Présentation du système de base de données Notes d'étude - Introduction

introduction

1. Vue d'ensemble du système de base de données

1.1.4 concepts de base de la base de données

1. Les données

   Les données sont l'objet de base stocké dans la base de données.

2. Base de données (DB)

   Une base de données est un ensemble de grandes quantités de données stockées dans un ordinateur pendant une longue période, organisées et partagées . Les données de la base de données sont organisées, décrites et stockées selon un certain modèle de données, avec moins de redondance, une plus grande indépendance des données et une expansion facile, et peuvent être partagées par divers utilisateurs.

3. Système de gestion de base de données (SGBD)

   Le système de gestion de base de données est une couche de logiciel de gestion de données entre l'utilisateur et le système d'exploitation. Le logiciel de gestion de base de données est le logiciel de base de l'ordinateur comme le système d'exploitation, c'est-à-dire le logiciel système . Il complète l'organisation scientifique et le stockage des données, obtient et conserve efficacement les données. Ses principales fonctions sont les suivantes:

   • Fonction de définition des données

     L'utilisateur peut facilement définir la composition et la structure des objets de données dans la base de données via DDL.

   • Organisation, stockage et gestion des données

   • Fonction de manipulation des données

     DML, ajouter, supprimer, modifier et vérifier

   • Gestion des transactions de base de données et gestion des opérations

   • Fonction d'établissement et de maintenance de la base de données

   • Autres fonctions

4. Système de base de données (DBS)

   Un système de base de données est un système de stockage, de gestion, de traitement et de maintenance de données composé de bases de données, de systèmes de gestion de bases de données (et de leurs outils de développement), d'applications et d'administrateurs de bases de données (DBA) .

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2. Modèle de données

Le modèle de données est également un modèle, qui est une abstraction des caractéristiques des données du monde réel . En d'autres termes, le modèle de données est utilisé pour décrire les données, organiser les données et opérer sur les données. Le modèle de données est le cœur et la base du système de base de données .

1.2.1, deux types de modèles de données

Selon les différents objectifs de l'application du modèle, ces modèles peuvent être divisés en deux catégories, qui appartiennent à deux niveaux différents . La première catégorie concerne les modèles conceptuels et la deuxième catégorie les modèles logiques et les modèles physiques.

• La première catégorie est: modèle conceptuel

  Également appelé modèle d'information, il est basé sur le point de vue de l'utilisateur pour modéliser les données et les informations , principalement utilisées pour la conception de bases de données .

• La deuxième catégorie est: modèle logique et modèle physique

  Le modèle logique est principalement divisé en:

  • Modèle hiérarchique

  • Modèle maillé

  • Modèle relationnel

  • Modèle de données orienté objet

  • Modèle de données relationnel objet

  • Modèle semi-structuré

    Il est basé sur le point de vue du système informatique pour modéliser les données , principalement utilisé pour la réalisation de systèmes de gestion de bases de données .

  Le modèle physique est une abstraction du niveau de données le plus bas. Il décrit les méthodes de représentation et d'accès des données dans le système, ou les méthodes de stockage et d'accès sur disques ou bandes, et est orienté ordinateur.

1.2.1.1. Modèle conceptuel

• Quelques concepts de base dans le monde de l'information

  1. entité

  2. Les attributs

  3. code

     L'ensemble des attributs qui identifient de manière unique une entité est appelé un code.

  4. Physique

     Les entités ayant les mêmes attributs doivent avoir des caractéristiques et des propriétés communes. Le nom d'entité et son jeu de noms d'attributs sont utilisés pour abstraire et représenter des entités similaires, ce qui est appelé type d'entité . Par exemple, l'étudiant (numéro d'étudiant, nom, sexe, date de naissance, département scolaire, heure d'inscription) est un type d'entité.

  5. Ensemble d'entités

     Une collection d'entités du même type est appelée un ensemble d'entités . Par exemple: tous les étudiants est un ensemble d'entités.

  6. contact

     La connexion entre entités fait généralement référence à la connexion entre différents ensembles d'entités. Il existe de nombreux types de connexions, telles que un-à-un, un-à-plusieurs et plusieurs-à-plusieurs.

• Une méthode de représentation du modèle conceptuel: méthode de connexion d'entité

  La méthode de connexion d'entité utilise le diagramme ER pour décrire le modèle conceptuel du monde réel. La méthode ER est également appelée modèle ER .

1.2.1.2 Les composants du modèle de données

Le modèle de données se compose généralement de trois parties: la structure des données, le fonctionnement des données et les contraintes d'intégrité .

1. Structure de données

   La structure de données décrit les objets constitutifs de la base de données et les connexions entre les objets . En d'autres termes, il existe deux types de contenu décrits par la structure de données: l'un est lié au type, au contenu et à la nature de l'objet; l'autre est lié à la connexion entre les données. En bref, une structure de données est une collection de types d'objets décrits, et c'est une description des caractéristiques statiques du système .

2. Manipulation de données

   L'opération de données fait référence à l'ensemble des opérations autorisées à être effectuées sur les instances (valeurs) de divers objets (types) dans la base de données , y compris les opérations et les règles d'exploitation associées. C'est une description des caractéristiques dynamiques du système .

3. Contraintes d'intégrité des données,

   Les contraintes d'intégrité des données sont un ensemble de règles d'intégrité . Les règles d'intégrité sont les contraintes et les règles de dépendance des données et de leurs connexions dans un modèle de données donné, qui sont utilisées pour limiter l'état de la base de données et les changements de statut conformes au modèle de données afin de garantir que les données sont correctes, valides et compatibles.

1.2.2, modèle relationnel

1.2.2.1, la structure de données du modèle relationnel

Du point de vue de l'utilisateur, le modèle de relation est composé d'un ensemble de relations . La structure de données de chaque relation est un tableau bidimensionnel normalisé . Voici quelques termes du modèle relationnel:

• Relation: une relation correspond à une table habituellement dite;
• Tuple: une ligne de la table est un tuple;
• Attribut: une colonne du tableau est un attribut, donnez à chaque attribut un nom qui est le nom de l'attribut;
• Code: un groupe d'attributs dans la table, qui peut déterminer de manière unique un tuple;
• Domaine: un domaine est une collection de valeurs avec le même type de données. La plage de valeurs de l'attribut provient d'un certain domaine.
• Composant: une valeur d'attribut dans le tuple;
• Mode relationnel: description de la relation correspondante, généralement exprimée comme: nom de la relation (attribut 1, attribut 2,…, attribut n)

Les exigences du modèle de relation doivent être normalisées, c'est-à-dire que la relation doit remplir certaines conditions normatives. La plus élémentaire de ces conditions normatives est la suivante: chaque composante de la relation doit être une donnée indivisible, c'est-à-dire qu'aucune table n'est autorisée. Il y a des tables.

1.2.2.2 Fonctionnement des données du modèle relationnel

Instruction SQL.

1.2.2.3, les contraintes d'intégrité du modèle relationnel

Les contraintes d'intégrité de la relation comprennent principalement trois catégories :

1. Contraintes d'intégrité de l'entité ;
2. Contraintes d'intégrité référentielle ;
3. Contraintes d'intégrité définies par l'utilisateur .

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3. La structure du système de base de données

La structure du système de base de données peut être examinée à différents niveaux ou sous différents angles. Du point de vue des développeurs d'applications de base de données, les systèmes de base de données adoptent généralement une structure de modèle à trois niveaux, qui est la structure système interne du système de base de données. Du point de vue des utilisateurs finaux de la base de données, la structure du système de base de données est divisée en structure mono-utilisateur, structure maître-esclave, structure distribuée, client-serveur, structure multicouche serveur d'application de navigateur / serveur de base de données, etc. Ce sont toutes des architectures en dehors du système de base de données.

3.1, le concept de mode système de base de données

Il existe les concepts de «type» et de «valeur» dans le modèle de données. Le type fait référence à la description de la structure et des attributs d'un certain type de données, et la valeur est une affectation spécifique de type . Le mode est la description de la structure logique et des caractéristiques de toutes les données de la base de données . Il n'implique que la description du type, pas la valeur spécifique. Une valeur spécifique du modèle est appelée une instance du modèle . Il peut y avoir plusieurs instances du même modèle. Le modèle est relativement stable, tandis que l'instance est relativement variable , car les données de la base de données changent constamment. Le modèle reflète la structure et la connexion des données, tandis que l'instance reflète l'état de la base de données à un moment donné .

3.2, la structure du modèle à trois niveaux de la base de données

• mode

  Le mode est également appelé mode logique, qui est une description de la structure logique et des caractéristiques de toutes les données de la base de données, et est une vue de données commune à tous les utilisateurs . C'est la couche intermédiaire du système de base de données, qui n'implique ni les détails de stockage physique des données ni l'environnement matériel, mais qui n'a rien à voir avec des applications spécifiques, des outils de développement d'applications et des langages de programmation de haut niveau. Une base de données ne peut avoir qu'un seul schéma. Le modèle de base de données est basé sur un certain modèle de données .

• Mode extérieur

  Le mode externe est également appelé sous-mode ou mode utilisateur . Il s'agit d'une description de la structure logique et des caractéristiques que les utilisateurs de la base de données peuvent voir et utiliser, est une vue des données des utilisateurs de la base de données et est une représentation logique des données liées à une certaine application. Le mode externe est généralement un sous-ensemble du mode. Une base de données peut avoir plusieurs modes externes .

• Mode intérieur

  Le mode interne est également appelé mode de stockage , et une base de données n'a qu'un seul mode interne . Il s'agit d'une description de la structure physique et du stockage des données, ainsi que de l'organisation des données au sein de la base de données . Par exemple: si l'enregistrement est stocké dans le stockage en tas ou stocké dans l'ordre croissant d'une certaine valeur d'attribut; de quelle manière l'index est-il organisé, s'agit-il d'un arbre B + ou d'un index de hachage; un enregistrement peut-il être stocké sur des pages physiques, etc.

3.3. La fonction d'image secondaire et l'indépendance des données de la base de données

Afin de réaliser la connexion et la conversion des trois niveaux d'abstraction ci-dessus dans le système, le système de gestion de base de données fournit deux couches d'images entre ces trois niveaux: mode externe / image de mode et mode / image de mode interne . Ce sont ces deux couches d'images qui garantissent que les données du système de base de données peuvent avoir une grande indépendance logique et physique .

• Image de mode / mode externe

  Le mode décrit la structure logique globale des données et le mode externe décrit la structure logique locale des données. Lorsque le mode est modifié (par exemple, de nouvelles relations, de nouveaux attributs, des types de données d'attributs sont modifiés, etc.), l'administrateur de la base de données apporte les modifications correspondantes à chaque mode externe / image de mode pour conserver le mode externe inchangé. Le programme applicatif est écrit selon le mode externe des données, de sorte que le programme applicatif n'a pas besoin d'être modifié, ce qui garantit l'indépendance logique des données et du programme, appelée indépendance logique des données.

• Image en mode / mode intra

  Lorsque la structure de stockage de la base de données est modifiée (par exemple, une autre structure de stockage est sélectionnée), l'administrateur de la base de données peut apporter les modifications correspondantes au schéma / à l'image intra-mode pour garder le schéma inchangé, de sorte que l'application n'a pas besoin d'être modifiée. Assurer l'indépendance physique des données et des programmes, appelée indépendance physique des données.