【数据库系列】第一章：数据库系统概论

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  前言

  一、数据库系统的应用实例

  二、数据管理

  17.数据库系统主要的八个优点：

  三、数据库系统的组成

  四、数据模型

  总结

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前言

重点：是掌握数据库系统的组成、数据库管理系统（DBMS）的功能，数据模型及其用途。

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提示：以下是本篇文章正文内容，下面案例可供参考

一、数据库系统的应用实例

1.超市是我们最熟悉的购物场所，这里的管理和交易是由一个数据库系统支持的。

2.在超市的数据库中存储供应商、商品、库存、销售、现金账和人员等所有运营管理的数据。

3.超市的进货管理、商品交易、库存盘点、统计报表、销售预测等管理工作都是基于数据库系统实现的。

4.现代银行的信息系统是基于计算机网络环境下的大型数据库系统。银行的数据库中存储了客户的账户信息、交易信息以及转账、贷款、理财等更复杂的银行运营管理信息。

5.现代化的银行管理系统是由一个基于网络环境的大型数据库系统支持的。

6.电子商务网站的运营需要数据库系统进行信息的存储和管理，数据库是电子商务系统的重要组成部分。

7.数据库系统能实现信息的存储、管理和操作。

示例：pandas 是基于NumPy 的一种工具，该工具是为了解决数据分析任务而创建的。

二、数据管理

1.在现代计算机系统中，信息是以数据的形式存储和处理的，数据是对事物状态和特征的表述符号，是信息的载体。

2.数据经过解释并赋予其一定的意义，才能成为信息。

3.按照一定格式存储的职工数据，也被称为一个职工记录。

4.数据管理是指数据的收集、整理、组织、存储、维护、检索、传送等操作，它是数据处理过程中必要的基本环节。

5.数据管理经历了手工管理、文件系统和数据库系统三个发展阶段。

6.在通常情况下，文件系统创建的数据文件基本模仿手工文档格式。

7.当文件结构和数据发生任何微小变化时，必须修改或重新编写所有涉及存取文件的程序，即表现为数据独立性差。

• 8.文件系统数据管理的缺点

  • 数据独立性差

  • 数据共享困难

  • 数据冗余和数据异常

  • 数据控制困难

9.在文件系统中，部门之间的文件系统是孤立的，相互之间没有关联。如果要通过编程读取不同文件中的数据，乃至跨越不同的文件系统读取数据，是相当困难的事情。在文件系统中，很难实现数据共享。

10.由于文件系统很难实现数据共享，因此导致同一个数据可能存储在多处。例如，在人事部、销售部和财务部的文件中都保存职工信息。这种在两个或更多文件中重复出现的数据，称为数据冗余。

11.数据冗余是文件系统固有的缺陷，可能会导致两类最难查找和最不易纠正的错误分别是数据异常和数据不一致性。

12.在理想状态下，某一个数据项发生变化时，只需要修改一处。一个数据项变化引起多处修改的现象称为数据异常。

13.数据冗余不仅增加了数据更新时间和存储容量的额外开销，更糟糕的是可能导致数据的不一致性。

14.由于数据冗余使用一个数据项变化时，必须修改多处，否则就会出现同一个数据在不同文件中不一样的现象，称为数据不一致性。

15.在文件系统中，由于文件结构取决于数据所属部门的需求，所以很难实现数据共享和安全性保证。

16.在文件系统中，所有数据管理、数据操作和数据控制都必须通过编写程序实现，所以，很难实现对数据完整性、安全性和并发操作的控制。

• 17.数据库系统主要的八个优点：

  • 一、在系统目录中存储数据结构及数据之间的联系。

  • 二、在建立数据库时，只需要简单地定义数据的逻辑结构，不必花费大量的精力定义数据的物理结构和编写程序。

  • 三、数据库系统能够自动将用户输入的逻辑数据转换成物理数据。

  • 四、DMBS提供加密和权限等安全性控制机制，确保数据库的安全性。

  • 五、数据库系统支持多用户的数据存储操作，并通过封锁机制防止并发操作可能出现的问题。

  • 六、具有数据备份和数据恢复的能力，保证数据库的可靠性。

  • 七、提供完整性约束功能，自动检测数据的正确性和相容性。

  • 八、提供功能强大的结构化查询语言（SQL）。SQL属于一种非过程性语言，只需用户指出做什么，不必说明怎么做。同时，DBMS还提供第3代语言存取数据的接口，如JAVA、C、Pascal、JSP等语言。

三、数据库系统的组成

• 数据库系统(DataBase System,DBS)主要有4个组成部分
  • 数据库（DB）
    • 是一个自描述系统，不仅存储用户的数据，还存储有关数据结构的描述信息（元数据）及数据之间的联系。除此之外，还可以存储视图、过程、触发器、函数、用户权限等更多的数据库对象。
    • 在Access的数据库中，数据还可以存储表、查询、窗体、报表、宏、模块等多种数据库对象。

  • 数据库（DB）特点：

    • 数据库长期存储在计算机内、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，较高的数据独立性和易扩展性，可为各种用户共享。
    • 数据库中每个表存储两个部分信息：
      • 一、是表的结构描述信息，也称为元数据。
      • 二、是表中的数据，用户按照表中每一列的数据类型和宽度输入数据。
  • 数据库管理系统（DBMS）
    • 是用于创建数据库和操作数据库的软件系统。
      • DBMS的产品很多：
        • 例如Orac1e,Sybase,DB2,sql,server,My SQL,Access,FoxPro等

    • DBMS的基本工作原理：

      • 在数据库系统中，数据库复杂的内部结构是由DMBS直接管理的。
      • 当用户访问表中的数据时，DMBS首先访问数据库的系统目录，依据表的结构信息获得数据存储地址和数据操作内容等复杂的内部存储信息，最终向用户提供操作的结果。

    • DBMS的基本工作原理举例说明：

      • 一、在Access系统中，用户利用“设计视图”创建数据库的表、查询、窗体和报表。
      • 二、DBMS自动的将这些定义信息存储在系统目录中。
      • 三、当用户需要打开一个表进行某种操作时，用户只需选择相应的表和操作命令，其后的事情就由DBMS自动完成。
      • 四、DBMS会自动查找系统目录，读取表的结构信息、表与表之间参照完整性约束和将要处理的数据。
      • 五、然后将用户的操作请求转换成复杂的机器代码自动执行，最后按照用户设定的格式显示运行的结果。

    • DBMS的基本功能：

      • 数据定义：
        • 建立数据库和定义表的结构。
      • 数据操作：
        • 插入、更新、删除、复制和查询数据等。
      • 数据库运行管理：
        • 并发控制、完整性控制、安全性控制等。
      • 数据库维护：
        • 自动维护系统目录、备份和恢复等可靠性保障。

    • 关系数据库系统（RDBMS）

      • 主要有两类语言：
        • SQL语言：
          • 是结构化查询语言，是一种非过程化的语言，功能丰富，使用方便，简洁易学。
        • QBE语言：
          • 通过例子进行查询的语言，采用一种类似于“填表式”的操作方法。

          • QBE语言特点：

            • 一、QBE是一种高度非过程化的基于屏幕表格的查询语言。
            • 二、QBE是基于图形的点击式查询操作方式，用户根据查询要求在终端屏幕以填表格的方式构造“查询程序”，查询结果也以表格的形式显示。
            • 三、QBE不需要用户记忆查询语言的语法规则，要求用户在一个类似”查询模板“的表格中输入检索数据的参数。

          • GQBE特点：

            • 一、具有简单、直观和易学易用的优点。
            • 二、用户操作界面的设计风格人性化和可视化，具有功能强大和用户操作简单的特点。
            • 三、采用可视化技术，将数据库的各种操作命令以菜单、图标、任务栏、快捷键、导航树等方式整合在用户界面上，使用户能够方便找到所需的命令，并且每一步操作都会有相应的提示信息，用户通过简单的选择或点击操作就能完成复杂的数据库操作。
  • 数据库应用程序
    • 是用户创建的查询、窗体（用户操作界面）和报表，用于实现各种业务处理和数据操作功能。
  • 数据库管理员（DBA）
    • 是专门从事数据库管理的人员。
    • DBA的具体工作：
      • 向终端用户提供数据和信息。
      • 制定数据库管理的政策、标准和规程，制定安全性控制的管理规定，规定用户口令长度，以及安全性控制实施规范等数据库管理工作。
      • 确保数据库的安全性，防止非法操作的发生。
      • 数据库的备份与恢复。
      • 培训终端用户。
    • DBA对数据库安全性控制的方法：
      • 对用户访问权限的管理、视图的定义。
      • 对DBMS的操作的监控。
      • DBA必须使数据库被保护、可重构、可检查、抗干扰，使用户成为可识别的、已授权的和被监控的。

四、数据模型

该处使用的url网络请求的数据。

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总结

提示：这里对文章进行总结：
例如：以上就是今天要讲的内容，本文仅仅简单介绍了pandas的使用，而pandas提供了大量能使我们快速便捷地处理数据的函数和方法。