数据库原理及应用(一)基本概念和模式

数据库的作用及相关概念

        数据的特征：          1.数据有“型”与“值”之分(Type和value)

                                        2.数据受数据类型和取值范围的约束

                                        3.数据有定型表示和定量表示（“及格”/“不及格”/具体分数）

                                        4.数据应具有载体和多种表现形式（物理载体/图像、语音文字等形式）

        数据库及数据库中数据的性质

                                        1.数据库是一个实体

                                        2.数据库是数据管理的新方法和技术

                                        3.数据库中的数据具有数据共享性（不同用户可以根据自己的需求使用数据/多个用户可以同时共享数据库中的数据资源）

        数据管理系统的特点：

                                        1.以数据库技术为基础

                                        2.采用功能选单方式控制程序

                                        3.功能模块大致相同

        数据库技术及发展

                1.手工管理数据阶段        (1)不保存大量的数据

                                                        (2)没有软件系统对数据进行管理

                                                        (3)基本没有“文件”概念

                                                        (4)一组数据对应一个程序

                2.文件系统阶段               (1)管理的数据以文件的形式长久的保存在计算机的外存中

                                                        (2)文件系统有专门的数据管理软件（提供增删改查功能）

                                                        (3)文件系统中的数据文件已具备多样化

                                                        (4)文件系统的数据存取以记录为单位

                                缺陷                 (1)文件系统的数据冗余度大

                                                        (2)文件系统中的数据与程序之间缺乏独立性（强耦合）

                                                                1.数据逻辑结构改变时，必须修改程序和文件结构

                                                                2.应用程序的变更会影响到数据文件

                3.数据库系统阶段        研究范围和方向：1.数据库管理系统软件的研制

                                                                                  2.数据库设计技术的开发

                                                                                  3.数据库理论的研究

                                                        特点        1.数据库设计时面相数据模型对象

                                                                        2.数据冗余度小，共享度高

                                                                        3.数据与程序之间的耦合度低（逻辑独立和物理独立）                                                               

                                                                        4.通过DBMS进行数据安全性和完整性的控制

                                                                        5.最小存取单位是数据项

数据库的结构

        硬件要求：计算机内存、外存尽量大；数据传输速度要快；

        软件组成：操作系统(OS)、数据库管理系统(DBMS)、主预言系统、应用程序软件和用户数据库

        人员组成：        数据库管理员(DBA)        职责：   1.参与数据库和应用系统的设计

                                                                                        2.参与数据库的存储结构和存取策略的工作

                                                                                        3.定义数据的安全性要求和完整性条件

                                                                                        4.监视和控制数据库系统的运行和系统的维护和数据恢复工作

                                                                                        5.负责数据库的改进和重组

        功能结构        数据定义功能(DDL)

                               数据操纵功能(DML)        实现增删改查功能

                                                                   分类：        宿主型DML：只能嵌入其他高级预言

                                                                                      自主型DML：可以嵌入到主语言中使用

                                                                    处理方式    预编译方法

                                                                                       增强编译方法 

                                 数据库的建立和维护功能

                                数据库的运行管理功能

        三级数据模式

                外模式、模式、内模式

 

                         逻辑模式（模式）：对数据库中数据的整体逻辑结构和特征的描述。

                         外模式（子模式）：对各个用户或应用程序涉及到的数据的逻辑结构和数据特征进行描述。

                                        特点：1.用户不必考虑与自己无关的数据，简化工作

                                                   2.使用户只能对自己需要的数据进行操作，与其他数据和用户隔离

                                                   3.统一模式可以派生多个子模式，有利于数据的独立性和共享性

                        内模式（存储模式）：数据的内部表示/底层描述，规定了数据项、记录、数据集、索引和存取路径的一切物理组织方式，也规定了优化性能、响应时间和存储空间需求、记录位置、块大小和数据溢出区。

        二级映像技术

                外模式与模式之间的映像、模式与内模式之间的映像，在三级数据模式之间建立联系，同时保证了数据的独立性。

                1.外模式/模式的映像与作用

                        定义通常保留在外模式中。当模式变化时，仅需要修改映像，而应用程序不需要修改；使得用户能够按子模式进行程序设计，保证了数据的逻辑独立性。

                2.模式/内模式的映像与作用

                        它说明了数据的记录、数据项在计算机内部是如何组织和表示的。当数据库的存储结构发生变化时，可以通过修改映像使模式不变，保证了数据的物理独立性。