数据库系统概述

一.数据库系统管理数据的特点

1.结构化的数据及其联系的集合
2.数据共享性高，冗余度低

3.数据独立性高
独立性是指数据库中的数据与应用程序间相互独立。数据库的结构可分为三级：用户逻辑结构、数据库逻辑结构和物理结构。数据独立性有两级：物理独立性和逻辑独立性

• 物理独立性
  当数据库物理结构改变时，数据库的逻辑结构不受影响，进而用户逻辑结构以及应用程序不用改变。
• 逻辑独立性
  当数据库逻辑结构发生改变时，用户逻辑结构以及应用程序不需要改变。

4.有统一的数据管理和控制功能

• 数据的安全性控制
  防止不合法使用数据库造成数据的泄露和破坏
• 数据的完整性控制
  系统通过设置一些完整性规则等约束条件，确保数据的正确性、有效性和相容性
• 并发控制
• 数据恢复

二.数据库系统的组成

1.数据库
2.用户

• 第一类用户：最终用户
• 第二类用户：应用程序员
• 第三类用户：数据库管理员(DBA)。其职责包括参与数据库设计的全过程，决定数据库的存储结构和存取策略，定义数据的安全性和完整性约束条件，监控数据库的使用和运行，改进和重建数据库等

3.软件系统
软件系统主要包括操作系统、数据库管理系统(DBMS)及应用开发工具等。DBMS是数据库系统的核心软件
4.硬件系统

三.数据库的三级模式与二级映像

1.三级模式

• 模式：模式也称为概念模式，是数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述，处于三级模式结构的中间层，不涉及数据的物理存储细节和硬件环境。一个数据库只有一个模式，它是整个数据库数据在逻辑上的视图
• 外模式：又称为子模式或用户模式。是数据库用户能看到并允许使用的那部分数据的逻辑结构和特征的描述，即用户视图。外模式一般是模式的子集，一个数据库可以有多个外模式
• 内模式：又称为存储模式或物理模式，是与实际存储数据方式有关的一层。一个数据库实际存在的只有内模式。内模式只有一个

2.二级映像
二级映像保证了数据库系统较高的独立性

• 外模式/模式映像
  对于每一个外模式都存在一个外模式/模式映像
• 模式/内模式映像
  模式/内模式是唯一的

3.三级模式与二级映像的优点

• 保证数据的独立性。将模式和内模式分开，保证了数据的物理独立性；将外模式和模式分开，保证了数据的逻辑独立性
• 简化了用户接口。按照外模式编写应用程序或输入命令，不需要了解数据库内部的存储结构，方便用户使用系统
• 有利于数据共享。在不同的外模式下可由多个用户共享系统中的数据，减少数据冗余
• 有利于数据的安全保密。在外模式下根据要求进行操作，只能对限定的数据操作，保证了其他数据的安全