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一：数据库系统的概念
1. 数据抽象
- 物理层：数据的存储
- 逻辑层：数据的定义和数据间的关系
- 视图层：部分数据信息的展示
2. 数据库（DB）
长期存储在计算机的、有组织、可共享的数据集合
3. 数据库管理系统（DBMS）
（1）文件处理系统（操作系统）
- 优点：由传统操作系统支持，随时可用
- 缺点：
- 数据冗余和不一致：信息重复存储
- 数据访问困难：需要编写程序
- 数据孤立：检索、共享数据困难
- 完整性问题：无法动态修改约束
- 原子性问题
- 并发访问问题
- 安全性问题：控制粒度过大
（2）数据库管理系统（操作系统之上）
数据库+操作数据的程序工具
特点
- 数据访问的高效和可扩展
- 缩短应用开发时间
- 数据独立性、完整性、安全性
- 并发访问
分类
- 网状数据库
- 层次数据库
- 关系数据库
- Oracle、DB2、SQL-Server、ACCESS
- MySQL、PostgreSQL
- 面向对象数据库系统
- 对象关系数据库系统
- 面向应用数据库系统
二：数据库系统的结构
三级模式与两级映像
（1）三级模式：数据库的总体设计
- 内模式：在物理层描述数据库（用户不可见）
- 模式：在逻辑层描述数据库
- 外模式：在视图层描述数据库
（2）两级映像：模式间的转换
- 模式-内模式映像：模式和内模式的转换
- 外模式-模式映像：外模式和模式的转换
（3）特点
通过对模式的分层，保证了数据的物理独立性和逻辑独立性，修改一层的结构不会影响更高层的结构
- 物理数据独立性：修改物理结构而不需要改变逻辑结构的能力
- 易于实现，应用程序独立于物理结构
- 当物理结构修改时，由数据库系统的“模式-内模式映像”对逻辑结构进行映射转换
- 逻辑数据独立性：修改逻辑结构而不影响应用程序
- 难以实现，应用程序依赖于逻辑结构
- 当逻辑结构修改时，由数据库系统的“模式-外模式映像”对应用程序进行映射转换
三：数据库的设计
1. 数据模型
数据模型主要用于描述数据的结构、关系、语义和约束。
分类
- 网状模型
- 层次模型
- 实体-关系模型（概念设计）
- 实体（□）
- 属性 （○）
- 联系 （◇）
- 实体（□）
- 关系模型（逻辑设计）
- 面向对象模型
2. 设计步骤
- 需求分析
- 概念数据库设计（信息）：描述数据
- 逻辑数据库设计（逻辑+物理）：把概念设计转换为某个DBMS支持的数据模型，同时对应的DBMS自动映射物理结构
- 结构优化
- 物理数据库设计：索引、集群、调优
- 创建数据库
- 安全设计：为用户配置权限
四：数据库的语言
1. SQL的组成
（1）数据定义语言DDL
- 指定一个数据库模式（也就是创建表）作为一组关系模式的定义,。
- 指定数据的存储结构，访问方法，一致性约束
DDL语句经过编译，得到一组存储在数据字典的表
- 数据库模式
- 数据存储结构
- 访问方法
- 约束
- 统计信息
- 授权
（2）数据操作语言DML
- 从数据库中检索语言
- 插入、删除、更新数据
分类
- 过程化：用户指定需要的数据以及获取方法
- 声明化：用户只需指定需要的数据
（3）数据控制语言DCL
2. SQL的使用方式
- 直接在交互环境使用
- 编程语言通过ODBC、JDBC等开发式数据库连接使用
- 编程语言中使用嵌入式SQL
五：数据库的用户
数据库管理员DBA
对数据库系统进行集中控制的特殊用户
- 拥有数据库管理的最高权限
- 控制所有用户访问数据库的权限
- 协调数据库系统的活动
工作：
- 定义模式、存储结构、存取方法
- 修改模式、物理组织
- 授权
- 维护
六：数据库的事务
定义
在数据库应用中完成单一逻辑功能的操作集合
要求ACID
- 原子性：要么执行要么不执行
- 一致性：不会破坏数据库的一致性
- 隔离性：并发运行的事务互不影响
- 持久性：事务操作的结果持久化
事务管理组件
确保系统出现异常时，数据库能够保持一致性
并发控制管理器
七：数据库的体系结构
1. 文件（磁盘存储）
- 数据文件
- 索引文件
- 日志文件
- 统计数据文件
- 数据字典
2. 存储管理器（DBMS）
在底层数据存储于应用程序之间提供接口，对数据进行高效的存储、检索、更新。
- 事务管理器
- 文件管理器
- 缓存管理器
- 授权和完整性管理器
3. 查询管理器（DBMS）
- 接收数据库语言的输入
- 解析
- 优化（预估操作的开销也就是统计信息）
- 执行
- 输出结果