数据库系统原理04735-2018年版-第一章笔记

数据库系统原理
第一章数据库系统概述
1）数据（Data）:是描述事物的符号记录，是指用物理符号记录下来的、可以鉴别的信息。

2）数据库（DataBase，DB）：通俗的被称作存储数据的仓库。

数据库是指长期存储在计算机中的有组织的、可共享的数据集合，且数据库中的数据按一定的数据模型组织、描述和存储，具有较小的冗余度、较高的数据独立性，系统易于扩展，并可以被多个用户共享。

3）数据库中存储的数据具有永久存储、有组织和可共享三个基本特点。

4）数据库管理系统（DBMS）：是专门用于建立和管理数据库的一套软件，介于应用程序和操作系统之间。

5）数据库管理系统主要功能：
（1）数据定义功能DDL：用户可通过数据库管理系统提供的数据定义语言，定义数据库中的数据对象。

包括表、视图、存储过程、触发器等。

（2）数据操纵功能DML：用户可通过数据管理系统提供的数据操纵语言操纵数据库中的数据，实现对数据库的基本操作。

包括数据的增删改查。

（3）数据的运行管理功能：可提供多个用户同时使用共享数据
（4）数据库的建立和维护功能
（5）数据组织、存储和管理功能：为提高数据的存取效率，数据库管理系统需要对数据进行分类存储和管理。

例如：索引查找、顺序查找等。

（6）其他功能：主要包括与其他软件的网络通信功能、不同数据库管理系统之间的数据传输以及相互访问功能等。

6）数据库系统（DBS）：是指在计算机中引入数据库技术之后的系统。

通常，一个完整的数据库系统包括数据库、数据库管理系统及相关实用工具、应用程序、数据库管理员和用户。

其中数据库管理员（DBA）专门负责对数据库进行维护，并保证数据库正常、高效运行的人员。

7）数据管理的理解（从两个方面）
（1）针对组织业务的管理，负责制定并执行整个组织中关于数据的定义、组织、保护与有效使用的策略、过程和计划。

（2）依靠技术，负责实现数据作为一种资源的集中控制管理。

8）数据管理技术发展阶段
（1）人工管理阶段：20世纪50年代中期以前。

特点：1.数据不保存；2.应用程序管理数据；3.数据面向应用。

（2）文件系统阶段：20世纪50年代后期到60年代中期。

文件系统是将数据的逻辑结构和物理结构分离，由“存放方法”实现逻辑结构与物理结构之间的映射。

但是，在文件系统中，不能实现数据的普通共享，只能实现文件级的共享，而不能在记录或数据项级实现数据的共享。

文件的逻辑结构是根据它的应用而设计的，不同应用程序必须构造各自文件，存在大量的数据冗余。

（3）数据库系统阶段：20世纪60年代后期。

从文件系统到数据库系统标注着数据管理技术的飞跃。

9）数据库系统阶段，与人工管理、文件系统管理相比有如下特点
（1）数据集成（数据库管理系统的主要目的）
（2）数据共享性高
（3）数据冗余度小
（4）数据一致性
（5）数据独立性高
（6）实施统一管理与控制
（7）减少应用程序开发与维护的工作量
10）数据库管理系统对数据的统一管理和控制功能
（1）安全性
（2）完整性
（3）并发控制
（4）故障恢复
11）数据库系统的三级模式结构是指数据库系统是由模式、外模式和内模式三级构成
12）模式：也称为概念模式或逻辑模式，它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；（概念视图）
13）外模式：也成为子模式或用户模式，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，是与某一应用有关的逻辑表示；（用户视图）
14）内模式：也称储存模式，它是对数据库中数据物理结构和储存方式的描述，是数据在数据库内部的表示形式；（存储视图）
15）数据库系统三级模式结构具有的特点
（1）一个数据库的整体逻辑结构和特征的描述（概念模式）是独立于数据库其他层次结构（内/外模式）的描述，其是数据库的核心，也是数据库设计的关键。

（2）一个数据库的内部存储模式依赖于概念模式，但是存储式独立于外部模式，也独立于具体的存储设备。

（3）用户逻辑结构（外模式）是在全局逻辑结构描述的基础上定义的，它面向具体的应用程序，独立于内部模式和存储设备。

（4）特定的应用程序是在外模式的逻辑结构上编写的，它依赖于特定的外模式，与数据库的模式和存储结构独立。

16）三级模式结构的两层映像与数据独立性
（1）外模式/模式映像：定义了各个外模式与概念模式之间的映像关系，这些映像定义通常在各自的外模式中加以描述。

（任意多个，都会有一个）
（2）模式/内模式映像：定义了数据库全局逻辑结构与物理储存之间的对应关系，这种映像定义通常在模式中加以描述。

（只有一个，且唯一）
（3）实现概念模式（模式）不受内模式变化影响，正是这两层映像保证了数据库系统中数据能够具有较高的逻辑独立性和物理独立性，使得数据的定义和描述可以从应用程序中分离出去，从而简化了数据库应用程序的开发。

（P36）
17）映像：是一种对应规则，它指出映像双方是如何进行转换的。

18）数据库系统的运行与应用结构
（1）客户/服务器结构（C/S模式）
（2）浏览器/服务器结构 (B/S模式)
19）数据的特征
（1）静态特征：包括数据的基本结构、数据间的联系以及对数据取值范围的约束。

（2）动态特征：指对数据可以进行符合一定规则的操作。

20）数据模型概论：是用来描述数据的结构、定义在结构上的操纵以及数据间的约束的一组概念和定义。

21）数据模型的三要素
（1）数据结构
（2）数据操作
（3）数据约束
22）数据模型分类（两类）
（1）概念层数据模型（第一类：E-R模型）
（2）逻辑层数据模型（第二类：关系模型）
（3）物理层数据模型（第二类：关系模型）
23）概念层数据模型：是数据抽象级别的最高层，其目的是按用户的观点来对世界建模，通常用来抽象、表示现实世界的各种事物及其联系；
24）信息世界设计的基本概念
（1）实体
（2）属性
（3）码或键
（4）域
（5）实体性
（6）实体集
（7）联系
25）概念模型表示方法：
（1）实体性（矩形表示)
（2）属性（椭圆形表示）
（3）联系（菱形表示）
26）逻辑层数据模型：逻辑层是数据抽象的中间层，描述数据整体的逻辑结构。

27）逻辑数据模型的分类
（1）层次模型
（2）网状模型
（3）关系模型
（4）面向对象模型
28）关系模型的优点
（1）建立在严格的数学概念的基础上
（2）概念单一，统一用关系来表示实体以及实体之间的联系，对数据的检索和更新结果同样也是用关系（即表）来表示。

（3）存取路径对用户透明，具有更高的数据独立性、更好的安全保密性。

29）物理层数据模型：其描述数据在储存介质上的组织结构，是逻辑模型的物理实现。

30）物理模型的设计目标：提高数据库性能和有效利用存储空间。

31）三个不同数据模型之间的关系
（1）模型之间既相互独立，而又存在着关联。

（2）从现实世界到概念模型的转换是由数据库设计人员完成的；
（3）从概念模型到逻辑模型的转换可以由数据库设计人员完成，也可以用数据库设计工具协助设计人员完成。

（4）从逻辑模型到物理模型的转换主要由数据库管理系统完成的。