基本說明

數據庫系統(tǒng)原理的系列章節(jié)是基于《數據庫系統(tǒng)原理》的基礎之上，結合自己的心得與體會進行的歸納總結。
由于這些內容都是自己對數據庫相關內容學習的最初理解，因此有所不妥的地方歡迎批評指正。
在此，特別感謝侯迪老師的辛勤教學工作以及很高的個人修養(yǎng)，講課堂內容真的是深入淺出，為人有風格，受益匪淺。
同時，由于實際需要，在實際學習過程中的每次課程的筆記發(fā)表在本人CSDN中，賬號為williamyi96。

數據管理技術的發(fā)展

數據管理歷史階段

數據管理技術經歷了三個階段，分別為：

• 人工管理階段
• 文件系統(tǒng)階段
• 數據庫系統(tǒng)階段

數據庫系統(tǒng)與文件系統(tǒng)

數據庫系統(tǒng)與文件系統(tǒng)的優(yōu)缺點

由于文件系統(tǒng)的數據記錄之間沒有聯(lián)系，同時難以維護數據的完整性，并且較難進行查詢，因此利用了結構化的數據存儲模式，并且提升了數據的安全性以及維護能力的數據庫系統(tǒng)。

就效率而言，顯然數據庫系統(tǒng)具有較高的開發(fā)效率，但是文件系統(tǒng)并不是一無是處，其具有較高的運行效率。

數據庫系統(tǒng)與文件系統(tǒng)的本質差異

數據庫系統(tǒng)與文件系統(tǒng)的本質差異是數據庫系統(tǒng)將數據管理的功能獨立出來了，而不是再依附于應用本身，因此其具有較好的數據共享能力，同時防止了其他應用對數據的惡意操作，提升了數據的安全性。

數據庫系統(tǒng)

數據庫的定義

數據庫是長期儲存在計算機內，有組織的，可共享的大量數據的集合。

由定義可知，數據庫中的數據之間有組織，也就是數據彼此之間相互聯(lián)系，同時數據之間可以被多個應用共享。
另外值得注意的是，數據庫中的數據具有最小的冗余度和較高的獨立性。由于數據管理從應用中剝離出來了，因此各個數據管理系統(tǒng)之間的數據采用了集合合并的方式，最大程度地降低了數據的冗余度。同時，正是由于冗余度低，因此數據之間的獨立性高。

數據庫系統(tǒng)的定義

數據庫系統(tǒng)是實現有組織、動態(tài)地存儲大量相關的結構化數據、方便各類用戶訪問的計算機軟硬件資源的集合。

數據庫系統(tǒng)的組成

DBS = DB + DBMS + APP
以上為數據庫系統(tǒng)的核心組成，涉及到諸如以DBMS為核心的開發(fā)工具等內容不具體考慮。

其結構為：

數據庫系統(tǒng)的用戶類型

DBA + PROGRAMMER + END USER

數據庫系統(tǒng)的特征

• 信息冗余度小，易擴充。其是一種高度的結構化數據
• 支持數據的不同視圖。不同類型的用戶所看到的數據情況是不一樣的。
• 較高的數據獨立性。數據彼此之間結構上相互聯(lián)系，但是邏輯上彼此獨立。
• 信息完整且功能通用。其是多種數據管理的最小完備子集合，因此數據信息對應用而言是完整的。又由于其數據由數據庫管理系統(tǒng)進行集中管理，而且數據管理結構化，因此其公共具有通用性。

數據模型

數據模型分類

針對不同的使用對象和應用目的，具有以下三種不同層次的數據模型：

• 概念模型

• 邏輯模型

  • 層次模型
  • 網狀模型
  • 關系模型

• 物理模型

另外還可以根據數據模型的表達方式(面向語法或者是面向語義)，數據模型的應用范圍等可以進行多種不同的劃分。

數據與信息

數據都有語法和語義兩個方面的內涵。
數據是符號化的信息，信息是語義化的數據。以股市中的每個時段的股票價值為例，數字本身是數據，而如果構成一幅表征股票價格變動的圖，這就是信息。又如，稱黑白點陣為數據，而稱其構成的圖像則為信息。
數據處理的目的就是要找出有價值的信息。數據處理的過程就是便于更快地找到所需要的信息，來將其作為后期決策的依據。

數據模型的定義

將數據的定義和操作從應用程序中分離出來，交由數據庫管理系統(tǒng)進行定義和管理時，數據庫管理系統(tǒng)需要采用某種數據結構來定義、存儲要管理的數據。這種數據結構相當于是數據庫管理系統(tǒng)的數據模型。

在構建數據模型時，有概念數據模型和結構數據模型。兩者的本質區(qū)別是概念數據模型是面向真實世界的，而結構數據模型是面向計算機世界的。同時，值得注意的是，連接計算機世界與現實世界的橋梁是信息世界。

更為形式化地定義數據模型是：數據模型是規(guī)定現實世界數據特征的抽象，是用來描述數據的語法、語義和操作的一組概念組合。

對數據模型的要求

• 能比較真實地模擬現實世界
• 能夠被人所理解
• 便于在計算機上進行實現

值得注意的是，前兩條與最后一條之間往往是矛盾的，因此我們需要辯證地去思考如何實現數據模型的高效化。

數據模型三要素

數據模型通常由數據結構、數據操作和完整性約束三部分組成。其中，數據結構式指數據的組織形式，數據操作是指查詢和更新，完整性約束是指規(guī)定數據合理正確的限制性條件。

邏輯數據模型

邏輯數據模型典型的有三種(數據模型分類時已經做具體說明，在此不贅述)，其中層次模型可以使用樹進行呈現，網狀模型可以用圖進行呈現，而關系模型則可以通過表來進行呈現。各種邏輯模型之間的區(qū)別在于數據之間聯(lián)系的表示方式不同。

由于網狀模型和層次模型在進行實現時，結構往往較為復雜。因此，關系模型被廣泛地使用。

關于關系模型的具體內容將在第二章中進行詳細介紹。

數據模式

數據模式是數據模型的實例化。相當于數據模型提供了一個書架，而數據模式是根據這個書架將其填滿了書。

三級數據模式

現代數據庫設計中一般采用上述三級模式結構，其中本質的目的是提升物理數據和邏輯數據的獨立性。外模式與模式之間的映射關系提升了邏輯數據的獨立性，同時內模式和模式之間的映射關系提升了物理數據的獨立性。下面以圖書館的書籍管理為例進行說明: 所有書籍的圖書館編號就是模型，其有且僅有一個，而外模式就是根據書籍的不同類別進行分類之后的索引號，外模式與模式之間構成了一種映射； 而內模式就是對應于編號之后的具體的書籍的物理位置，其與模式之間也是一種映射關系;

當我們需要修改數據庫的信息時，無論是修改外模式還是內模式，我們都不需要對內模式進行修改，我們只需要更改對應的映射關系即可。

數據庫管理系統(tǒng)

數據庫管理系統(tǒng)的主要功能

DBMS提供了數據的定義、操縱、存儲、保護和維護功能。

數據庫管理系統(tǒng)是數據庫系統(tǒng)的核心，由應用程序到數據庫的級聯(lián)結構我們可以看到，所有應用程序訪問數據庫的請求都是由數據庫管理系統(tǒng)來處理的。

對數據庫的操作

廣義上來說，各種用戶對數據庫的操作請求有兩類，分別為查詢和更新。其中更新包括“刪”“改”“查”。

數據庫管理系統(tǒng)在執(zhí)行上述對數據庫的操作時，主要有兩種方式：解釋方法和預編譯方法。解釋方法是將數據庫管理系統(tǒng)作為數據庫的核心成分，同時將每一次的命令都通過數據庫管理系統(tǒng)進行執(zhí)行；而預編譯則是在運行之前，對將要執(zhí)行的數據庫語句進行編譯處理，保存為可執(zhí)行的代碼。隨著數據庫技術的發(fā)展，前者已經逐漸被后者取代。

數據目錄

數據目錄的定義

數據目錄時一組關于數據的數據，也被稱之為元數據。

數據目錄的基本功能

數據目錄的基本功能是將數據庫中的數據進行統(tǒng)一管理，實現大范圍內的數據共享，并且使系統(tǒng)將相關定義和描述進行長期保存。

數據目錄與一般數據的區(qū)別

與一般數據相比，數據目錄只能由系統(tǒng)定義和為系統(tǒng)所有，在初始化時由系統(tǒng)自動生成，而不能夠用SQL之類的語句定義，同時往往相對而言是靜態(tài)的。也就是一般定義了數據的組織形式之后一段時間不會發(fā)生改變；而一般的數據可以使用SQL之類的語句進行定義，同時往往是動態(tài)的，也就是數據庫中的數據可以進行更新。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的数据库系统原理(1)--绪论的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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