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数据库系统原理回顾(一)数据库系统概述.md

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1. 数据库基本概念

1.1. 数据

1.1.1. 数据是描述客观事物的物理符号

1.2. 数据库

1.2.1. 概念

长期存储在计算机内部有组织和可共享的数据集合

1.2.2. 特点

永久存储

有组织

可共享

1.3. 数据库管理系统

1.3.1. 专门用于建立和维护数据库一套软件介于操作系统和数据库之间

1.3.2. 功能

数据定义

数据操纵

数据库的运行和管理

数据建立和维护

数据组织存储管理功能

其他功能如网络通信

1.4. 数据库系统

1.4.1. 在计算机中引入数据库技术的系统

1.4.2. 有哪些人

数据管理员

用户

数据库终端用户
程序员
数据库的服务对象(数据库终端用户, 程序员)

2. 数据库管理技术的发展

2.1. 人工管理阶段

2.1.1. 时间:20.50年代

2.1.2. 环境

手工方式处理

没有存储设备

只有汇编语言

没有操作系统

批处理的方式

2.1.3. 特点

数据不保存

应用程序管理数据

数据面向应用

2.2. 文件系统管理阶段

2.2.1. 时间

20.50-60

2.2.2. 环境

出现直接存储设备

出现文件系统

2.2.3. 2个概念

数据的物理独立性

数据的物理结构的改变不会影响应用程序的结构

文件系统

将数据的物理结构和逻辑结构性分离,并实现逻辑结构和物理结构之间的相互映射

2.2.4. 特点

优点

数据长期保存和管理
数据的物理独立性好

缺点

实现文件级共享,但是普通共享不能
数据逻辑结构和应用如软件之间相互依赖造成了数据的冗余度高

2.3. 数据库系统阶段

2.3.1. 时间

20.60

2.3.2. 环境

2.3.3. 特点

数据集成

数据共享度高

数据的一致性

数据冗余度低

数据的独立性

数据的统一管理和控制

数据的安全性
数据的完整性
数据的并发控制
减少应用程序开发和维护的工作量

3. 数据库系统结构

3.1. 内部结构

3.1.1. 三层模式

模式||概念模式||逻辑模式

用来描述数据库中全体数据的逻辑结构和特征,所用用户公共视图

外模式||子模式用户模式

是数据库用户能够看到的局部数据的逻辑结构和特征

内模式||存储模式

数据的物理结构和存储方式的描述,是数据的内部标识形式

三级模式的特点()

三层模式的特点(模式||概念模式||逻辑模式, 外模式||子模式用户模式, 内模式||存储模式)

对于全局数据结构的描述的概念模式独立与数据库中的其他层次,数据库设计的核心和关键
对于内模式依赖于概念模式,独立于外部模式和具体的存储设备
对于外模式实在概念模式的基础上进行定义的,面向具体应用程序和独立于具体的存储设备
对应用程序是在外模式的基础上进行的定义的,依赖于外模式,独立与模式和具体的存储设备

3.1.2. 两层映像

外模式和模式

外模式定义

模式和内模式

模式定义

定义映像关系(外模式和模式, 模式和内模式)

3.2. 外部结构

3.2.1. 集中式结构

客户/服务器

浏览器/服务器

3.2.2. 分布式结构

3.2.3. 并行式结构

4. 数据模型

4.1. 数据特征

4.1.1. 静态特征

基本结构

联系

约束

4.1.2. 动态特征

符合一定规则的操作

4.2. 数据模型组成要素

4.2.1. 数据模型的概念

概念

描述数据结构定义在结构上的操纵和约束的一组概念和定义

组成

数据结构
数据操作
数据约束

4.3. 数据模型的分类

4.3.1. 概念层数据模型

概念

数据抽象级别的最高层,用户观点的建模,描述现实世界,与计算机系统无关,独立与具体的DBMS,且容易转换为DBMS支持的逻辑模型

分类

实体
属性
码或键
实体型
联系

表示

实体型
矩形
属性
椭圆形
联系
菱形

4.3.2. 逻辑层数据模型

概念

数据抽象的中间层,描述整体的逻辑结构,用户通过数据库管理系统看到的现实中的世界,基于计算机观点的建模和表示

分类

层次模型
概念

有向树,有且仅有一个节点没有父节点,其他节点有且仅有一个父节点

缺点

无法表达复杂的联系

网状模型
概念

结构复杂难以实现算法和规范化

关系模型
二维表
优点

数学概念

概念单一

采用关系描述实体与实体以及数据的检索和更新

存取透明、独立以及安全性高

面向对象模型
概念

面向对象方法与数据库结合的数据模型

特点

即使是逻辑模型又是概念模型

面向对象的观点表达能力丰富、对象可复用、维护方便

4.3.3. 物理层数据模型

概念

描述在存储介质上的组织结构,是逻辑模型的物理实现,数据库最底层的抽象,描述数据的物理存储结构、数据存储路径、优化数据库性能