七天了解数据库系统原理------第一天概论与模型

数据库系统原理------概论与模型

一.数据库的概论

1.数据管理的三个阶段：

• 人工管理
• 文件系统管理
• 数据库系统管理

人工管理特点是数据面向应用，数据需要用应用程序自己设计，说明和管理，我们在编写程序是，自己规定数据的存储结构，存取方法和输入方式等等。数据不保存，不能共享，不具有数据独立性也是其特点，像c语言中用数组

文件系统管理是通过（数据管理）操作系统OS访问数据库DB，数据可以长期保存，数据面向应用，数据共享性，数据不独立为其特点

数据库系统管理通过管理控制数据库管理系统DBMS对前面提到的操作系统OS发出访问请求，同时组织储存数据库DB，

数据库管理系统DBMS作为数据库的核心，大多遵循三级体系结构（ANSI/SPARC体系结构）为用户提供数据在不同层次上的抽象视图：

• 外部级（用户视图）描述外模式
• 概念级（全局视图）描述概念模式
• 内部级（存储视图）描述内模式

外模式/概念模式映射提供逻辑独立性，概念模式/内模式映射提供物理独立性

数据的逻辑独立性就是指修改概念模式而无需修改外模式或应用程序的能力。

数据的物理独立性就是指修改内模式而无需修改概念模式的能力。

具有ANSI/SPARC体系结构的DBMS支持一个内模式，一个概念模式和多个外模式。

概念模式独立于其他模式，设计数据库模式结构是应首先确定数据库的概念模式，即全局的数据逻辑结构。
内模式独立于外模式，也独立于具体的存储设备，但依赖于概念模式 ，它将概念模式中所定义的全局的数据逻辑结构按照一定的物理存储策略进行组织。

2.数据库的概念

数据库DB

数据库是长期存储在计算机内，有组织的，统一管理的，可共享的相关数据的集合

数据管理特点：

• 采用数据模型组织数据
• 数据面向整个应用领域
• 数据由数据库管理系统DBMS统一管理和控制
• 数据具有独立性

数据库管理系统DBMS

数据库管理系统的功能是为用户或应用程序提供访问数据库的方法，包括DB的简历，查询，更新及各种数据控制。

1. 数据库的定义
2. 数据操纵
3. 数据的组织存储和管理
4. 数据库的事务管理和运行管理（控制功能）
5. 数据库的维护

二.数据模型

• 概念模型
• 数据模型
• 物理模型

三个模型之间的关系

人们首先通过选择、命名、分类等方法把现实世界中的客观对象抽象为某一种信息结构，这种信息结构不依赖于具体的计算机系统，而是一种概念模型，这是对现实世界的第一层抽象，再由数据库设计人员将概念模型转化为某一类DBMS支持的数据模型，这是对现实世界的第二层抽象。数据模型最终还要由DBMS转换为面向计算机系统的物理模型。对事物不同抽象层次中的对象需要采用不同的模型进行描述。

概念模型

概念模型是按用户的观点来对信息建模, 是数据库设计人员与用户之间进行交流的语言。概念模型是从现实世界中抽取出对于一个目标应用系统来说最有用的事物、事物的特征以及事物之间的联系，并用实体、属性、实体间的联系等概念来精确地加以描述。

概念模型的表示方法很多，其中最为著名的是实体联系模型，也称E-R模型，该方法用E-R图来描述概念模型。

实体是信息世界基本属性

关键字是能唯一标识实体的最小属性集

数据模型

按照数据模型是否能比较真实地模拟现实世界，容易为人们所理解，并便于在计算机上实现的要求，数据模型不断进行着演变，并成为数据库技术发展的一条主线。数据模型的发展经历了层次模型、网状模型、关系模型等发展阶段。为了适应新一代数据库应用的要求，也出现了半结构数据模型、面向对象数据模型等。

数据结构，数据操作，完整性约束是数据模型的三要素

1.数据结构

• 描述数据库的组成对象以及对象之间的联系。
• 描述对象类型的集合，反映的是系统的数据静态特性。
• 按照数据结构的类型来命名数据模型。

2.数据操作

• 对数据库中各种对象的实例允许执行的操作及操作规则的集合。
• 反映的是系统数据的动态变化
• 主要有查询和更新两大类操作

物理模型

物理模型是对最底层数据进行的抽象，描述数据在系统内部的表示方式和存取方法，如数据在磁盘上的存储方式和存取方法，物理模型是面向计算机系统的。物理模型的具体实现是DBMS的任务，一般用户不必考虑物理存储的细节。