考试复习笔记1——数据库技术的基本概念与方法概述(数据模型，数据系统结构知识)

一篇
一.数据库相关基本概念
数据库技术诞生于20世纪60年代末。数据，数据库，数据库管理系统，数据库系统是与数据库技术最为密切相关的基本概念。
1，数据(Data)
定义数据：描述事物的符号记录称为数据。
数据表现形式：1，文本数据：数字，字母，文字，特殊字符组成的。2，多媒体数据：图形，图像，动画，影像，声音，语言等。
列如，日常生活，工作中使用的客户档案记录，商品销售记录等都是数据。
需要注意的是，仅有数据记录往往不能完全表达其内容的含义，需要经过解释。数据的解释是对数据含义的说明，也称为数据的语义。数据与其语义密不可分，没有语义的数据是没有意义和不完整的。
2，数据库
所谓数据库(DataBase,DB)，是长期储存在计算机内，有组织的，可共享的数据集合。
数据库中的数据按一定的数据模型组织，描述和存储，具有较小的冗余度，较高的数据独立性，系统易于扩散，并可以被多个用户共享。
3，数据库管理系统
数据库管理系统(DataBase Management System,DBMS)是位于操作系统与用户之间的一层数据管理软件，是数据库系统的核心。DBMS的主要功能包括数据定义，数据操纵，数据库建立和维护，数据库运行管理等。
(1)数据定义语言(DDL)
DBMS提供数据定义语言(Data Definition Language,DDL) CREATE:用于创建数据库或数据库对象，ALTER:用于对数据库或数据库对象进行修改，DROP:用于删除数据库或数据库对象。
(2)数据操纵语言(DML)
DBMS提供数据操纵语言(Data Manipulation Language,DML)主要用于操纵数据库中各种对象，特别是检索和修改数据。
SELECT:用于从表或视图中检索数据，是使用最为频繁的SQL语句之一，INSERT:用于将数据插入到表或视图中，UPDATE:用于修改表或视图中的数据，即可修改一行数据，也可修改多行或全部数据，DELETE:用于从表或视图中删除数据，可根据条件删除指定的数据。
(3)数据控制语言(DCL)
数据控制语言主要用于安全管理。GRANT:用于授予权限， 可把语句许可或对象许可的权限授予其他用户或角色。REVOKE:用于授予权限，其功能与CRANT相反，但不影响该用户或角色从其他角色中作为成员继承的许可权限。
4，数据库系统
数据库系统(DataBase System,DBS)是指引数据库技术的计算机系统。一个完整的数据库系统不仅包含数据库，还包含支持数据库的硬件，数据库管理系统及相关软件，数据库管理员和用户。在不引起混淆的情况下，常常将数据库系统简称为数据库。
二，数据库系统的特点
1，数据结构化
在数据库系统中，数据不再针对某一应用，而是面向全局应用，具有整体的结构化。这里说的“结构”是指数据的组织方式。…并且数据库中的结构化数据由DBMS统一管理。DBMS既管理数据的物理结构，也管理数据的逻辑结构；既考虑数据本身，也考虑数据之间的联系。
2，数据冗余度小
3，数据共享性好
4，数据独立性高
数据独立性包括数据的物理独立性和数据的逻辑独立性。物理独立性是指用户的应用程序与存储在磁盘上数据库中的数据是相互独立的；逻辑独立性是指用户的应用程序与数据库的逻辑结构是相互独立的。也就是说，数据的逻辑结构改变了，但用户的程序也可以不变。
5，数据库保护
数据库管理系统具有对数据的统一管理和控制功能，主要包括数据的安全性，完整性，并发控制与故障恢复等，既数据库保护。
(1)数据的安全性
数据的安全性(Security)是指保护数据
(2)数据的完整性
数据的完整性(Integrity)是数据的准确性，有效性和相容性要求，即控制数据在一定的范围内有效或要求数据之间满足一定的关系，保证输入到数据库中的数据满足相应的约束条件，以保证数据有效，正确。列如，确保“性别”的取值只能是“男”，“女”。
(3)并发控制
并发控制(Concurrency)是指当多个用户的并发进程同时存取，修改数据库时，可能会发生互相干扰而得到错误结果，并使得数据库的完整性遭到破坏，因而对多用户的并发操作加以控制和协调。
(4)故障恢复
计算机产生的硬件故障，操作员的失误以及人为的破坏都会影响数据库中数据的正确性，甚至造成数据库部分或全部数据的丢失，DBMS必须具有将数据库从错误状态恢复到某一已知的正确状态的功能，这就是数据库的故障恢复(Recovery)。
三，数据库系统的结构
从数据库用户视图视角来看，数据库系统通常采用三级模式结构，这就是数据库管理系统内部的系统结构。
从数据库管理系统的角度来看，数据库系统的结构分为集中式结构，分布式结构，客户/服务器(C/S)结构和并行结构，这是数据库的外部体系结构。
从数据库应用的角度来看，目前数据库系统常见的结构有客户/服务器结构和浏览器/服务器(B/S)结构，这就是数据库系统整体的运行结构。
四，数据模型
数据库中的数据是有一定结构的，这种结构用数据模型(Data Model)表示。根据不同的应用目的，数据模型可以分为概念模型，逻辑模型和物理模型。
(1)概念模型
最典型的概念模型是实体联系模型。实体联系模型用“实体—联系”图表示，简称E-R图。
(2)逻辑模型
逻辑模型(Logical Model)是具体的DBMS所支持的数据模型。任何DBMS都基于某种逻辑数据模型。主要的逻辑数据模型有层次模型，网状模型，关系模型，面向对象模型等。
(1)层次模型
(2)网状模型
网状模型以网状结构表示实体与实体之间的联系。网状模型是层次模型的扩展。
(3)关系模型
关系模型是用二维表结构来表示实体及实体间联系的模型并以二维表格的形式组织数据库中的数据。列如MYSQL就是一个关系数据库管理系统。
(4)面向对象模型
面向对象模型即使概念模型又是逻辑模型。
(5)物理模型
物理模型用于描述数据在存储介质上的组织结构。每一种逻辑模型在实现时都有与其相对应的物理数据模型。物理数据模型不但DBMS的设计决定，而且与操作系统，计算机硬件密切相关。

二篇
关系的数据结构就是二维表。无论是实体还是实体之间的联系都用关系表示。

表(Table)也称为关系由表名，构成表的各个列及若干行数据组成。

表中的**列(Field)**也称做字段或属性。

表中的数据是按行存储的，表中的**行(Row)**也称作元组(Tuple)或记录(Record)。

**关键字(Key)**是表中能够唯一确定一个元组的属性或属性值。关键字也称作码或主键。
在有些情况下，需要几个属性(即属性集合)才能确定一条记录。列如对于成绩表，仅仅确定学号和课程号，都不能唯一确定某个学生具体一门课程的成绩。所以成绩表的主键是学号和课程号两个属性。

如果一个表中具有多个能够唯一标识一个元组的属性，则这些属性称为候选键。列如，表中身份证是一个候选键，因为给定学号或身份证号，都可以确定一个学生的基本全部信息，因此学号和身份证号都是候选键。候选键可以任选一个作为主键。

外部关键字(Foreign Key)也称作外键。如果表的一个字段不是本表的主键或候选键，而是另一个表的主键或候选键，则该字段称为外键。
域表示属性的取值范围。列如性别的取值范围是“男”或“女”。

数据库设计的六个步骤：
需求分析，概念结构设计，逻辑结构设计，物理结构设计，数据库实施，数据库运行与维护