数据库系统概论笔记整理

第一章     绪论

1.1  数据库系统概述

概念区分：

1，数据（Data）:数据是数据库中存储的基本对象。描述事物的符号记录称为数据。可以是数字，文字，图形，图象，声音，语言等。

2，数据库（DB）：存放数据的仓库。严格地讲，数据库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。数据库中的数据按照一定的数据模型组织，描述和存储，具有较小的冗余度，较高的数据独立性和易扩展性，并可为各种用户共享；

数据库的三个基本特点：永久储存，有组织，可共享。

3，数据库管理系统（DBMS）：是位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件。

     主要功能有：

（1）数据定义功能    （2）数据组织，存储和管理    （3）数据操纵功能       （4）数据库的事务管理和运行管理

（5）数据库的建立和维护功能                                   （6）其他功能

4，数据库系统（DBS）：是指在计算机系统中引入数据库后的系统，一般由数据库，数据库管理系统，应用系统，数据库管理员构成。

数据库管理员（DBA）。

使用数据库系统有什么好处？

答：

使用数据库系统的好处是由数据库管理系统的特点或优点决定的。使用数据库系统的好处很多，例如，可以大大提高应用开发的效率，方便用户的使用，减轻数据库系统管理人员维护的负担，等等。使用数据库系统可以大大提高应用开发的效率。因为在数据库系统中应用程序不必考虑数据的定义、存储和数据存取的具体路径，这些工作都由 DBMS 来完成。用一个通俗的比喻，使用了 DBMS就如有了一个好参谋、好助手，许多具体的技术工作都由这个助手来完成。开发人员就可以专注于应用逻辑的设计，而不必为数据管理的许许多多复杂的细节操心。还有，当应用逻辑改变，数据的逻辑结构也需要改变时，由于数据库系统提供了数据与程序之间的独立性，数据逻辑结构的改变是 DBA 的责任，开发人员不必修改应用程序，或者只需要修改很少的应用程序，从而既简化了应用程序的编制，又大大减少了应用程序的维护和修改。使用数据库系统可以减轻数据库系统管理人员维护系统的负担。因为 DBMS 在数据库建立、运用和维护时对数据库进行统一的管理和控制，包括数据的完整性、安全性、多用户并发控制、故障恢复等，都由 DBMS 执行。总之，使用数据库系统的优点是很多的，既便于数据的集中管理，控制数据冗余，提高数据的利用率和一致性，又有利于应用程序的开发和维护。读者可以在自己今后的工作中结合具体应用，认真加以体会和总结。

数据管理技术的产生和发展过程

一，人工管理阶段（20世纪40年代中期~50年代中期）

特点：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。

二，文件系统阶段（20世纪50年代后期~60年代中期）

特点：数据可以长期保存，由文件系统管理数据，

缺点：

（1）数据共享性差，冗余度大

（2）数据独立性差

三，数据库系统阶段（20世纪60年代后期以来）

特点：（1）数据结构化（2）数据共享性高，冗余度低，易扩散（3）数据独立性高

（4）由DBMS统一管理和控制(为此，DBMS还必须提供以下几方面的数据控制功能)

         <1>数据库的安全性保护      

         <2>数据库的完整性检查    

         <3>并发控制

         <4>数据库恢复

1.2数据模型（是对现实世界数据特征的抽象）

分类：

一，概念模型（也称信息模型，按用户需求对数据和信息进行建模，主要用于数据库设计）

二，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，面向对象模型，对象关系模型。物理模型是对数据最低层的抽象）

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

概念模型

用途：用于信息世界的建模，是现实世界到信息世界的第一层抽象，是数据库人员进行数据库设计的有力工具，也是数据库设计人员与用户进行交流的语言。

一，信息世界中的基本概念

（1）实体：客观存在并可相互区别的事物就称为实体。实体可以是具体事物，也可以是抽象概念或联系。

（2）属性：实体所具有的某一特征。一个实体可以由若干属性来刻画。

（3）码：  唯一标识实体的属性集称为码。（有些码是多个属性的组合）

（4）域：是一组具有相同数据类型的值的集合。eg:学号的域为8位整数，性别的域为（男，女）

（5）实体集：同一类型实体的集合。

（6）实体型：用实体名及其属性名集合来抽象和刻画同类实体。

（7）联系

两个实体型之间的联系：

一对一，一对多，多对多。

概念模型的一种表示方法：实体—联系方法（E—R方法）

一个系统只有一个E—R图

实体型：用矩形表示

属性：用椭圆表示

联系：用棱形表示（如果一个联系具有属性，这些属性也要用无向边与该联系连接起来）

关系模型：关系模式组成的模型

（1970年E.F.Codd提出，为数据库技术奠定了理论基础）

关系数据模型的数据结构

关系：关系就是表

元组：表中的一行即为一个元组

属性：表中的一列即为一个属性，给每一个属性取一个名称即为属性名。

码：也称码键。表中某个属性组，可以唯一确定一个元组，就称为该关系的码。

域：属性的取值范围。

分量：元组中的一个属性值。

1.3数据库系统结构

数据库系统的三级模式结构：是指数据库系统是由外模式，模式和内模式三级构成。

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，是所有用户的公共数据视图。

外模式：也称子模式或用户模式。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证的描述，是数据库用户的数据视图，是与某一应用有关的数据的逻辑表示。

一个数据库可以有多个外模式。

内模式：内模式也称存储模式，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表示方式。

外模式/模式映像保证了数据库系统中的数据能够具有较高的逻辑性，而模式/内模式映像保证了较高的物理独立性。

数据库系统的组成

（1）硬件平台及数据库

（2）软件：

（3）人员