【数据库】第一章绪论

缺乏、安全感 2024-03-26 13:48 90阅读 0赞

## 第一章 绪论 ##

### 1.1 数据库系统概述 ###

#### 数据库课程的学习内容 ####

![在这里插入图片描述][d3614f52411e48c7918cb79408811300.png]

#### 数据库的4个基本概念： ####

1.  数据：**描述事物的符号记录称为数据。** 数据的含义成为数据的语义，数据与其语义是不可分割的。
2.  数据库：**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。** 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**(Redundancy)、**较高的数据独立性**和**易扩展性**(scalability)，并可为各种用户共享。
3.  数据库管理系统：**数据库管理系统是位于用户和操作系统之间的一层数据管理软件。** 其主要功能有：
    
     *  **数据定义**,Data Definition Language DDL
     *  数据组织、存储和管理
     *  **数据操纵功能** Data Manipulation Language ,DML 即增删改查
     *  数据库的事务管理和 运行管理
     *  数据库的建立以及维护
    
    > 常见的DBMS有：MySQL ，Oracle , SQL Server等
    > 
    > 通俗的说就是：通过SQL语言来操纵管理数据库的软件系统
    > 
    > ![在这里插入图片描述][4457a1998bdf43e089c5892effed1390.png]
    > 
    > DBMS的执行流程:先解析语言，然后执行一系列程序
    > 
    > ![在这里插入图片描述][08137a8d3a4e43ae8255836ec9ef2e53.png]
4.  数据库系统：**数据库系统是由数据库、数据库管理系统（及其应用开发工具）、应用程序和数据库管理员（DBA : Database Administrator 数据库管理员）组成的存储、管理、处理和维护数据的系统。**

#### 数据库的发展演变 ####

1.  人工管理
2.  文件管理
3.  数据库管理
    
    1.  层次，网状数据库
    2.  **关系数据库**
    3.  对象关系数据库，面向对象数据库，xml数据库等…
    4.  多种数据库系统开放互联（ODBC ,JDBC)
    5.  新型数据库（关系数据库+其他新技术）

#### 数据库系统的特点： ####

1.  **数据结构化**
2.  **数据共享度高，冗余度低且易扩充**
3.  **数据独立性高：** 数据独立性包括**物理独立性**和**逻辑独立性**。物理独立性是指**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**。逻辑独立性是指**用户的应用程序与数据库的逻辑结构是相互独立的**。
4.  **数据由数据库管理系统统一管理控制：** 数据管理系统提供以下数据控制功能：**数据的安全性保护**、**数据的完整性检查**、**并发控制**和**数据库恢复**。

#### 工作岗位与学习程度 ####

![在这里插入图片描述][3d5d0de3a78a496eac44c01177359b1a.png]

*  终端用户：简单了解
 *  开发程序员：掌握高级语言和SQL语言开发应用程序
 *  数据库设计：掌握数据库的模型等
 *  数据库管理：数据库的权限，安全等
 *  DBMS设计：算法等

### 1.2 数据模型 ###

数据模型也是一种模型，他是对现实世界数据特征的抽象，是数据库系统的核心和基础。

#### 两类数据模型： ####

1.  第一类是**概念模型**：也称信息模型，它是按照用户的观点来对数据和信息建模，主要用户数据库设计
2.  第二类是**逻辑模型和物理模型：**
    
     *  逻辑模型主要包括**层次模型、网状模型、关系模型、面向对象数据模型、对象关系数据模型、半结构化数据模型。** 主要用于数据库管理系统的实现
     *  物理模型是对数据最底层的抽象。

##### 概念模型 #####

1.  **实体（entity）**：客观存在并可相互区别的事务成为实体
2.  **属性（attribute）**：实体所具有的某一特性成为属性
3.  **码（key)**：唯一标志实体的属性集成为码
4.  **实体型（entity type)** :用实体名及其属性名集合来抽象和刻画同类实体，成为实体型
5.  **实体集（entity set)**
6.  **联系（relationship）**
    
    > 实体之间的联系有：
    > 
    >  *  一对一
    >  *  一对多
    >  *  多对多

概念模型的一种表示方法：实体-联系法（entity-relationship approach) ，该方法用E-R 图来描述现实世界的概念模型

#### 数据模型的组成要素 ####

*  数据结构
 *  数据操作
 *  数据的完整性约束条件

#### 常用的数据模型 ####

1.  层次模型：树的形式组织数据
2.  网状模型：网的形式组织数据
3.  关系模型: 表的形式组织数据

#### 关系模型 ####

**关系模型** ：所有的模式都可为抽象表（table)的形式

> 模型：用什么形式组织模式。模式：如何表示具体数据的结构。数据：具体信息
> 
> **数据**本身结构抽象为**模式**，模式抽象为**模型**

![在这里插入图片描述][31b7c6c6edef433cafd1f4853b4d0586.png]

关系模式：对关系的描述，一般表示为 关系名（属性1，属性2，…)

关系模型要求关系是规范的，不可再分

> 关系模型概念严格单一，便于理解和开发；支持集合的操作
> 
> 但是存取路径对用户隐蔽，查询效率不高，需要优化  
> 举例  
> ![在这里插入图片描述][8820af4af4cf41f7a50362ac4bdeb3ca.png]

#### 数据库系统的结构 ####

三级模式，两级映射

![在这里插入图片描述][40e8579e9a4a4bdf9151099beb1dc69b.png]  
![在这里插入图片描述][dff1df6fd44b4ab1ad9f4a9b4bbbf735.png]

##### 模式：（概念层模式，Conceptual Schema) #####

模式也称逻辑模式，是数据库中**全体数据的逻辑结构和特征的描述**，是所有用户的公共视图。**一个数据库只有一个模式。**

##### 外模式（子模式,External Schema）： #####

外模式也称**子模式或用户模式**，他是数据库用户能够看见和使用的**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，是与某一应用有关的数据逻辑表示。**一个应用程序只能使用一个外模式。**

> 外模式是用户和程序员看到的部分,可以是由一张表或多张表创建出来的视图  
> 模式就是一张张表  
> 内模式就是实际的物理存储结构，包括索引等
> 
> Schema描述的是结构，View(视图)是数据的展示  
> ![在这里插入图片描述][4f44c98f1f234daba63a61c53e9bd87f.png]

##### 内模式(内部模式，Internal Schema)： #####

内模式也称存储模式，一个数据库只有一个内模式。他是**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（E-C Mapping ：External Schema-Conceptual Schema Mapping）： #####

当模式改变时\*\*（如增加新的关系，新的属性，改变属性的数据类型等）**，由数据库管理人员对各个外模式/模式映像做相应改变，可以使外模式保持不变。应用程序是依据数据的外模式编写的，从而应用程序不必修改，保证了数据与程序的逻辑独立性，简称**数据的逻辑独立性。\*\*

##### 模式/内模式映像（C-I Mapping ：Conceptual Schema-Internal Schema Mapping）： #####

当数据库的存储结构改变时（**例如选用另一种存储结构**），由数据库管理人员对模式/内模式映像做相应改变，可以使模式保持不变，从而应用程序不必改变。保证了数据与程序之间的物理独立性，简称**数据的物理独立性**。

![在这里插入图片描述][e5860fb7e4964859bf18f37f39c1cde9.png]

![在这里插入图片描述][4be457a9e0d9484ab953b643a5922258.png]

### 本章总结 ###

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