第一章 绪论
数据库,数据库管理系统,数据库系统的概念和关系
数据库
- 长期存放在计算机内,有组织的,可共享的大量数据的集合。
- 数据库按一定的数据模型组织
- 具有较小的冗余度
- 较高的数据独立性
- 易扩展性
数据库管理系统的功能
- 数据定义
- 数据组织,存储和管理
- 数据操纵
- 数据库事务的管理和运行管理
- 数据库的建立和维护功能
- 其他功能
数据库管理系统
- 计算机的基础软件
- 数据定义功能(DDL)
- 数据操纵功能(DML)
- 数据库的建立和维护功能
- 数据组织,存储和管理
- 数据库的事务管理和运行管理
- 其他(通信,数据转换,互访)
数据库系统
- 由数据库,数据库管理系统,应用程序,数据库管理员组成的存储,管理,处理和维护数据的系统
- 提供,组织,存取,管理,维护等功能
数据管理技术的产生和发展,数据库系统的特点
数据管理技术的产生和发展
- 人工管理阶段
- 数据不保存
- 应用程序管理数据
- 数据不共享
- 数据不具有独立性
- 文件系统阶段
- 数据可以长期保存
- 由文件系统管理数据
- 数据共享性差,冗余度大
- 数据独立性差
- 数据库系统阶段
数据库系统的特点
- 数据结构化
- 整体结构化,数据之间有联系
- 数据的共享性高,冗余度低且易扩充
- 数据独立性高
- 物理独立性:用户应用程序和数据库中的数据的物理存储是相互独立的
- 逻辑独立性:用户的应用程序于数据库的逻辑结构之间是相互独立的
- 数据由数据库管理系统统一管理和控制
- 数据安全性保护:保护数据以防止不合法使用造成的数据泄密和破坏
- 数据的完整性检查:数据的正确性,有效性,相容性
- 并发控制
- 数据库恢复
数据模型的组成要素,数据库模型的分类
数据模型
- 概念模型:按用户的观点来进行建模
- 实体:客观存在并可加以区分的事务
- 属性:实体所具有的某一特征
- 码:唯一标识实体的属性集成为码
- 实体型:用实体名及属性名集合来抽象和刻画同类实体
- 实体集:同一类型的实体
- 联系:实体和各属性之间的联系,实体之间的联系指不同实体集之间的联系
- 一对一,一对多联系
- E-R图:Entity-Relationship approach 实体-联系方法
- 逻辑模型和物理模型
- 逻辑模型:层次,网状,关系等
- 物理模型:描述数据在系统内部的表示方式和存储方法
- 将现实世界抽象为信息世界,然后将信息世界转化为机器世界
- 组成要素
- 数据结构:描述数据库组成对象以及对象之间的联系
- 数据操作:对数据库中各种对象的实例允许执行操作的集合,包括操作及有关的操作准则
- 数据的完整性约束:完整性规则,限定符合数据模型的数据库状态以及状态的变化
- 层次模型
- 只能处理一对多的实体联系
- 像一颗倒立的树,节点的双亲是唯一的
- 简单清晰
- 查询效率高
- 现实中很多关系非层次性
- 产生冗余数据
- 结构严密
- 网状模型
- 允许一个以上节点无双亲
- 一个节点由多余一个的双亲
- 更直接地描述显示世界
- 存取效率较高
- 结构比较复杂
- 不易使用
- 关系模型
- 数据结构:关系:表,元组:一行,属性:一列,码:唯一确定一个元组,域:具有相同数据类型的值的集合,分量:元组中的一个属性值,关系模式:对关系的描述
- 数据操纵和完整性约束:实体完整性,参照完整性,用户定义完整性
- 概念单一
- 具有较高独立性
- 简化开发
数据库的三级模式结构与二级镜像
模式(逻辑模式)
也称逻辑模式,对全体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
外模式
用户模式,是数据库用户能看见的和使用的局部数据的逻辑结构和特征的描述,是数据库用户的数据视图
内模式
存储模式,一个数据库只有一个内模式,它是数据物理结构和存储方式的描述,是数据在数据库内部的组织方式
外模式/模式映像
应用程序依据外模式编写,保证了数据与程序的逻辑独立性
模式/内模式映像
当数据库的存储结构改变,数据的模式不改变,应用程序不改变,保证了数据库的物理独立性
数据库系统的组成
- 硬件平台和数据库
- 软件
- 人员:DBA:内容和存储策略,信息和结构,安全性,完整性,监控,改进和重构
- 系统分析员和设计人员,应用程序员,用户