数据库系统的核心

数据库系统的核心

数据库的四个基本概念

1.数据（Data）

描述事务的符号记录称为数据。数据的含义称为语义，数据与其语义是不可分的。

2.数据库（DataBase，DB）

长期存储在计算机内，有组织的，可共享的大量数据的集合。

数据库数据特点：1.永久存储2.有组织3.可共享

3.数据库管理系统（DataBase Management System,DBMS）

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。

4.数据库系统（DataBase System,DBS）

数据库系统由数据库（DB），数据库管理系统(DBMS)，应用程序和数据库管理员(DBA)组成的存储、管理、处理和维护数据的系统。

数据管理技术的三个阶段：

1.人工管理阶段

特点：数据不保存，应用程序管理数据，数据不共享，不具有独立性，应用程序管理数据。

2.文件系统阶段

特点：数据可以长期保存，由文件系统管理数据，但是数据共享性差，冗余度大，独立性差。

3.数据库系统阶段

特点：数据结构化，数据的共享性高，冗余度低且易扩充，数据独立性高（包括物理独立性和逻辑独立性），数据由数据库管理系统统一管理和控制。

数据模型是对现实世界数据特征的抽象，数据模型是数据库系统的核心和基础。数据模型通常由数据结构，数据操作，数据的完整性约束条件三部分组成。

根据模型应用的不同目的，数据模型可以分为两大类，分别属于两个不同层次。

1.概念模型

也称信息模型，主要用于数据库设计。

概念模型实际上是现实世界到机器世界的一个中间层次。

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别的事物。

2.属性：实体所具有的某一特征。

3.码：唯一标识实体的属性集。

4.实体型：用实体名及其属性名集合来抽象和刻画同类实体，称为实体型。

5.实体集：同一类型实体的集合。

6.联系：实体内部联系指组成实体的各属性间的联系，实体间的联系可分为一对一，一对多，多对多三种。

概念模型的表示方法很多，最常用的为实体-联系方法(Entity-Relationship approach），该方法用E-R图来描述概念模型。E-R方法也成为E-R模型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数据模型等。主要用于数据库管理系统的实现。

物理模型是对数据最底层的抽象。

1.层次模型

概念：有且只有一个结点没有双亲结点，称为根节点。根结点以外的其他结点有且只有一个双亲结点。

IBM公司的IMS数据库关系系统采用的是层次模型。

优点：1.数据结构简单清晰，2.查询效率高，3.良好的完整性支持。

缺点：1.现实世界很多联系是非层次的，2.对用户要求较高，用户必须清楚所用数据库的层次结构。

2.网状模型

概念：允许一个以上的结点无双亲，一个结点可以有多于一个双亲。

优点：1.可以更为直接的描述现实世界，2.具有良好的性能，存取效率高。

缺点：1.结构比较复杂，且随着应用环境的扩大，结构会越来越复杂，不利于用户掌握。

2.网状数据库的数据定义语言（DDL）和数据操作语言（DML）比较复杂，要求用户掌握数据库结构和存取路径，不容易使用。

3.关系模型

关系模型是最重要的一种数据模型.

概念：关系模型由关系数据结构，关系操作集合，关系完整性约束三部分组成。在用户观点下，关系模型中数据的逻辑结构是一张二维表，它由行和列组成。关系模型中的一些术语：

1.关系：一个关系对应通常说的一张表。

2.属性：表中的一列即为一个属性。

3.域：属性的取值范围。

4.元组：表中的一行即为一个元组。

5.码：也称码键。表中的某个属性组，它可以唯一确定一个元组。

6.分量：元组中的一个属性值。

7.关系模式：对关系的描述，一般表示为关系名（属性1，属性2，.....，属性n）关系模型要求关系必须是规范化的，关系的每一个分量必须是一个不可分的数据项。

关系模型的数据操纵主要包括查询、插入、删除和更新数据。

优点：1.关系模型与非关系模型不同，它具有严格的数学基础。

2.概念单一，所以其数据结构简单，清晰，用户易懂易用。

3.存取路径对用户透明（隐藏），具有更高的数据独立性，安全保密性，也简化了程序员的工作和数据库开发建立的工作。

缺点：最主要的是由于存取路径对用户透明，所以查询效率往往不如非关系数据模型。