数据库（DB）

长期存储在计算机内、有组织、可共享的大量数据的集合。数据库中的数据按照一定的数据模型组织、描述和存储，具有娇小的冗余度、交稿的数据独立性和易扩展性，并可为各种用户共享。

数据库管理系统（DBMS）

位于用户和操作系统间的数据管理系统的一层数据管理软件。

  • 用途：科学地组织和存储数据，高效地获取和维护数据。包括数据定义功能，数据组织、存储和管理，数据操纵功能，数据库的事物管理和运行管理，数据库的建立和维护功能，其他功能。

数据库系统（DBS）

在计算机系统中引入数据库后的系统，一般由数据库。数据库管理系统（及其开发工具）、应用系统、数据库管理员构成。目的：存储信息并支持用户检索和更新所需的信息。

数据库系统的特点

数据结构化；数据的共享性高，冗余度低，易扩充；数据独立性高；数据由DBMS统一管理和控制。

概念模型

  • 实体:客观存在并可相互区别的事物称为实体。
  • 属性:实体所具有的某一特性称为属性
  • 码:唯一标识实体的属性集称为码
  • 域:是一组具有相同数据类型的值的集合
  • 实体型:具有相同属性的实体必然具有的共同的特征和性质
  • 实体集:同一类型实体的集合称为实体集

联系

  • 两个实体型之间的联系:
    一对一联系；一对多联系；多对多联系

关系模型

关系，元组，属性，码，域，分量，关系模式

关系数据模型的操纵与完整性约束

关系数据模型的操作主要包括查询，插入，删除和更新数据。
这些操作必须满足关系完整性约束条件。关系的完整性约束条件包括三大类：实体完整性，参照完整性和用户定义的完整性。

数据库系统三级模式结构

模式

（逻辑模式）数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述，是所有用户的公共数据视图。一个数据库只有一个模式。

  • 模式的地位：是数据库系统模式结构的中间层，与数据的物理存储细节和硬件环境无关，与具体的应用程序、开发工具及高级程序设计语言无关。
    模式定义的内容：数据的逻辑结构（数据项的名字、类型、取值范围等），数据之间的联系，数据有关的安全性、完整性要求

外模式

（子模式/用户模式）数据库用户（包括应用程序员和最终用户）能够看见和使用的局部数据库和逻辑结构和特征的描述，是数据库用户的数据视图，是与某一应用有关的系统的逻辑表示。一个数据库可以有多个外模式。

  • 外模式的地位：介于模式与应用之间
  • 模式与外模式的关系：一对多。外模式通常是模式的子集。一个数据库可以有多个外模式。反映了不同的用户的应用需求、看待数据的方式、对数据保密的要求。对模式中同一数据，在外模式中的结构、类型、长度、保密级别等都可以不同。
  • 外模式与应用的关系：一对多。同一外模式也可以为某一用户的多个应用系统所使用但一个应用程序只能使用一个外模式

内模式

存储模式或内视图）是数据物理结构和存储方式的描述，是数据在数据库内部实际存储的表示方式：

  • 记录的存储方式（顺序，B树，hash方法存储），索引的组织方式，数据是否压缩存储，数据是否加密。
  • 数据存储记录结构的规定，一个数据库只有一个内模式
  • 三级模式的优点：
    （1）保证数据的独立性（内模式与模式分开物理独立；外模式与模式分开逻辑独立）
    （2）简化用户窗口
    （3）有利于数据共享
    （4）利于数据的安全保密
    （5）数据存储由DBMS管理（用户不用考虑存取路径等细节）

二级映像功能：

外模式模式映像（应用可扩充性）

定义外模式（局部逻辑结构）与模式（全局逻辑结构）之间的对应关系，映象定义通常包含在各自外模式的描述中，每一个外模式，数据库系统都有一个外模式/模式映象。

  • 用途：保证数据的逻辑独立性
    当模式改变时，数据库管理员修改有关的外模式/模式映象，使外模式保持不变应用程序是依据数据的外模式编写的，从而应用程序不必修改，保证了数据与程序的逻辑独立性，简称数据的逻辑独立性。

模式/内模式映像（空间利用率，存取效率）

模式/内模式映像是唯一的，它定义了数据全局逻辑结构与存储结构之间的对应关。数据库中模式/内模式映象是唯一的。该映象定义通常包含在模式描述中。

  • 用途：保证数据的物理独立性
    当数据库的存储结构改变了（例如选用了另一种存储结构），数据库管理员修改模式/内模式映象，使模式保持不变。应用程序不受影响。保证了数据与程序的物理独立性，简称数据的物理独立性。
  • 优点：
  1. 保证了数据库外模式的稳定性。
  2. 从底层保证了应用程序的稳定性，除非应用需求本身发生变化，否则应用程序一般不需要修改。
  3. 数据与程序之间的独立性，使得数据的定义和描述可以从应用程序中分离出去。

什么叫数据与程序的物理独立性？什么叫数据与程序的逻辑独立性？为什么数据库系统具有数据与程序的独立性？

  1. 数据与程序的逻辑独立性：当模式改变时，数据库管理员修改有关的外模式/模式映象，使外模式保持不变。从而应用程序不必修改，保证了数据与程序的逻辑独立性，简称数据的逻辑独立性。
  2. 数据与程序的物理独立性：当数据库的存储结构改变了（例如选用了另一种存储结构），数据库管理员修改模式/内模式映象，使模式保持不变。应用程序不受影响。保证了数据与程序的物理独立性，简称数据的物理独立数据库管理系统在三级模式之间错提供的二层影响保证了数据系统中的数据具有较高的逻辑独立性和物理独立性。

数据库系统的组成

硬件平台及数据库，软件，人员