数据库系统原理（第一章概述）

一、数据库基本概念

什么是数据：数据（Data）是描述事物的符号记录，是指利用物理符号记录下来的、 可以鉴别的信息。

数据是信息存在的一种形式，只有通过解释或处理的数据才能成为有用的信息。

什么是数据库：数据库（Database，DB）是指长期储存在计算机中的有组织的、可共享的数据集合。

数据要按照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，并可以被多个用户分享。

数据库中存储的数据的三个基本特点：永久存储、有组织、可共享

数据库管理系统（DBMS）：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。

数据库管理系统的功能：

1）数据定义功能 2）数据操纵功能 3）数据库的运行管理功能 4）数据库的建立和维护功能 5）数据组织、存储和管理功能 6）其他功能

数据的组织：数据的组织分为逻辑组织和物理组织。逻辑组织：是用户或应用程序所使用的数据结构形式；物理组织：是数据在物理设备上的结构形式；这两者之间可相互独立。

数据库系统（DBS）的构成：

 

 

 

二、数据管理技术的发展

分为是三个阶段

1、人工管理阶段

1）数据不保存  2）应用程序管理数据 3）数据面向应用程序

 

2、文件系统阶段

 

 

 

 3、数据库系统阶段

1）数据集成（主要目的） 2）数据共享性高 3）数据冗余小

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

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数据独立：数据的定义与使用数据的应用程序分离。

数据库保护：数据库管理系统具有对数据的统一管理和控制功能，主要包括数据的独立 性、完整性、并发控制与 故障恢复 ，即数据库保护

 

 

 

三、数据库系统的结构

**************************************数据库系统的结构分类*********************************

 

 

 *****************************************数据库系统的三级模式结构*********************

 模式是数据库的核心，也是数据库设计的关键

 

 

 

2、三级模式结构的两层映像与数据独立性：所谓映像，就是一种对应规则，它指出映像双方是如何进行转换的。

模式<->内模式映像： 保证了数据与程序的物理独立性

外模式<->模式映像: 保证了数据与程序的逻辑独立性

 

 

 

3、数据库系统的结构:

 

 

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四、数据模型

模型（Model）：是现实世界特征的模拟和抽象表达

数据模型：是对现实世界数据特征的抽象，描述的是数 据的共性内容，数据模型是模型化数据 和信息的工具，也是数据库系统的核心和基础

数据模型组成要素：

• 数据结构：描述的是系统的静态特征，即数据对象的数据类型、内容、属 性以及数据对象之间的联系
• 数据操作：描述的是系统的动态特征
• 数据约束：描述数据结构中数据间的语法和语义关联

数据的特征：

 

 

*************************数据模型的分类***********************************

 

 

***************************************什么是概念层数据模型**********************************

概念层是数据抽象级别的最高层。概念层数据模型，也称为数据的概念模 型或信息模型，这类模型主要用于数据库的设计阶段。

在设计数据库时，通常用（ 概念模型 ）来抽象、表示现实世界的各 种事物及其联系。

信息世界涉及的基本概念：

 

 数据模型中有“型”（type）和“值”（value）两个概念。

 

 概念模型的表示方法：

 

 ******************************************什么是逻辑层数据模型*********************************************

逻辑层是数据抽象级别的中间层。逻辑层数据模型，也称为数据的逻辑模 型。任何DBMS都是基于某种逻辑数据模型。

逻辑模型的类型：

层次模型：是最早使用的一种数据模型 ； 有且仅有一个结点没有父结点，称作根结点 ； 其他结点有且仅有一个父结点

网状模型：以网状结构表示实体与实体间的联系 ； 允许结点有多于一个父结点 ； 可以有一个以上的结点没有父结点

关系模型：用二维表结构来表示实体间的联系。优点： • 建立在严格的数学概念的基础上 • 概念单一 • 存取路径对用户透明，有更高的数据独立性，更好的安全保密性

 面向对象模型：既是概念模型又是逻辑模型 • 表达能力丰富，对象可复用、维护方便

 

**********************************物理层数据模型**************************************

物理层数据模型，也称为数据的物理模型，描述数据在存储介质上的组织 结构，是逻辑模型的物理实现； 是数据库最底层的抽象；

设计目标是提高数据库性能和有效利用存储空间。

 

 

 

简述概念模型、逻辑模型、物理模型之间的关系？

这三个不同的数据模型之间既相互独立，又存在着关联。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；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；从逻 辑模型到物理模型的转换主要是由数据库管理系统完成的。