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数据库管理系统（DataBase Management System,DBMS）
数据库的4个基本概念
数据（data）
定义：能够描述事物的符号记录（记录是计算机中表示和存储数据的一种格式或一种方法）称为数据。
数据是数据库中存储的基本对象。
万物皆数据，它可以是文字、图形、图像、音频、视频等。
※：数据需要语义（数据的含义）进行辅助，数据与语义是不可分的
例：93这个数据，单纯存储在计算机中，我们并不知道它是什么意思，是93元还是93斤还是93厘米，数据要有自己的语义，我们才能准确的知道数据的含义。
数据库（DataBase、DB）
数据库，顾名思义是存放数据的仓库。它是长期储存在计算机内、有组织的（有利于存取）、可共享的大量数据的集合。
数据库中的数据按一定的数据模型组织、描述和储存，具有较小的冗余度、较高的数据独立性和易扩展性，并可为各种用户共享。
概括的说，数据库具有永久存储、有组织和可共享三个基本特点。
数据库管理系统（DataBase Management System,DBMS）
数据库管理系统是位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件，和操作系统一样是计算机的基础软件。
它可以科学地组织和存储数据，高效地获取和维护数据。
数据库管理系统的主要功能包括以下几个方面：
1、数据定义功能：
定义数据库中的数据对象的组成和结构（想要管理得先定义）
2、数据组织、存储和管理：
分类组织、存储和管理各种数据
确定数据的文件结构和存储方式
实现数据之间的联系
提供存取数据的方法
3、数据操纵功能
实现对数据库的基本操作：增删查改
4、数据库的事物管理和运行管理
数据库在建立、运用和维护时由数据库管理系统统一管理和控制，以保证事务的正确运行，保证数据的安全性、完整性、多用户对数据的并发使用及发生故障后的系统恢复。
5、数据库的建立和维护功能
数据库系统（DataBase System,DBS）
数据库系统是由数据库、数据库管理系统、应用程序和数据库管理员组成的存储、管理、处理和维护数据的系统
在不引起混淆的情况下，人们常把数据库系统简称为数据库
数据管理技术的产生和发展（了解即可）
数据库系统的特点
1、数据结构化
这是数据库系统（整体结构化）与文件系统（内部有结构）的本质区别
所谓“整体”结构化是指数据库中的数据不再仅仅针对某一个应用，而是面向整个组织或企业；不仅是数据内部是结构化的，而是整体是结构化的，数据之间有联系。
2、数据共享性高、冗余度低且易扩充
数据面向整个系统，可被多个用户、多个应用共享使用（共享导致冗余度低），而有结构的数据容易增加新的应用（弹性大，易于扩充）。
3、数据独立性高
数据库系统具有：高度的物理独立性和一定的逻辑独立性。
物理独立性指的是用户的应用程序与数据库中数据的物理存储是相互独立的，当数据的物理存储改变时应用程序不用改变。
逻辑独立性指的是用户的应用程序与数据库的逻辑结构是相互独立的，当数据的逻辑结构改变时用户程序可以不变。
4、数据由数据库管理系统统一管理和控制
数据库必须提供以下的数据控制功能：数据的安全性、数据的完整性、并发控制、数据库的恢复
数据模型
数据模型也是一种模型，他是对现实世界数据特征的抽象，也就是说数据模型是用来描述数据、组织数据和对数据进行操作的。通俗的说，数据模型就是现实世界的模拟，是把现实世界数字化给电脑看。
数据模型是数据库系统的核心和基础，各种机器上实现的数据库管理系统软件都是基于某种数据模型或者是是支持某种数据模型的。
数据模型的组成要素
数据模型由数据结构、数据操作和数据完整性约束条件三部分组成。
数据结构是所描述的对象类型的集合，是对系统静态特性的描述。
数据操作是对系统动态特性的描述。
数据完整性约束条件是一组完整性规则，以限定符合数据模型的数据库状态以及状态的变化，以保证数据的正确、有效和相容。
根据模型应用的不同的目的，把模型分为两大类：概念模型与逻辑模型
概念模型
按用户的观点来对数据和信息建模，主要用于数据库设计，是给人看的。
概念模型实际上是现实世界到机器世界的一个中间层次，它应该具有较强的语义表达能力，能够方便、直接地表达应用中的各种语义知识，它还应该简单、清晰、易于用户理解。
表示方法：实体-联系方法 （E-R图）
逻辑模型
按计算机系统的观点对数据建模，主要用于数据库管理系统的实现，是给电脑看的。
它包括层次模型、网状模型、关系模型、面向对象数据模型和对象关系数据模型、半结构化模型。
层次模型
层次模型是数据库系统中最早出现的数据模型，典型代表是IBM公司的IMS（Information Management System）。
层次模型用树形结构来表示各类实体以及实体间的联系。
1、层次模型的数据结构（一对一、一对多）
有且只有一个结点没有双亲，其余结点有且只有一个双亲结点
2、层次模型的数据操作与完整性约束条件
常规的增删改查，但要满足完整性约束条件：插入时，若无相应双亲结点值就不能插入它的子女结点值；删除时，若删除双亲结点值则相应的子女结点值也会被删除。
网状模型
网状模型的典型代表是DBTG系统
1、网状模型的数据结构（一对多，多对一，交错似网）
允许一个以上的结点无双亲，一个结点可以有多于一个的双亲（支持无双亲或多双亲）。
2、网状模型的数据操作与完整性约束条件
具体的网状数据库系统对数据操作都加了一些限制，提供一定的完整性约束
关系模型
首先介绍关系模型中一些术语：
关系：一个关系就是一张表
元组：表中一行即为一个元组
属性：表中一列即为一个属性
码：可以唯一标识一个元组的最小属性集（如下表中的学号可以唯一确定一个学生，也就可以成为码）
域：一组具有相同数据类型的值的集合
分量：元组的一个属性值
关系模式：对关系的描述——关系名（属性1，属性2，.....，属性n）【学生（学号，姓名，性别....）】
关系模型不允许表中还有表，即每一个分量必须是一个不可分的数据项
1、关系模型的数据结构：如图1.14所示的二维表
2、关系模型的数据操纵和完整性约束
数据操纵主要包括查询、插入、删除和更新数据。关系模型的操作是集合操作，操作对象和操作结果都是关系。
完整性约束包括三大类：实体完整性、参照完整性和用户定义的完整性
数据库系统的结构
从数据库应用开发人员角度看，数据库系统通常采用三级模式结构，这是数据库系统内部的系统结构。
从数据库最终用户角度看，数据库系统的结构分为单用户结构、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，这是 数据库系统外部的体系结构。
数据库系统模式的概念
数据模型中有“型”和“值”的概念，简单来说，“型”是类，而“值”则是对象。型是对某一类数据的结构和属性的说明，值是型的一个具体赋值。
模式是数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述，仅涉及型的描述，不设计具体的值。同一个模式可以有很多具体值（称为实例）。
数据库系统常采用三级模式结构并提供两级映像功能。
数据库的三级模式结构
模式是所有用户的公共数据视图。一个数据库只有一个模式，定义模式时不仅要定义数据的逻辑结构(数据记录由什么构成，数据项的名字、类型、范围等)，还要定义数据之间的联系，定义与数据有关的安全性，完整性要求。
外模式也称用户模式，是给用户看并且使用的局部数据逻辑结构和特征的描述。通俗的说，外模式就是给用户用的端，有用户端、商家端等，一个程序可以有多个端，即一个数据库可以有多个外模式。外模式是保护数据库安全性的一种措施，还能保证数据逻辑的独立性，不同的外模式可以开放不同权限的数据（允许有交叉）。
内模式也称存储模式，是数据物理结构和存储方式的描述，一个数据库只能由一个内模式。
内模式：模式：外模式：应用=1：1：多：多
数据库的二级映像功能与数据独立性
三级模式之间，数据库管理系统提供了两级映像：外模式/模式映像和模式/内模式映像
1、外模式/模式映像
模式描述的是数据的全局逻辑结构，而外模式描述的是数据的局部逻辑结构。外模式/模式映像定义了外模式与模式之间的对应关系。当模式改变时（增加新的关系、属性、改变属性等），由数据库管理员对各个外模式/模式的映像作对应改变，使外模式保持不变，从而使应用程序不必改变，保证了数据与程序的逻辑独立性，简称数据的逻辑独立性。
2、模式/内模式映像
该映像是唯一的，定义了数据全局逻辑结构和存储结构之间的对应关系。当数据库的存储结构改变时（换了存储结构），由数据库管理员对模式/内模式映像作对应改变，使模式保持不变，从而使应用程序不必改变，保证了数据与程序的物理独立性，简称数据的物理独立性。
