第一章：绪论

• 数据、数据库、数据管理系统、数据库系统的概念。

  数据（data）
  描述事物的符号记录成为数据。数据的含义称为数据的语义，数据与其语义是不可分割的。
  数据库（DataBase DB）
  顾名思义，是存放数据的仓库。只不过这个仓库是在计算机存储设备上，而且数据是按一定的格式存放。
  数据库：长期存储在计算机内、有组织的、可共享的大量数据的集合。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（redundant）、较高的数据独立性（data independency）和易扩展性（scalability）,并可为各种用户共享。即数据库具有永久存储、有组织和可共享三个基本特点。
  数据管理系统（DataBase Management System DBMS）
  数据库管理系统是位于用户与管理系统之间的一层数据管理软件。主要功能有：
  1.数据定义功能。数据库管理系统提供数据定义语言（Data Definition Language DDL），用户通过它可以方便地对数据库中的数据对象的组成和结构进行定义。
  2.数据组织、存储和管理。数据库管理系统要分类组织、存储和管理各种数据，包括数据字典、用户数据、数据的存储路径等。
  3.数据操纵功能。数据库管理系统提供数据操纵语言（Data Manipulation Language DML），用户可以使用它操纵数据，实现对数据的基本操作（CUDR）。
  4.数据库的事务管理和运行管理。数据库在建立、运用和维护是由数据库管理系统统一管理和控制，以保证数据的正确运行，保证数据的安全性、完整性、多用户对数据的并发使用以及发生故障后的系统恢复。
  5.数据库的建立和维护功能。数据库的建立和维护功能包括初始数据的输入。转换功能，数据库的转存，恢复功能，数据库的从组织功能和性能监视、分析功能等。
  6.其他功能。其他功能包括数据库管理系统与网络中其他软件系统的通信功能，一个数据库管理系统与另一个数据库管理系统或文件系统的数据转化功能，异构数据库之间的互访和数据操作功能等。

• 使用数据库系统有什么好处？

  在计算机硬件、软件发展的基础是。数据管理技术经历了人工管理、文件系统、数据库系统三个阶段。
  人工管理阶段：1）数据不保存；2）应用程序管理数据；3）数据不共享；4）数据不具有独立性。
  文件系统阶段：1）数据共享性差，冗余度大；2）数据独立性差。
  数据库系统：1）数据可以长期保存；2）数据的共享性高，数据的冗余度低；3）数据的独立性高。

• 数据库系统的特点

  1）数据结构化。数据库系统实现整体数据的结构化。这是数据库打的主要特征之一。也是数据库系统与文件系统的本质区别。所谓的“整体”结构化是指数据库中的数据不再仅仅针对某一个应用，而是面向整个组织或企业；不仅数据内部是结构化的，而且整体是结构化的，数据之间是有联系的。
  在数据库系统中，记录的结构与记录之间的联系由数据库管理系统维护，从而减轻了程序员的工作量，提高了工作效率。在数据库系统中，不仅数据是整体结构化的，而且存储数据的方式也很灵活，可以存储数据库中某一个或某一组数据项、一个记录或一组记录；而在文件系统中，数据的存储单位是记录；粒度不能细到数据项。
  2）数据的共享性高、冗余度低且易扩充。数据共享可以大大减少数据冗余，节约存储空间。数据共享还能够避免数据的不相容性和不一致性。
  3）数据的独立性高。数据独立性是借助数据库管理数据的一个显著优点，它已成为数据库领域中一个常用的术语和重要概念，包括数据的物理独立性和逻辑独立性。
  物理独立性：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。也就是说，数据在数据库中怎样存储是由数据库管理系统管理的，用户程序不需要了解，应用程序要处理的只是数据的逻辑结构，这样当数据的物理存储改变时应用程序不用改变。
  逻辑独立性：用户的应用程序与数据库的逻辑结构是相对独立的。也就是说。数据的逻辑结构改变时用户程序也可以不用改变。
  4） 数据由数据库管理系统统一管理和控制。数据库的共享将会带来数据库的安全隐患，而数据库的共享是并发的共享，即多个用户可以同时存储数据库中的数据，甚至可以同时存储数据库中的同一个数据，这又会带来不同用户相互干扰的隐患。另外，数据库中数据的正确与一致也必须得到保障。为此，数据库管理系统必须提供以下几方面的数据控制功能：1.数据的安全性（security）保护，数据的安全性是指数据以防不合法使用造成的数据泄密和破坏；2.数据的完整性（integrity）检查，数据的完整性是指数据的正确性、有效性和相容性；3.并发（concurrency）控制，当多个用户的并发进程同时存取、修改数据库时，可能会发生相互干扰而得到错误打的结果或使得数据库的完整性遭到破坏，因此必须对用户的并发操作加以控制和协调。4.数据库恢复（recovery）
  综上所述，数据库时长期存储在计算机内有组织、大量、共享的数据集合。它可以供各种用户共享，具有最小的冗余度和较高的数据独立性。数据库管理系统是数据库建立、运用和维护时对数据进行统一控制，以保证数据的完整性和安全性，并在多用户同时使用数据库时进行并发控制，在发生故障后对数据库进行恢复。
  数据库系统的出现使信息系统从以加工数据的程序为为中心转向围绕共享的数据库为中心得新阶段。

• 数据库管理系统的主要功能有哪些？

  1）数据定义功能（DDL）；
  2）数据组织、存储和管理；
  3）数据的操纵功能（DML）；
  4）数据库的事务管理和运行管理；
  5）数据库的建立和维护功能；
  6）其他功能：其他功能包括数据库管理系统与网络中其他软件系统的通信功能，一个数据库管理系统与另一个数据库管理系统或文件系统的数据转化功能，异构数据库之间的互访和数据操作功能等。

• 概念模型

  概念模型实际上是现实世界到机器世界的一个中间层次。概念模型用于信息世界的建模，是显示世界到信息世界的第一层抽象，是数据库设计人员进行数据库设计的有力工具，也是数据库设计人员和用户之间进行交流的语言，因此概念模型一方面一方面应该具有较强的语义表达能力，能够方便、直接的表达应用中的各种语义知识，另一方面还应该简单、清晰、易于用户理解。
  概念模型相关术语：
  1）实体（entity）客观存在并可以相互识别的事物；
  2）属性（attribute）实体所具有的某一特性；
  3）码（key），唯一标识实体的属性集；
  4）实体型（entity type）。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；
  5）实体集（entity set）。同一类型实体的集合；
  6）联系（relationship）。一对一，一对多，多对多等。

• 数据模型的概念、数据模型的作用和数据模型的三个要素。

  数据模型：是对现实世界数据特征的抽象。
  数据模型是用来描述数据、组织数据和对数据进行操作的。数据模型就是现实世界的模拟。数据模型是数据库系统的核心和基础。
  数据模型的三要素：
  数据结构：描述数据库的组成对象以及对象之间的联系。
  数据操作：对数据库中各种对象的实例允许执行的操作的集合，包括操作及有关的操作规则。

• 层次模型

  数据库中满足下面两个条件的基本层次联系的集合为层次模型：1）有且只有一个结点没有双亲节点。2）根以外的其他结点有且只有一个双亲节点。
  优点：1）层次模型的数据结构比较简单清晰；2）层次数据库的查询效率高；3）层次模型提供了良好的完整性约束。
  缺点：1）现实世界中许多联系是非层次性的，如结点之间具有多对多联系，不适合用层次模型表示；2）如果一个结点具有多个双亲节点等，用层次模型表示这类联系就很笨拙，只能通过一如冗余数据或创建非自然的数据结构来解决；3）查询子女结点必须通过双亲节点；4）由于结构严密，层次命令趋于程序化。

• 网状模型

  在数据库中，把满足以下两个条件的基本层次联系集合称为网状模型：1）允许一个以上的结点无双亲。2）一个结点可以有多于一个的双亲。
  优点：1）能够更为直接地描述现实世界；2）具有良好的性能，存取效率高；
  缺点：1）结构比较复杂，而且随着应用环境的扩大，数据库的结构就变得越来越复杂，不利于最终的用户掌握；网状模型的DDL、DML复杂，并且要嵌入某一种高级语言中。用户不易掌握，不容易使用；3）由于记录之间的联系是通过存储路径实现的，应用程序在访问数据时必须选择适当的存取路径，因此用户必须了解系统结构的细节，加重了编写应用程序的负担。

• 关系模型

  定义：
  术语：
  关系：一个关系对应通常说的一张表。
  元组：表中的一行即为一个元组；
  属性：表中的一列即为一个
  码：表中的一个属性， 可以唯一确定一个元组；
  域：一组具有相同数据类型的集合（范围）；
  分量：元组中一个属性的值。
  关系模式：对关系的描述。关系名（属性1，属性2，……，属性n）。关系模式要求关系必须是规范化的，关系的每一个分量必须是一个不可分的数据项。
  特点：
  1）关系模型与格式化模型不同，它是建立在严格的数学概念的基础上的；
  2）关系模型的概念单一。操作对象和操作结果的是关系；关系模型把存取路径向用户隐藏起来，用户只要指出“干什么”或“找什么”，不必详细说明“怎么干”或“怎么找”，从而大大提高了数据的独立性，提高了用户生产率；
  3）关系模型的存取路径对用户隐蔽，从而具有更高的数据独立性、更好的安全保密性，也简化了程序员的工作和数据库开发建立工作。

• 数据库系统的三级模式结构

  1）模式：模式也称逻辑模式，是数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述，是所有的公共数据视图；
  2）外模式：外模式也称子模式或用户模式，它是数据库用户能够看见和使用的局部数据逻辑结构和特征描述，是数据库用户的数据视图，是某一应用有关的数据的逻辑表示。
  3）内模式：内模式也称为存储模式，一个数据库只有一个内模式。它是数据物理结构和存储方式的描述，是数据在数据库内部的组织方式。

• 数据库的二级映像功能和数据的独立性

  外模式/模式映像
  模式/内模式映像
  当模式改变时，由数据库管理员对各个外模式/模式的映像做相应改变，可以使外模式保持不变。应用程序是一句数据的外模式编写的，从而应用程序不必修改，保证数据与程序的逻辑独立性，简称数据的逻辑独立性。
  当数据库的存储结构改变时，由数据库管理员对模式/内模式的映像做相应改变，可以使模式保持不变，从而应用程序也不用改变。保证了数据与程序的独立性，简称数据的独立性。

• 数据库系统的组成：
  1）硬件平台及数据库；
  2）软件；
  3）人员。