数据库的基本概念

数据

数据是数据库中存储的基本对象

数据库

什么是数据库

• 数据库是长期存储在计算机内有组织、可共享的数据集合

• 数据库是一个组织机构赖以生存的数据集合

数据控应用

联机事务处理

解决组织机构业务自动化问题

联机事务分析

帮助管理层更好地分析组织机构的运转情况，辅助领导进行正确决策

数据库管理系统

基本功能

• 数据定义功能 DDL
• 数据操纵功能 DML
• 数据库的运行管理
• 数据库的建立与维护功能

组成模块

查询处理器和存储管理器

• 数据定义方面的程序模块
• 数据操纵方面的程序模块
• 数据库运行管理方面的模块
• 数据库组织、存储和管理方面的程序模块
• 数据库建立、维护和其他方面的程序模块

层次结构

• 应用层
• 语言翻译处理层
• 数据存取层
• 数据存储层
• 操作系统
• 数据库

数据库系统

（从底向上）数据库，数据库管理系统，应用程序，用户

用户

• 应用程序开发人员

• 数据库管理员

  ​ 1. 决定数据库中要储存的数据及数据结构（逻辑层）

  ​ 2. 决定数据库的储存结构和存取策略（物理层）

  ​ 3. 保证数据的安全性和完整性

  ​ 4. 监控数据库的使用和运行

  ​ 5. 数据库的改进和重组重构

• 最终用户：偶然用户，简单用户，复杂用户

数据模型

概念

数据模型是对现实世界数据特征的抽象，也就是说数据模型是用来：描述数据、组织数据和对数据进行操作的。通俗地讲，数据模型就是现实世界的模型。

数据模型是数据库系统的核心与基础

数据模型三要素

• 数据结构
• 数据操作
• 数据的约束条件

三种数据模型

概念模型（也称信息模型）

独立于计算机，主要用于数据库设计（实体-联系模型）

逻辑模型

直接面向数据库的逻辑结构，程序员根据逻辑模型编程

• 层次模型*（非关系模型）*
• 网状模型*（非关系模型）*
• 关系模型
• 面向对象模型
• 对象关系模型

物理模型

概念模型 → \rightarrow → 逻辑模型通过数据库设计人员完成，逻辑模型 → \rightarrow → 物理模型由DBMS完成

三级模式结构

外模式

又称用户模式或子模式，是数据库系统中每个用户看到和使用的数据视图

数据库系统提供外模式描述语言（外模式DDL）描述用户数据视图。

模式

模式又称为逻辑模式，是对数据库中全部数据的逻辑结构和特性的描述，是数据库所有用户的公共数据视图。

在关系数据库中对表的定义，以及对完整性、安全性的定义构成了数据库模式。

内模式

内模式是数据库所有数据的内部表示（底层描述），内模式用来定义数据的存储方式和物理结构。

两层映像

• 外模式\模式映像
• 模式\内模式映像

数据库系统的特点

数据结构化

是数据库系统和文件系统的本质区别

数据共享性高、冗余度低

数据的冗余会造成数据的不一致性

数据独立性高

数据独立性由数据库的三级结构两层映像

• 物理独立性：逻辑结构 — 物理结构
• 逻辑独立性：应用程序 — 逻辑结构

数据由DBMS统一管理和控制

• 数据的安全性
• 数据的完整性
• 并发控制
• 数据库恢复

数据库系统的分类

• 集中式数据库
• 客户机\服务器数据库系统
• 并形式数据库系统
• 分布式数据库系统