数据库原理绪论

一、数据库
⑴数据库定义：
是长期储存在计算机内、有组织的、可共享的大量数据的集合。
​​​基本特征：
数据按一定的数据模型组织、描述和储存；
可为各种用户共享；
冗余度较小；
数据独立性较高；
易扩展;

⑵数据库管理系统定义：
位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件;
用途：
科学地组织和存储数据、高效地获取和维护数据；
数据定义功能；
数据组织、存储和管理；
数据操纵功能；
数据库的事务管理和运行管理；
数据库的建立功能；

⑶数据库系统（Database System，简称DBS）
数据库系统的构成:
数据库;
数据库管理系统（及其应用开发工具）;
应用程序;
数据库管理员;

⑷数据管理定义：
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年代中之前);
文件系统阶段（20世纪50年代末--60年代中）;
数据库系统阶段（20世纪60年代末--现在);

⑸数据库系统特点：
数据结构化;
数据的共享性高，冗余度低且易扩充;
数据独立性高;
数据由数据库管理系统统一管理和控制;

二、数据模型
⑴数据模型分为两类（两个不同的层次）
（1） 概念模型：
也称信息模型，它是按用户的观点来对数据和信息建模，用于数据库设计。 
（2） 逻辑模型和物理模型：
逻辑模型主要包括网状模型、层次模型、关系模型、面向对象数据模型、对象关系数据模型、半结构化数据模型等。按计算机系统的观点对数据建模，用于DBMS实现。
物理模型是对数据最底层的抽象，描述数据在系统内部的表示方式和存取方法，在磁盘或磁带上的存储方式和存取方法。

⑵概念模型的用途：
概念模型用于信息世界的建模;
是现实世界到机器世界的一个中间层次;
是数据库设计的有力工具;
数据库设计人员和用户之间进行交流的语言;

⑶对概念模型的基本要求：
较强的语义表达能力;
简单、清晰、易于用户理解;

⑷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;

⑸常用的数据模型：
层次模型（Hierarchical Model）
网状模型（Network Model）
关系模型（Relational Model)）
面向对象数据模型（Object Oriented Data Model）
对象关系数据模型（Object Relational Data Model）
半结构化数据模型（Semistruture Data Model）

①、层次模型：
|满足下面两个条件的基本层次联系的集合为层次模型

1. 有且只有一个结点没有双亲结点，这个结点称为根结点

2. 根以外的其它结点有且只有一个双亲结点

|层次模型中的几个术语：根结点，双亲结点，兄弟结点，叶结点

3. 层次模型的数据操纵：查询，插入，删除，更新

4. 层次模型的完整性约束条件：
无相应的双亲结点值就不能插入子女结点值;
如果删除双亲结点值，则相应的子女结点值也被同时删除;
更新操作时，应更新所有相应记录，以保证数据的一致性;

②、网状模型：
|满足下面两个条件的基本层次联系的集合：

1. 允许一个以上的结点无双亲；

2. 一个结点可以有多于一个的双亲。

|用网状模型间接表示多对多联系

方法： 将多对多联系直接分解成一对多联系。
③、关系模型：
|数据的逻辑结构是一张二维表，它由行和列组成。

|关系（Relation）：l一个关系对应通常说的一张表。

|元组（Tuple）：表中的一行即为一个元组。

|属性（Attribute）：l表中的一列即为一个属性，给每一个属性起一个名称即属性名。

|主码（Key）：也称码键。表中的某个属性组，它可以唯一确定一个元组。

|域（Domain）:l是一组具有相同数据类型的值的集合。属性的取值范围来自某个域。

|分量:元组中的一个属性值。

三、数据库系统的结构

数据库系统的三级模式结构：模式，外模式，内模式

模式：
数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述；一个数据库只有一个模式；
是数据库系统模式结构的中间层

外模式（子模式或用户模式）：
局部数据的逻辑结构和特征的描述；
模式与外模式的关系：一对多；
外模式与应用的关系：一对多 ;

内模式：
是数据物理结构和存储方式的描述；
一个数据库只有一个内模式 ;

二级映象：
外模式／模式映像：保证数据的逻辑独立性;
模式／内模式映像：保证数据的物理独立性;

四、数据库系统的组成

|数据库管理员（DBA)具体职责

1. 决定数据库中的信息内容和结构

2. 决定数据库的存储结构和存取策略

3. 定义数据的安全性要求和完整性约束条件

4.监控数据库的使用和运行

周期性转储数据库：数据文件；日志文件;

系统故障恢复;

介质故障恢复;

监视审计文件;

5. 数据库的改进和重组

性能监控和调优;

定期对数据库进行重组织，以提高系统的性能;

需求增加和改变时，数据库须需要重构造;

|系统分析员：

负责应用系统的需求分析和规范说明;

与用户及数据库管理员结合，确定系统的硬软件配置;

参与数据库系统的概要设计;

|数据库设计人员：

参加用户需求调查和系统分析;

确定数据库中的数据;

设计数据库各级模式;

|应用程序员：

设计和编写应用系统的程序模块;

进行调试和安装;