数据库基础理论

Posted 2022-02-07 橘猫吃不胖～

数据库基础理论

• 1 数据库概念
• 2 数据库管理系统(DBMS)
• 3 数据库系统（DBS）的组成
• 4 数据库系统的特点
• 5 数据库应用系统概念
• 6 数据库系统的体系结构
• 7 模型概念
• 8 常用的数据模型
• 9 关系模型中的基本术语
• 10 关系的性质
• 11 关系数据库中的表之间的关系
• 12 关系模型的完整性约束

1 数据库概念

数据库(Database，DB)是长期存储在计算机内的、有组织的、可共享的、统一管理的相关数据的集合。按照字面的理解，数据库就是存放数据的仓库。

2 数据库管理系统(DBMS)

DBMS的功能：数据库定义功能；数据存取功能；数据库运行管理功能；数据库的建立和维护功能；数据通信功能。

DBMS的组成：语言编译处理程序；系统运行控制程序；系统建立、维护程序；数据字典。

3 数据库系统（DBS）的组成

数据：数据是数据库系统的工作对象，它们是某特定应用环境中进行管理和决策所必需的信息。
用户：用户是指存储、维护和检索数据库中数据的人员。数据库系统中主要有3类用户：终端用户、应用程序员和数据库管理员。
硬件：硬件是指存储数据库和运行数据库管理系统DBMS的硬件资源。
软件：软件是指负责数据库存取、维护和管理的软件系统，通常叫做数据库管理系统(DBMS)。

4 数据库系统的特点

关系型数据库系统的特点：以二维表的方式存放数据。
1、低冗余，高共享
2、数据独立性高
3、有统一的控制功能

5 数据库应用系统概念

数据库应用系统(Database ApplicationSystem，DBAS)，是指在DBMS 的基础上，针对一个实际问题开发出来的面向用户的系统。

6 数据库系统的体系结构

内部体系结构：数据库系统得内部体系结构是三级模式结构，分别为模式、外模式和内模式。

内模式：数据在计算机内部的存储格式
模式：在DBMS中数据的存放格式
外模式：终端用户看到的数据存放格式

外部体系结构：外部体系结构主要有集中式结构、文件服务器结构和客户/服务器结构。

7 模型概念

实体：现实中的事物。
实体集：具有相同属性的实体的集合
属性：实体的静态特征
关键字：又称为码，可以唯一标识一个实体（主键）
联系：实体之间的关系

联系	解释	距离
1:1	一对一	人与身份证，每个人只有一个身份证，一个身份证只能对应一个人
1:n	一对多	班级与学生，每个学生只有一个班级，一个班级有很多学生
m:n	多对多	学生与课程，每个学生有许多课程，每个课程有许多学生学习

8 常用的数据模型

层次模型：层次数据模型是数据库系统最早使用的一种模型，它的数据结构是一颗有向树。层次结构模型具有如下特征：有且仅有一个结点没有双亲，该结点是根结点。 其他结点有且仅有一个双亲。

网状模型：如果取消层次模型的两个限制，即两个或两个以上的结点都可以有多个双亲，则“有向树”就变成了“有向图”。“有向图”结构描述了网状模型。网状模型具有如下特征：可有一个以上的结点没有双亲。至少有一个结点可以有多于一个双亲。

关系模型：关系模型(Relational Model)是用二维表格结构来表示实体及实体之间联系的数据模型。关系模型的数据结构是一个“二维表框架”组成的集合，每个二维表又可称为关系，因此可以说，关系模型是“关系框架”组成的集合。

关系模型是使用最广泛的数据模型，目前大多数数据库管理系统都是关系型的，如mysql、Sql server、Oracle都是关系数据库管理系统。

9 关系模型中的基本术语

关系：一个关系就是一个二维表。
元组：表中的一行就是一个元组
属性：又称为字段，表中一列就是一个属性
域：属性的取值范围
分量：元组中的一个属性值。
主键：主关键字，用来唯一标识一个元组的列，主键的值不能重复
外键：用在一对多的关系中，一个关系中的某列对应另一个关系的主键，该列称为外键

10 关系的性质

关系是一个二维表，但并不是所有的二维表都是关系。关系应具有以下性质：
1、每一列中的分量是同一类型的数据。
2、不同的列要给予不同的属性名。
3、列的次序可以任意交换。
4、一个关系中的任意两个元组不能完全相同。
5、行的次序可以任意交换。
6、每一个分量必须是不可分的数据项。

11 关系数据库中的表之间的关系

在关系数据库中，可以通过外部关键字实现表与表之间的联系，公共字段是一个表的主键和另一个表的外键。

12 关系模型的完整性约束

1、实体完整性：主键不能为空
2、参照完整性：主外键关联
3、用户定义完整性：用户自定义的约束条件