数据库基本概念

Posted 2022-02-05 xhbjava

一、数据库基本概念

1.数据库与数据库管理系统

（1）数据库

　　数据库（DB）是存放数据的仓库，存放的这些数据存在一定的关联，并按照一定的格式存放在计算机上。广义上讲，数据不仅包括数字，还包括文本、图像、音频和视频等。

（2）数据库管理系统

　　数据库管理系统（DBMS）是管理数据库的系统，它按照一定的数据模型组织数据。

　　DBMS功能如下：

• 数据定义功能：可以定义数据库中的数据对象。
• 数据操纵功能：可以对数据库表进行基本操纵，如插入、删除、修改、查询等。
• 数据的完整性检查功能：保证用户输入的数据应满足相应的约束条件。
• 数据库的安全性保护功能：保证只有赋予权限的用户才能访问数据中的数据。
• 数据库系统的故障恢复功能：数据运行出现故障时，系统进行数据恢复，以保证数据库的可靠运行。
• 数据库的并发控制功能：使多个应用程序可以在同一时刻并发地访问数据库的数据。
• 在网络环境下访问数据库的功能。
• 提供方便、有效的存取数据库信息的接口和工具。

　　数据、数据库、数据库管理系统与操作数据库的应用程序，加上支撑它们的应将平台、软件平台与数据库有关的人员一起构成了一个完成数据库系统。如图1.1。

 

 

2.关系数模型

 （1）数据模型

　　数据库管理系统根据数据模型对数据进行存储和管理，采用的数据模型主要有：层次模型、网状模型和关系模型。

• 层次模型：以树形层次结构组织数据。图1.2为某学校按层次模型组织的数据示例。
• 网状模型：每一个数据用一个节点表示，每个节点与其他节点都有关系，这样，数据库中的所有节点就构成了一个复杂的网络。图1.3为网状模型组织的数据示例。
• 关系模型：以二维表（关系表）的形势组织数据库中的数据。从用户观点看，关系模型由一组关系组成，每个关系的数据结构是一个规范的二维表。所以一个关系数据库就是由若干个表组成。

　　例如，在描述学生信息时使用的是‘学生表’，涉及信息主要有：学号、姓名、性别、出生日期、专业、总学分、备注。表1.1描述了一些学生的信息。

　　

　　表格中的一行称为一个记录，代表一个物理实体；一列称为一个字段或属性，每列的标题称为字段名或属性名。如果给每个关系表取一个名字，则有n个字段的关系结构可表示为：关系表名（字段1，...，字段n）。通常把关系表的结构称为关系模型。

　　在关系表中，如果一个字段或几个字段组合的值可唯一标记其对应记录，则称该字段或字段组合为主键。例如，表1.1中学生的‘学号’可唯一标识一个学生，则‘学号’为‘学生’表的主键。在关系模式中，一般用横线标出主键。

　　设表1.1的名字为XSB，关系模式可表示为：XSB（，姓名，性别，出生日期，专业，总学分，备注）。

（2）关系术语

• 关系（Relation）：一个关系对应通常说的一张表，如表1.1.
• 元组（Tuple）：表中的一行即为一个元组或一个记录。
• 属性（Attribute）：表中的一列即为一个属性，给每一个属性起的一个名字即为属性名。
• 域（Domain）：属性的取值范围称为该属性的域。如性别的域是（男，女）。
• 关键字或码（Key）：也称为码键。表中的某个属性组，它可以唯一确定一个元组，如表1.1中的‘学号’可以唯一确定一名学生，也就称为本关系的主关键字（关系数据库中通常称为主码或主键）。
• 分量（Component）：元组中的某一属性的属性值。
• 关系模式（Relation Schema）：对关系的描述，一般表示为：关系名（属性1，属性2，...，属性n）。

（3）关系数据模型特点

• 关系必须规范化：关系模型中的每一个关系模式都必须满足一定的要求。
• 模型概念单一：无论实体还是实体之间的联系都用关系表示。对数据检索和更新的结果也是关系（即表）。所以其数据结构简单、清晰、易于理解和使用。
• 集合操作：在关系数据模型中，操作的对象和结果都是元的集合，即关系。
• 存取路径对用户透明：具有更高的数据独立性、更好的安全保密性，简化了程序员的工作和数据库开发、建立的工作。

　　可知，关系模型组织的数据表达方式简洁直观，插入、删除、修改等操作方便，而按照层次、网状模型足赤的数据表达方式复杂，插入、删除、修改等操作复杂。因此，关系模型得到了广泛的应用，关系型数据库管理系统成为了主流。Oracle数据库正是支持关系数据库模型的数据库管理系统。

　　关系模型有点虽然图突出，但是也有缺点。由于存取路径对用户透明，查询效率不如非关系型数据模型。因此为了提高性能，必须对用户的查询请求进行优化，这增加了开发数据库管理系统的难度。