初步认识数据库系统

一、什么是数据库

1.1 数据库与信息管理

• 数据库是电子化信息的集合，将信息规范化并使之电子化，形成电子信息‘库’，以便利用计算机对这些信息进行快速有效的存储，检索，统计与管理

1.2 数据库与表

• 数据库起源于规范化“表（Table）”的处理
• Table：以按行按列形式组织及展现的数据

1.3 对“表”抽象：理解-区分-命名-表达

• 表中描述了一批相互有关联关系的数据==>关系

1.4 数据库与表的关系

• Database：相互之间有关系的Table的集合

二、什么是数据库系统

2.1 数据库系统的构成——概念层次

• 数据库系统（工作环境）
• 数据库（DB，Database）：相互有关联关系的数据的集合
• 数据库管理系统（DBMS，Database Management System）：管理数据库的一种系统软件
• 数据库应用（DBAP，DataBase Application）：数据库应用程序
• 数据库管理员（DBA，DataBase Administrator）

2.2 数据库系统（实例层次）

三、什么是数据库管理系统

3.1 从用户角度看数据库管理系统的功能

• 数据库定义：定义数据库中Table的名称、标题（内含的属性名称及对该属性值的要求）等
  • DBMS提供一套数据定义语言（DDL:Data Definition Language）给用户
  • 用户使用DDL描述其所要建立表的格式
  • DBMS依照用户定义，创建数据库及其中的Table

• 数据库操纵：向数据库的Table中增加/删除/更新数据对数据进行查询、检索、统计等
  • DBMS提供了一套数据操纵语言（DML：Data Manipulation Language）给用户
  • 用户使用DML描述其所要进行的增删改查等操作
  • DBMS依照用户的操作描述，实际执行这些操作

• 数据控制：控制数据库中数据的使用——哪些用户可以使用，哪些用户不可以
  • DBMS提供一套数据控制语言（DCL：Data Control Language）给用户
  • 用户使用DCL描述其对数据库所要实施的控制
  • DBMS依照用户的描述，实际进行控制

• 数据库维护：转储/恢复/重组/性能检测/分析...
  • DBMS提供一系列程序（实用程序/例行程序）给用户
  • 在这些程序中提供了对数据库维护的各种功能
  • 用户使用这些程序进行各种数据库维护操作
  • 数据库维护的实用程序，一般是由数据库管理员（DBA）来使用和掌握的

3.2 数据库语言

• 数据库语言：使用者通过数据库语言利用DBMS操作数据库
  • 数据库定义语言（DDL）：DBMS提供给用户，以便用户定义数据格式
  • 数据操纵语言（DML）：DBMS提供给用户，以便用户对数据进行操作
  • 数据控制语言（DCL）：DBMS提供给用户，以便用户对数据进行控制
  • 以上统称为SQL语言：结构化的数据库语言
• 数据库各种操作的执行：DBMS按用户要求进行定义、操纵、控制和维护

• 数据库语言与高级语言
  • 一条数据库语言语句相当于高级语言的一个或多个循环程序
  • 数据库语言可以嵌入到高级语言（宿主语言）中使用
• 从系统实现角度看DBMS的功能
  • “形式=>构造=>自动化”----数据库管理系统的实现
• 数据库管理系统（系统软件）：从系统角度看DBMS的功能
  • DBMS为完成DB管理，在后台运行着一系列程序
    • 语言编辑器：将用数据库语言书写的内容，翻译成DBMS可执行的命令。例如：DDL编译器、DML编译器、DCL编译器等；
    • 查询优化（执行引擎）与查询实现（基本命令的不同执行算法）：提高数据库检索速度的手段；例如贯穿于数据存储哥哥阶段的优化程序
    • 数据存储与索引：提供数据在磁盘、磁带等上的高效存取手段。例如：存储管理器、缓冲区管理器、索引/文件和记录管理器等
    • 通信控制：提供网络环境下数据库操作与数据传输手段

• DBMS为完成DB管理，在后台运行着一系列程序
  • 事务管理：提供提高可靠性并避免并发操作错误的手段
  • 故障恢复：是数据库自动恢复到故障发生钱正确状态的手段，例如：提供了备份、运行日志操控等实用程序
  • 安全性控制：提供合法性检验，避免非授权非法用户访问数据库的手段
  • 完整性控制：提供数据及数据操作正确性检测的手段
  • 数据字典管理：管理用户已经定义的信息
  • 应用程序接口（API）：提供应用程序实用DBMS特定功能的手段
  • 数据库数据装载、重组等实用程序
  • 数据库性能分析：统计在运行过程中数据库的各种性能数据，便于优化运行