数据库基本原理及概念

一、数据、数据库、数据库管理系统、数据库系统

1、数据：描述事物的符号记录。数据的种类有很多，文本、图形、图像、音频、视频等

2、数据库：长期存储在计算机内、有组织的、可共享的大量数据的集合

3、数据库管理系统：位于用户与操作系统之间的一层数据库管理软件，关注的是如何科学地组织和存储数据。包含的功能有：数据定义（DDL），数据组织、存储和管理，数据操纵（DML），数据库的事务管理和运行管理，数据库的简历与维护等

4、数据库系统：在计算机内引入数据库的系统，一般由数据库、数据库管理系统、应用系统、数据库管理员构成。

二、数据模型

1、数据模型是对现实世界数据特征的抽象，用来描述数据、组织数据、和对数据进行操作的。

2、数据模型分两类：一类是概念模型，一类是逻辑模型和物理模型。

1）、概念模型：按用户的观点来对数据和信息建模，主要用于数据库设计

2）、第二类中的逻辑模型：主要包括层次模型、网状模型、关系模型、面向对象模型等。它是按计算机的观点对数据建模，主要用于DBMS的实现

3）、第二类中的物理模型：描述数据在系统内部的表示方式和存储方式，是面向计算机系统的。物理模型的具体实现是DBMS的任务

4）、从概念模型到逻辑模型的转换有数据库设计人员完成，从逻辑模型到物理模型的转换由DBMS来实现

三、数据模型的组成要素

1、数据结构

1）、描述数据库的组成对象以及对象之间的联系

2）、数据结构是所描述的对象类型的集合，是对系统静态特性的描述

2、数据操作

1）、指对数据库中各种对象（型）的实例（值）允许执行的操作的集合，包括操作及有关操作规则

2）、数据操作是对系统动态特性的描述

3、数据的完整性约束条件

1）、是一组完整性规则，保证数据的正确、有效、相容

四、概念模型

1、基本概念

1）、实体：客观存在并相互区别的事务，例如一个学生

2）、属性：实体所具有的某一特性，例如学生的学号

3）、码：唯一标识实体的属性集

4）、域：一组具有相同数据类型的值的集合，属性的值来自于某个域

5）、实体型：学生（学号，姓名，性别，班级）就是一个实体型

6）、实体集：同一类型实体的集合，全体学生就是一个实体集

7）、联系：一般指的是不同实体间的联系

2、两个实体之间的联系：一对一、一对多、多对多

3、两个以上的实体型之间的联系

4、单个实体内的联系

5、概念模型的一种表示方法：实体-联系方法（E-R图）

五、数据模型之一：关系模型（其他模型略）

1、关系模型的数据结构

1）、关系：对应一张表

2）、元组：表中的一行即为一个元组

3）、属性：表中的一列即为一个属性

4）、码：可以唯一标识一个元组，对应主键

5）、域：属性的取值范围

6）、分量：元组中的一个属性值

7）、关系模式：关系名（属性1，属性2，属性3，···）

2、关系数据模型的操纵：包括曾删改查

3、完整性约束：实体完整性、参照完整性、用户定义完整性

六、数据库系统的结构

1、从数据库管理系统角度看，数据库系统通常采用三级模式结构

2、模式：、是数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述，他仅仅涉及到型的描述，不涉及到具体的值。模式的具体值成为模式的一个实例，同一个模式可以有很多实例

3、数据库系统的三级模式结构

1）、模式：也称逻辑模式，是数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述，是所有用户的公共视图。一个数据库只有一个模式，一个模式对应的就是一个数据库。DBMS提供DDL定义模式

2）、外模式：也称子模式或用户模式，它是数据库用户能够看见和使用的局部数据的逻辑结构和特征的描述，是数据库用户的数据视图。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个用户的多个应用程序服务，到那一个应用程序只能使用一个外模式。DBMS提供DDL定义外模式

3）、内模式：也称存储模式，一个数据库只有一个内模型，它是数据无力结构和存储方式的描述，是数据在数据库内部的表示方式。DBMS提供DDL定义内模式

4、数据库的二级映像与数据独立性

1）、外模式/模式影像

2）、模式/内模式影像