第一章 数据库系统概述

第一节 数据库基本概念

⏳『数据概念』(识记)

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。

⏳『数据库概念』(识记)

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（不必要的多次重复的数据不必多次存储）、较高的数据独立性，系统易于扩展，并可以被多个用户分享。

⏳『数据库存储的数据三个基本特点』(识记)

  • 永久存储
  • 有组织
  • 可共享

⏳『数据库管理系统概念』(识记)

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。

⏳『数据库管理系统功能』(识记)

  1. 数据定义功能：提供数据库定义语言（DDL）定义数据库中的数据 例如：表、视图、存储过程、触发器等。
  2. 数据操纵功能：提供数据操纵语言（DML） 例如：查询、插入、删除和修改
  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：主要包括与其他软件的通信功能、不同数据库管理系统的数据传输以及相互访问功能等。

⏳『数据库系统构成』(识记)

数据库系统（ DBS，Database management system）是指在计算机中引入数据库技术之后的系统。

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数据库系统的组成：

  • 数据库
  • 数据库管理系统
  • 相关的实用工具
  • 应用程序
  • 数据库管理员
  • 用户

数据库管理员（DBA）：不同于普通数据库用户，他们是专门负责对数据库进行维护，并保证数据库正常、高效运行的人员。

用户：数据库服务的对象，包括程序员和数据库终端用户。

第二节 数据管理技术的发展

⏳『人工管理阶段』(识记)

  • 数据不保存
  • 应用程序管理数据
  • 数据面向应用程序
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⏳『文件系统阶段』(识记)

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⏳『数据库系统阶段』(领会)

  • 数据集成（主要目的）
  • 数据共享性高
  • 数据冗余小
  • 数据一致性
  • 数据独立性高

数据定义与使用数据的应用程序分离称为数据独立。

  • 实施统一管理与控制

主要包括：数据的安全性、完整性、并发控制与故障恢复等，即数据库保护。

  • 减少应用程序开发与维护的工作量

第三节 数据库系统结构

⏳『数据库系统的结构分类』(选择题、填空题)

从数据库应用的用户（如程序员）的视角来看，有 2 种结构：

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从数据库管理员（DBA）的视角来看，有 2 种结构：

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⏳『数据库系统的三级模式结构』(选择题)

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名称 别称 视图类型
模式 概念模式、逻辑模式 概念视图
外模式 子模式、用户模式 数据视图，即用户视图
内模式 存储模式 内部视图或存储视图

⏳『三级模式结构的两层映像与数据独立性』(选择题)

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。

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⏳『客户/服务器结构』(领会)

客户/服务器（Client/Server，C/S）中，“客户端”、“前台”或“表示层”主要完成与数据库使用者的交互任务；“服务器”、“后台”或“数据层”主要负责数据管理。

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⏳『浏览器/服务器结构』(领会)

浏览器/服务器结构（Browser/Server，BS），是一种基于 Web 应用的客户/服务器结构，也称为三层客户/服务器结构。

三层：表示层、处理层（中间层）、数据层

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第四节 数据模型

⏳『什么是模型』(选择)

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。

⏳『数据的特征』(选择、填空)

数据的特征分为静态特征和动态特征。

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⏳『数据模型组成要素』(选择、填空)

数据模型组成要素包括数据结构、数据操作和数据约束。

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。

⏳『数据模型的分类』(选择、填空)

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，可以分为概念模型、逻辑模型和物理模型

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⏳『概念层数据模型』(选择、填空)

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。

⏳『信息世界涉及的基本概念』(选择、填空、简答)

  • 实体（Entity）
  • 属性（Attribute）
  • 码或键（Key）
  • 域（Domain）
  • 实体型（Entity Type）
  • 实体集（Entity Set）
  • 联系（Relationship）

数据模型中有“型”和“值”两个概念：

型是指表格中的表头；值是指型对应的具体数据。

型 值
姓名 张三
性别 男
年龄 26
籍贯 北京

⏳『逻辑层数据模型』(领会)

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』(领会)

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。

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节点，称作根节点
  • 其他节点有且仅有一个父节点
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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

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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
学号 姓名 性别 籍贯 名族
1234 张三 男 广东 汉
1234 李四 男 广东 汉
1234 美丽 女 北京 汉

面向对象模型

  • 即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』(领会)

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；

它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。