自考《数据库系统原理》完整版

自考《数据库系统原理》串讲笔记

第一章数据库基础知识

学习目的与要求：

本章属于基础知识，主要是对一些概念的理解和记忆。没有难点，相对的重点是数据模型的四个层次，数据库管理系统的功能，数据库系统的全局结构。

考核知识点与考核要求

1.1数据管理技术的发展阶段（识记）

1.2数据描述的术语（领会）

1.3数据抽象的级别（领会）

1.4数据库管理系统(DBMS) (领会)

1.5数据库系统（DBS）（领会）

1.1 数据管理技术的发展

几个数据库的基本术语：

数据：描述事物的符号记录

数据处理:是指从某些已知的数据出发，推导加工出一些新的数据，这些新的数据又表示了新的信息。

数据管理:是指数据的收集、整理、组织、存储、维护、检索、传送等操作，这部分操作是数据处理业务的基本环节，而且是任何数据处理业务中必不可少的共有部分。

数据管理技术：对数据的收集、整理、组织、存储、维护、检索、传送等操作，基本目的就是从大量的，杂乱无章的，难以理解的数据中筛选出有意义的数据。

数据处理是与数据管理相联系的，数据管理技术的优劣，将直接影响数据处理的效率。

1.人工管理阶段（20世纪50年代中期以前）

１）数据不保存在机器中；

２）没有专用软件对数据进行管理；

３）只有程序的概念，没有文件的概念；

４）数据面向程序。

2. 文件系统阶段特点与缺陷（20世纪50年代后期至60年代中期）

１）数据可长期保存在磁盘上；

２）数据的逻辑结构与物理结构有了区别；

３）文件组织呈现多样化；

４）数据不再属于某个特定程序，可以重复使用；

５）对数据的操作以记录为单位。

文件系统三个缺陷：

１）数据冗余性

２）数据不一致性

３）数据联系弱

3.数据库阶段（20世纪60年代后~至今）

数据管理技术进入数据库阶段的标志是20世纪60年代末三件大事：

１）1968年美国IBM公司推出层次模型的IMS系统；

２）1969年美国CODASYL组织发布了DBTG报告。总结了当时各式各样的数据库，提出网状模型，尔后于1971年4月正式通过。

３）1970年美国IBM公司的E.F.Codd连续发表论文，提出关系模型，奠定了关系数据库的理论基础。数据库管理阶段特点：

1)采用数据模型表示复杂的数据结构；

2)有较高的数据独立性；

3)数据库系统为用户提供了方便的用户接口。

4)数据库系统提供以下四个方面的数据控制功能：

①数据库的恢复；

②数据库的并发控制；

③数据库的完整性；

④数据库的安全性；

5)增加了系统的灵活性。

增加了系统的灵活性对数据的操作不一定以记录为单位，可以以数据项为单位。

数据库技术中的四个名词:DB、DBMS、DBS、数据库技术。其概念是不同的，要分清。

DB：数据库（Database)长期存储在计算机内、有组织的、统一管理的相关数据的集合。

DBMS：数据库管理系统（Database Management System)，DBMS是位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件，为用户或应用程序提供访问DB的方法，包括DB的建立、查询、更新及各种数据控制。DBMS总是基于某种数据模型，可以分为层次型、网状型、关系型、面向对象型DBMS。

DBS：数据库系统（Database System),DBS是实现有组织地、动态地存储大量关联数据，方便多用户访问的计算机软件、硬件和数据资源组成的系统，即采用了数据库技术的计算机系统。

数据库技术：是一门研究数据库结构、存储、管理和使用的一门软件学科。

4.高级数据库阶段：

１）面向对象的概念建模

２）开放数据库互连技术

1.2 数据描述

在数据处理中，数据描述将涉及不同的范畴。从事物的特性到计算机中的具体表示，数据描述经历了三个阶段———概念设计、逻辑设计和物理设计。

1.概念设计中的的数据描述

１）实体

２）实体集

３）属性

４）实体标识符

2.逻辑设计中的数据描述

１）字段

２）记录

３）文件

４）关键码

3.物理设计中的数据描述

物理存储介质层次

１）高速缓冲存储器

２）主存储器

３）快擦写存储器

４）磁盘存储器

５）光盘存储器

６）磁带

物理存储中的数据描述

位、字节、字、块、桶和卷

4.数据联系的描述

联系及元数定义：

二元联系有以下三种类型：

1：1联系：如果实体集E1中的每个实体最多只能和实体集E2中的一个实体有联系，反之亦然，好么实体集E1对E2的联系称为“一对一联系”，记为“1：1”。

1：N联系：如果实体集E1中每个实体与实体集E2中任意个（零个或多个）实体有联系，而E2中每个实体至多和E1中的一个实体有联系，那么E1对E2的联系是“一对多联系”，记为“1：N”。

M：N联系：如果实体集E1中每个实体与实体集E2中任意个（零个或多个）实体有联系，反之亦然，那么E1对E2的联系是“多对多联系”，记为“M：N”。

1.3 数据抽象的级别

1.数据抽象的过程

根据抽象的级别定义了四种模型：

１）概念数据模型

２）逻辑数据模型

３）外部数据模型

４）内部数据模型

2.概念模型

１）四种模型中，概念模型的抽象级别最高。

２）概念模型的特点:(p12)

3.逻辑模型

逻辑模型的特点:(p13)

（1）~（4）

逻辑模型的分类：

１）层次模型

２）网状模型

３）关系模型

三种逻辑数据模型的比较？如P17图

4.外部模型

外部模型的特点:(p17)

从整个系统考察，外部模型的优点。

5.内部模型

是数据库最底的抽象，它描述数据在磁盘或磁带上的存储方式、存取设备和存取方法。

6.三层模式和两级映象

三层模式体系结构

１）外模式：是用户与数据库系统的接口，是用户用到的那部分数据的描述。

２）逻辑模式：是数据库中全部数据的整体逻辑结构的描述。

３）内模式：是数据库在物理存储方面的描述，定义所有内部记录类型、索引和文件的组织方式，以及数据控制方面的细节。

两级映象

外模式/逻辑模式映象：用于定义概念模式和内模式之间的对应性。一般在内模式中描述。

逻辑模式/内模式映象：用于定义外模式和概念模式间的对应性。一般在外模式中描述。

7.高度的数据独立性

什么叫数据独立性？

是指应用程序和数据库的数据结构之间相互独立，不受影响。在修改数据结构时，尽可能不修改应用程序，则称系统达到了数据独立性目标。

数据独立性分为物理数据独立性和逻辑数据独立性：

物理数据独立性：修改内模式时尽量不影响概念模式及外模式，则达到物理数据独立性。

逻辑数据独立性：修改概念模式时尽量不影响外模式和应用程序。

1.4 数据库管理系统（DBMS）

1.DBMS的目标与任务：

数据库管理系统的主要任务是完成用户对数据库的存取请求，即检索、插入、更新或删除等操作。

DBMS的目标：用户界面友好、功能完善、结构清晰、高效率、开放性

2.DBMS的工作模式(p20图)

3.DBMS的主要功能：

１）数据库的定义功能

２）数据库的操纵功能

３）数据库的保护功能（数据库恢复、数据库并发控制、数据库完整性和数据库安全性）