数据库系统概述_网站优化分享_上海毫米网络优化公司

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一、数据、数据库、数据库管理系统、数据库系统基本概念

（一）数据（Data）

数据是数据库中存储的基本对象
定义：描述实物的符号记录称为数据。描述实物的符号可以是数字，也可以是文字、图形、图像、声音、语言等，数据有多重表现形式，它们都可以经过数字化后存入计算机
（二）数据库（DataBase，简称DB）
- 数据库是长期储存在计算机内、有组织的、可共享的大量数据的集合
- 数据库具有永久存储、有组织和可共享三个基本特点
  （三）数据库管理系统（DataBase Management System，DBMS）
  
  1. 数据库管理系统的主要功能包括
  - 数据定义功能：DBMS提供数据定义语言（Data Definition Language，DDL），用户通过它可以方便地对数据库中的对象进行定义
  - 数据组织、存储和管理：DBMS要分类组织、存储和管理各种数据，包括数据字典、用户数据、数据的存取路径等。
  - 数据操纵功能：DBMS提-供数据操纵语言（Data Manipulation Language，DML），用户可以使用DML操纵数据，实现对数据库的基本操作，如查询、插入、删除和修改等
  - 数据库的事务管理和运行管理：数据库在建立、运用和维护时由数据管理系统统一管理、统一控制，以保证数据的安全性、完整性、多用户对数据的并发使用以及发生故障后的系统恢复
  - 数据库建立和维护功能：数据库初始数据的输入、转换功能，数据库的转储、恢复功能，数据库的重组织功能和性能监视、分析功能等。
    （四）数据库系统（DataBasec System，DBS）
    - 数据库系统一般由数据库、数据库管理系统（及其开发工具）、应用系统、数据库管理员构成
      
      二、数据管理技术的产生和发展
      - 数据库管理技术经历了人工管理、文件系统、数据库系统3个阶段
        （一）人工管理阶段
        
        1. 特点
        
        数据不保存
        应用程序管理数据
        数据不共享
        数据不具有独立性
        2. 缺点
        
        数据的逻辑结构或物理结构发生变化后，必须对应用程序做相应的修改，这就加重了程序员的负担
        （二）文件系统阶段（例如word软件）
        
        1. 特点
        
        数据可以长期保存
        由文件系统管理数据
        2. 缺点
        
        数据共享性差，冗余度大（冗余也指多余）
        数据独立性差
        （三）数据库系统阶段
        
        1. 特点
        
        数据结构化
        数据的共享性高，冗余度低，易扩充
        数据独立性高（也指不与应用程序相绑定）
        数据由DBMS统一管理和控制
        （四）总结
        
        三、数据模型
        
        （一）基本概念
        
        数据模型（Data Model）也是一种模型，它是对现实世界数据特征的抽象。数据模型就是现实世界的模拟
        （二）两类数据模型
        
        1. 数据模型应满足三方面要求
        
        能比较真实地模拟现实世界
        容易为人所理解
        便于在计算机上实现
        2. 第一类概念模型（Conceptual Model）
        
        概念模型也称信息模型，它是按用户的观点来对数据和信息建模，主要用于数据库设计
        3. 第二类是逻辑模型和物理模型
        
        逻辑模型主要包括层次模型（Hierarchical Model）、网状模型（Network Model）、关系模型（Relational Model）、面向对象模型（0bject 0riented Model）和对象关系模型（0bject Relational Model）等。它是按照计算机系统的观点对数据建模，主要用于DBMS的实现
        
        物理模型是对数据最低层的抽象，它描述数据在系统内部的表示方式和存取方式，在磁盘或磁带上的存储方式和存取方式，是面向计算机系统的。
        （三）数据模型的组成要素
        
        数据模型通常由于数据结构、数据操作和完整性约束三部分组成
        1. 数据结构
        
        数据结构描述数据库的组成对象以及对象之间的联系。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
        
        数据库主要查询和更新（包括插入、删除、修改）两大类型操作。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
        
        数据的完整性约束条件是一组完整性规则
        例如：在关系模型中，任何关系必须满足实体完整性和参照完整性两个条件
        
        例如：在某大学的数据库中规定教授的退休年龄是65周岁，男职工的退休年龄是60周岁，女职工的退休年龄是55周岁等
        
        （四）概念模型
        
        1. 概念模型是现实世界到机器世界的一个中间层次，表现为：
        
        概念模型用于信息世界的建模
        现实世界到信息世界的第一层抽象
        数据库设计人员进行数据库设计的有力工具
        数据库设计人员和用户之间进行交流的语言
        2. 概念模型要求
        
        具有较强的语义表达能力
        能够方便、直接地表达应用中的各种语义知识
        简单、清晰、易于用户理解
        四、信息世界中的基本概念
        
        （一）实体（Entity）
        
        客观存在并可相互区别的事务称为实体。实体可以的具体的人、事、物、也可以是抽象的概念或联系
        例如：一个职工、一个学生、一个部门、一门课，学生的一次选课等都是实体
        （二）属性（Attribute）
        
        实体所具有的某一特性称为属性。一个实体可以由若干个属性来刻画
        例如：学生实体可以由学号、姓名、性别、出生日期、所在院系、入学时间等属性组成。（123456，张三，男，2002-12-26，计算机系，2021）这些属性组合起来表征了一个学生
        （三）码（Key）
        
        唯一标识实体属性集称为码
        例如：学号是学生实体的码
        （四）域（Domain）
        
        域是一组具有相同数据类型的值的集合。属性的取值范围来自某个域
        例如：学号的域为8位整数，学生年龄的域为整数，性别的域为（男，女）
        （五）实体型（Entity Type）
        
        具有相同属性的实体必然具有共同的特征和性质。用实体名及其属性名集合来抽象和刻画同类实体，称为实体型。
        例如：学生（学号、姓名、性别、出生年月、所在院系、入学时间）就是一个实体型
        （六）实体集
        
        同一类型实体的集合称为实体集
        例如：全体学生就是一个实体集
        （七）联系（Relationship）
        
        在现实世界中，事物内部以及事物之间是有联系的，这些联系在信息世界中反映为实体（型）内部的联系和实体（型）之间的联系
        实体内部的联系通常是指组成实体的各属性之间的联系，实体之间的联系通常是指不同实体集之间的联系
        五、两个实体型之间的联系
        
        （一）一对一联系（1：1）
        
        如果对于实体集A中的每一个实体，实体集B中至多有一个（也可以没有）实体与之联系，反之亦然，则称实体集A和实体集B具有一对一联系，记为1：1
        例如：学校里面，一个班级只有一个正班长，而一个班长只在一个班中任职，则班级与班长之间具有一对一联系
        
        （二）一对多联系（1：n）
        
        如果对于实体集A中的每一个实体，实体集B中有n个实体（n>=0）与之联系，反之，对于实体集B中的每一个实体，实体集A中至多只有一个实体与之联系，则称实体集A与实体集B有1对多联系，记为1：n
        例如：一个班级中有若干名学生，而每个学生只在一个班级中学习，则班级与学生之间具有一对多联系
        
        （三）多对多联系（m：n）
        
        如果对于实体集A中每一个实体，实体集B中有n个实体(n>=0)与之联系，反之，对于实体集B中的每一个实体，实体集A中也有m个实体（m>=0）与之联系，则称实体集A与实体集B具有多对多联系，记为m：n
        实际上，一对一联系是一对多联系的特例
        例如：一门课程同时若干个学生选修，而其一个学生可以同时选修多门课程，则课程理学生之间具有多对多联系，其中课程对学生是1：n，学生对课程是1：m
        
        六、单个实体型内的联系
        
        同一个实体集内的各实体之间也可以存在一对一、一对多、多对多的联系
        例如：职工实体型内部具有领导与被领导的联系，即某一个职工（干部）“领导”若干名职工，而一个职工仅被另外一个职工直接领导，因此这是一对多的联系
        
        七、概念模型的一种表示方法：实体---联系图（E-R图）
        
        （一）基本概念
        
        E-R图提供了实体型、属性和联系的方法
        实体型：用矩形表示，矩形框内写明实体名
        属性：用椭圆形表示，并且无向边将其相应的实体型连接起来
        例如：学生实体具有学号、姓名、性别、出生年月、入学时间等
        
        联系：用菱形表示，菱形框内写明联系名，并用无向边分别与有关实体型连接起来，同时在无向边旁标上联系的类型（1：1，1：n，m：n）
        注意：如果一个联系具有属性，则这些属性也要用无向边于该联系连接起来
        例如：用“供应量”来描述联系“供应”的属性，表示某供应商供应了多少数量的零件给某个项目。那么这3个实体及其之间联系的E-R图如下
        
        （二）一个实例
        
        用E-R图来表示某个工厂物资管理的概念模型
        1. 物资管理涉及的实体
        
        仓库属性有仓库号、面积、电话号码
        零件属性有零件号、名称、规格、单价、描述
        供应商是属性有供应商号、姓名、地址、电话号码、账号
        项目属性有项目号、预算、开工日期
        职工属性有职工号、姓名、年龄、职称
        2. 实体之间的联系如下
        
        一个仓库可以存放多种零件，一个零件可以存放多个仓库中，因此仓库和零件具有多对多的联系。用库存量来表示某种零件在某个仓库中的数量
        一个仓库有多个职工当仓库保管员，一个职工只能在一个仓库工作，因此仓库和职工之间是一对多的联系
        职工之间具有领导---被领导关系。即仓库主任领导若干保管员，因此职工实体集中具有一对多的联系
        供应商、项目和零件三者之间具有多对多的联系。即一个供应商可以供给若干项目多种零件，每个项目可以使用不同供应商的供应的零件，每种零件可由不同供应商供给
        
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