数据库原理（概论）—

数据库原理（概论）——（1）

数据库概述

一、数据库的四个基本概念

1.数据

描述事物的符号记录

2.数据库

数据库是长期存储在计算机内的、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、描述和存储、具有较小的冗余度、较高的数据独立性和易扩展性，并可为各种用户共享。

3.数据库管理系统

是位于用户和操作系统之间的一层数据库管理软件，和操作系统一样是计算机的基础软件。

主要功能

数据定义功能；
数据组织、存储和管理
数据操作功能
数据库的事务管理和运行管理
数据库的建立和维护功能等

4.数据库系统

是由数据库、数据库管理系统、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。

二、数据库的发展阶段

1.人工管理阶段：数据不保存、不共享、不具有独立性；

2.文件系统阶段：可保存，但共享性差，冗余度大，独立性差；

3.数据库管理系统：数据库系统的出现使信息系统从以加工数据的程序为中心，转向围绕共享的数据库为中心的新阶段。实现整体数据的结构化。

数据的共享性高、冗余度低且容易扩充；数据共享可以大大减少数据冗余，节约存储空间；

数据独立性高：

物理独立性：是指用户的应用程序与数据库中的数据物理存储是相互独立的；

逻辑独立性：是指用户的应用程序与数据库的逻辑结构是相互独立的。

三、数据模型

1.概念模型

也称信息模型，他是按用户观点对数据和信息建模，主要用于数据库设计。

基本概念：

实体：客观存在并相互区别的事物；
属性：实体所具有的某一特性；
码：唯一标识实体的属性；
实体型：用实体名及其属性集合来抽象和刻画同类实体；
联系：实体之间的联系通常是指不同实体集之间的联系。实体之间的联系有一对一、一对多和多对多等多种联系；
概念模型的一种表示方法：实体-联系方法。用E-R图来进行描述现实世界的概念模型。

2.逻辑模型和物理模型

（1）逻辑模型：它是按计算机系统的观点对数据建模，主要用于数据库管理系统的实现，包括：层次模型、网状模型、关系模型；

（2）物理模型：是对数据最底层的抽象，它描述数据在系统内部的表示方法和存取方法，或在磁盘或磁带上的存储方式和存取方法，是面向计算机系统的。

（3）实体之间的联系通常是指不同实体集之间的联系，实体内部的联系通常是指实体各属性的联系。

3.ER图

ER图是实体-关系图（Entity-Relationship Diagram）的简写，它是一种用于描述系统中实体之间关系的图形化工具。ER图主要由实体、关系和属性组成。

实体表示系统中的具体对象或概念，如一个人、一个车辆、一本书等。实体在ER图中用矩形框表示。

关系表示实体之间的联系或连接，如一个人与一辆车之间的拥有关系、一本书与一个作者之间的写作关系等。关系在ER图中用菱形表示。

属性表示实体的特征或属性，如一个人的姓名、年龄、性别等。属性在ER图中用椭圆形表示，和对应的实体相连。

ER图通过使用各种符号和线条来展示实体、关系和属性之间的联系和约束。它提供了一种直观且易于理解的方式来描述系统中实体之间的关系，有助于系统分析师和设计师理解和传达系统需求和结构。ER图在数据库设计和开发过程中广泛应用，并且也可以用于其他领域的系统分析与设计。

ER图画法及图形含义、举例说明、通俗易懂_er图怎么画-CSDN博客

4.数据模型类型（）

我们这里主要说明关系模型，有兴趣的读者点击下面连接进行拓展阅读

三种数据模型---层次模型、网状模型以及关系模型 - daniumeng - 博客园 (cnblogs.com)

（1）层次模型

（2）网状模型

（3）关系模型

简单的说关系模型的表有点像Excel表，其中有一些重要概念

关系：一个关系对应通常说的一张表
元组：表中的一行
码：也称码键，表中的某个属性组
域：是一组具有相同数据类型的值的集合
分量：元组中的一个属性

四、数据库系统的结构

1.数据库的三级模式结构包括外模式、概念模式和内模式。

外模式（External Schema）：外模式是指用户能够接触到的数据库的部分，也可以理解为用户视图。它定义了用户对数据库的逻辑结构和访问方式。每个用户可以有自己的外模式，根据其需要和权限，定义自己所需的数据视图。外模式描述了用户对数据的查询、更新和删除操作。
概念模式（Conceptual Schema）：概念模式是对整个数据库的全局逻辑结构和存储方式的描述。它描述了数据库中的实体、关系以及它们之间的联系。概念模式是相对独立于具体数据库管理系统（DBMS）的，是为了满足用户的需求而设计。概念模式通常以实体关系模型（ER模型）或其他概念模型进行描述。
内模式（Internal Schema）：内模式是数据库的物理结构的描述，它定义了数据在存储介质上的存储方式和组织结构。内模式是相对于数据库管理系统（DBMS）来说的，它表示了数据库在计算机上的具体实现方式。内模式通常是与存储引擎和物理存储有关的低级描述，如数据的存储格式、索引结构、数据分区等。

总结来说，外模式描述了用户能够直接接触到的数据库部分，概念模式描述了整个数据库的逻辑结构，而内模式描述了数据库的物理存储方式。这三级模式结构的设计可以使得数据库系统更加灵活、易于维护和扩展。

2.数据库的二级映像（Physical Schema）是指数据库的物理存储结构，即将概念模式中定义的实体、属性和关系映射到真实的存储设备上的方式。

二级映像包括以下几个方面：