第一章数据库绪论
- 1.1_数据库系统概述
- 1.1.1_数据库的四个基本概念
- 1.1.2_数据库系统的特点
- 1.2_数据库模型
- 1.2.1_两类数据模型
- 1.2.2_概念模型
- 1.2.3_数据模型的组成要素
- 1.2.4_常用的数据模型
- 1.3_数据库系统的结构
- 1.3.2_数据库系统的三级模式结构
- 1.3.3_数据库的二级映像功能与数据独立性
1.1_数据库系统概述
1.1.1_数据库的四个基本概念
1.数据(data)
2.数据库(database,DB)
数据库提供数据的存储功能
3.数据库管理系统(database management system,DBMS)
主要功能:
①数据定义功能
②数据组织、存储和管理
③数据操纵功能
④数据库的事务管理和运行管理
⑤数据库的建立和维护功能
4.数据库系统(database system,DBS)
数据库系统是由数据库、数据库管理系统(及其应用开发工具)、应用程序和数据库管理员组成的存储、管理、处理和维护数据的系统
1.1.2_数据库系统的特点
1. 数据结构化
是数据库系统与文件系统的本质区别
2. 数据的共享性高,冗余度低且易扩充
数据共享的好处:
①减少数据冗余,节约存储空间
②避免数据之间的不相容性与不一致性
③使系统易于扩充
3. 数据独立性高
数据独立性是由DBMS的二级映像功能来保证的。
数据独立性包括物理独立性和逻辑独立性:
①物理独立性:指用户的应用程序与数据库中数据的物理存储是相互独立的
②逻辑独立性:指用户的应用程序与数据库的逻辑结构是相互独立的
4. 数据由数据库管理系统统一管理和控制
DBMS提供的数据控制功能:
①数据的安全性(Security)保护
②数据的完整性(Integrity)检查
③并发(Concurrency)控制
④数据库恢复(Recovery)
1.2_数据库模型
数据模型是用来描述数据、组织数据和对进行操作的
1.2.1_两类数据模型
概念模型:也称信息模型,它是按用户的观点来对数据和信息建模,用于数据库设计。
逻辑模型和物理模型 :
逻辑模型主要包括网状模型、层次模型、关系模型、面向对象模型等,按计算机系统的观点对数据建模,用于DBMS实现。
物理模型是对数据最底层的抽象,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
1.2.2_概念模型
基本概念:实体、属性、码、域、实体型、实体集、联系
概念模型的一种表示方法:实体-联系方法(E-R方法),用E-R图来描述现实世界的概念模型
,E-R方法也称为E-R模型
1.2.3_数据模型的组成要素
数据模型通常由数据操作、数据结构、数据完整性约束条件三部分组成
1.2.4_常用的数据模型
非关系模型
层次模型(Hierarchical Model) 网状模型(Network Model)
关系模型(Relational Model)
面向对象模型(Object Oriented Model)
对象关系模型(Object Relational Model)
关系模型:
关系(Relation)
一个关系对应通常说的一张表
元组(Tuple)
表中的一行即为一个元组
属性(Attribute)
表中的一列即为一个属性,给每一个属性起一个名称即属性名
主码(Key)
表中的某个属性组,它可以唯一确定一个元组。
域(Domain)
属性的取值范围。
分量
元组中的一个属性值。
关系模式
对关系的描述
关系名(属性1,属性2,…,属性n)
学生(学号,姓名,年龄,性别,系,年级)
1.3_数据库系统的结构
1.3.2_数据库系统的三级模式结构
1.模式(也称逻辑模式)
描述的是数据的全局逻辑结构
数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述,一个数据库只有一个模式,模式的地位:是数据库系统模式结构的中间层
2.外模式(也称子模式或用户模式)
描述的是数据的局部逻辑结构
外模式的地位:介于模式与应用之间
①模式与外模式的关系:一对多
外模式通常是模式的子集
一个数据库可以有多个外模式。反映了不同的用户的应用需求、看待数据的方式、对数据保密的要求
对模式中同一数据,在外模式中的结构、类型、长度、保密级别等都可以不同
②外模式与应用的关系:一对多
同一外模式也可以为某一用户的多个应用系统所使用
但一个应用程序只能使用一个外模式
外模式的用途
保证数据库安全性的一个有力措施
每个用户只能看见和访问所对应的外模式中的数据
3.内模式(也称存储模式)
是数据物理结构和存储方式的描述
一个数据库只有一个内模式
1.3.3_数据库的二级映像功能与数据独立性
三级模式是对数据的三个抽象级别
二级映象在DBMS内部实现这三个抽象层次的联系和转换
外模式/模式映像
模式/内模式映像
1. 外模式/模式映像
模式:描述的是数据的全局逻辑结构
外模式:描述的是数据的局部逻辑结构
作用:
保证数据的逻辑独立性
当模式改变时,数据库管理员修改有关的外模式/模式映象,使外模式保持不变
应用程序是依据数据的外模式编写的,从而应用程序不必修改,保证了数据与程序的逻辑独立性,简称数据的逻辑独立性。
2. 模式/内模式映像
模式/内模式映象定义了数据全局逻辑结构与存储结构之间的对应关系。
作用:
保证数据的物理独立性
当数据库的存储结构改变了(例如选用了另一种存储结构),数据库管理员修改模式/内模式映象,使模式保持不变
应用程序不受影响。保证了数据与程序的物理独立性,简称数据的物理独立性。