第一章 绪论
什么是数据库系统
数据库管理系统DBMS
一个互相关联的数据集合，一组访问这些数据的程序。
目标：
- 为应用提供一个方便、有效的数据数据支撑环境
- 数据库技术是一种资源抽象技术，将文件资源抽象成一种能存放结构化、关联性信息的虚拟数据资源库
- 从资源共享角度考虑，DBMS应考虑数据一致性、操作原子性及异常处理等性能问题
四个基本概念
数据库=数据集+操作集+限制集
- 数据：描述事物的符号记录，数据库中存储的基本对象
- 数据库：是长期储存在计算机内、有组织的、有关联的、可共享的大量数据的集合
- DBMS：位于用户与操作系统之间的一层数据管理系统软件，由一个互相关联的数据集合，一组访问这些数据的程序。将逻辑层的非过程化语句转化为物理层的高效操作序列，主要由存储管理器和查询管理器组成。查询管理器：负责将查询语言中DML语句解释翻译成等价的查询方案，并选取优化的方案，再通过查询引擎调用下层实现查询，DDL解释器&DML编译器&查询引擎。存储管理器：将不同DML语句翻译成对底层文件系统的命令，性能目的是使磁盘与主存间数据移动最小化，权限及完整性管理器&事务管理器&文件管理器&缓冲区管理器&数据文件&数据字典&索引
- DBS：在计算机系统中引入数据库后的系统构成，能提供数据存储、数据访问、数据共享，支持多进程安全并发访问及异常处理。包括DBMS&DB
- DB：数据又型&值，分别存放在数据文件&字典中
DBS包括哪些
- 数据库
- 数据库管理系统
- 应用系统
- 数据库管理员
数据库系统的特点
- 数据结构化：整体结构化：面向全组织，整体是结构化的，数据之间具有联系。
- 数据的共享性高、冗余度低、易扩充
- 数据独立性高：物理独立性；逻辑独立性
- 数据由DBMS统一管理和控制：数据的安全性保护、数据的完整性检查、并发控制、数据库恢复
数据模型
数据模型：是一种描述数据、数据联系、数据语义及一致性约束的抽象工具，就是现实世界的模拟。
数据库设计：用数据模型这个工具来抽象、表示和处理现实世界中的数据和信息。
数据模型应满足三方面要求：1、能比较真实地模拟现实世界2、容易为人所理解3、便于在计算机上实现
两大类数据模型
概念模型（E-R模型）：按用户地观点来对数据和信息建模，用于数据库设计。最基本的概念：实体、属性<椭圆>、域（属性取值范围）、实体型<矩形>、实体集、码（唯一标识实体的最小属性集）、联系<菱形>、<线段>属性实体集或实体集之间的连接
数据模型：逻辑模型&物理模型
逻辑模型主要包括
- 网状模型
- 层次模型
- 关系模型（用表的集合表示数据及其联系，比E-R模型的抽象层次更低、基于记录模型、应用最广泛，关系表必须是规范化的，满足一定的规范条件：关系的完整性约束条件，实体完整性，参照完整性，用户定义的完整性）
- 面向对象模型等，按计算机系统的观点对数据建模，用于DBMS实现
物理模型是对数据最底层的抽象，描述数据在系统内部的表示方式和存取方法，在磁盘或磁带上的存储方式和存取方法
最常用的数据模型
- 非关系模型：层次模型Hierarchical&网状模型Network
- 关系模型(RM)
- 面向对象模型(OOM)
- 对象关系模型(ORM)
- 半结构化模型
数据库的三层模式结构
模式（逻辑模式）
数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述，所有用户的公共数据视图，综合了所有用户的需求
一个数据库只有一个模式
模式的地位：使数据库系统模式结构的中间层，与数据的物理存储细节和硬件环境无关，与具体的应用程序、开发工具及高级程序设计语言无关
模式的定义：数据的逻辑结构、数据之间的联系、数据有关的安全性、完整性要求
外模式（子模式/用户模式）
数据库用户（包括应用程序员和最终用户）使用的局部数据的逻辑结构和特征的描述，数据库用户的数据视图，是与某一应用有关的数据的逻辑表示
外模式的地位：介于模式与应用之间
模式与外模式的关系：一对多：一个数据库的多个外模式反映了不同的用户的应用需求。对模式中同一数据，在外模式中的结构类型、保密级别等可以不同
外模式与应用的关系：一对多：同一外模式也可以为某一用户的多个应用系统所使用但一个应用程序只能使用一个外模式
外模式的用途：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
内模式
- 是数据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
记录的存储方式（顺序存储、B树结构、hash存储）
索引的组织方式
数据是否压缩存储
数据是否加密
数据存储记录结构的规定
一个数据库只有一个内模式
数据库的二级映像功能与数据独立性
三级模式是对数据的三个抽象级别
二级映象在DBMS内部实现这三个抽象层次的联系和转换
二级映象的作用
- 保证数据的逻辑独立性
- 保证数据的物理独立性
