1.1 数据库概述

1.1        数据库概述

1.1.1        数据库基本概念

-        数据（Data）

-        数据库（DataBase，DB）

-        数据库管理系统（DataBase Management System，DBMS）

-        数据库系统（DataBase System,DMS)

1.        数据（Data）

数据（data）是数据库中存储的基本对象。

数据的定义：描述事物的符号记录

数据的种类 ：文本、图形、图像、音频、视频、互联网上的博客、微信中的 聊天记录、学生的档案记录、个人的网购记录、医院病历等。

2.        数据库（DB）

数据库的定义 ：数据库（database，简称DB）是长期储存在计算机内有组织、可共享的大量数据的集合。

数据库的基本特征 ：数据按一定的数据模型组织、描述和储存 ，较小的冗余度 ，较高的数据独立性 可扩展性。

3.        数据库管理系统（DBMS）

  数据库管理系统的定义：位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件 ，计算机的基础软件，是一个大型复杂的软件系统。

 数据库管理系统的主要功能：

①        数据定义功能 

1        提供数据定义语言（DDL）

2        定义数据库中的数据对象的组成与结构

②        数据组织、存储和管理功能

1        分类组织、存储和管理各种数据

2        确定组织数据的文件结构和存取方式

3        实现数据之间的联系

4        提供多种存取方法提高存取效率

③        数据操纵功能

1        提供数据操纵语言（DML）

2        实现对数据库的基本操作 （查询、插入、删除和修改）

④        数据库的事务管理和运行管理功能

1        数据库在建立、运行和维护时由数据库管理系统统一管理和控制

2        保证数据的安全性、完整性

3        多用户对数据的并发使用及发生故障后的系统恢复

⑤        数据库的建立和维护功能功能

1        数据库初始数据的输入和转换

2        数据库转储和恢复功能

3        数据库的重组织、性能监视和数据分析等

⑥        其它功能功能

1        数据库管理系统与网络中其它软件系统的通信

2         数据库管理系统系统之间或与文件系统的数据转换

3         异构数据库之间的互访和互操作

4.        数据库系统（DBS）

数据库系统的构成：数据库， 数据库管理系统（及外围的应用开发工具） ，应用程序， 数据库管理员。

1.1.2 数据管理技术的产生和发展

数据管理：对数据进行分类、组织、编码、存储、检索和维护 ，数据处理的中心问题。

数据管理技术的发展过程

人工管理阶段（ 20世纪50年代中期以前）

文件系统阶段（ 20世纪50年代后期-- 20世纪50年代中期）

数据库系统阶段（ 20世纪50年代后期--现在）

1.        人工管理阶段(20世纪50年代中期以前)

人工管理阶段产生的背景:

应用背景         科学计算

硬件背景         无直接存取的存储设备

软件背景         没有操作系统

处理方式         批处理

人工管理阶段特点：

 数据的管理者：用户（程序员），数据不保存

数据面向的对象：某一应用程序

数据的共享程度：无共享、冗余度极大

数据的独立性：不独立，完全依赖于程序

数据的结构化：无结构

数据控制能力：应用程序自己控制

2.         文件系统阶段（20世纪50年代后期-- 20世纪60年代中期）

文件系统阶段产生的背景

应用背景         科学计算、数据管理

硬件背景         磁盘、磁鼓

软件背景         有文件系统

处理方式         联机实时处理、批处理

文件系统阶段特点

数据的管理者：文件系统，数据可长期保存

数据面向的对象：某一应用

数据的共享程度：共享性差、冗余度大

数据的结构化：记录内有结构，整体无结构

数据的独立性：独立性差

数据控制能力：应用程序自己控制

3.         数据库系统阶段（20世纪60年代后期以来）

数据库系统阶段产生的背景

应用背景         大规模数据管理

硬件背景         大容量磁盘、磁盘阵列

软件背景         有数据库管理系统

处理方式         联机实时处理、分布处理、批处理

数据库系统阶段特点

（1）整体数据的结构化

（2）数据的共享性强，冗余度低且易于扩充

（3）数据的独立性强

（4）数据由数据库管理系统统一管理和控制

（1）整体数据的结构化

整体数据的结构化是数据库的主要特征之一

整体数据的结构化 ：不仅仅针对某一个应用，而是面向整个组织或企业的多种应用需求 ，不仅数据本身结构化，整体是结构化的，数据之间具有联系，数据记录可以变长，数据的最小存取单位是数据项。

数据用数据模型描述，无需应用程序定义

（2）数据的共享性强，冗余度低且易于扩充

数据面向整个系统，可以被多个用户、多个应用、使用不同的接口、 不同的编程语言共享使用。

数据共享的好处：

1        减少数据冗余，节约存储空间

2        避免数据之间的不相容性与不一致性

3        使系统易于扩充

（3）数据的独立性强

物理独立性 :用户的应用程序与数据库中数据的物理存储是相互独立的 ,当数据的物理存储改变了，应用程序不用改变。

逻辑独立性 ：指用户的应用程序与数据库的逻辑结构是相互独立的。 数据的逻辑结构改变了，应用程序不用改变。

数据独立性：由数据库管理系统的两级映像功能来保证。

（4）数据由数据库管理系统统一管理和控制

数据库管理系统提供的数据控制功能

①数据的安全性（security）：保护 保护数据以防止不合法的使用造成数据的泄密和破坏

②数据的完整性（integrity）：检查 保证数据的正确性、有效性和相容性

③数据的并发控制 ：对多用户的并发操作加以控制和协调，防止相互干扰而得到错误的结果

④数据库的恢复（recovery）： 将数据库从错误状态恢复到某一已知的正确状态（完整状态或一致状态）

数据库概念小结

1        数据库是长期存储在计算机内有组织、可共享的大量数据的集合

2        可以供各种用户共享，具有最小冗余度和较高的数据独立性

3        数据库管理系统在数据库建立、运维护时对数据库进行统一控制，以保 证数据的完整性、安全性，并在多用户同时使用数据库时进行并发控制， 在发生故障后对数据库进行恢复