一、数据库系统概述
数据库系统优点:数据结构化、最低冗余度、较高的程序与数据独立性
四个基本概念:
1.数据:数据库中存储的基本对象
描述事物的符号记录,特点是与其语义不可分
2.数据库:长期存储在计算机内,有组织的、可共享的大量数据的集合
基本特点:按一定数据模型组织、描述和存储
可为各种用户共享,冗余度较小等
3.数据库管理系统(DBMS):
位于用户和操作系统之间的一层数据管理软件,用于科学地组织和存储数据、高效地获取和维护数据
主要功能:
数据定义功能,提供数据定义语言DDL
数据组织、存储和管理
数据操纵功能,提供数据操纵语言DML,实现对数据库的基本操作
数据库的事务管理和运行管理
数据库的建立和维护功能
4.数据库系统:在计算机系统中引入数据库后的系统构成
构成: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
数据库系统的特点:
数据结构化;数据共享性高、冗余度低、易扩展;数据独立性高(物理独立性和逻辑独立 性,由DBMS的二级映像功能保证);数据由DBMS统一管理和控制
DBMS提供的数据控制功能:
数据的安全性保护;数据的完整性检查;并发控制;数据库恢复
二、数据模型
两大数据模型:通俗来讲就是现实世界的模拟
在数据库中用数据模型这个工具来抽象、表示和处理现实世界中的数据和信息
概念模型:按用户的观点来对数据和信息进行建模,用于数据库设计
逻辑模型和物理模型:
逻辑模型包括网状模型、层次模型、关系模型、面向对象模型等,按计算机观点对数据进行建模
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法和存取方法。
客观对象的抽象过程:
将现实世界的客观对象抽象为概念模型
把概念模型转换为某一DBMS支持的数据模型
数据模型的组成要素:
数据结构(静态特性):描述数据库的组成对象及对象之间的联系
数据操作(动态特性):对数据库中各种对象(型)的实例(值)允许执行的操作 及有关的操作规则。包括查询和更新
完整性约束条件:一组完整性规则的集合;完整性规则;用以限定符合数据模型的 数据库状态及状态的变化。
如在关系模型中任何关系必须满足实体完整性和参照完整性。
概念模型:用于信息世界的建模;是现实世界到机器世界的一个中间层次。
实体、属性、码、域、实体型、实体集、联系
ER图:
实体:矩形;属性:椭圆;联系:菱形
常用数据模型:
非关系模型:
层次模型:用树形结构表示各实体间的联系
优点:概念简单、效率高;缺点:现实中很多联系非层次、查询子女必须通过双亲节点
网状模型:允许两个节点之间有多种联系。
优点:概念简单,数据访问灵活;缺点:系统复杂性较高
关系模型:
关系:一个关系对象一张表
元组:表中一行为一个元组
属性:表中一列为一个属性
码:唯一确定一个元组
域:属性的取值范围
分量:元组中一个属性值
关系模式:关系名(属性1,属性2,。。。)
关系的完整性约束条件:实体完整性、参照完整性、用户定义的完整性
优点:建立在严格的数学概念之上;概念单一;关系模型的存取路径对用户透明;
缺点:存取路径对用户透明导致查询效率不如非关系型;增加了DBMS开发难度
三、数据库系统结构
数据库系统模式的概念:型与值;模式与实例;
三级模式结构:
模式:即逻辑模式,数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述,一个数据库只有一个模式,是 数据库系统模式结构的中间层
外模式:与某一应用有关的数据的逻辑表示
数据的局部逻辑结构的描述
介于模式与应用之间的一层,模式与外模式一对多;外模式与应用一对多
每个用户只能看见多对应的外模式中的数据
内模式:即存储模式,是数据物理结构和存储方式的描述,一个数据库只有一个内模式
二级映像功能与数据独立性:
外模式与模式之间的映像:每一个外模式都有一个此映像,通常包含在各自外模式的描述中
保证数据的逻辑独立性
模式与内模式之间的映像:唯一,包含于模式的描述中
保证数据的物理独立性
四、数据库系统组成:
硬件部分:足够大的内外存,较高的通道能力
数据库集合:
数据库管理系统及相关软件
数据库管理员
用户