数据库原理（一）

1、基本概念

学号	姓名	性别	出生年月	籍贯
220101	张三	男	2003	江苏
220102	李四	男	2003	山东
220103	王五	女	2003	河北
220104	赵六	女	2003	天津
220105	张四	男	2003	北京
220106	李五	女	2003	江苏
220107	王六	女	2003	山东
220108	张七	男	2003	河北
220109	张九	男	2003	天津
220110	李十	女	2003	北京

1.1数据（Data）

以上面的表格为例，数字：98110101；字符：张三、男。

是数据库中存储的基本对象
是客体在计算机中的表示
定义为描述事物的符号记录

数据的种类包括：数字、文字、图形、图象、音频、视频、记录情况等

1.2数据库（Database,简称DB）

1.2.1定义

长期储存在计算机内、有组织的、 可共享的大量数据集合

1.2.2数据库的基本特征

数据按一定的数据模型组织、描述和储存
供各种用户共享、冗余度较小、易扩展
较高的数据独立性

1.2.3建立数据库的目的

收集并抽取一个应用所需要的大量数据，进行保存
供进一步加工处理、抽取有用信息
转换为有价值的知识

1.3数据库管理系统（DBMS）

是位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件

1.3.1DBMS主要功能

数据组织：数据模式定义
数据操纵: 物理存取、转换、统计等
数据库运行管理与维护
数据库的控制和保护与故障恢复
数据交换
数据服务：提供各种功能函数
数据字典

1.3.2数据库管理员（DBA）

管理数据库规划、设计、维护和监控的人

1.4数据库系统（DBS）

1.4.1

是由数据库及其管理软件组成的系统
是存储介质、处理对象和管理系统的集合体

1.4.2DBS组成

数据库
软件（数据库管理系统等）
硬件
人员（DBA等）

简单可以看出DBS是包含DB和DBMS的

数据库系统若更细的划分还可包括：数据库、数据库管理系统 ➢、数据库管理员 ➢、业务应用系统、硬件平台（计算机和网络）、软件平台（数据库开发工具、中间件、操作系统）

2、数据模型

2.1定义

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。

举个例子：计算机不能直接处理现实世界中的具体事物，所以人们必须把具体事物转化成计算机能够处理的数据，也就是首先要数字化，把现实世界中具体的人、物、活动等用数据模型这个工具来抽象、表示和处理。通俗来讲，数据模型就是现实世界的模拟。

数据模型是数据库系统的核心和基础

2.2数据模型组成三要素

数据结构：是所描述对象类型的集合。与数据类型、内容、性质有关的对象。与数据之间联系有关的对象（静态特征）
数据操作：检索、更新（包括插入、删除、修改）（动态特征）
数据的完整性约束条件：一组完整性规则的集合（完整性约束条件）

2.3概念模型

从用户的观点对数据进行建模将现实世界抽象为信息世界

2.3.2信息世界中的基本概念

实体（Entity）（如，一个学生
属性（Attribute）（学生的学号、姓名、年龄专业）
码（Key）（学号）
实体型（Entity Type）（由实体名及属性名构成）
实体集（Entity Set）（全部学生集合）
联系（Relationship）（有 1:1、1:n 、 m:n）

2.3.3概念模型实例

实体-联系模型（E-R模型）

2.4逻辑模型

层次模型（Hierarchical Model）数据结构：树
网状模型(Network Model ) 数据结构：图
关系模型(Relational Model) 数据结构：表
面向对象模型(Object Oriented Model）数据结构：对象

3、三级模式结构

3.1模式

模式是所有用户的公共数据视图

比如最上面的表格，学号、姓名、性别等共有部分是模式

是数据库全体数据的逻辑结构（数据项的名字、类型、取值范围等）和特征的描述
仅仅涉及数据“型”(type)的描述，不涉及具体的“值”(value)
模式是数据的结构描述，以及数据有关的安全性、完整性要求

3.1数据模型与模式的关系

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3.2三级模式定义

外模式(External Schema)：某一用户能够看到和处理的数据的结构描述
- 数据库用户（包括应用程序员和最终用户）使用的局部数据的逻辑结构和特征的描述
- 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
- 外模式的地位：介于模式与应用之间
- 模式与外模式的关系：一对多
- 外模式与应用的关系：一对多
模式(概念模式, Conceptual Schema)：从全局角度理解/管理的数据的结构描述（全局角度、关联约束、结构描述、本质联系）
- 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
内模式(Internal Schema)：存储在介质上的数据的结构描述，如存储路径、方式等
- 是数据物理结构和存储方式的描述
- 含有存储路径、存储方式、索引方式等
- 是数据在数据库内部的表示方式
- 一个数据库只有一个内模式

3.3两级映像

E-C映像(External-Conceptual Mapping)[外模式/模式映像]：便于用户观察和使用将外模式映射为概念模式，从而支持实现数据概念视图向外部视图的转换
C-I映像(Conceptual-Internal Mapping)[模式/内模式映象]：便于计算机存储和处理将概念模式映射为内模式，从而支持实现数据概念视图向内部视图的转换