【数据库原理及应用MySQL】第一章 数据系统的基本原理

第一章         数据库系统的基本原理

1.1.1数据库系统的应用

不做详细介绍

 

1.1.2数据库系统的概念

1. 数据（data）：是客观事物的符号标识，是可以被计算机识别，存储和加工处理的符号的总称，数据是数据库存储的基本对象。
2. 数据库：相互关联的数据集合。严格来说，数据库就是长期存储在计算机内的，有组织的，可共享的大量数据的集合。具有较小的冗余度，较高的数据独立性和易扩展性。

冗余：防止数据丢失，因此会有数据备份

1. 数据库管理系统（DBMS）

主要包括四个方面的主要内容

（1）    数据定义功能

（2）    数据操纵功能：增，删，查，改

（3）    数据控制功能：安全性控，并发控制，恢复功能，分析功能

（4）    数据的组织，存储和管理：确定以何种储存方式存储数据，以何种存取方式提高存取效率，实现元素之间的联系

1. 数据库系统（DBS）
2. 数据库应用系统（DBAS）

 

 

1.1.3 数据管理技术的发展阶段

人工管理     文件管理系统      数据库系统      高级数据库系统

 

1. 人工管理阶段的特点

（1）    数据不保存

（2）    数据不具有独立性

（3）    数据不共享

（4）    只有程序的概念，没有文件的概念

1. 文件管理系统阶段

（1）    数据的冗余和不一致

（2）    数据独立性差：主要是数据与程序之前缺乏独立性

（3）    数据孤立

1. 数据库系统阶段

（1）    数据结构化

（2）    数据的共享性高，冗余度低，易扩充

（3）    数据独立性高：物理独立性和逻辑独立性

物理独立性：物理结构改变时尽量不影响整理逻辑结构和应用程序

逻辑独立性：逻辑结构改变时尽量不影响应用程序

（4）    数据由DBMS统一管理和控制

包括以下几个阶段：

         数据的完整性检查

         并发控制

         数据的安全性保护

         数据库的恢复

 

1.1.4 数据库系统的用户

1. 数据库管理员

是支持数据库系统的专业技术人员

具体职责：参与数据库的设计

              定义数据的安全性要求和完整性约束条件

              日常维护

                 数据库的改进和重组，重构

1. 数据库用户

（1）    最终用户：现实系统中的业务人员。是数据库系统的主要用户

（2）    专业用户：具有较高科学技术背景的人员，这一类用户都比较熟悉数据库管理系统的各种功能，能够直接使用数据库

（3）    系统分析员和数据库设计人员

（4）    应用程序员：编写应用程序的专业的计算机人员

 

1.2.1数据抽象的过程

1．  根据抽象级别划分的四个抽象过程

a)       概念模型：表达用户需求观点的数据库全局逻辑结构的模型

  独立于硬件和软件

      实体的概念：实体是现实世界或客观世界中可相互区别的对象(事物)，这种对象（事物）可以是具体的，也可以是抽象的。

      实体之间的关系可以分为：一对一，一对多，多对多

      联系的概念：是两个或者多个实体之间的关联

 

b)       逻辑模型：表达从数据库实现观点的数据库全局逻辑结构的模型

逻辑模型包含：层次模型，网状模型和关系模型

 

c)       外部模型：表达用户使用观点数据库全局逻辑结构的模型；

硬件独立，软件依赖

d)       内部模型：表达数据库物理结构的模型，也称物理模型

他描述数据在磁盘上的存储方式，存取设备和存取方式

      

 

1.2.2 关系模型

1. 数据模型的三要素：数据结构，数据操作，数据的完整性约束

数据结构的三要素系统的描述了系统的静态特征，动态特征和完整性约束条件

1. 关系数据模型的数据结构关系模型是建立在严格的数据概念基础之上的

（1）关系

一个关系就是一张规范的二维表

（2）元组

表中的一行即为一个元组

（3）属性

表中的一列即为一个属性，每个属性都有一个属性名

（4）码或键

也成为了关键码或者关键字。表中的某个属性或者属性的组合，能唯一的确定一个元组

（5）关系模式

对关系的描述

关系名（属性1，属性2，属性3）

 

1. 关系数据模型的操作与完整性约束

分为三大类：实体完整性，参照完整性和用户定义的完整性

 

 

1.3数据库体系结构

1.数据库系统的三级结构

 

 

三种数据库划分

1. 用户级数据库：对应外模式，是最接近用户的一级
2. 概念级数据库：对应概念模式，介于用户级和物理级之间，是数据库管理员看到和使用的数据库
3. 物理级数据库：对应内模式，是数据库的底层表示

概念模式：是数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述，一个数据库只能有一个概念模式

外模式：一个数据库可以有多个外模式

内模式：一个数据库只能有一个内模式

 

 

1.3.3 数据库系统的二级映射与数据独立性

1.数据库系统的二级映射是外模式/模式映射和模式/内模式映射

2.数据独立性

（1）物理独立性：通过模式/内模式来实现

      是指用户的应用程序与存储在磁盘上的数据库中的数据是独立的

（2）逻辑独立性：通过外模式/模式实现

      是指用户的应用程序和逻辑结构是相互独立的