【数据库】引言

学习数据库系统概念（第六版）笔记，第一章引言

数据库系统

• 数据库管理系统（DataBase-Management System，DBMS）：包含关于某个企业的信息
  • 一个互相关联的数据的集合（database）
  • 用于访问数据的程序
  • 方便、高效地存储信息的途径
• 设计目的：

数据库系统的目的

• 以前：文件处理系统

  • 数据冗余（redundancy）和不一致（inconsistency）：一个数据在不同的文件中都有记录，数据冗余；不同副本没法同步更新数据不一致
  • 数据访问困难：获取符合某些条件的数据每次都要写一个新程序
  • 数据孤立：数据分散在不同格式的文件中
  • 完整性问题：数据满足的一致性约束，很难修改与添加
  • 原子性问题：一切操作应当是原子的，文件处理系统很难做到
  • 并发访问异常：一个数据被多个程序同时访问，对数据的修改和读取出现异常
  • 安全性问题：无法保证某些信息不会被某些程序访问

• 设计目的

  • 管理高价值（Highly valuable）、相对庞大（Relatively large）、多用户/应用并发访问的数据集
  • 为用户提供抽象视图，隐藏数据存储和维护的部分细节

数据视图

数据抽象

• 物理层（Physical level）：记录如何存（索引、文件组织等）
• 逻辑层（Logical level）：数据库里的数据和数据关系
• 视图层（View level）：应用程序，隐藏了数据类型的细节

数据模型

概念：描述数据（Data）、数据联系（Data relationships）、数据语义（Data semantics）、一致性约束（Data constraints）的工具集

关系模型（Relational model）

• 用表的集合存储数据和数据间联系
• 多个列，每列唯一列名
• 简单、坚实的数学基础（可用集合论描述）
  • 举例：

实体联系模型（Entity-Relationship data model）

• 主要用于数据库设计

半结构化数据模型（Semi-structured data model ）（XML）

基于对象的数据模型（Object-based data model）

其他模型

• 网状数据模型（Network data model）
• 层次数据模型（Hierarchical data model）

实例与模式（Instances and Schemas ）

• 实例（instance）：程序中变量在某一时刻的值对应于数据库模式的一个实例
• 模式（schema）：物理模式、逻辑模式
• 物理数据独立性：物理模式改了逻辑模式不需重写

数据库语言

数据定义语言（Data Definition Language）（DDL）

• 数据库模式的一系列定义
• DDL输出到数据字典中，包括元数据（数据库模式、完整性约束、授权）

数据操纵语言（Data Manipulation Language）（DML）

• 访问或操纵按照某种数据模型组织起来的数据

• 过程化DML、声明式DML

数据库设计

• 概念设计：ER图
• 逻辑设计：决定数据库模式
• 物理设计

数据库系统

• 存储管理
• 查询处理
• 事务管理：原子性+一致性