数据库笔记（第一章）

DB——第一章

数据库笔记

---

数据库系统概述

1.1数据库的四个基本概念

• 数据：描述事物的符号记录
• 数据库（DB）：长期储存在计算机内（永久存储）、有组织的、可共享的大量数据的集合
• 数据库管理系统（DBMS）：和操作系统一样是计算机的基础软件，是位于用户和操作系统间的一层数据管理软件。
• 数据库系统 ：由数据库、数据库管理系统、应用程序以及数据库管理员（DBA）组成的存储、管理、处理和维护数据的系统。

1.2数据管理技术的发展阶段

人工管理阶段（批处理）、文件系统阶段（联机实时出理、批处理）、数据库系统阶段（联机实时出理、批处理、分布处理）

从文件系统到数据库系统标志着数据管理技术的飞跃

1.3数据库系统的特点

• 数据结构化
• 数据的共享性高、冗余度低且易扩充
• 数据独立性高
• 数据由数据库管理系统统一管理和控制

数据库系统实现整体数据的结构化，这是数据库系统的主要特征之一，也是数据库系统与文件系统的本质区别。

数据独立性包括物理独立性（用户的应用程序和数据的物理存储相互独立）和逻辑独立性（用户的应用程序和数据的逻辑结构相互独立）。

综述：数据库是长期存储在计算机内有组织、大量、共享的数据集合，可供 
各种用户共享，具有最小冗余度和较高的数据独立性。数据库管理系统在数据库建立、运用和维护时对数据库进行统一控制，以保证数据的完整性和安全性，并在多用户同时使用数据库时进行并发控制，在发生故障后对数据库进行恢复。

1.4 数据模型

• 概念模型
• 逻辑模型和物理模型

1.4.1 概念模型： 
（1）实体（entity)：客观存在并可相互区别的事物成为实体。 
（2）属性（attribute): 实体所具有的某一特性称为属性。 
（3）码（key）: 唯一标识实体的属性集称为码。 
（4）实体型（entity type)： 
用实体名及其属性集名集合来抽象和刻画同类实体，称为实体型。例如：学生（学号，姓名，性别，出生年月） 
（5）实体集（entity set）：同一类型实体的集合称为实体集。 
例如：全体学生就是一个实体集。 
（6）联系（relationship）：实体内部（属性之间）和实体之间（不同实体集）的联系。 
实体之间（不同实体集）的联系：一对一，一对多，多对多。

概念模型的一种表示方法：实体-联系方法

• E-R图
• E-R模型

1.4.2 数据模型的组成要素 
数据结构（描述数据库的组成对象以及对象间的关系）、数据操作、数据的完整性约束条件

1.4.3 层次模型（逻辑数据模型） 
（1）有且只有一个结点没有双亲结点，即根节点。 
（2）根以外的其他结点有且只有一个双亲结点。

描述 一对多 good 
1.4.4 网状模型（逻辑数据模型） 
（1）允许一个以上的结点无双亲。 
（2）一个结点可以有多于一个的双亲。

1.4.5 关系模型 
（1）关系模型的数据结构

• 关系（relation）：一个关系对应通常所说的一张表。
• 元组（tuple) ：表中的一行即为一个元组。
• 属性（attribute) ： 表中的一列即为一个属性。
• 码（key）：表中的某个属性组，它可以唯一确定一个元组。
• 域（domain）：域是一组具有相同数据类型的值的集合（某属性的取值范围）。
• 分量：元组中的一个属性值。
• 关系模式 ：对关系的描述。一般表示为： 
  关系名（属性1，属性2，……）

注意：关系的每一个分量必须是一个不可分的数据项，不允许表中还有表

1.5 数据库系统的结构

数据库系统的三级模式和二级映像 
数据库的三级模式结构是指：数据库系统是由外模式、模式和内模式三级构成，如图：

外模式 
外模式也称为：子模式(subschema)/用户模式，它是数据库用户（应用程序员、最终用户）能够看到的使用的局部数据的逻辑结构和特征的描述，是数据库的数据视图，是与某一个应用有关的数据的逻辑表示。

外模式通常是模式的子集。一个数据库可以有多个外模式。同一个外模式可以为某一用户的多个应用系统所使用，但一个应用系统只能使用一个外模式。

外模式是保证数据库安全性的一个有力措施。每个用户只能看见和访问所对应的外模式中的数据，数据库中的其余数据是不可见的。

DBMS提供子模式描述语言（子模式DDL）来严格地定义子模式。

内模式 
内模式也称为：存储模式(Storage schema)，一个数据库只有一个内模式。它是数据库物理结构和存储方式的描述，是数据在数据库内部的表示方式。如：记录的存储方式是堆存储，还是按照某些属性值的升（降）存储，还是按照属性值聚簇（cluster）存储；索引按照什么方式组织，是B+树索引，还是hash索引等等。

DBMS提供内模式描述语言（内模式DDL/存储模式DDL）来严格定义内模式。