《数据库原理与应用》学习笔记（一）：概论

数据库系统概述

• 发展历史
  1968年，IBM公司推出层次模型：IMS（information management system）数据库管理系统。
  1969年，DBTG(database task group)发表的一系列报告中提出了网状模型。
  1970年，E.F.Codd博士发表了关系模型的著名论文。

• 数据库的基本术语
  1.数据
  凡是计算机中用来描述事物属性特征的记录都统称为数据。
  2.数据库（DB）（DataBase）
  长期储存在计算机中的，有组织的，可共享的的数据集合，主要特征有：实现数据共享；减少数据的冗余度；保持数据的一致性；数据的独立性；安全保密性；并发控制；故障恢复。
  3.数据库管理系统（DBMS）(DataBase Management System)
  数据库管理系统是专门用来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。为用户提供应用程序访问DB的方法，可以定义DB，查找，更新和各种数据控制。
  4.数据库系统（DBS）(DataBase System)
  数据库系统由DB,DBMS,应用程序，数据库管理员DBA（DataBase Administrators）和用户组成，其中数据库管理员包括设计人员，系统分析人员和应用程序员。
  其特点有：共享性高；冗余度低；易扩充；由DBMS统一管理和控制，数据独立性高。

• 数据管理技术的发展历史
  三个重要的发展过程：人工管理阶段；文件系统阶段；数据库管理阶段（数据库系统区别于文件型数据库的一大特点是数据结构性高）

• 数据模型
  1.数据的三个范畴
  现实范畴，信息范畴和机器范畴。简单地说，首先将现实世界抽象为信息世界，这时还是一个概念模型，不具备被机器识别的能力，要进一步转化为机器范畴，使机器可以识别。
  2.信息范畴的一些术语：（1）实体：客观存在的事物；（2）实体集：性质相同的同类实体的集合；（3）属性：实体的每一个特性都称为属性；（4）码：能唯一识别每个实体的属性或属性集成为码。
  3.机器范畴的一些术语：（1）字段：记录实体属性的命名单位（即某一表中的表头）；（2）记录：字段的有序集合称为记录（即所有表头的有序集合，比如一个学生的学号，姓名，性别）（3）文件：同一类型记录的汇集称为文件；（4）码：能唯一标识某实体的记录称为码。

• 数据模型的组成要素及分类
  1.组成要素：数据结构，数据操作和完整性约束三要素组成。
  其中，数据结构描述了系统的静态性（在进行操作时数据结构不会改变）；数据操作描述了系统的动态性（即可以灵活的对数据进行插入，删除等操作）；完整性约束则是一套完整性规则的集合（比如性别只能选择男或女）
  2.数据模型的分类：
  第一类：概念模型，用户可以看懂的，面向人类的模型（ER图）。面向对象的（UML图）
  第二类：结构化数据模型：面向计算机的，人估计看不太懂的模型（层次模型，网状模型，关系模型和面向对象模型）。

• 常用的数据模型
  1.层次模型：一对多的树。（对树不了解的可以去翻一下离散数学）
  2.网状模型：多对多的图。（依旧是离散数学）
  3.关系模型（最常用）：二维表
  详细的数据模型介绍将在下一章总结中介绍。

• 数据库系统结构
  1.数据库系统结构由三级模式结构组成，即外模式，内模式和模式。
  外模式：是模式的一个子集，因为外模式只展示部分数据间的逻辑和特征。用户可见，某一系统给你展示的信息，比如登录教务系统查看成绩单时的可见信息。
  模式：概念级，是对数据库中所有数据的逻辑和特征的描述，比如一张数据库表格的所有表头。
  内模式：所有数据在机器内部的储存模式。
  2.对应三级模式，存在两种映射。
  3.数据库的三级结构保证了它的物理独立性（应用程序和机器储存的数据之间独立）和逻辑独立性（应用程序和模式间独立）。
  比如在数据库中更新了某一个表头的名称，此时只需要改变映射，不需要再改变应用程序，同样的，在改变了机器中存储的数据时也不需要改变应用程序。

• DBMS的主要功能：
  定义数据库（create）；
  控制数据库(比如primary不能重复）；
  数据库储存；
  数据库维护（突然断电!等情况发生后要及时恢复数据）
  数据库字典（数据库记录数量访问次数及三级结构的定义）；