数据库概论学习笔记——绪论

第一章  绪论

1.1 数据库系统概述

数据库的4个基本概念

1.数据(Data)

2.数据库(Database)

3.数据库管理系统(DBMS)

4.数据库系统(DBS)

 

1.数据(Data)

定义:数据(Data)是数据库中存储的基本对象。

2.数据库(Database)

定义:数据库(Database,简称DB)是长期储存在计算机内、有组织的、可共享大量数据的集合。

基本特征:1.数据按一定的数据模型组织、描述和储存 2.可为各种用户共享 3.冗余度较小 4.数据独立性较高 5.易扩展

3.数据库管理系统(DBMS)

定义:位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件 是基础软件,是一个大型复杂的软件系统。

用途:科学地组织和存储数据、高效地获取和维护数据。

4.数据库系统(DBS)

构成:数据库 数据库管理系统(及其应用开发工具) 应用程序 数据库管理员  

数据库系统的特点

1.数据结构化

2.数据的共享性高,冗余度低且易扩充

3.数据独立性高

4.数据由数据库管理系统统一管理和控制

 

1.数据结构化

整体结构化

①不再仅仅针对某一个应用,而是面向全组织

②不仅数据内部结构化,整体是结构化的,数据之间具有联系

③数据记录可以变长via

④数据的最小存取单位是数据项

2.数据的共享性高,冗余度低且易扩充

数据面向整个系统,可以被多个用户、多个应用共享使用。

数据共享的好处

①减少数据冗余,节约存储空间

②避免数据之间的不相容性与不一致性

③使系统易于扩充

3.数据独立性高 

物理独立性

    指用户的应用程序与数据库中数据的物理存储是相互独立的。当数据的物理存储改变了,应用程序不用改变。

逻辑独立性

    指用户的应用程序与数据库的逻辑结构是相互独立的。数据的逻辑结构改变了,应用程序不用改变。

4.数据由数据库管理系统统一管理和控制

(1)数据的安全性(Security)保护

    保护数据以防止不合法的使用造成的数据的泄密和破坏。

(2)数据的完整性(Integrity)检查

    保证数据的正确性、有效性和相容性。

(3)并发(Concurrency)控制 

    对多用户的并发操作加以控制和协调,防止相互干扰而得到错误的结果。

(4)数据库恢复(Recovery)

    将数据库从错误状态恢复到某一已知的正确状态。

数据库是长期存储在计算机内有组织大量共享数据集合

1.2  数据模型

数据模型是对现实世界数据特征的抽象。

通俗地讲数据模型就是现实世界的模拟

两类数据模型

(1) 概念模型

    也称信息模型,它是按用户的观点来对数据和信息建模,用于数据库设计。

(2) 逻辑模型和物理模型

    逻辑模型主要包括网状模型、层次模型、关系模型、面向对象数据模型、对象关系数据模型、半结构化数据模型等。按计算机系统的观点对数据建模,用于DBMS实现。

    物理模型是对数据最底层的抽象,描述数据在系统内部的表示方式和存取方法,在磁盘或磁带上的存储方式和存取方法。

概念模型

信息世界中的基本概念

(1)实体(Entity)

(2)属性(Attribute)

(3)码(Key)

唯一标识实体的属性集称为码

(4)实体型(Entity Type)

(5)实体集(Entity Set)

(6)联系(Relationship)

    现实世界中事物内部以及事物之间的联系在信息世界    中反映为实体(型)内部的联系和实体(型)之间的联系。

    实体内部的联系通常是指组成实体的各属性之间的联系。

    实体之间的联系通常是指不同实体集之间的联系。

    实体之间的联系有一对一、一对多和多对多等多种类型。

概念模型的一种表示方法:实体-联系方法(后面会讲)

    用E-R图来描述现实世界的概念模型

    E-R方法也称为E-R模型

数据模型的组成要素(后面会具体讲)

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

    对数据库中各种对象(型)的实例(值)允许执行的    操作的集合,包括操作及有关的操作规则

    类型:查询   更新(包括插入、删除、修改)

数据的完整性约束条件

    完整性规则:给定的数据模型中数据及其联系所具有的制约和依存规则。

    作用:用以限定符合数据模型的数据库状态以及状态的变化,以保证数据的正确有效相容。

常用的数据模型

层次模型(Hierarchical Model)

网状模型(Network Model)

关系模型(Relational Model)

面向对象数据模型(Object Oriented Data Model)

对象关系数据模型(Object Relational Data Model)

半结构化数据模型(Semistruture Data Model)

 

层次模型

网状模型

关系模型

就是二维表

1.3  数据库系统的结构

数据库应用开发人员角度看,数据库系统通常采用三级模式结构,是数据库系统内部的系统结构 

 从数据库最终用户角度看,数据库系统的结构分为: 单用户结构 、主从式结构、 分布式结构、 客户-服务器、 浏览器-应用服务器/数据库服务器多层结构等。

数据库系统的三级模式结构

模式(Schema)

外模式(External Schema)

内模式(Internal Schema)

模式(也称逻辑模式)

    数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述 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(也称子模式或用户模式)

    数据库用户(包括应用程序员和最终用户)使用的局部数据的逻辑结构和特征的描述

    数据库用户的数据视图,是与某一应用有关的数据的逻辑表示

内模式(也称存储模式)

    是数据物理结构和存储方式的描述

数据库的二级映像功能与数据独立性

外模式/模式映像

    保证数据的逻辑独立性

    当模式改变时,数据库管理员对外模式/模式映象作相应改变,使外模式保持不变 。

    应用程序是依据数据的外模式编写的,应用程序不必修改,保证了数据与程序的逻辑独立性,简称数据的逻辑独立性。

模式/内模式映像

    保证数据的物理独立性

    当数据库的存储结构改变了(例如选用了另一种存储结构),数据库管理员修改模式/内模式映象,使模式保持不变。

    应用程序不受影响。保证了数据与程序的物理独立性,简称数据的物理独立性。

数据库系统的组成

数据库

数据库管理系统(及其开发工具)

应用程序

数据库管理员

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