第1章 数据库系统概述

1、数据库基本概论

1.1 什么是数据？

1.1.1 数据是描述事物的符号记录,是指利用物理符号记录下来的、可以鉴别的信息。

1.1.2 数据是信息存在的一种形式，只有通过解释或处理的数据才能成为有用的信息。(数据的语义)

1.2 什么是数据库？

1.2.1 数据库是指永久存储在计算机中的有组织的、可共享的数据的集合。

• 永久存储
• 有组织
• 可共享

1.2.2 数据要按照一定的数据模型组织、描述和存储，具有较小的冗余度、较高的数据独特性，系统易于扩展，并可以被多个用户分享。

1.3 数据库管理系统及其功能

1.3.1 数据库管理系统（DBMS）是专门用于建立和管理数据库的一套软件，介于应用程序和操作系统之间。

1.3.2 功能

• 数据定义功能
• 数据操纵功能
• 数据库的运行管理功能
• 数据库的建立和维护功能
• 数据组织、存储和管理功能
• 其他功能：主要包括与其他软件的网络通信功能、不同数据库管理系统之间的数据传输以及相互访问功能。

1.4 数据库系统的构成

1.5 其他

DB-----数据库

DBMS-----数据库管理系统

DBS-----数据库系统

DBA-----数据库管理员

2、数据管理技术的发展

2.1 人工管理阶段

20世纪50年代中期以前

1)数据不保存

2)应用程序管理数据

3)数据面向应用程序

2.2 文件系统阶段

20世纪50年代后期到60年代中期

2.3 数据库系统阶段

20世纪60年代后期

数据定义与使用数据的应用程序分离称为数据独立.

与人工管理、文件系统两种数据管理方法相比较，数据库系统具有以下特点：

(1)数据集成：是数据库管理系统的主要目的。

(2)数据共享性高：不只是同一数据可以被多个不同用户存取，还包含了并发共享。

(3)数据冗余小：并非所有的冗余都可以或者应该被消除。

(4)数据一致性：通过消除或控制数据冗余，可以在一定范围内避免数据的不一致性。引起不一致的根源是数据冗余。

(5)数据独立性高：数据定义与使用数据的应用程序分离称为数据独立。1）数据定义的修改，在一定范围内不会引起应用程序的修改。这种独立称为数据的逻辑独立。2）可改变数据的存储结构或存取方法以响应变化的需求而无需修改现有的应用程序，这称为数据的物理独立。

(6)实施统一管理与控制：主要包括数据的安全性、完整性、并发控制与故障恢复等，即数据库保护。1）数据的安全性；2）数据的完整性；3)并发控制；4）故障恢复。

(7)减少应用程序开发与维护的工作量；数据库方法表现在应用方面的一个优点是：在数据库上开发与维护新的应用所花费的代价和时间大大减少。

3、数据库系统的结构

3.1 数据库系统的结构分类

3.2 数据库系统的三级模式结构

3.2.1 模式

• 模式也称为概念模式或逻辑模式；模式<---->概念级.
• 模式：数据库的核心，也是数据库设计的关键.

3.2.2 外模式

• 外模式也称为子模式或用户模式；外模式<---->用户级.

3.2.3 内模式

• 内模式也称为存储模式；内模式<---->物理级.

3.2.4 三级模式结构的两层映像与数据独立性

• 所谓映像，就是一种对应规则，它指出映像双方是如何进行转换的。

•    模式/内模式映像

•    保证了数据与程序的物理独立性。

•    外模式/模式映像

•    保证了数据与程序的逻辑独立性。

3.2.5 概要

3.3 客户/服务器 (C/S)结构

3.4 浏览器/服务器(B/S)结构

4、数据模型

4.1 什么是模型

• 模型是现实世界特征的模拟和抽象表达。
• 数据模型是对现实世界数据特征的抽象，描述的是数据的共性内容。

4.2 数据的特征

4.2.1 静态特征

• 数据的基本结构
• 数据间的联系
• 数据取值范围的约束

4.2.2 动态特征

• 指对数据可以进行符合一定规则的操作

4.3 数据模型组成要素

4.3.1 数据结构

• 描述系统的静态特征

4.3.2 数据操作

• 描述系统的动态特征

4.3.3 数据约束

• 描述数据结构中数据间的语法和语义关联

4.4 数据模型的分类

4.4.1 数据模型是模型化数据和信息的工具，也是数据库系统的核心和基础。

4.5 什么是概念层数据模型

4.6 信息世界涉及的基本概念

4.6.1 简答：简述信息世界涉及哪些基本概念。

实体：客观存在并可相互区别的事物

属性：实体所具有的某种特性称为实体的属性

码或键：可唯一标识实体的属性集

域：属性的取值范围

实体型：具有相同属性的实体必然具有共同的特征和性质

实体集：同型实体的集合称为实体集

联系：实体内部的联系和实体之间的联系，其中实体内部的联系通常指实体各属性之间的联系

4.6.2 数据模型中有型(type)和值(value)两个概念

4.7 概念模型的表示方法

4.7.1 E-R图示例

4.7.2 简答：简述E-R模型的表示方式

4.8 什么是逻辑层数据模型

4.9 逻辑模型的分类

4.9.1 层次模型

4.9.2 网状模型

4.9.3 关系模型

4.9.4 面向对象模型

4.9.5 简答：简述面向对象数据模型的优点

4.9.6 逻辑模型的分类概要

4.10 什么是物理层数据模型

4.11 概念模型、逻辑模型、物理模型概要。

4.12 简答：简述概念模型、逻辑模型、物理模型之间的关系