初窥数据库系统
数据库系统概述
一、数据、数据库、数据库管理系统、数据库系统
1、数据。数据是数据库中存储的基本对象。数据是描述事物的符号记录。描述事物的符号可以是数字，也可以是文字、图形、图像、声音、语言等，它们都可以经过数字化后存入计算机。
2、数据库（DB）。数据库是长期储存在计算机内、有组织、可共享的大量数据的集合。数据中的数据按一定的数据模型组织、描述和储存，具有较小的冗余度、较高的数据独立性和易扩展性，并可为各种用户共享。
3、数据库管理系统（DBMS）。数据库管理系统是位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件。数据库管理系统和操作系统一样是计算机的基础软件，功能包括：1）数据定义功能，2）数据组织、存储和管理，3）数据操纵功能，4）数据库的事务管理和运行管理，5）数据库的建立和维护功能，6）其他的一些功能
4、数据库系统。数据库系统是指在计算机系统中引入数据库后的系统，一般由数据库、数据库管理系统（及其开发工具）、应用系统、数据库管理员构成。数据库系统也叫数据库。
二、数据库的特点
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
4、数据由DBMS统一管理和控制
三、数据模型
1、数据模型是对现实世界数据特征的抽象，是用来描述数据、组织数据和进行操作的。数据模型可以划分为两类：1）概念模型，也叫信息模型，它是按用户的观点来对数据和信息建模，主要用于数据库设计。2）逻辑模型和物理模型，逻辑模型主要包括层次模型、网状模型、关系模型、面向对象模型和对象关系模型；物理模型是对数据最低层的抽象，它描述数据在系统内部的表示方式和存取方法，是面向计算机系统的。
2、数据模型的组成要素。
1）数据结构
2）数据操作
3）数据的完整性约束条件
3、概念模型
1）基本概念包括：实体、属性、码（键）、域、实体型、实体集、联系。
2）两个实体型之间的联系包括：一对一联系、一对多联系、多对多联系。
4、最常用的数据模型：层次模型、网状模型、关系模型、面向对象模型、对象关系模型。
5、层次模型
**层次模型中的数据结构
1）层次模型的必须具备两个条件：a、有且只有一个结点没有双亲结点，即只有一个根结点；b、根以外的其他结点有且只有一个双亲结点；
2）层次模型数据库只能处理一对多的实体联系；
3）基点特点：任何一个给定的记录值只有按其路径查看时，才能显出它的全部意义，没有一个子女记录值能够脱离双亲记录值而独立存在。
**多对多联系在层次模型中的表示
用层次模型表示多对多联系，必须首先将多对多联系分解成一对多联系。分解方法有两种：冗余结点法和虚拟结点法。
**层次模型的数据操纵与完整性约束
1）可进行查询、插入、删除和更新操作
2）进行插入操作时，如果没有相应的双亲结点值就不能插入它的子女结点值。
3）进行删除操作时，如果删除双亲结点值，则相应的子女结点值也被同时删除。
**层次数据模型的存储结构
1）邻接法，即通过物理空间的位置相信来体现层次顺序；
2）链接法，即用指针来反映数据之间的层次联系；
**优缺点
优：数据结构比较简单清晰，查询效率高，完整性支持度高；
缺：与现实世界存在很多的不符，对插入与删除限制比较多，层次命令趋于程序化
6、网状模型
**网状模型的数据结构
1）层次模型的必须具备两个条件：a、允许一个以上的结点无双亲；b、一个结点可以有多于一个双亲；
2）层次模型实际上是网状模型的一个特例；
**网状数据模型的操纵与完整性约束
1）支持记录码的概念，码即唯一标识记录的数据项的集合；
2）保证一个联系中双亲记录和子女记录之间是一对多的联系；
3）可以支持双亲记录和子女记录之间某些约束条件；
**网状数据模型的存储结构
链接法，包括：单向链接、双向链接、环状链接、向首链接；指引元阵列法；二进制阵列法；索引法；
7、关系模型
**关系模型的数据结构
1）关系：一个关系对应通常说的一张表；
2）无组：表中的一行即为一个无组；
3）属性：表中的一列即为一个属性，给每一个属性起一个名称即属性名；
4）码：也称为码键。表中的某个属性组，它可以唯一确定一个元组。
5）域：属性的取值范围；
6）分量：元组中的一个属性值；
7）关系模式：对关系的描述；
**操纵与完整性约束
1）支持查询、插入、删除和更新数据；
2）关系模型中的数据操作是集合操作，操作对象和操作结果都是关系，即若干元组的集合，而不象格式化模型中那样是单记录的操作方式。隐蔽路径和操作方法。
四、数据库系统结构
1、模式：是数据库中全体数据的逻辑结构和牲的描述，它仅仅涉及到型的描述，不涉及到具体的值；
2、数据库系统的三级模式结构：由外模式、模式、内模式三级构成；
1）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。它是数据库模式结构的中间层，既不小腹数据的物理存储细节和硬件环境，也与政体的应用程序、所使用的应用开发工具及高级程序设计语言无关。模式实际上是数据库数据库数据在逻辑级上的视图，一个数据库只有一个模式。
2）外模式：也称子模式或用户模式，它是数据库用户能够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，是与韁应用有关的数据的逻辑表示；外模式通常是模式的子集，一个数据库可以有多个外模式。
3）内模式：也称存储模式，一个数据库只有一个内模式，它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表示方式。
