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壹、数据库的4个基本概念
一、数据(data)
数据库中存储的基本对象 自然是写到名字中的“数据”，而这里的“数据”不只是数字，也可以是图片、声音、视频等等。
描述事物的符号记录都可被称为数据。
二、数据库(DB)
存储珍贵数据的“仓库”，它特点可以概括为：
1、永久储存：不会轻易丢失，可长期存储。
2、有组织：以一定方式存储，保证使用便捷的同时避免数据不必要重复存储以减少整体大小（即较小冗余），且拥有不完全依赖应用程序的独立性等。
3、可共享：可供多方、多程序共同拥有，甚至同时使用（并发），以方便扩充的同时避免数据的重复存储（即避免不必要冗余）。
三、数据库管理系统(DBMS)
管理数据库的一套系统，包括软件和操作语言。它们能提供包括：数据定义、数据组织/存储和管理、数据操纵、数据库的事务管理和运行管理以及数据库的建立和维护等。
在学习数据库的过程中我们就将扮演 借助数据库管理系统操作数据库的“数据库管理员”，而数据库管理系统自然也就是我们将要着重学习的工具。
四、数据库系统(DBS)
也就是对 数据库、数据库管理系统、应用程序和数据库管理员（即操作员） 组成的运维系统的称呼。
贰、数据模型
数据模型是对现实世界数据特征的抽象，是一种能比较真实地模拟世界、容易为人所理解且便于在计算机上实现的模型的统称。具体介绍请见下。
概念引入-型与值：
| 型 | 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。 |
一、概念模型（定义简介）
即按用户的观点来对数据和信息建模，用于数据库设计为主（E-R图(即实体-联系图) 等，此部分详见“数据库设计”）。
概念引入-概念模型中 相关部分：
| 实体 | 客观存在并可相互区别的事物。（如：某一个学生是一个实体） |
| 属性 | 实体所具有的某一特性。（如：学生实体往往有姓名这一属性） |
| 码(或称键) | 唯一标识实体的属性集（所有码都是备选码，可从中自定一个主码以便于查找等）。（如：每个人都可以有且有不重复的身份证号等） |
| ！实体型 | 用实体名及其属性名集合来抽象和刻画同类实体（是对这类结构和属性的说明，类似于自定的一个格式模板）。（如：如学生作为实体型，可以由“学生”-实体名、“姓名”-属性名、“性别”-属性名，等等结合组成。） |
| 实体集 | 同一类型实体的集合。（如：一个个单独的学生实体同属于“学生”这一实体集） |
| 联系 | 实体内部通常指 属性之间的联系，实体之间通常指 不同实体集之间的联系。（如：“学生”实体集与“老师”实体集之间的联系） |
二、逻辑模型（模型较多，仅列举3个常用）
*1、层次模型（类似 树 的结构）：【*不适用多对多联系的描述】
有且只有一个结点（根节点）没有双亲结点 且 根以外其他结点有且只有一个双亲结点。
*2、网状模型（允许结点任意互连）：【*库越大越复杂，越难使用】
允许一个以上的结点无双亲 且 一个节点可以有多于一个的双亲。
！3、关系模型（最常用，往往用二维表存储关系）：【*查询效率相对较低】
概念的引入-逻辑模型中 相关部分：
| 关系 | 一个关系对应通常说的一张表。（其每个分量都必须是一个不可分的数据项，使关系表达完整但不包含多余数据） |
| 元组 | 表中的一行。（往往也就是一条数据） |
| 属性 | 表中的一列，每个属性都有一个属性名。（如：定义学生实体型中可以有姓名属性等） |
| ！码(或称键) | 可唯一确定一个元组的表中属性组。（如：定义每个学生都有且有不重复的身份证号属性 或 多个属性组合成可满足条件的属性组等）【更多具体介绍见下一章笔记】 |
| 域 | 一组具有相同数据类型的值的集合，即属性的取值范围。（如：定义一个年龄属性，其取值范围可以是1~90等） |
| 分量 | 元组中的一个属性值。（是指某一条数据中的一个属性的具体值） |
| 关系模式 | 对关系的描述。 |
（从用户观点看）由一组关系（每个关系都是一张规范化的二维表）组成。
为保证关系模型的正常、稳定，避免出现数据的损坏影响查找。我们在对关系模型数据库进行查询、插入、删除和更新数据这类操作的时候，就要注意一些规范了。而这个规范就被称为：
关系模型完整性约束条件：
- 实体完整性：元组中所有主属性（即主码中涉及的所有属性）都应完整，属性不空缺。
- 参照完整性：关系中 参照中的数据要能与被参照中的数据相互对应，参照不对空。
- 用户定义的完整性：你（操作者）为达到一定合理效果而自行定义的约束，联系不非法。
叁、E-R图（实体-联系图）
一、介绍
实体-联系图，就是一种以相对直观的图画形式，展现并描述实体与实体间联系的一种方式。
*注：通过E-R图描述 关系 时应经过 联系结点（哪怕是描述实体集内部关系也同要）。
基本要素描绘方式：
实体集：▭（用方框表示，内部填写实体名）
属性：◯（用椭圆表示，内部填写属性名）
联系：◊（用菱形表示，内部填写联系名）
它们用“—”直线相连（直线边应写上代表其中联系的特点，如：对多则用n、m等表示，对单则用1表示。
二、两个简单的E-R图：（并不完整，仅用于简单示意）
1、实体集与实体集间的联系：
（一个带有一个属性的实体集与另一个带有两个属性的实体集产生 一对多的联系）
2、实体集内部联系：
（一个带有一个属性的实体集与自身内部产生 一对多/多对一 联系（双线））
!肆、数据库系统的三级模式结构
一、介绍
二映像三级模式示意图
数据库系统的二级映像三级模式结构，是我们需要了解的重要结构，以下是相关概念的具体介绍：
二、三模式
| 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（不涉及数据的物理存储细节和硬件环境且与数据库管理系统无关） |
| 外模式 | 也称子模式/用户模式，是所有用户都能看见和使用的局部数据的逻辑结构和特征的描述，是数据库用户的数据视图，是与某应用有关的数据的逻辑表示。 |
| 内模式 | 也称存储模式，一个数据库只有一个。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组织方式。 |
三、二级映像
两层映像即：外模式/模式映像 和 模式/内模式映像，它们使得数据库中那个的数据拥有较高逻辑独立性和物理独立性，下面是相关介绍，清结合上方示意图理解：
1、外模式/模式映像：
应对场景：模式或外模式改变
作用：在需要改变模式或外模式时，只需改变映像（类似改变映射的对应关系）即可在模式改变时保持外模式不变 或 外模式改变而不必改变模式，而应用又是根据外模式编写且只与之对应的，所以大幅减少了协调难度和工作量，使两者相对独立，即：保证了数据与程序的逻辑独立性。
2、模式/内模式映像：
应对场景：数据库的存储结构改变
作用：在改变数据库存储结构（包括但不限于改变本文提到的数据模型等）时，只需改变模式/内模式映像（类似改变映射的对应关系）即可保持模式不必改变 或 模式改变时内模式不必改变。而在内模式之上模式的存在又隔绝了应用与数据的直接联系，即保证了数据与程序的物理独立性。
四、概括：
拥有二级映像三模式结构的数据库系统就可以保证在修改 模式、外模式、内模式 其中任何一者时都只需要改变映像和改动本身即可，而不必牵连改变应用 或 数据库等，同时也提高了数据库系统的安全性和稳定性，便于管理和维护。
本章结束，感谢阅读。
参考资料：
[1]王珊，萨师煊.数据库系统概论[M].北京：高等教育出版社，2014.9
