1.数据库的四个基本概念
- 数据：描述事物的符号记录
- 数据库（DB）：长期储存在计算机内（永久存储）、有组织的、可共享的大量数据的集合
- 数据库管理系统（DBMS）：和操作系统一样是计算机的基础软件，是位于用户和操作系统间的一层数据管理软件。
- 数据库系统 ：由数据库、数据库管理系统、应用程序以及数据库管理员（DBA）组成的存储、管理、处理和维护数据的系统
2.数据管理技术的发展阶段
人工管理阶段（批处理）、文件系统阶段（联机实时出理、批处理）、数据库系统阶段（联机实时出理、批处理、分布处理）
从文件系统到数据库系统标志着数据管理技术的飞跃
3.数据库系统的特点
- 数据结构化
- 数据的共享性高、冗余度低且易扩充
- 数据独立性高
- 数据由数据库管理系统统一管理和控制
数据库系统实现整体数据的结构化，这是数据库系统的主要特征之一，也是数据库系统与文件系统的本质区别。
数据独立性包括物理独立性（用户的应用程序和数据的物理存储相互独立）和逻辑独立性（用户的应用程序和数据的逻辑结构相互独立）。
综述：数据库是长期存储在计算机内有组织、大量、共享的数据集合，可供 各种用户共享，具有最小冗余度和较高的数据独立性。
数据库管理系统在数据库建立、运用和维护时对数据库进行统一控制，以保证数据的完整性和安全性，并在多用户同时使用数据库时进行并发控制，在发生故障后对数据库进行恢复。
4 .数据模型
- 概念模型
- 逻辑模型和物理模型
概念模型：
（1）实体（entity)：客观存在并可相互区别的事物成为实体。
（2）属性（attribute): 实体所具有的某一特性称为属性。
（3）码（key）: 唯一标识实体的属性集称为码。
（4）实体型（entity type)： 用实体名及其属性集名集合来抽象和刻画同类实体，称为实体型。例如：学生（学号，姓名，性别，出生年月）
（5）实体集（entity set）：同一类型实体的集合称为实体集。 例如：全体学生就是一个实体集。
（6）联系（relationship）：实体内部（属性之间）和实体之间（不同实体集）的联系。 实体之间（不同实体集）的联系：一对一，一对多，多对多。
概念模型的一种表示方法：实体-联系方法
- E-R图
- E-R模型
数据模型的组成要素
数据结构（描述数据库的组成对象以及对象间的关系）、数据操作、数据的完整性约束条件
层次模型（逻辑数据模型）
（1）有且只有一个结点没有双亲结点，即根节点。
（2）根以外的其他结点有且只有一个双亲结点。
描述 一对多 good
网状模型（逻辑数据模型）
（1）允许一个以上的结点无双亲。
（2）一个结点可以有多于一个的双亲。
5.关系模型
- 关系（relation）：一个关系对应通常所说的一张表。
- 元组（tuple) ：表中的一行即为一个元组。
- 属性（attribute) ： 表中的一列即为一个属性。
- 码（key）：表中的某个属性组，它可以唯一确定一个元组。
- 域（domain）：域是一组具有相同数据类型的值的集合（某属性的取值范围）。
- 分量：元组中的一个属性值。关系模式 ：对关系的描述。一般表示为： 关系名（属性1，属性2，……)
数据库系统的结构
数据库系统的三级模式和二级映像
数据库的三级模式结构是指：数据库系统是由外模式、模式和内模式三级构成，如图：
外模式
外模式也称为：子模式(subschema)/用户模式，它是数据库用户（应用程序员、最终用户）能够看到的使用的局部数据的逻辑结构和特征的描述，是数据库的数据视图，是与某一个应用有关的数据的逻辑表示。外模式通常是模式的子集。一个数据库可以有多个外模式。同一个外模式可以为某一用户的多个应用系统所使用，但一个应用系统只能使用一个外模式。外模式是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，数据库中的其余数据是不可见的。DBMS提供子模式描述语言（子模式DDL）来严格地定义子模式。
内模式
内模式也称为：存储模式(Storage schema)，一个数据库只有一个内模式。它是数据库物理结构和存储方式的描述，是数据在数据库内部的表示方式。如：记录的存储方式是堆存储，还是按照某些属性值的升（降）存储，还是按照属性值聚簇（cluster）存储；索引按照什么方式组织，是B+树索引，还是hash索引等等。DBMS提供内模式描述语言（内模式DDL/存储模式DDL）来严格定义内模式
作业习题：
1.数据与信息有何区别，有何联系？
答：数据是一组对客观事物定性或定量描述的原始物理符号的集合，包括文本、图形
、图像、声音等形式，也是数据库存储和加工的基本对象。信息是一种已经被加工为
特定形式的数据，是对现实世界事物存在方式或运动状态的反映。
联系：数据是信息的载体，信息是数据的内涵。
2.简述数据库、数据库管理系统、数据库系统的概念。
答：
数据库：简单理解就是数据的仓库，长期存储可共享，冗余小，独立性高的数据
的集合。
数据库管理系统：用来操纵和管理数据库的软件，介于用户和操作系统之间，对
数据库进行统一的管理和控制。
数据库系统：数据库系统是数据库应用系统的简称，是计算机系统引入数据库之
后的系统，由计算机、数据库、数据库管理系统、应用程序和用户组成。
3.数据库管理技术经历了哪几个阶段？各阶段主要特点是什么？
人工管理阶段：
1.数据不能长期保存；
2.系统没有专用的软件对数据进行管理；
3.程序与数据不具有独立性；
4.数据无法共享。
文件系统阶段：
1.数据可以长期保存；
2.程序与数据有一定的独立性；
3.文件系统对数据进行统一管理，文件形式多种多样；
4.数据冗余度大；
5数据独立性低。
数据库系统阶段：
1.数据整体结构化；
2.数据共享性高，冗余度高，易扩展；
3.数据独立性高；
4.数据由数据库管理系统统一管理。
4.文件系统与数据库系统有什么本质的区别？
答：：数据库系统是将所有应用程序需要的数据按照统一的结构集成在一起，即数据
的结构化。
5.简述数据库管理系统的主要功能？
答： 1.数据库定义功能：提供数据定义语言，让用户能够方便的定义数据库的逻辑
结构、存储结构和存取路径，描述对对数据的完整性和安全性的要求。
2.数据存取功能：提供数据操纵语言，允许对数据进行增删改查。
3.数据组织与存储功能：提供数据在外围设备上的物理组织和存储方式。
4.事务运行管理功能：提供事务运行管理及运行日志，事务运行的安全性监控
和数据完整性检查，事务的并发控制
及恢复等功能。
5.数据库建立和维护功能：包括数据库初建、数据转换、数据库存储、数据库
重组和重构、系统性能监视分析等。
6.通信接口：为了提高数据库系统的开放性，扩大应用范围，数据库提供与其
他类型数据库系统或软件之间格式转换和网络通信功能，实现异构数据库访
问和互操作。
6.简述数据库系统的三级模式结构。这种结构的优点是什么？如何实现模式间的转换？
答：外模式又称子模式或用户模式，是应用程序使用的局部逻辑数据视图，是应用程序与数据库系统的接口。一个数据库可以有多个外模式，一个外模式可以为多个应用程序所使用，一个应用程序至少使用一个外模式，每个应用程序只能访问对应外模式中的数据。模式又称为逻辑模式或概念模式，是数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述，是所有用户的公共逻辑视图，是数据库管理员所能看到的全局逻辑结构视图。
内模式又称为存储模式或物理模式，是数据物理结构和存储方式的描述。
数据库的三级模式结构和两级映像实现了数据库的数据独立性。
三种模式之间的转换是通过两级映像实现的，即外模式/模式和模式/内模式两种映像。
7.什么是数据独立性，为什么数据库系统具有数据独立性？
答：数据的独立性包括数据的物理独立性和逻辑独立性，使得数据独立于应用程序。
因为数据库系统采用三级模式和两级映像结构，使得下一级模式的修改不会映像上一级模式
8.什么叫数据与程序的物理独立性？什么叫数据与程序的逻辑独立性？为什么数据库系统具有数据与程序的独立性？
当数据库的存储结构改变了(例如选用了另一种存储结构)，由数据库管理员对模式／内
模式映象作相应改变，可以使模式保持不变，从而应用程序也不必改变。保证了程序与数据
的物理独立性,简称数据的物理独立性。
当需要改变模式时(例如增加新的关系、新的属性、改变属性的数据类型、改变数据间
的联系等)，由数据库管理员对各个外模式／模式的映象作相应改变，而使外模式保持不变，
从而不必修改或重写应用程序改。而应用程序是依据数据的外模式编写的，保证了数据与程
序的逻辑独立性。简称数据的逻辑独立性。
特定的应用程序是在外模式描述的数据结构上编制的，它依赖于特定的外模式，与数据
库的模式和存储结构独立。不同的应用程序有时可以共用同一个外模式。数据库的二级映象
保证了数据库外模式的稳定性，从而从底层保证了应用程序的稳定性，除非应用需求本身发
生变化，否则应用程序一般不需要修改。