数据库系统原理 绪论

四个基本概念

1. 数据(Data)的定义

   1. 数据是信息的具体表现形式
   2. 描述事物的符号记录

数据库(Database,简称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。

数据库管理系统（Database  Management System，简称DBMS）是位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件。

数据库管理系统（Database  Management System，简称DBMS）是位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件。

DBMS的用途

• • 组织和存储大量的数据，并提供方便、高效地检索数据和维护数据的手段。

数据库系统（Database System，简称DBS）是指由下面几种对象组成的存储、管理、维护数据的系统。

1. 数据库系统的构成：

   1. 数据库
   2. 数据库管理系统（及其开发工具）
   3. 应用系统
   4. 数据库管理员（DBA）

数据库系统的特点

1. 特点
   • 数据的结构化：整体结构化  
   • 数据的共享程度：共享性高，冗余度低
   • 数据的独立性：高度的物理独立性和一定的               逻辑独立性   
   • 数据控制能力：由DBMS统一管理和控制
2. 整体数据的结构化是数据库的主要特征之一，也是数据库系统与文件系统的本质区别。

数据库中实现的是数据的真正结构化

• • 不再针对某个应用，而是面向全组织，全系统
  • 数据内部是结构化的，整体也是结构化的。
  • 不仅描述数据本身，也描述数据间的联系。
  • 数据的结构用数据模型描述，无需程序定义和解释。
  • 数据的最小存取单位是数据项。文件系统中存取单位是记录。

1. 数据独立性是由DBMS的

   二级映像功能来保证的。

二、概念模型的表示方法

E-R图

1. 两个实体型间的联系

1.2.3 数据模型的组成要素

1. 数据结构
   1. 描述数据库的组成对象，以及对象之间的联系
   2. 是对系统静态特性的描述
2. 数据操作
   1. 对数据库中各种对象（型）的实例（值）允许执行的操作及有关的操作规则
   2. 数据操作是对系统动态特性的描述
   3. 查询，插入，删除，修改
3. 数据的约束条件
   1. 一组完整性规则的集合
   2. 完整性规则：实体完整性、参照完整性、用户自定义完整性

1.2.4 常用的数据模型

逻辑数据模型：是计算机能够理解，且被 DBMS 支持的

1. 层次模型（Hierarchical Model）
2. 网状模型(Network Model )
3. 关系模型(Relational Model) 
4. 面向对象模型(Object Oriented Model）
5. 对象关系模型(Object Relational Model）
6. 半结构化数据模型(semi structure data model)

1.2.5层次模型的优缺点

1. 优点
   1. 层次数据模型简单，对具有一对多的层次关系的，描述自然、直观，容易理解
   2. 查询效率高，性能优于关系模型，不低于网状模型
   3. 层次数据模型提供了良好的完整性支持
2. 缺点
3. 多对多联系表示不自然
4. 对插入和删除操作的限制多，查询子女结点必须通过双亲结点
5. 由于结构严密，层次命令趋于程序化

1.2.6 网状模型的优缺点

1. 优点
   1. 能够更为直接地描述现实世界，如一个结点可以有多个双亲。
   2. 具有良好的性能，存取效率较高。

缺点

• • 结构比较复杂，而且随着应用环境的扩大，数据库的结构就变得越来越复杂，不利于最终用户掌握。
  • DDL、DML语言复杂，用户不容易使用。
  • 应用程序访问数据时需要选择适当的存取路径。

关系模型的基本概念

1. 关系（Relation）
   1. 一个关系对应通常说的一张表。
2. 元组（Tuple）记录或行
   1. 表中的一行即为一个元组。
3. 属性（Attribute）列
   1. 表中的一列即为一个属性，给每一个属性起一个名称即属性名。
4. 码（Key）
   1. 表中的某个属性组，它可以唯一确定一个元组。
5. 域（Domain）
   1. 属性的取值范围。
6. 分量
   1. 元组中的一个属性值。
7. 关系模式
   1. 对关系的描述
   2. 表示为：关系名（属性1，属性2，…，属性n）
   3. 学生（学号，姓名，年龄，性别，系，年级）

1. 关系数据模型的数据结构

关系必须是规范化的，满足一定的规范条件。

1. 1. 最基本的规范条件：关系的每一个分量必须是一个不可分的数据项， 不允许表中还有表 。

术语对比

关系模型的完整性约束

1. 实体完整性
2. 参照完整性
3. 用户定义的完整性

4.关系数据模型的存储结构

1. 实体及实体间的联系都用表来表示
2. 表以文件形式存储
   1. 有的DBMS一个表对应一个操作系统文件
   2. 有的DBMS自己设计文件结构

5.关系模型的优点

1. 优点
   1. 建立在严格的数学概念的基础上
   2. 概念单一，数据结构简单、清晰，用户易懂易用
      • 实体和各类联系都用关系来表示
      • 对数据的检索结果也是关系
   3. 关系模型的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
2. 缺点
   1. 存取路径对用户透明导致查询效率往往不如非关系数据模型。
   2. 为提高性能，必须对用户的查询请求进行优化，增加了开发数据库管理系统的难度。

从数据库管理系统角度看，数据库系统通常采用三级模式结构，是数据库系统内部的系统结构 。

1.3.2 数据库系统的三级模式结构

数据库系统的组成

• 硬件平台及数据库
• 软件
• 人员

八大新型数据库系统

面向对象数据库系统

分布式数据库系统

多媒体数据库系统

知识数据库系统

并行数据库系统

模糊数据库系统

主动数据库

    XML数据库

五大数据库新技术

数据仓库

数据挖掘

数据转移技术

联机事务处理技术OLTP

联机分析处理技术OLAP

数据库发展趋势

四高、互联、协同；