数据库系统概论——绪论——1.1 数据库系统概述

1.1.1 数据、数据库、数据库管理系统，数据库系统

1.1.1.1 数据(Data)

定义

描述事物的符号记录，一种信息的载体

狭义：数字
广义：文字，图形，图像，声音，学生的档案记录等

数据的表现形式

• 多样性
• 可数字化

信息

有用的数据

数据和数据的解释是密不可分的。

1.1.1.2 数据库(Database,简称DB)

所谓数据库是指长期存储在计算机内的、有组织的、可共享的数据集合。
数据库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。

1.1.1.3 数据库管理系统(Database Managerment System，简称DBMS)

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

主要功能

• 数据定义功能 (Data Definition Language,简称DDL)

定义数据库中的数据对象

• 数据组织、存储和管理
• 数据操纵功能(Data Manipulation Language,简称DML)

用DML操纵数据实现对数据库的基本操作，如查询、插入，删除和修改等

• 数据库的事务管理和运行管理

事务管理：

• 数据库在建立、运用和维护是由数据库管理系统统一管理和控制，以保证事务的正确运行

运行管理：

• 安全性(如银行要保护客户的信息安全)
• 完整性(如客户必须可标识)
• 多用户对数据的并发(多用户不会影响数据库的正常运行，起码对用户看来是这样)
• 故障恢复(在出现故障的时候进行必要的恢复性措施保证数据库正常重启)

• 数据库的建立和维护功能

• 初始数据的输入、转换
• 数据库的转储，恢复
• 数据库的重新组织
• 性能监视
• 分析功能

• 其他功能

1.1.1.4 数据库系统(Database System)

数据库系统构成

• 数据库
• 数据库管理系统(及其开发工具)
• 应用系统
• 数据库管理员和用户

数据库用户（Database Users）

• 用户因介入系统方式的不同而不同
• 应用程序员——通过DML调用介入系统
• 高级用户——构成数据库查询语言的需求
• 专门用户——编写专门的数据库应用，这些应用不适合传统数据处理框架
• 初级用户——调用已经编好的应用程序

数据库管理员（Database Administrator）

协调数据库系统的所有活动，管理员须对企业信息资源和需求非常了解
数据库管理员的职责包括：

• 模式(Schema)定义
• 存储结构和访问方法定义
• 模式和物理组织的修改
• 对访问数据库的用户进行授权
• 指定完整性约束
• 用户联系
• 监控性能，对需求改变作出响应

事务管理(Transaction Management)

• 事务是数据库应用中单个逻辑功能操作的集合。
• 事务管理部分保证数据库总片于一致（正确）状态，即使系统故障（如电源故障，操作系统崩溃）和事务故障也能达到此目的。
• 并发控制管理控制并发事务的相互作用，保证数据库的一致性

存储管理(Storage Management)

存储管理是为具体应用程序和查询提供接口
存储管理负责下面任务 :

• 与文件管理器交互
• 高效地存储、检索和更新数据

应用体系(Application Architectures)

1.1.2 数据管理技术的产生和发展

1.1.2.1 人工管理阶段(20世纪50年代前)——科学计算

人工管理数据特点

• 数据不保存
• 应用程序管理数据
• 数据不共享
• 数据不具备独立性

1.1.2.2 文件系统阶段(50年代后期－60年代中期)——批量处理数据

文件系统管理数据特点

• 数据可以长期保存
• 由文件系统管理数据
• 数据共享性差，冗余度大
• 数据独立性差

1.1.2.3数据库系统阶段(60年代后期以来)——数据规模扩大

从文件系统到数据库系统标志着数据管理技术的飞跃

数据库系统的特点

数据结构化

数据库系统实现整体数据的结构化，这是数据库的主要特征之一，也是数据库系统与文件系统的本质区别

数据可以分为结构化数据和非结构化数据

• 结构化数据指的是诸如企业财务帐目和生产数据、学生的分数数据等等，数据结构化。整个数据库按一定的结构形式构成，数据在记录内部和记录类型之间相互关联，用户可通过不同的路径存取数据
• 非结构化数据则是一些文本数据、图像数据等多媒体数据等

数据的共享性高，冗余度低，易扩充

数据共享可以大大减少数据冗余，节约存储空间。
数据共享还可以避免数据之间不相容性与不一致性

数据独立性高

数据独立性是借助数据库管理数据的一个显著优点，包括数据的物理独立性和逻辑独立性

物理独立性是指用户的应用程序与数据库中数据的物理存储是相互独立的
逻辑独立性是指用户的应用程序与数据库的逻辑结构是相互独立的

数据由数据库管理系统（DBMS）统一管理和控制

数据库管理系统必须提供以下几个方面的数据控制功能

• 数据的安全性(Security)保护
• 数据的完整性(Integrity)检查
• 并发(Concurrency)控制
• 数据库恢复(Recovery)

1.1.2.4 文件系统和数据库系统的区别

1. 文件系统内部有结构，但记录之间没有联系，最小粒度只能存取记录。
2. 数据库系统实现了整体的结构化。数据库不再针对某一应用，而是面向全组织，具有整体的结构化。不仅数据是结构化的，而且存取数据的方式也很灵活，可以存取单个的数据项。

参考教材

《数据库系统概论》（第5版） 王珊等著 高等教育出版社

课堂总结，如有错误之处，敬请指正！

本文同时发布在CSDN中，链接：https://blog.csdn.net/tangkcc/article/details/114603878