绪论

1.1 GO

数据：描述事物的符号记录。

数据库：数据库是长期储存在计算机内、有组织的、可共享的大量数据的集合。

数据库管理系统：数据库管理系统是位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件，它是一个大型复杂的软件系统，它主要用于科学地组织和存储数据、高效地获取和维护数据。

  • 数据库管理系统的功能：
    • 数据定义功能
    • 数据组织，存储和管理
    • 数据操纵功能
    • 数据库的事务管理和运行管理
    • 数据库的建立和维护功能

数据库系统=数据库+数据库管理系统+应用程序+数据库管理员（DBA）

数据库系统的特点：

  • 数据结构化

    数据的整体结构化是数据库的主要特征之一，它不再仅仅针对某一个应用，而是面向全组织，不仅数据内部结构化，整体也是结构化的，数据之间具有联系，数据记录可以变长，数据的最小存取单位是数据项。

  • 数据的共享性高，冗余度低且易扩充

    • 数据共享好处
      • 减少数据冗余，节约存储空间。
      • 避免数据之间的不相容性与不一致性。
      • 使系统易于扩充。

  • 数据独立性高

    数据独立性由数据库管理系统的二级映像功能来保证，它主要分为：物理独立性和逻辑独立性。
    物理独立性：指用户的应用程序与数据库中数据的物理存储是相互独立的，当数据的物理存储改变了，应用程序不用改变。
    逻辑独立性：指用户的应用程序与数据库中数据的逻辑结构是相互独立的，当数据的逻辑结构改变了，应用程序不用改变。

  • 数据由数据库管理系统统一管理和控制

    数据库管理系统提供的数据控制功能。
    （1）、数据的安全性（Security）保护：保护数据以防止不合法的使用造成的数据的泄密和破坏。
    （2）、数据的完整性（Integrity）检查：保证数据的正确性、有效性和相容性。
    （3）、并发（Concurrency）控制：对多用户的并发操作加以控制和协调，防止相互干扰而得到错误的结果。
    （4）、数据库恢复（Recovery）技术：将数据库从错误状态恢复到某一已知的正确状态。

1.2 数据模型

数据模型是对现实世界数据特征的抽象

数据模型是数据库系统的核心和基础。

数据模型的要求：

  • 能比较真实地模拟现实世界。
  • 容易为人所理解。
  • 便于在计算机上实现。

两类数据模型：

  • 概念模型

    概念模型也称信息模型，它是按用户的观点来对数据和信息建模，用于数据库设计.

    概念模型的用途:

    • 概念模型用于信息世界的建模。
    • 是现实世界到机器世界的一个中间层次。
    • 是数据库设计的有力工具。

    • 数据库设计人员和用户之间进行交流的语言。

      概念模型的要求：

    • 较强的语义表达能力。

    • 简单、清晰、易于用户理解。

      概念模型的表示：

    • 实体-联系法，该方法使用E-R图来描述现实世界的概念模型，E-R方法也被称为E-R模型

      信息世界的基本概念：

    • 实体（Entity）：客观存在并可相互区别的事物称为实体。

    • 属性（Attribute）：实体所具有的某一特性称为属性。一个实体可以由若干个属性来刻画。例如学生实体可以由学号、姓名、性别、出生年份、系、入学时间等属性组成。（94002268，张山，男，1976，计算机系，1994）这些属性组合起来表征了一个学生。
    • 码（Key）：唯一标识实体的属性集称为码。例如学号是学生实体的码。
    • 域（Domain）：属性的取值范围称为该属性的域。例如，学号的域为8位整数，姓名的域为字符串集合，年龄的域为小于38的整数，性别的域为（男，女）。
    • 实体型（Entity Type） ：具有相同属性的实体必然具有共同的特征和性质。用实体名及其属性名集合来抽象和刻画同类实体，称为实体型。例如，学生（学号，姓名，性别，出生年份，系，入学时间）就是一个实体型。
    • 实体集（Entity Set）：同型实体的集合称为实体集。例如，全体学生就是一个实体集。
    • 联系（Relationship） ：在现实世界中，事物内部以及事物之间是有联系的，这些联系在信息世界中反映为实体（型）内部的联系和实体（型）之间的联系。实体内部的联系通常是指组成实体的各属性之间的联系。实体之间的联系通常是指不同实体集之间的联系。
      • 类型
        • 1:1
        • 1:n
        • m:n

  • 逻辑模型和物理模型

    • 逻辑模型主要包括层次模型、网状模型、关系模型、面向对象数据模型、对象关系数据模型、半结构化数据模型等。按计算机系统的观点对数据建模，用于DBMS实现。
    • 物理模型是对数据最底层的抽象，描述数据在系统内部的表示方式和存取方法，在磁盘或磁带上的存储方式和存取方法。

常见的数据模型：

  • 层次模型（Hierarchical Model）
  • 网状模型（Network Model）
  • 关系模型（Relational Model)）
    • 优点
      • 建立在严格的数学概念的基础上。
      • 概念单一。
      • 关系模型的存取路径对用户透明。
    • 缺点
      • 存取路径对用户透明，查询效率往往不如格式化数据模型。
      • 为提高性能，必须对用户的查询请求进行优化，增加了开发数据库管理系统的难度。
  • 面向对象数据模型（Object Oriented Data Model）
  • 对象关系数据模型（Object Relational Data Model）
  • 半结构化数据模型（Semistruture Data Model）