1.数据库概述

四个基本概念

1.数据

​ 描述事物的符号记录

​ 数据的含义称为数据的语义，数据与语义是不可分的

2.数据库

​ 长期存储在计算机内有组织，可共享的大量数据的集合

3.数据管理系统

​ 管理数据库的软件，简称DBMS

​ 数据库管理系统的主要功能：

​ 1数据定义功能

​ 2数据组织，存储和管理功能

​ 3数据操纵功能（查询，插入，删除，修改）

​ 4数据库的事务管理和运行管理（保证数据安全完整）

​ 5数据库的建立和维护

4.数据库系统

​ 由数据库，数据库管理系统，应用系统，数据库管理员构成的系统

数据模型

​ 数据模型：对现实世界数据特征的抽象

​ 数据模型应满足三方面要求：

​ 1能比较真实的模拟现实世界

​ 2容易为人所理解

​ 3便于在计算机上实现

数据模型的三要素

​ 1数据结构：描述数据库的组成对象以及对象之间的联系

​ 2数据操纵：对数据库中各种对象的实例允许执行的操作的集合，包括操作及有关的操作规则

​ 3完整性约束：完整性约束是一组完整性规则，保证数据的正确，有效和相容

​ 数据建模分两步进行

​ 1.概念模型：将现实世界抽象为信息世界

​ 按用户观点进行数据建模

​ 2.数据模型：将信息世界转换为机器世界

​ 按计算机系统的观点进行数据建模

​ 数据模型分为逻辑模型和物理模型，逻辑模型进行数据建模，物理模型实现数据在系统内部的表示和存取

​ 逻辑模型又分为层次模型，网状模型，关系模型，面向对象模型和对象关系模型

概念模型

​ 概念模型用于信息世界的建模

信息世界的基本概念

1.实体

​ 客观存在并可相互区分的事物

​ 例：一个学生，一个部门，一门课

2.属性

​ 实体具有的某一特性

​ 例：对于学生实体，姓名，性别，学号等都是它的属性

3.码

​ 唯一能确定实体的属性称为码

​ 例：学号为学生实体的码

4.域

​ 属性的取值范围

​ 例：性别的域（男，女）

5.实体类型

​ 用实体名及其属性名集合来抽象和刻画同类实体，简称实体型

​ 例：学生（学号，姓名，性别，专业） 这就是一个实体型

6.实体集

​ 同类型实体的集合

​ 例：全体学生就是一个实体集

7.联系

​ 实体内部的联系和实体之间的联系

​ 实体内部联系通常指实体的各属性之间的联系

​ 实体之间的联系通常指不同实体集之间的联系

​ 实体之间的联系存在一对一，一对多和多对多等类型

​

​ 概念模型的一种表示方法：实体-联系图（E-R图）

​ E-R图提供了表示实体性，属性和联系的方法

层次模型

​ 层次模型的表现形式类似于树形结构

​ 满足以下两个条件的基本层次关系的集合为层次模型：

​ 1有且只有一个根结点

​ 2根以外的其他结点有且只有一个双亲结点

网状模型

​ 网状模型的表现形式类似于图形结构

​ 满足以下两个条件的基本层次关系的集合为网状模型

​ 1允许一个以上的结点无双亲结点

​ 2一个阶段可以有多于一个的双亲结点

关系模型

关系模型的数据结构

​ 从用户观点看，关系模型就是一张表

​ 这张表与其他表能够存在关系，则这张表属于关系模型数据库的表，例如Student表的Sno和SC表的Sno存在关系

1.关系

​ 一个关系对应通常所说的一张二维表

​ 上面一整个表就成为一个关系

2.元组

​ 除表头外，表中的一行就是一个元组

​ 如(2005004,王小明，19，女，社会学，2005)就是一个元组

3.属性

​ 表中的一列就是一个属性，每列的名称为属性名

​ 上表有学号,姓名,年龄等6个属性

4.码

​ 是表中的一个或多个属性，这些属性能确定一个元组

​ 例如学号属性就能确定一个学生元组

5.域

​ 属性的取值范围

6.分量

​ 元组中的一个属性值

​ 如”19“为元组(2005004,王小明，19，女，社会学，2005)的一个分量

7.关系模式

​ 对一个关系的描述，表示为关系名（属性1，属性2，......)

​ 上表可描述为学生（学号，姓名，年龄，性别，系名，年级）

关系模型的数据操纵和完整性约束

​ 关系模型的数据操纵主要包括查询，插入，删除和更新数据

​ 完整性约束包括三大类

​ 1.实体完整性（实体的属性都是有效的）

​ 2.参照完整性

​ 3.用户定义的完整性（根据使用场景定义取值范围）

数据库系统三级模式结构

​ 数据库系统通常采用模式，外模式和内模式三级模式结构，这是数据库系统内部的体系结构

外模式

​ 外模式也称子模式或用户模式

​ 外模式使数据库用户能够看见和使用局部数据的逻辑结构和特征

​ （面向程序，接收或提供给程序数据）

模式

​ 模式也成逻辑模式，是数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述

​ //以面向对象语言为例，模式应该就是指类，实例就是指类所创建出的实例化的对象

​ 模式是数据库在逻辑上的视图

​ 一个数据库对应一种模式，模式包括了数据库中数据的逻辑结构，数据项的名称，类型，取值范围等等各种定义和规范

内模式

​ 内模式也称物理模式或存储模式

​ 内模式是对数据物理结构和存储方式的描述，数据在数据库内部的组织方式

​ （面向硬件，数据如何存储在计算机数据库中）

二级映像

​ 数据库系统的三级模式是数据的三个抽象级别

​ 数据库管理系统通过二级映像实现他们的联系和转换，即外模式/模式映像和模式/内模式映像

​ 二级映像保证了数据的逻辑独立性和物理独立性

外模式/模式映像

​ 一个模式可以有多个外模式，每一个外模式都有一个外模式/模式映像来定义该外模式与模式之间的关系

​ 当模式改变时，数据库管理员通过改变外模式/模式映像，可以使外模式保持不变。而应用程序对接的是外模式，所以应用程序无需修改，从而保证了数据和程序的逻辑独立性

模式/内模式映像

​ 因为模式和内模式只有一个，所以模式/内模式映像是唯一的

​ 当数据库的存储结构改变时，数据库管理员通过改变模式/内模式映像，可以使模式保持不变，从而应用程序无需修改，从而保证了数据和程序的物理独立性