【数据库系统概论(第5版)】第1章 绪论
文章目录
1.1 数据库系统概论
1.1.1 数据库的4个基本概念
- 数据(data)：描述事物的符号记录称为数据。描述事物的符号可以是数字，也可以是文字、图形、图像、音频、视频等，数据有多种表现方式，它们都可以经过数字化后存入计算机。
- 数据库(DataBase,DB)：数据库是长期储存在计算机内、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、描述和储存，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。（永久存储、有组织、可共享）。
- 数据库管理系统(DataBase Management System,DBMS)：数据库管理系统是位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件。数据库管理系统和操作系统一样是计算机的基础软件，也是一个大型复杂的软件系统。
-
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(DataBase Administrator,DBA)组成的存储、管理、处理和维护数据的系统。
【其中数据库提供数据的存储功能，数据库管理系统提供数据的组织、存取、管理和维护等基础功能，数据库应用系统根据应用需求使用数据库，数据库管理员负责全面管理数据库系统。】
1.1.2 数据管理技术的产生和发展
1.1.3 数据库系统的特点
-
数据结构化
数据库系统实现整体数据的结构化，这是数据库的主要特征之一，也是数据库系统与文件系统的本质区别。
所谓“整体”结构化是指数据库中的数据不再仅仅针对某一个应用，而是面向整个组织或企业；不仅数据内部是结构化的，而且整体是结构化的，数据之间是具有联系的。
在数据库系统中，不仅数据是整体结构化的，而且存取数据的方式也很灵活，可以存取数据库中的某一个或一组数据项、一个记录或一组记录；而在文件系统中，数据的存取单位是记录，粒度不能细到数据项。 -
数据的共享性高、冗余度低且易扩充
数据数据共享可以大大减少数据冗余，节约存储空间。数据共享还能够避免数据之间的不相容性与不一致性。 -
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数据的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。 -
(1)数据的安全性保护
数据的安全性是指保护数据以防止不合法使用造成的数据泄密和破坏。
(2)数据的完整性检查
数据的完整性是指数据的正确性、有效性和相容性。
(3)并发控制
(4)数据库恢复 - 数据库是长期存储在计算机内有组织、大量、共享的数据集合。它可以供各种用户共享，具有最小冗余度和较高的数据独立性。数据库管理系统在数据库建立、运用和维护时对数据库进行统一控制，以保证数据的完整性和安全性，并在多用户同时使用数据库时进行并发控制，在发生故障后对数据库进行恢复。
1.2 数据模型
数据模型也是一种模型，它是对现实世界数据特征的抽象。也就是说数据模型是用来描述数据、组织数据和对数据进行操作的。
1.2.1 两类数据模型
第一类是概念模型，第二类是逻辑模型和物理模型。
第一类概念模型，也称信息模型，它是按用户的观点来对数据和信息建模，主要用于数据库设计。
第二类中的逻辑模型主要包括层次模型、网状模型、关系模型、面向对象数据模型和对象关系数据模型、半结构化数据模型等。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。
第二类中的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式和存取方法，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。
【首先将现实世界抽象为信息世界，然后将信息世界转换为机器世界】
1.2.2 概念模型
1. 信息世界中的基本概念
(1) 实体：客观存在并可相互区别的事物称为实体。
(2) 属性：实体所具有的某一特性称为属性。
(3) 码：唯一标识实体的属性集称为码。
(4) 实体型：用实体名及其属性名集合来抽象和刻画同类实体，称为实体型。
(5) 实体集：同一类型实体的集合称为实体集。
(6) 联系：实体内部的联系通常是指组成实体的各属性之间的联系，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类型。
1.2.3 数据模型的组成要素
数据模型通常由数据结构、数据操作和数据的完整性约束条件三部分组成。
- 数据结构：数据结构描述数据库的组成对象以及对象之间的联系。【系统静态特性的描述】
- 数据操作：数据操作是指对数据库中各种对象的实例允许执行的操作的集合，包括操作及有关的操作规则。【系统动态特性的描述】
- 数据的完整性约束条件：数据的完整性约束条件是一组完整性规则。
1.2.4 常用的数据模型
- 层次模型
- 网状模型
- 关系模型
- 面向对象数据模型
- 对象关系数据模型
- 半结构化数据模型