【数据库基础概念与数据抽象】竹外桃花三两枝——数据库学习之路(2)

数据不是依赖于处理过程的附属品，而是现实世界中独立存在的对象。

数据库四个基本概念：

1. Data

数据(Data)是数据库中存储的基本对象，数据是描述事物的符号记录，数据的形式可为文字，图形，图像，声音等，数据与其语义密不可分。

2. DB

数据库(DataBase，简称DB)是长期储存在计算机内的、有组织的、可共享的数据集合，由DBMS统一管理，多用户共享。

数据库的特征

–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

3. DBMS

数据库管理系统(DataBase Management System，简称DBMS)是由一个相互关联的数据的集合和一组用以访问这些数据的程序组成。DBMS的目的是提供一个科学地组织和存储数据、高效地获取和维护数据的环境。

DBMS主要功能：

–数据定义功能：提供数据定义语言(DDL)，定义数据库中的数据对象

–数据操纵功能：提供数据操纵语言(DML)，操纵数据实现对数据库的基本操作(查询、插入、删除和修改)

–数据库的运行管理：保证数据的安全性、完整性、 多用户对数据的并发使用， 发生故障后的系统恢复

–数据库的建立和维护功能：数据库数据批量装载，数据库转储，介质故障恢复，数据库的重组织，性能监视等

4. DBS

数据库系统(DataBase System，简称DMS)是由一些相互关联的数据以及一组使得用户可以访问和修改这些数据的程序的集合。DMS的一个主要目的是给用户提供数据的抽象视图，系统隐藏关于数据存储和维护的某些细节。

数据库系统的构成：由数据库、数据库管理系统、应用系统（及其开发工具）、数据库管理员（和用户）构成

数据库系统特点：

–面向全组织的复杂的数据结构：

支持全企业的应用而不是某一个应用，数据反映了客观事物间的本质联系，是有结构的数据。

–数据的冗余度小，易扩充：

数据面向整个系统，而不是面向某一应用，数据集中管理，数据共享，因此冗余度小，节省存储空间，减少存取时间，且可避免数据之间的不相容性和不一致性，每个应用选用数据库的一个子集，只要重新选取不同子集或者加上一小部分数据，就可以满足新的应用要求，这就是易扩充性

–具有较高的数据和程序的独立性：

把数据库的定义和描述从应用程序中分离出去，数据描述是分级的（全局逻辑、局部逻辑、存储），数据的存取由系统管理，用户不必考虑存取路径等细节，从而简化了应用程序

–统一的数据控制功能，数据共享程度高：

数据的安全性控制（Security）

l保护数据以防止不合法的使用所造成的数据泄露和破坏
l措施：用户标识与鉴定，存取控制

数据的完整性控制（Integrity）

l数据的正确性、有效性、相容性
l措施：完整性约束条件定义和检查

并发控制（Concurrency）

l对多用户的并发操作加以控制、协调，防止其互相干扰而得到错误的结果并使数据库完整性遭到破坏
l措施：封锁

恢复控制(Recovery)

l将数据库从故障中恢复到某个一致状态

l措施：冗余

数据抽象：

1. 数据抽象：

数据抽象的目的是屏蔽复杂性，以简化用户与系统的交互。

物理层（physical level）。最低层次的抽象，描述数据实际上是怎样存储的。物理层详细描述复杂的低层数据结构。
逻辑层（logical level）。比物理层层次稍高的抽象，描述数据库中存储什么数据及这些数据间存在什么关系。这样逻辑层就通过少量相对简单的结构描述了整个数据库。
视图层（view level）。最高层次的抽象，只描述整个数据库的某个部分。视图层抽象的定义正是为了使这样的用户与系统的交互更简单。系统可以为同一数据库提供多个视图。

2. 数据库系统的模式：

(1) 型与值

型是指对某一类数据的结构和属性的说明，值是型的一个具体赋值。

(2) 模式与实例

模式是对数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述，它仅仅涉及到型的描述，不涉及到具体的值。模式的一个具体值称为模式的一个实例。同一个模式可以有很多实例。模式是相对稳定的，而实例是相对变动的，因为数据库的数据是在不断更新的。模式反映的是数据的结构及其联系，而实例反映的是数据库某一时刻的状态。

(3) 数据库的三级模式：

数据库的三级模式是数据库在三个级别 (层次)上的抽象，使用户能够逻辑地、抽象地处理数据而不必关心数据在计算机中的物理表示和存储。

l内模式(Storage Schema)：是数据的物理结构及存储方式，只有一个

l模式(Schema)：所有用户的公共数据视图，是数据库全体数据的全局逻辑结构和特性的描述，只有一个
l外模式(Sub-Schema 子模式)：用户的数据视图，是数据的局部逻辑结构，模式的子集，可以有多个

(4) 数据库系统两层映像与数据独立性：

外模式/模式映像：
定义某一个外模式和模式之间的对应关系，映象定义通常包含在各外模式中。当模式改变时，修改此映象，使外模式保持不变，从而应用程序可以保持不变，称为逻辑独立性。

模式/内模式映像：

定义数据逻辑结构与存储结构之间的对应关系。存储结构改变时，修改此映象，使模式保持不变，从而应用程序可以保持不变，称为物理独立性。

3. 数据模型

数据模型是实现数据抽象的主要工具。

数据模型是数据结构，数据操作，数据的约束条件的集合

后记

“竹外桃花三两枝，春江水暖鸭先知”，基本概念和数据抽象这两支桃花，开始了春天的脚步！