一炎疆、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述
1. 數(shù)據(jù)庫基本概念
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什么是數(shù)據(jù)？
- 數(shù)據(jù)（data）是描述事物的符號記錄国裳，是指利用物理符號記錄下來的形入、可以鑒別的信息。
- 數(shù)據(jù)是信息存在的一種形式缝左，只有通過解釋或處理的數(shù)據(jù)才能成為有用的信息亿遂。
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什么是數(shù)據(jù)庫？
- 數(shù)據(jù)庫（database渺杉，DB）是指長期存儲在計算機中的有組織的蛇数、可共享的數(shù)據(jù)集合。
- 數(shù)據(jù)要按照一定的數(shù)據(jù)模型組織是越、描述和存儲耳舅，具有較小的冗余度、較高的數(shù)據(jù)獨立性倚评，系統(tǒng)易于擴展浦徊，并可以被多個用戶分享馏予。
- 數(shù)據(jù)庫中存儲的數(shù)據(jù)有三個基本特點：
- 永久存儲
- 有組織
- 可共享
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數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)及其功能
- 定義：數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DBMS）是專門用于建立和管理數(shù)據(jù)庫的一套軟件，介于應(yīng)用程序和操作系統(tǒng)之間盔性。
- 功能：
- 數(shù)據(jù)定義功能
- 數(shù)據(jù)操縱功能
- 數(shù)據(jù)庫的運行管理功能
- 數(shù)據(jù)庫的建立和維護功能
- 數(shù)據(jù)組織霞丧、存儲和管理的功能
- 其他功能
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數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的構(gòu)成
數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)構(gòu)成.png
2. 數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展
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人工管理階段
- 數(shù)據(jù)不保存
- 應(yīng)用程序管理數(shù)據(jù)
- 數(shù)據(jù)面向應(yīng)用程序
人工管理階段.png
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文件系統(tǒng)階段
文件系統(tǒng)階段.png
- 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段
- 數(shù)據(jù)集成（主要目的）
- 數(shù)據(jù)共享性高
- 數(shù)據(jù)冗余小
- 數(shù)據(jù)一致性
- 數(shù)據(jù)獨立性高（數(shù)據(jù)定義與使用數(shù)據(jù)的應(yīng)用程序分離稱為數(shù)據(jù)獨立。）
- 實施統(tǒng)一管理與控制（主要包括：數(shù)據(jù)的安全性纯出、完整性蚯妇、并發(fā)控制與故障恢復(fù)等，即數(shù)據(jù)庫保護暂筝。）
- 減少應(yīng)用程序的開發(fā)與維護的工作量
3. 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)
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數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分類
數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分類.png
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數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級模式結(jié)構(gòu)
三級模式.png- 外模式也稱為子模式或用戶模式箩言，數(shù)據(jù)視圖即用戶視圖。
- 模式也稱為概念模式或邏輯模式焕襟，是數(shù)據(jù)在邏輯上的視圖陨收，即概念視圖。（數(shù)據(jù)庫的核心鸵赖，也是數(shù)據(jù)庫設(shè)計的關(guān)鍵务漩。）
- 內(nèi)模式也稱為存儲模式，是內(nèi)部視圖或存儲視圖它褪。
名稱 別稱 視圖類型 外模式 子模式或用戶模式 數(shù)據(jù)視圖即用戶視圖 模式 概念模式饵骨、邏輯模式 概念視圖 內(nèi)模式 存儲模式 內(nèi)部視圖或存儲視圖 -
三級模式結(jié)構(gòu)的兩層映像和數(shù)據(jù)獨立性
- 所謂映像，就是一種對應(yīng)規(guī)則茫打，它指出映像雙方是如何進行轉(zhuǎn)換的居触。
- 外模式/模式映像：保證了數(shù)據(jù)與程序的邏輯獨立性
- 模式/內(nèi)模式映像：保證了數(shù)據(jù)與程序的物理獨立性
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客戶/服務(wù)器結(jié)構(gòu)
客戶/服務(wù)器結(jié)構(gòu)（Client/Server，C/S）中老赤，“客戶端”轮洋、“前臺”或“表示層”主要完成與數(shù)據(jù)庫使用者的交互任務(wù)；“服務(wù)器”抬旺、“后臺”或“數(shù)據(jù)層”主要負責(zé)數(shù)據(jù)管理弊予。客戶:服務(wù)器結(jié)構(gòu).png
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瀏覽器/服務(wù)器結(jié)構(gòu)
瀏覽器/服務(wù)器結(jié)構(gòu)（Browser/Server，B/S）开财，是一種基于Web應(yīng)用的客戶/服務(wù)器結(jié)構(gòu)汉柒，也稱為三層客戶/服務(wù)器結(jié)構(gòu)。瀏覽器/服務(wù)器結(jié)構(gòu).png
4. 數(shù)據(jù)模型
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什么是模型责鳍？
- 模型（Model）是現(xiàn)實世界特征的模擬和抽象表達竭翠。
- 數(shù)據(jù)模型是對現(xiàn)實世界數(shù)據(jù)特征的抽象，描述的是數(shù)據(jù)的共性內(nèi)容薇搁。
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數(shù)據(jù)的特征
- 靜態(tài)特征
- 數(shù)據(jù)的基本結(jié)構(gòu)
- 數(shù)據(jù)間的聯(lián)系
- 數(shù)據(jù)取值范圍的約束
- 動態(tài)特征：指對數(shù)據(jù)可以進行符合一定規(guī)則的操作。
- 靜態(tài)特征
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數(shù)據(jù)模型組成要素
- 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：描述的是系統(tǒng)的靜態(tài)特征渡八，即數(shù)據(jù)對象的數(shù)據(jù)類型啃洋、內(nèi)容传货、屬性以及數(shù)據(jù)對象之間的聯(lián)系。
- 數(shù)據(jù)操作：描述的是系統(tǒng)的動態(tài)特征宏娄。
- 數(shù)據(jù)約束：描述數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中數(shù)據(jù)間的語法和語義關(guān)聯(lián)问裕。
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數(shù)據(jù)模型的分類
數(shù)據(jù)模型是模型化數(shù)據(jù)和信息的工具，也是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的核心和基礎(chǔ)孵坚。數(shù)據(jù)模型.png
什么是概念層數(shù)據(jù)模型粮宛？
概念層是數(shù)據(jù)抽象級別的最高層。概念層數(shù)據(jù)模型卖宠，也稱為數(shù)據(jù)的概念模型和信息模型巍杈，這類模型主要用于數(shù)據(jù)庫的設(shè)計階段。-
信息世界涉及的基本概念：
- 實體（Entity）
- 屬性（Attribute）
- 碼或鍵（Key）
- 域（Domain）
- 實體型（Entity Type）
- 實體集（Entity Set）
- 聯(lián)系（Relationship）
數(shù)據(jù)模型中有“型”（type）和“值”（value）兩個概念扛伍。
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概念模型的表示方法
什么是邏輯層數(shù)據(jù)模型筷畦？
邏輯層是數(shù)據(jù)抽象級別的中間層。邏輯層數(shù)據(jù)模型刺洒，也稱為數(shù)據(jù)的邏輯模型鳖宾。任何DBMS都是基于某種邏輯數(shù)據(jù)模型。-
邏輯模型的類型
- 層次模型
- 是最早使用的一種數(shù)據(jù)模型
- 有且僅有一個結(jié)點沒有父結(jié)點逆航，稱作根結(jié)點
- 其他結(jié)點有且僅有一個父結(jié)點
- 網(wǎng)狀模型
- 以網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)來表示實體和實體之間的聯(lián)系
- 允許結(jié)點有多于一個父結(jié)點
- 可以有一個以上的結(jié)點沒有父結(jié)點
- 關(guān)系模型
- 用二維結(jié)構(gòu)表來表示實體之間的聯(lián)系鼎文。
- 優(yōu)點：
- 建立在嚴格的數(shù)學(xué)概念的基礎(chǔ)上
- 概念單一
- 存取路徑對用戶透明，有更高的數(shù)據(jù)獨立性因俐，更好的安全保密性拇惋。
- 面向?qū)ο竽Ｐ?
- 既是概念模型又是邏輯模型
- 表達能力豐富，對象可復(fù)用女揭，維護方便蚤假。
- 層次模型
物理層數(shù)據(jù)模型
物理層數(shù)據(jù)模型，也稱為數(shù)據(jù)的物理模型吧兔，描述數(shù)據(jù)在存儲介質(zhì)上的組織結(jié)構(gòu)磷仰，是邏輯模型的物理實現(xiàn)；是數(shù)據(jù)庫最底層的抽象境蔼；設(shè)計目標(biāo)是提高數(shù)據(jù)庫性能和有效利用存儲空間灶平。
