数据库系统绪论

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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了数据库系统绪论相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

数据库系统组成

  • 数据库
  • 数据库管理系统(及其开发工具)
  • 应用系统
  • 数据库管理员
  • 硬件平台及数据库
  • 软件
  • 人员

数据库系统概述

基本概念

  • 数据库系统(DBS)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(DBA)组成的存储、管理、处理和维护数据的系统

  • 数据库管理系统(DBMS):核心软件

    • 功能:数据定义;数据组织、存储和管理;数据操纵;数据库的事务管理和运行管理;数据库的建立和维护;其他
  • 数据库(DataBase):DB

    • 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
  • 数据库用户

    • 第一类用户:最终用户(End User)
    • 第二类用户:应用程序员(Application Programmer)
    • 第三类用户:数据库管理员(DataBase Administrator):DBA

发展过程

技术图片

系统特点

  • 数据库系统特点:

    • 数据结构化:数据模型 最小存取单位:数据项

    • 数据共享性高

    • 数据独立性高:物理 逻辑 数据

    • 数据由DBMS统一管理和控制

      • 数据的安全性保护
      • 数据的完整性检查
      • 并发控制
      • 数据库恢复

数据模型

基本概念

  • 在数据库中用数据模型这个工具来抽象、表示和处理现实世界中的数据和信息

  • 分类:概念模型:用于DBMS实现 网状模型、层次模型、关系模型、面向对象模型、对象关系模型

    逻辑模型和物理模型:对数据最底层的抽象,描述数据在系统内部的表示和存取

  • 组成要素:数据结构;数据操作;完整性约束条件;

概念模型

  • 基本概念:实体;属性;码;域;实体型;实体集;联系

    • 码:唯一标识实体的属性集
    • 域:属性的取值范围
    • 实体型:用实体名及其属性名集合来抽象和刻画同类实体
    • 实体集:同一类型实体的集合称为实体集
    • 这都啥玩意
  • 两个实体型之间的联系

  • 两个以上实体型之间联系

  • 单个实体型内的联系

    某一职工(干部)“领导”若干名职工,一个职工仅被另外一个职工直接领导

实体-联系方法(E-R方法)

  • 实体型:矩形,矩形框内写实体名
  • 属性:椭圆形,用无向边连接
  • 联系:菱形,框内写明联系名,用无向边连接,并标上联系类型(1:1、1:n或m:n)

层次模型

  • 出现最早 树形结构 只能一对多或将多对多分解为一对多
  • 完整性约束条件:

    • 无相应的双亲结点值就不能插入子女结点值
    • 如果删除双亲结点值,则相应的子女结点值也被同时删除
    • 更新操作时,应更新所有相应记录,以保证数据的一致性
  • 存储结构

    • 邻接法:按照层次树前序遍历的顺序把所有记录值依次邻接存

      技术图片

    • 链接法

      • 子女-兄弟链接法:每个记录设两类指针,分别指向最左边的子女和最近的兄弟
      • 层次序列链接法:按树的前序穿越顺序链接各记录值
  • 优点:数据结构简单清晰;查询效率高,性能优于关系模型,不低于网状模型;提供了良好的完整性支持;

  • 缺点:多对多联系不自然;对插入和删除限制多,应用程序编写复杂;查询子女节点必须通过双亲结点;结构严密使层次命令趋于程序化;

网状模型

  • 允许多个结点无双亲;一个结点可以有多个双亲;

  • 层次模型实际上是网状模型的一个特例

  • 完整性约束

    • 码:唯一标识记录的数据项的集合;
    • 一个联系中双亲记录与子女记录之间是一对多联系;
    • 支持双亲记录和子女记录之间某些约束条件
  • 要为每个联系命名,并指出与该联系有关的双亲记录和子女记录

  • 优点:更直接地描述现实世界;具有良好的性能,存取效率较高;

  • 缺点:结构比较复杂,且随着应用环境的扩大,数据库结构越来越复杂,不利于最终用户掌握;DDL、DML语言复杂,用户不容易使用;

关系模型

  • 用户观点下,关系模型中数据的逻辑结构是一张由行和列组成的二维表,存取路径对用户透明

  • 实体及实体间的联系都用表来表示,表以文件形式存储

  • 关系:一张表;元组:一行;属性:一列;

    主码:某个属性组,可以唯一确定一个元组;

    域:属性的取值范围;

    分量:元组中的一个属性值;

    关系模式:一对一,一对多,多对多;

    技术图片

  • 关系不允许表中还有表(禁止套娃)

  • 完整性约束条件:实体完整性;参照完整性;用户定义的完整性;

  • 优点:建立在严格的数学概念基础上;概念单一;关系模型的存取路径对用户透明;

  • 缺点:查询效率不如非关系数据模型;DBMS开发难度增加;

数据库系统结构

基本概念

  • 型:对某类数据的结构和属性说明;

    值:是型的一个具体赋值;

  • 模式:管理数据的,是型的描述

    实例:数据

  • 从数据库管理系统看:三级模式结构

  • 从数据库最终用户看:单用户结构;主从式结构;分布式结构;客户/服务器;浏览器/应用服务器/数据库服务器多层结构等

三级模式结构

  • 一个数据库只有一个内模式和一个模式,可以有多个外模式
  • 模式(逻辑模式):数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述;数据库系统模式结构的中间层;
  • 外模式(子模式或用户模式):保证数据库安全性的一个有力措施;每个用户只能看见和访问所对应的外模式中的数据;
  • 内模式(存储模式):数据物理结构和存储方式的描述;数据在数据库内部的表示方式;

技术图片

二级映像功能与数据独立性

  • 二级映象在DBMS内部实现三级模式的联系和转换

  • 外模式/模式映像:保证数据的逻辑独立性

    • 每一个外模都有一个外模式/模式映象,定义外模式与模式之间的对应关系
    • 映象定义通常包含在各自外模式的描述
  • 模式/内模式映像:保证数据的物理独立性

    • 定义了数据全局逻辑结构与存储结构之间的对应关系
    • 该映象定义通常包含在模式描述

以上是关于数据库系统绪论的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章

《数据库系统概论》--1.绪论

数据库系统概论学习笔记-第一章绪论

数据库数据库绪论,你都会了吗

绪论:习题

数据库----基础篇绪论-----数据库系统概述

绪论-第三节:数据库系统的结构