数据库系统概述
1.1 数据库基本概念
1. 数据
什么是数据：数据是描述事物的符号记录
数据的表现形式：
- 文本数据
-
2. 数据库
什么是数据库：是指长期存储在计算机中的有组织、可共享的数据集合，且数据库中的数据按一定的数据模型组织、描述和存储，具有较小的冗余度和较高的数据独立性，系统易于扩展，并可以被多个用户共享
数据库中存储的数据具有三个基本特点： 永久存储
- 有组织
-
3. 数据库管理系统
什么事数据库管理系统：是专门用于建立和管理数据库的一套软件，介于应用程序和操作系统之间
主要功能： 数据定义功能
- 数据操作功能
- 数据库运行与管理功能
- 数据库建立与维护功能
- 数据组织、存储和管理功能
- 与其他软件的网络通信功能、不同数据库之间的数据传输以及相互访问功能等
4. 数据库系统
什么是数据库系统：
是指在计算机中引入数据库技术之后得到系统，通常一个完整的数据库系统包含了以下几个模块：1. 数据库，2. 数据库管理系统及相关的实用工具，3. 应用程序，4. 数据库管理员和用户
1.2 数据管理技术的发展
数据管理的两方面：
- 针对组织业务管理
- 依靠技术，负责实现数据作为一种资源的集中控制管理
1. 人工管理阶段
时期：20世纪50年代中期以前
特点：
- 数据不保存
- 应用管理数据
- 数据面向应用
2. 文件系统阶段
时期：20世纪50年代后期到60年代中期
什么是文件系统：文件系统是将数据的逻辑结构和物理结构相分离，由”存放方法”实现逻辑结构与物理结构的映射
与人工管理阶段对比的进步：
具有数据可长期保存和专门管理的特点，它提供了物理数据独立性，使应用程序和数据的具体物理存储结构分离，并通过数据的抽取、排序、合并等可以为应用提供新的文件，从而使数据共享成为可能
缺点：不能实现数据的共享，只能实现文件级的共享，存在大量的数据冗余
3. 数据库系统阶段
时期：20世纪60年代后期
出现原因：文件系统的数据管理方法已经不能满足计算机技术与工业迅速发展的需求，于是数据库系统应运而生，出现了统一管理数据的专门的软件系统：数据库管理系统
从文件系统到数据库系统标志着数据管理技术的飞跃
对比前两个阶段的优点：
- 数据集成
- 数据共享性高
- 数据冗余小
- 数据一致性
- 数据独立性高
- 实施统一管理和控制
- 减少应用开发与维护的工作量
数据库系统的两层独立：
- 逻辑独立：不同的应用程序对数据可以使用不同的视图，这意味着应用程序在一定范围内的修改不会修改数据本身，反之，数据定义的修改，在一定范围内不会引起应用程序的修改
物理独立：可改变的的数据结构或存储方式以响应变化的需求无需修改现有的应用程序
1.3 数据库系统结构
不同视角数据库系统的结构：
数据库管理员（DBA）视角：内部系统结构：采用三级模型结构
- 外部体系结构：通常表现为集中式结构、分布式结构、并行结构
1. 数据库系统的三层模型结构
ANSI/SPARC数据库管理系统研究组提出的三级体系结构：用户级，概念级，物理级
三级模型结构：模式、外模式、内模式
1. 模式
什么是模式：模式也称作概念模式或者逻辑模式是数据库中全体数据对的逻辑结构和特征的描述，是所有用户的公共数据视图
模式的作用：定义数据的逻辑结构，数据之间的联系，以及与数据相关的安全性、完整性等要求
采用语言：模式描述语言（Schema DDL）
2. 外模式
什么是外模式：外模式也称作子模式还活着用户模式，他是数据库用户能够看见和使用的局部数据的逻辑结构和特征的描述，是与某一应用有关数据额逻辑表示
外模式的作用：是保证数据库安全的重要措施，每个用户只能看见和访问所对应外模式中的数据，而数据库中其余的数据是不可见的，同时，外模式简化了数据库系统的用户接口，便于用户使用，并有效支持了数据对的独立性和共享性
3. 内模式
什么是内模式：内模式也称作存储模式，是对数据库中的物理结构和存储方式的描述，是数据在数据库内部的表现形式
采用语言：内模式描述语言（内模式DDL、或存储模式DDL）
4. 三级模式结构的两层映像与数据独立性
- 外模式/模式映像
- 模式/内模式映像
两层映像保证了数据库系统中的数据能够具有较高的逻辑独立性和物理独立性，使得数据定义和描述可以从应用程序中分出去，从而简化了数据库应用程序的开发，也减少了维护应用程序的工作量
2. 数据库系统的运行与应用结构
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