数据库系统概念总结：第一章 引言

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第一章 引言

• 数据库管理系统（DataBase-Management System，DBMS）由一个相互关联的数据的集合和一组用以访问这些数据的程序组成。这个数据集合通常称作数据库

1.1 数据库系统的应用

• 企业信息、银行和金融、大学、航空业、电信业等

1.2 数据库系统的目的

• 数据库发展阶段
  –人工管理阶段：计算机主要用于科学计算、外存为顺序存取设备、没有操作系统，没有数据管理软件
  –文件系统阶段：计算机不但用于科学计算，还用于管理、外存有了磁盘、磁鼓等直接存取设备、有了专门管理数据的软件，一般称为文件系统
  –数据库系统阶段：计算机管理的数据量大，关系复杂，共享性要求强
• 文件处理系统中存储组织信息的主要弊端
  –数据的冗余（redundancy）和不一致（inconsistency）
  –数据访问困难
  –数据孤立（isolation）
  –完整性（integrity）问题
  –原子性（atomicity）问题
  –并发访问异常（concurrent-access anomaly）
  –安全性问题

1.3 数据视图

1.3.1 数据抽象

• 物理层：描述数据是怎样存储的
• 逻辑层：描述数据库中存储什么数据及这些数据间存在什么关系
• 视图层：描述整个数据库的某个部分

1.3.2 实例和模式

• 实例（instance）：特定时刻存储在数据库中的信息的集合
• 模式（schema）：数据库的总体设计

1.3.3 数据模型

• 关系（relational）模型：用表的集合来表示数据和数据间的联系
• 实体-联系（entity-relationship）模型：基于对现实世界的一种认识：现实世界由一组称作实体的基本对象以及这些对象间的联系构成
• 基于对象的数据（object-based data）模型：E-R模型增加了封装、方法和对象标识等概念后的扩展
• 半结构化（semistructured）数据模型：允许相同类型的数据项含有不同的属性集的数据定义

1.4 数据库语言

1.4.1 数据操纵语言（Data Manipulation Language，DML）

• 它使得用户可以访问或操纵那些按照某种适当的数据模型组织起来的数据
• 分类
  –过程化（procedural）DML：要求用户指定需要什么数据以及如何获得这些数据
  –声明式（declarative）DML：只要求用户指定需要什么数据，而不指明如何获得这些数据

1.4.2 数据定义语言（Data Definition Language，DDL）

• 它用于定义数据库模式

1.5 关系数据库

1.6 数据库设计

• 逻辑设计：确定数据库模式。 数据库设计要求我们找到关系模式的“好”集合
• 物理设计：确定数据库的物理布局

1.7 数据存储和查询

1.7.1 存储管理器

• 定义：数据库系统中负责在数据库中存储的低层数据与应用程序以及向系统提交的查询之间提供接口的部件

1.7.2 查询处理器

• 组件：
  –DDL解释器（interpreter）：它解释DDL语句并将这些定义记录在数据字典里
  –DML编译器（compiler）：将查询语言中的DML语句翻译为一个执行方案，包括一系列查询执行引擎能理解的低级指令

1.8 事务（transaction）管理

• 事务是数据库应用中完成单一逻辑功能的操作集合。每个事务是一个既具有原子性又具一致性的单元

1.9 数据库体系结构

1.10 数据挖掘与信息检索

• 数据挖掘（data mining）：半自动地分析大型数据库并从中找出有用的模式的过程
• 信息检索（data warehouse）：查询非结构化的文本数据被称为信息检索