【數(shù)據(jù)庫(kù)】數(shù)據(jù)庫(kù)入門（一）: 基本概念

概述

數(shù)據(jù)庫(kù)（database）：一個(gè)相關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)的集合勃黍。它可以代表現(xiàn)實(shí)中某些具體的領(lǐng)域懦砂，在邏輯上將相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)整合起來(lái)姐扮，從而實(shí)現(xiàn)一個(gè)具體的目的抬探。

數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)（database management system, DBMS）：一個(gè)允許用戶進(jìn)行創(chuàng)建和維護(hù)數(shù)據(jù)庫(kù)的程序的集合子巾。它一般是一個(gè)通用軟件系統(tǒng)（general-purpose software system），旨在實(shí)現(xiàn)以下過(guò)程：

- 定義（defining）：指定數(shù)據(jù)類型、結(jié)構(gòu)以及約束條件线梗；

- 組織（constructing）：在某種存儲(chǔ)介質(zhì)中組織匿醒、存儲(chǔ)和管理數(shù)據(jù)；

- 操作（manipulating）：檢索和操作數(shù)據(jù)缠导；

- 共享（sharing）：多個(gè)用戶或多個(gè)程序同時(shí)使用數(shù)據(jù)。

常見(jiàn)的幾種關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)（relational DBMSs）包括 Oracle, IBM DB2, Microsoft's Access, Microsoft's SQL Server, MySQL, postgreSQL 等等溉痢。

數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)（database system）：由數(shù)據(jù)庫(kù)和其管理軟件組成的系統(tǒng)僻造，屬于信息系統(tǒng)的組成成分。它主要提供高效的請(qǐng)求查詢服務(wù)以及更新執(zhí)行服務(wù)孩饼。

數(shù)據(jù)庫(kù)的發(fā)展歷史

層次型數(shù)據(jù)庫(kù)（Hierarchical Databases）：最早研制成功的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)（19世紀(jì)60年代）髓削，最成功的典型是IMS（Information Management System），由IBM公司研制成功镀娶。

網(wǎng)狀型數(shù)據(jù)庫(kù)（Network Databases）：層次型數(shù)據(jù)庫(kù)的拓展立膛，從樹狀結(jié)構(gòu)變成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)（19世紀(jì)60年代末）。

關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)（Relational Databases）：采用關(guān)系模型來(lái)組織數(shù)組梯码，以行和列的形式存儲(chǔ)數(shù)據(jù)宝泵，以便于用戶理解。

面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫(kù)（Object-Oriented Databases）：也稱為對(duì)象數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)轩娶，出現(xiàn)于19世界80年代儿奶，以面向?qū)ο缶幊陶Z(yǔ)言為驅(qū)動(dòng)，如 C++鳄抒、Java，用于實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)以及共享復(fù)雜的結(jié)構(gòu)化對(duì)象。

XML數(shù)據(jù)庫(kù)：一種支持對(duì) XML 格式文檔進(jìn)行存儲(chǔ)和查詢等操作的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)棒口。19世紀(jì)90年代 XML 成為 Web 數(shù)據(jù)交換的標(biāo)準(zhǔn)保屯，該數(shù)據(jù)庫(kù)適用于稀疏數(shù)據(jù)、深度嵌套數(shù)據(jù)和混合內(nèi)容贤重。

NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)： NoSQL = Not Only SQL茬祷。泛指非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)，不使用 SQL 作為查詢語(yǔ)言并蝗，具有水平可拓展性的特征牲迫。自2009年起，在工業(yè)上取得重大發(fā)展借卧。

使用數(shù)據(jù)庫(kù)的優(yōu)勢(shì)

我們?nèi)粘９ぷ髦许镌鳎Ｓ玫奈募芾硐到y(tǒng)一般采用的是簡(jiǎn)單的樹狀結(jié)構(gòu)，存儲(chǔ)大量獨(dú)立而不相關(guān)的文件铐刘。相比而已陪每，數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)從邏輯上將相關(guān)文件數(shù)據(jù)集合起來(lái)，統(tǒng)一進(jìn)行綜合管理。一般來(lái)說(shuō)檩禾，數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)在以下幾個(gè)環(huán)節(jié)具備優(yōu)勢(shì)：

- 數(shù)據(jù)冗余（Data redundancy）：數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)能把控內(nèi)部的數(shù)據(jù)冗余以確保數(shù)據(jù)的一致性以及節(jié)省存儲(chǔ)空間挂签。

- 數(shù)據(jù)完整性（Data integrity）：數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)能自動(dòng)補(bǔ)齊一些完整性約束。

- 數(shù)據(jù)安全（Data security）：數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行集中管理盼产，能確保數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)是通過(guò)授權(quán)的通道進(jìn)行的饵婆。

- 并發(fā)事務(wù)（Concurrent transactions）

- 備份和恢復(fù)服務(wù)（Backup and recovery services）

- 數(shù)據(jù)的獨(dú)立性（Data independence）

等等。戏售。侨核。。灌灾。搓译。

三級(jí)ANSI / SPARC體系結(jié)構(gòu)

美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)的計(jì)算機(jī)與信息處理委員會(huì)中的標(biāo)準(zhǔn)計(jì)劃與需求委員會(huì)（ANSI-SPARC Architecture (American National Standards Institute, Standards Planning And Requirements Committee）提出了數(shù)據(jù)庫(kù)的標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)，如下圖所示锋喜。

三級(jí) ANSI / SPARC 體系結(jié)構(gòu)

該三級(jí)體系結(jié)構(gòu)主要分為：

- 外部模式（External level）：屬于用戶或應(yīng)用程序視圖些己，描述應(yīng)用程序中使用的數(shù)據(jù)庫(kù)的重構(gòu)部分；

- 概念 / 邏輯模式（Conceptual / logical level）：屬于用戶社區(qū)視圖嘿般，描述什么數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中以及數(shù)據(jù)之間的關(guān)系（該內(nèi)容獨(dú)立于它們的物理存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)）段标；

- 內(nèi)部模式（Internal level）：屬于系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)視圖，描述數(shù)據(jù)如何存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中（如物理存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)）炉奴。

在三級(jí)體系結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上怀樟，可以總結(jié)出一些派生原則，主要針對(duì)的是數(shù)據(jù)的獨(dú)立性盆佣。

- 邏輯數(shù)據(jù)的獨(dú)立性（Logical data independence）：無(wú)需更改外部模式或應(yīng)用程序往堡，即可更改概念 / 邏輯模式。

如果添加或刪除實(shí)體共耍，只引用其余數(shù)據(jù)的外部模式不應(yīng)受到影響虑灰。

- 物理數(shù)據(jù)的獨(dú)立性（Physical data independence）：?更改內(nèi)部模式而無(wú)需更改概念 / 邏輯模式。

如果重新組織了物理文件痹兜，不必更改概念 / 邏輯模式穆咐。

籠統(tǒng)來(lái)講，當(dāng)模式在某一層發(fā)生變化時(shí)字旭，下一層的模式保持不變对湃，只更改兩個(gè)級(jí)別之間的映射。

參考概念

在數(shù)據(jù)庫(kù)操作中會(huì)使用到很多數(shù)學(xué)上的概念以及運(yùn)算遗淳，常用的包括集合（Set）拍柒、元組（Tuple）、集合的笛卡爾積（Cartesian Product of Sets）屈暗。具體可以參考維基百科上的說(shuō)明拆讯。

集合（Set）

https://zh.wikipedia.org/wiki/%E9%9B%86%E5%90%88_(%E6%95%B0%E5%AD%A6)

https://en.wikipedia.org/wiki/Set_(mathematics)

元組

https://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%A4%9A%E5%85%83%E7%BB%84

https://en.wikipedia.org/wiki/Tuple

笛卡爾積

https://zh.wikipedia.org/wiki/%E7%AC%9B%E5%8D%A1%E5%84%BF%E7%A7%AF

https://en.wikipedia.org/wiki/Cartesian_product

最后編輯于：2019.08.08 11:37:17

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