系统大量开发
90年代——腾飞中的我国数据库技术
1999年成立了数据库专业委员会
大数据、智能化数据处理
国际上主要的学术活动
数据库会议
SIGMOD/PODS, VLDB, ICDE
DASFAA, DEXA, EDBT/ICDT
其他领域（数据挖掘、信息检索、知识管理等）
ACM CIKM, SIGIR, SIGKDD
PAKDD, PKDD,
讨论
你认为下列这些数据集哪些是数据库?
人事部门的职工花名册
购买火车、汽车、飞机票
超市购物
股票交易大厅里的股票行情
手机中的电话簿
……
同学们还可以举出那些使用数据库的实际例子？
本课程与其他课程的联系与分工
先修课程：高级程序设计语言、数据结构
后续课程：软件开发工具、软件工程等
信息系统的核心是数据库，而信息系统的开发过程要用到具体的软件开发工具和软件工程的方法。高级程序设计语言和数据结构是信息系统设计和研制的基础，这几门课程贯穿着开发应用系统的全过程。
教材及参考书
课时：48学时（40+8）
教材
萨师煊，王珊：数据库系统概论(第5版) ，高等教育出版社，2014。
数据库系统概论（第5版）学习指导与习题解析。
万常选, 廖国琼. 数据库系统原理与设计(第2版). 清华大学出版社, 2012.9.
Date C J. An Introduction to Database System (Ed. 8). Addison-Wesley, 2000.
上机软件
SQL Server 2008/2012
Mysql
Oracle
DB-Engines数据库排行榜解读

本课程的基本要求
了解数据管理技术的发展过程；
掌握数据库系统的基本概念、数据模型和体系结构；
掌握RDBMS的规范化理论和SQL的实用技术；
掌握数据库设计的全过程，能进行数据库结构设计和简单的应用系统设计；
掌握数据库保护的措施：数据库恢复技术、并发控制、系统的安全性和完整性；
了解数据库新技术的发展动向和内容。
内容安排(1)
 基础篇
第一章：绪论
第二章：关系数据库
第三章：关系数据库标准语言SQL（重点）
第四章：数据库安全性
第五章：数据库完整性
 设计与应用开发篇
第六章：关系数据理论
第七章：数据库设计（重点）
第八章：数据库编程
 系统篇
第九章：关系查询处理与查询优化
第十章：数据库恢复技术
第十一章：并发控制

数据库系统概论
层次网状关系
数据模型（）三要素
概念和特点（）产生与发展
数据库系统结构（）三级某事、两级映像
数据是数据库中存储的基本对象
描述事物的符号称为是数据
数据库是长期存储在计算机内，有组织的，可以共享的大量数据的集合，数据库中的数据按照一定的数据模型组织，描述，存储，具有较小的冗余度，较大的数据独立性，和易扩展性，并且可以被各种用户共享
数据库管理系统是位于用户和操作系统之间的一层数据管理软件，数据库管理系统和操作系统一样是计算机的基础软件，也是一个大型复杂的软件系统
数据库系统是由数据库，数据库管理系统，应用程序，和数据库管理员组成的存储，管理，处理和维护的数据的系统，
数据模型的三要素
概念模型
也称为信息模型，他是按照用户的观点来对数据和信息的建模，主要是用于数据库设计
数据库作业二
图书馆管理系统中有4个关系模式：
学生（学号，姓名）
书架（书架编号，书架名，位置）
书籍（书籍编号，书名，书架号，ISBN，版本号）
借阅（学号，书籍编号，借阅时间，还书时间）
对该数据库做如下说明：
每本书都有唯一标识。
借阅后产生一条借阅记录，还书时间为空；还书后填写该字段。
每本书放到固定的书架上，书架有位置信息，可以方便的找到该图书。
用SQL完成下列问题（关系名和字段名直接使用中文名称即可）。
(1)求书架名为“社科”的书架的编号，位置
SELECT 书架编号，位置
FROM 书架
WHERE 书架名=“社科”;

(2)求借阅图书名为“操作系统”的学生姓名

SELECT 学生姓名
FROM 学生, 借阅, 书籍
WHERE 书籍名=’操作系统’ AND 学生. 学生编号=借阅. 学生编号 AND借阅. 书籍编号=书籍.书籍编号
或
SELECT 学生姓名
FROM 学生
WHERE 学生编号 IN（SELECT 学生编号
FROM 借阅
WHERE 书籍编号 IN（SELECT 书籍编号
FROM 书籍
WHERE 书籍名=“操作系统”));

(3)创建书籍表，其中书籍编号为char(30)，书名为varchar(30)，书架号为char(30)，ISBN为char(30)，版本号为char(30)，创建基本表的同时创建主键和外键；

CREATE TABLE 书籍（书籍编号 CHAR(30) PRIMARY KEY,
书名 VARCHAR(30),
书架号 CHAR(30),
ISBN CHAR(30),
版本号 CHAR(30),
FOREIGN KEY(书架号) REFERENCES 书架(书架编号)
);

(4)查询从未借阅过图书的学生姓名

SELECT 学生姓名
FROM 学生
WHERE 学号 NOT IN （SELECT 学号
FROM 借阅);

(5)查询学号为“2015129”的读者所有已借未还的图书编号
SELECT 书籍编号
FROM 借阅
WHERE 学号=“2015129” AND 还书时间 is null；

(6) 查询所有图书的编号和书名，按图书编号降序显示
SELECT 书籍编号，书名
FROM 书籍
ORDER BY 书籍编号 DESC;

(7) 查询每个学生借阅过的书籍数量，显示学号和借阅数量

SELECT 学号，COUNT(学号)
FROM 借阅
GROUP BY 学号；

(8)将一个新学生元组（学号：2015129,姓名：吴敏）插入到学生表中；
INSERT INTO 学生(学号，姓名)
VALUES (‘2015129’, ‘吴敏’)

(9)删除学号为“2015129”的读者借阅时间为2016年的图书借阅记录；

DELETE
FROM 借阅
WHERE 学号=‘2015129’ AND 借阅时间=‘2016’;

(10)创建仅包含有未还图书的学生视图StudentViewborrow；

CREATE VIEW StudentViewborrow
AS
SELECT 学生编号,学生姓名
FROM 借阅，学生
WHERE 还书时间 is null AND 学生.学生编号=借阅.学生编号;
习题
S(SNO,SNAME,STATUS,CITY)
P(PNO,PNAME,COLOR,WEIGHT)
J(JNO,JNAME,CITY)
SPJ(SNO,PNO,JNO,QTY)
参考

(1) 求供应工程J2零件的供应商号码SNO
(2)求供应工程J3零件P2的供应商号码SNO
∏ sno(σJno=‘J3’∧PNO=‘P2’ (SPJ))
(3) 求供应工程J2零件为蓝色的供应商号码SNO
∏ sno(∏ SNO,PNO(σJno=‘J2’(SPJ)) ∞ ∏ PNO(σCOLOR=‘蓝’§))
(4) 求没有使用北京供应商生产的红色零件的工程号JNO
∏Jno(J)-∏JNO(∏SNO(σCITY=‘北京’(S)) ∞ ∏ SNO,PNO,JNO(SPJ)
∞ ∏ PNO (σCOLOR=‘红’§))
(5) 求至少用了供应商S2所供应的全部零件的工程号JNO
∏ JNO,PNO(SPJ) ÷ ∏ PNO( σSNO=‘S2’(SPJ))

1. 数据库的基本理论
   数据、数据库、数据库管理系统、数据库系统；
   数据模型组成的三要素：数据结构、数据操作、约束条件；
   概念模型的组成；
   三种数据模型及其特点；结合层次、网状模型重点讨论关系模式的特点；
   数据库系统结构中有关数据库系统的三种模式和映象、数据独立性。
   数据库系统概述
   数据、数据库、数据库管理系统、数据库系统。
   数据(Data)：实际上就是描述事物的符号记录。
   数据库(Database,DB)：是长期存储在计算机内有结构的大量的共享的数据集合。
   数据库管理系统（Database Management System，简称DBMS）：是位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件。
   数据库系统（Database System，简称DBS）：是指在计算机系统中引入数据库后的系统构成，一般由数据库、数据库管理系统（及其开发工具）、应用系统、数据库管理员和用户构成。
   数据库系统管理员（Database Administrator，简称DBA）：负责数据库的建立、使用和维护的专门的人员。

数据独立性高
数据独立性是数据库领域中一个常用术语，包括数据的物理独立性和逻辑独立性。
物理独立性是指用户的应用程序与存储在计算机磁盘上的数据之间是相互独立的。
逻辑独立性是指用户的应用程序和数据库的逻辑结构是相互独立的，在数据库的逻辑结构发生改变的时候，用户的程序可以不需要改变。