数据库系统的基本概念

04-数据库设计基础 飞快学 363浏览

考点“数据、数据库、数据库管理系统”为重点识记内容,读者还应该识记数据语言所包括的数据定义语言、数据操纵语言和数据控制语言。考点“数据库系统的发展”为识记内容,读者还应该注意各个阶段的特点。

数据、数据库、数据库管理系统

考点1在笔试考试中,是一个经常考查的内容,在笔试考试中出现的机率为70%,主要是以选择题的形式出现,分值为2分,此考点

数据是数据库中存储的基本对象,描述事物的符号记录。

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,它具有统一的结构形式并存放于统一的存储介质内,是多种应用数据的集成,并可被各个应用程序所共享。

数据库管理系统(DBMS,Database Management System)是一种操纵和管理数据库的大型系统软件,负责数据库中的数据组织、数据操作、数据维护、控制及保护和数据服务等。数据库管理系统是数据系统的核心,主要有如下功能:数据模式定义、数据存取的物理构建、数据操纵、数据的完整性、安全性定义和检查、数据库的并发控制与故障恢复、数据的服务。常见的数据库管理系统有 Oracle、微软SQL Server、IBM的DB2、源代码开放的MySQL等。

为完成数据库管理系统的功能,数据库管理系统提供相应的数据语言:数据定义语言、数据操纵语言、数据控制语言。

数据定义语言:负责数据的模式定义与数据的物理存取构建

数据操纵语言:负责数据的操纵(操作),包括查询与增、删、改等操作

数据控制语言;负责数据完整性、安全性的定义与检查以及并发控制、故障恢复等功能

数据库管理员的主要工作如下:数据库设计、数据库维护、改善系统性能,提高系统效率。

数据库系统的基本特点

(1)数据的高集成性;

(2)数据的高共享性与低冗余性;

(3)数据独立性:数据独立性是数据与程序间的互不依赖性,即数据库中数据独立于应用程序而不依赖于应用程序。

数据独立性一般分为物理独立性与逻辑独立性两级。1)物理独立性:物理独立性即是数据的物理结构(包括存储结构,存取方式等)的改变,如存储设备的更换、物理存储的更换、存取方式改变等都不影响数据库的逻辑结构,从而不致引起应用程序的变化。2)逻辑独立性:数据库总体逻辑结构的改变,如修改数据模式、增加新的数据类型、改变数据间联系等,不需要相应修改应用程序,这就是数据的逻辑独立性。

(4)数据统一管理与控制。主要包含以下三个方面:1)数据的完整性检查:检查数据库中数据的正确性以保证数据的正确。2)数据的安全性保护:检查数据库访问者以防止非法访问。3)并发控制:控制多个应用的并发访问所产生的相互干扰以保证其正确性。

数据库系统的内部结构体系:三级模式和两级映射

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(1)数据库系统的三级模式:

概念模式 数据库系统中全局数据逻辑结构的描述,是全体用户(应用)公共数据视图。

外模式 也称子模式或用户模式,它是用户的数据视图,也就是用户所见到的数据模式,它由概念模式推导而出。

内模式 又称物理模式,它给出了数据库物理存储结构与物理存取方法。内模式的物理性主要体现在操作系统及文件级上,它还未深入到设备级上(如磁盘及磁盘操作)。内模式对一般用户是透明的,但它的设计直接影响数据库的性能。

(2)数据库系统的两级映射:

1)概念模式/内模式的映射:实现了概念模式到内模式之间的相互转换。当数据库的存储结构发生变化时,通过修改相应的概念模式/内模式的映射,使得数据库的逻辑模式不变,其外模式不变,应用程序不用修改,从而保证数据具有很高的物理独立性。

2)外模式/概念模式的映射:实现了外模式到概念模式之间的相互转换。当逻辑模式发生变化时,通过修改相应的外模式/逻辑模式映射,使得用户所使用的那部分外模式不变,从而应用程序不必修改,保证数据具有较高的逻辑独立性。

数据库系统的发展

数据管理技术的发展经历了3个阶段,见下表:

  人工管理阶段 文件系统阶段 数据库系统阶段

应用背景 科学计算 科学计算、管理 大规模管理
硬件背景 无直接存取存储设备 磁盘、磁鼓 大容量磁备盘
软件背景 没有操作系统 有文件系统 有数据库管理系统
处理方式 批处理 联机实时处理、批处理 联机实时处理、分布处理、批处理

数据的管理者 用户(程序员) 文件系统 数据库管理系统
数据面向的对象 某一应用程序 某一应用 现实世界
数据的共享程度 无共享,冗余度极大 共享性差,冗余度大 共享性高,冗余度小
数据的独立性 不独立,完全依赖于程序 独立性差 具有高度的物理独立性和一定的逻辑独立性
数据的结构化 无结构 记录内有结构,整体无结构 整体结构化,用数据模型描述
数据控制能力 应用程序自己控制 应用程序自己控制 由数据库管理系统提供数据安全性、完整性、并发控制和恢复能力