数据库系统概述

数据库

• 数据是数据库中存储的基本对象。
• 描述事物的符合记录称为数据。（数字 图形 图像 声音 语言等）

数据库

• 数据库是长期存储在计算机内的，有组织的可共享的大量数据的集合。
• 特点：永久存储，有组织和可共享

数据库管理系统（DBMS）

主要功能：

• 数据定义功能 —— 数据定义语言（DDL）
• 数据组织，存储和管理
• 数据操纵功能
• 数据库的事务管理和运行管理
• 数据库的建立和维护功能

数据库系统

• 数据库系统由数据库，数据库管理系统，应用系统，数据库管理员构成。
• 

数据管理技术的产生和发展

人工管理 文件系统 数据库系统 三阶段

• 人工管理阶段 ：数据不保存，应用程序管理数据，数据不共享，数据不具有独立性。（缺点：结构发生变化，程序也应做出修改）
• 文件系统阶段 ： 特点 —— 数据可以长期保存；由文件系统管理数据。缺点 —— 数据共享性差，冗余度大；数据独立性差。
• 数据库系统阶段 ：特点 —— 数据结构化；数据的共享性高，冗余度低，易补充；数据独立性高；数据由DBMS统一管理和控制。

数据模型

• 数据模型也是一种模型，是对现实世界数据特征的抽象，数据模型是数据库系统的核心和基础。

两类数据模型

• 概念模型（信息模型）
• 逻辑模型和物理模型（层次模型，网状模型，关系模型等）
• 逻辑模型是计算机系统的观点对数据建模，主要用于数据库管理系统的实现。
• 物理模型是对数据最底层的抽象，是面向计算机系统的（硬件层次）

数据模型的组成要素

• 数据模型由 数据结构，数据操作和完整性约束 三部分组成。
• 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：各种对象的实例允许执行的操作的集合。
• 数据的完整性约束：一组完整性规则。

概念模型

• 概念模型是现实世界到机器世界的一个中间层次。

信息世界中的基本概念

• 实体（Entity）: 客观存在并可相互区别的事物。
• 属性（Attribute）: 实体所具有的某一特性称为属性。
• 码（Key）（关键字）: 卫衣标识实体的属性集称为码。
• 域（Domain）: 一组具有相同数据类型的值的集合。（属性取值于域）
• 实体型 （Entity Type）：用实体名及其属性名集合来抽象和刻画同类实体。
• 实体集（Entity Set）（了解即可）: 同一类型的集合。
• 联系（ Relationship）: 实体之间的联系是指不同实体集之间的联系。

两个实体型之间的联系

• 一对一联系（1：1）（例：班级和班长的关系）
• 一对多联系（1：n）（例：班级和学生的关系）
• 多对多联系（m：n）（例：课程和学生的关系）

概念模型的表示方法

• 实体联系图（E-R图）
• ER图提供了表示实体型，属性和联系的方法。
• 实体型（矩形）
• 属性（椭圆）
• 联系（菱形）：注意——联系如果也有属性，则这些属性也要用无向边把该联系连接起来。

最常用的数据模型

层次模型，网状模型，关系模型

关系模型

关系数据模型的数据结构 :

• 关系（一张表）
• 元组（一行）
• 属性（一列）
• 码（唯一确定）
• 域（属性的取值范围）
• 分量（元组中的一个属性值）
• 关系模式（对关系的描述）

关系数据模型的操纵与完整性约束

• 完整性约束条件（三大类）：实体完整性，参照完整性，用户定义的完整性。

关系数据模型的优点

• 建立在严格的数学概念基础上。
• 概念单一。
• 存取路径对用户透明。

数据库系统结构

数据库系统模式的概念

• 模式是数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述，模式是相对稳定的。

数据库系统的三级模式结构

• 外模式
• 模式
• 内模式

模式

• 模式又称逻辑模式，是数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述，是所有用户的公共数据视图。
• 一个数据库只有一个模式

外模式

• 又称子模式或者用户模式，是数据库用户的数据视图。
• 外模式是模式的子集，一个数据库可以有多个外模式。
• 外模式是保证数据库安全性的一个有力措施。

内模式

• 又称存储模式，一个数据库只有一个内模式，是数据在数据库内部的的组织方式。

数据库的二级映像功能与数据独立性

• 外模式/模式映像
• 模式/内模式映像
• （当数据库的存储结构改变了，模式/内模式映像也要改变，也就是数据的物理独立性）

数据库系统的组成

• 数据库，数据库管理系统，应用程序，数据库管理员
• （这个就不用看了）