以下圖片來自西安交通大學侯迪老師的ppt，僅供學習和復習使用，請勿轉載或他用

1.1 數據庫系統概述

1.1.1 數據庫的4個基本概念

• 數據（Data）

  數據是數據庫中存儲的基本對象

  描述事物的符號記錄稱為數據

• 數據庫（DataBase，DB）

  數據庫是長期儲存在計算機內、有組織的、可共享的大量數據的集合。

  數據庫中的數據按一定的數據模型組織、描述和儲存，具有較小的冗余度、較高的數據獨立性和易擴展性，并可為各種用戶共享

• 數據庫管理系統（DataBase Management System，DBMS）

  數據庫管理系統與操作系統一樣，都是計算機的基礎軟件。

  其主要功能包括：

  • 數據定義功能：數據定義語言 （Data Definition language， DDL）

  • 數據組織、存儲和管理

  • 數據操縱功能：數據操縱語言 DML（Data Manipulation Language，DML）

  • 數據庫的事務管理和運行管理

  • 數據庫的建立和維護

• 數據庫系統（DataBase System，DBS）

  數據庫系統是由數據庫、數據庫管理系統、應用程序和數據庫管理員（DataBase Administrator， DBA）組成的存儲、管理、處理和維護數據的系統

1.1.2 數據管理技術的產生和發展

• 人工管理階段

  20世紀50年代中期以前，計算機主要用于科學計算，無直接存儲設備，無操作系統，處理方式：批處理

  主要有以下特點：

  • 數據不保存

  • 應用程序管理數據

  • 數據不共享

  • 數據不具有獨立性

• 文件系統階段

  20世紀50年代后期到60年代中期，數據需要長期保存在外存上反復進行查詢、修改、插入和刪除等操作

  主要有以下特點：

  • 數據可以長期保存

  • 由文件系統管理數據

  • 數據共享性差，冗余大（雖然有文件系統，但是文件還是對應于一個應用程序的）

  • 數據獨立性差（數據邏輯結構改變時要改變應用程序）

• 數據庫系統階段

  20世紀60年代后期以來，出現了統一管理數據的軟件系統——數據庫管理系統

1.2 數據模型

數據模型是對現實世界數據特征的抽象

• 數據模型的組成要素：

  • 數據結構：數據庫的組成對象和他們之間的關系

  • 數據操作

  • 數據的完整性約束

1.2.1 兩類數據模型（或者說三類，概念、邏輯、物理）

• 1.概念模型：用在數據庫設計

  E-R模型：Entity-Relationship即實體-關系模型

  其中的概念有：實體、屬性、碼、聯系(后面具體討論)

  聯系分為三類：

  • 1:1

    如果對于實體集A中的每一個實體，實體集B中至多有一個(也可以沒有)實體與之聯系，反之亦然，則稱實體集A與實體集B具有一對一聯系，記為1:1

  • 1:n

    如果對于實體集A中的每一個實體，實體集B中有n個實體(n≥0)與之聯系，反之，對于實體集B中的每一個實體，實體集A中至多只有一個實體與之聯系，則稱實體集A與實體集B有一對多聯系，記為1:n

  • m:n

    如果對于實體集A中的每一個實體，實體集B中有n個實體(n≥0)與之聯系，反之，對于實體集B中的每一個實體，實體集A中也有m個實體(m≥0)與之聯系，則稱實體集A與實體B具有多對多聯系，記為m:n

• 2.邏輯和物理模型

  • 邏輯模型：包括層次模型（樹）、網狀模型（圖）、關系模型（表），其中前兩種了解即可。

    關系模型：

    • 關系：一個關系對應通常說的一張表(Table)

    • 元組：表中的一行(Row)即為一個元組

    • 屬性：表中的一列即為一個屬性，給每一個屬性起一個名稱即屬性名

    • 主碼：表中的某個屬性組，它可以唯一確定一個元組

    • 域：屬性的取值范圍

    • 分量：元組中的一個屬性值

    • 關系模式：對關系的描述，相當于“表頭”部分，例：學生(學號，姓名，年齡，性別，系，年級)

    注：最基本的規范條件：關系的每一個分量必須是一個不可分的數據項, 不允許“表中套表”

1.2.2 數據模型的三要素

• 數據結構

• 數據操作

• 完整性約束

1.3 數據模式

模式(Schema)是數據庫中全體數據的結構和特征的描述，它僅僅涉及類型的描述，不涉及具體的值。

1.3.1 數據庫系統的分層抽象

1.3.2 數據(視圖)與模式

• 模式：對數據庫中數據所進行的一種結構性的描述所觀察到數據的結構信息

• 視圖：某一種表現形式下表現出來的數據庫中的數據

1.3.3 三級模式、兩層映像

三級模式：外模式、模式（邏輯模式）、內模式

• 外模式：用戶模式，用戶可見的

• 關鍵邏輯模式（模式schema）：中間層，從全局角度理解/管理的數據的結構描述, 含相應的關聯約束體現在數據之間的內在本質聯系

• 內模式：一個數據庫只有一個，是物理結構和存儲方式的描述

  模式其實就是一個數據庫的結構描述，比如學生(....)，課程（....）,選修(....)這三個表的結構，一起構成了模式。

  模式描述的是全局邏輯結構，外模式描述的是數據的局部邏輯結構（給用戶看的那一部分的外視圖），一個模式可以包括多個外模式。

  概念模式向外模式映射，就是給用戶看到用戶關心的數據，而不需要看到全部的數據。當模式改變時，如增加字段，可以改變E-C映射，使得外視圖不變。

  內模式和模式都只有一個，C-I映射是唯一的。內模式就是如何存儲數據，當內模式（存儲結構）改變時，可以改變C-I映射來使得概念模式不變。

兩層映像：E-C Mapping、C-I Mapping，分別對應邏輯獨立性與物理獨立性。

• E-C Mapping：將外模式映射為概念模式，從而支持實現數據概念視圖向外部視圖的轉換，便于用戶觀察和使用

• C-I Mapping：將概念模式映射為內模式，從而支持實現數據概念視圖向內部視圖的轉換，便于計算機進行存儲和處理

1.4 數據庫管理系統

從用戶層面看：

數據庫語言：使用者通過數據庫語言利用DBMS操作數據庫

分為：

• 數據定義語言(DDL:Data Definition Language) ----DBMS提供給用戶,以便用戶定義數據格式

• 數據操縱語言(DML:Data Manipulation Language) ----DBMS提供給用戶,以便用戶對數據進行操作

• 數據控制語言(DCL:Data Control Language) ----DBMS提供給用戶,以便用戶對數據進行控制

從系統層面看：

“形式->構造->自動化”--數據庫管理系統的實現

總結

以上是生活随笔為你收集整理的第1章 数据库系统绪论的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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