SQLserver数据库原理（数据库系统概述）

数据库系统概述

目录

一、数据库技术发展史

1. 数据处理技术
2. 数据库技术的3个发展阶段

二、数据库系统组成

1. 数据库
2. 数据库管理系统
3. 数据库应用系统
4. 数据库用户

三、数据库的体系结构

1. 数据库的三级模式结构
2. 数据库的两级映像

四、数据库技术的新进展

1. 分布式数据库
2. 面向对象数据库
3. 多媒体数据库
4. 数据仓库
5. 数据挖掘
6. 大数据

内容部分

一、数据库技术发展史

1、数据处理技术

• 数据：描述事物的符号记录，各类信息的具体表现形式。例如：文字、图形、声音等
• 数据处理：指对信息的收集、整理、存储和使用
• 数据处理的目的：分析、归纳、推理数据本身具有的规律和数据之间的联系提前出有效的资源

2、数据库技术的3个发展阶段：

• 3个阶段的原因：随着计算机硬件和软件的发展，数据库技术也在发展，从数据管理角度出发，分为3个阶段
• 第一阶段：人工管理阶段（主要用于科学计算）
  划分原因一：从硬件角度出发，当时没有硬盘等直接存取得存储设备；从软件角度出发，当时没有操作系 统，也没有管理数据的软件，采用批处理的数据处理方式
  划分原因二：数据和应用程序不独立，数据由处理它的应用程序自行携带

应用程序和数据之间的对应关系：一一对应，如下

应用程序1<——>数据组1
应用程序2<——>数据组2
应用程序3<——>数据组3

• 第二阶段：文件系统阶段（处了科学计算还大量用于管理）
  划分原因一：硬件方面，磁盘成为主要的外存储器；软件方面，出现了操作系统和高级语言，处理方式上不仅有文件批处理还能够练级实时处理
  划分原因二：以文件的形式组织并存储，数据和应用程序分开存储，两者有了一定的独立性

文件系统应用程序和数据的关系：

第三阶段：数据库系统阶段
划分原因一：随着计算机的发展，大容量磁盘出现，文件系统已经无法满足人类对大量数据管理的需求，所以就有了数据库系统，特点是：能够统一管理和共享数据
数据库系统的特点：
1、数据结构化： 和文件系统的根本区别就是数据结构化。DBMS中的数据不在针对某一应用，而是面向整个应用系统
2、较高的数据共享性： 因为数据结构化，所以数据可以被多个用户、多个应用并发共享使用
3、较高的数据独立性： 应用程序不随数据存储结构的变化而变化，数据和应用程序之间彼此独立，它么之间不存在相互依赖关系
4、数据有DBMS统一管理和控制：
因为并发共享，即多个用户可以同时存取数据库中的数据，甚至同时存取数据库中的同一个数据，所以DBMS必须体统数据的控制功能；
DBMS的安全机制：（1）、非法授权，防止对数据的非法存取；（2）、数据的完整性和一致性保护；（3）、数据的备份和恢复

数据库系统的应用程序和数据的对应关系图：

二、数据库系统的组成

1、数据库

• 数据库定义：指长期存储在计算机内有组织的、可共享的数据集合
• 数据库：不仅包括描述事物的数据本身，还包括相关事物的联系
• 数据库中的数据已文件的形式存储在存储介质上

2、数据库管理系统（DBMS）：

• 是数据库系统的核心，是为了数据库的建立、使用和维护而配置的软件，建立在操作系统上
• 为用户和应用程序提供访问数据的方法，包括增删改查和各种数据控制等。总之对数据库的所有操作基本都是在DBMS中完成
• 数据库系统的功能主要包括：
  1、数据定义和操纵功能：对数据库中的对象进行定义，操纵数据库中的数据
  2、数据库运行控制功能：对数据库的运行进行管理是数据库管理系统运行时的核心部分，包括并发控制、安全性检查、完整性约束条件的检查和执行、数据库的内部维护等。所有访问操作都要在控制功能下进行
  3、数据库的组织、存储和管理：如何组织、存储和管理数据字典、用户数据、存取路径等多种数据，能提高效率
  4、建立和维护数据库：数据库的备份和恢复、数据库的重组值和重构造、性能的监视与分析等

3、数据库应用系统： 但凡使用数据库技术管理其数据的系统，都称之为数据库应用系统
4、数据库用户：

• 终端用户：数据库使用者，是通过应用程序使用数据库，不需要懂数据库的那群人
• 应用程序员：在数据库的基础上开发应用程序给终端用户使用的人
• 数据库管理员：专门管理数据库，让数据库正常运行的那群人

三、数据库的体系结构

1、数据库的三级模式结构： 保障数据和程序的独立性，因而DBMS将DB的体系结构划分为三级模式

1. 模式（概念模式或者逻辑模式）：对数据库中全部数据的逻辑结构和特征的描述，是所有用户的公共数据视图。一个数据库只有一个模式
2. 内模式（存储模式或者物理模式）：对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
3. 外模式（子模式或者用户模式）：局部数据的逻辑结构和特征的描述，模式的子集。一个数据库可以有多个外模式

三级模式结构图：

2、数据库的两级映像： 三级模式是抽象的由DBMS做，为实现三个抽象级别的联系和转化，因此需要两级模式

1. 外模式/模式映像：定义外模式和模式的的对应关系。模式和外模式是一对多的关系。该映像保证数据和程序的逻辑独立性，简称数据逻辑独立性
2. 模式/内模式映像：定义数据库全局逻辑结构与存储结构的对应关系。因为模式内模式都是唯一的，所以 模式/内模式映像也只有一个，当数据存储结构改变是只需改变相应模式就能保证模式不变，应用程序也不需要改变，所以保证了数据与程序之间的物理独立性，简称物理数据独立性
3. 两级映像的核心就是保证外模式不变

四、数据库技术的新进展

1、分布式数据库： 分布的计算机都有一份完整的DBMS副本，通过网络将这些分布的计算机连接起来，组成一个完整的、全局的大型数据库
分布式数据库的主要特点：

1. 数据是分布的：通过网络互连的各台计算机上
2. 数据是逻辑相关的：多台计算机上的数据同属于一个数据库系统，数据间存在相互关联
3. 节点的自治性：每个节点都是一台独立的计算机

2、面向对象数据库： 数据库技术和面向对象相结合。 首先是数据库，具备数据库系统的基本功能，其次是一个面向对象的系统
**3、多媒体数据库：**数据库和多媒体技术相结合的产物。
**4.数据仓库：**面向主题设计的
5、数据挖掘： 数据挖掘就是从大量数据中提取或“挖掘”知识
6、大数据： 定义海量数据。