数据库系统概论——第一章（基础篇）

     数据库系统概论——第一章  绪论

参考博客：https://blog.csdn/liuxyen/article/details/78591722

练习题目：https://wenku.baidu/view/684644596d85ec3a87c24028915f804d2b16879d.html

     最近复习一下数据库，参考书籍《数据库系统概论》，以下纯属是个人笔记：

1、数据库系统概述

  1.1 数据、数据库、数据库管理系统、数据库系统

    1.1.1 数据（Data）

       数据是数据库中存储的基本对象，种类包括：文本、图形、图像、音频、视频等。定义：描述事物的符号记录即为数据。 

     1.1.2 数据库（DataBase，简称DB）

       数据库是存放数据的仓库，是长期存储在计算机内、有组织的、可共享的大量数据的集合。数据库中的数据按一定的数据模型组织、描述与存储，具有较小的冗余度、较高的独立性和易扩展性，并可为用户共享。

    1.1.3 数据库管理系统（DataBase Management System，简称DBMS）

    主要功能包括：

  （1）数据定义功能

  （2）数据组织、存储和管理

  （3）数据操作功能（如，增删查改）

  （4）数据库的建立与维护功能

  （5）其他功能

     1.1.4 数据库系统（DataBase System，简称DBS）

       数据库系统是指在计算机系统中引入数据库后的系统，一般由数据库、数据库管理系统（及其开发工具）、应用系统、数据库管理员构成。数据库的建立、使用和维护等工作只靠一个DBMS远远不够，还要有专门的人员来完成，这些人被称为数据库管理员（DataBase Administrator，简称DBA）。

  1.2 数据管理技术的产生与发展

     1.2.1 人工管理数据特点：

    （1）数据不保存

    （2）应用程序管理数据

    （3）数据不共享

    （4）数据不具有独立性

    1.2.2 文件系统特点：

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

     1.2.3 数据库系统特点：

    （1）数据结构化

    （2）数据的共享性高、冗余度低以及易扩充

    （3）数据独立性高

    （4）数据由DBMS统一管理和控制

2、数据模型

       数据模型是对现实世界数据特征的抽象，用来描述数据、组织数据和对数据进行操作的。根据模型应用的不同目的，可将模型分为两类：第一类是概念模型，第二类是逻辑与物理模型。

  2.1 概念模型

概念模型也叫信息模型，是按用户的观点来对数据和信息建模，主要用于数据库DB设计。

    1.2.1 实体（客观存在并可相互区别的事物）

    1.2.2 属性（实体所具有的的某一特性）

    1.2.3 码（或键，唯一标志实体的属性）

    1.2.4 域（一组具有相同数据类型的值的集合）

    1.2.5 实体型（具有相同属性的实体必然具有相同的特征和性质）

    1.2.6 实体集（同一类型的实体集合）

    1.2.7 联系（实体之间的联系通常指不同实体间的联系）

        A、两个实体型或以上之间（同一实体集内个实体之间）的联系分类：

      （1）一对一联系（1：1）

      （2）一对多联系（1：n）

      （3）多对多联系（m：n）

        B、概念模型的一种表示方法：实体—联系方法（E-R图，也称为E-R模型，用于描述现实世界的概念模型）。

         C、E-R图提供了表示实体型、属性和联系的方法：

           1）实体型：用矩形表示，矩形内写明实体名；

           2）属性：用椭圆表示，并用无向边将其与相对应的实体型连接起来；

           3）联系：用菱形表示，菱形内写明联系名，并用无向边分别于有关实体型连接起来，同时在无向边旁边标上联系的类型（1：1或1：n或m：n）

  2.2 逻辑与物理模型

       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模型等，按计算机系统的观点对数据建模，主要用于DBMS的实现。物理模型是对数据最低层的抽象，描述数据在系统内部的表示方式和存取方法，在磁盘或磁带上的存储方式和存取方法没事面向计算机系统的。

    2.2.1 层次模型

    2.2.2 网状模型

    2.2.3 关系模型

    （1）关系：一个关系对应通常说的一张表

    （2）元组：表中的一行即为一个元组

    （3）属性：表中的一列即为一个属性，给每一个属性起的名称叫做属性名

    （4）码：或叫键，也成码键，表中的某个属性组，可以唯一确定一个元组

    （5）域：属性的取值范围

    （6）分量：元组中的一个属性值

    （7）关系模式的表达方式：关系名（属性1，属性2，……，属性n），如学生（学号，姓名，年龄，性别，年级，专业）

      注意：关系的完整性约束条件包括：实体完整性、参照完整性与用户定义的完整性

  2.3 数据模型的组成要素（数据结构、数据操作与完整性约束）

3、数据库系统的结构

       模式是数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述，仅涉及到型的描述，不涉及具体的值，模式的一个具体值称为模式的一个实例。数据库系统的三级模式结构是指数据库系统是由外模式、模式与内模式三级构成。

  3.1 模式

       模式也称逻辑模式，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，是数据库系统模式结构的中间层，既不涉及数据的物理存储细节和硬件环境，也不涉及具体的因公程序。所使用的应用开发工具及高级程序设计语言。模式描述的是数据的全局逻辑结构，一个数据库只有一个模式。

  3.2 外模式

       外模式也称子模式或用户模式，是数据库用户（应用程序员与最终用户）能看得见和使用的局部数据的逻辑结构和特征的描述，是数据库用户的数据视图，是与某一应用有关的数据的逻辑表示。外模式描述的是数据的局部逻辑结构，外模式是模式的子集，一个数据库可以有多个外模式，但一个应用程序只能使用一个外模式。

  3.3 内模式

       内模式也称存储模式，一个数据库只有一个内模式，是数据物理结构和存储方式的描述，数数据在数据库内部的表示方式。

       为了能够在系统内实现这3个抽象层次的联系和转换，数据库管理系统在这三级模式之间提供了两层映像

    3.3.1 外模式/模式映像（保证了数据与程序的逻辑独立性）

    3.3.2 模式/内模式映像（保证了数据与程序的物理独立性）

4、数据库系统的组成

  4.1 硬件平台及数据库

  4.2 软件

  4.3 人员

     4.3.1 数据库管理员主要职责（DBA）

       （1）决定数据库中的信息内容与结构

       （2）决定数据库的存储结构与存取策略

       （3）定义数据的安全性要求和完整性约束条件

       （4）监控数据库的使用和运行

       （5）数据库的改进与重组重构

  4.3.2 系统分析员与数据库设计人员

  4.3.3 应用程序员

  4.3.4 用户

    （1）偶然用户

    （2）简单用户

    （3）复杂用户