專題一 數據庫系統課程導論

數據庫系統的概述

• 概念區分

• 數據：數據是數據庫存儲的基本對象，描述事物記錄的符號

• 數據庫：數據庫是在計算機內，有組織的/可共享（體現：冗餘度低）的大量數據集合

• 數據庫管理系統：數據庫系統是介於用戶與操作系統之間的一層數據管理軟件

• 數據庫系統：數據庫系統是由數據庫/數據庫管理系統/系統管理員/應用程序組成的存儲/管理/處理/維護的系統

• 數據庫系統的發展歷程

• 發展歷程：人工管理階段 --> 文件系統階段 --> 數據庫系統階段

• 文件系統與數據庫管理系統之間的區別與聯繫：
  -區別：
  ·文件系統：文件爲單位共享/操作系統管理數據/程序&數據有聯繫
  ·數據庫系統：以數據爲基本單位/DBMS管理數據/程序&數據隔離
  -聯繫：均爲數據管理組織技術/數據庫系統是由文件系統演變而來

• 數據庫系統的特點

• 數據結構化

• 數據的共享性高/冗餘度低且易擴充

• 數據獨立性高

• 數據由數據庫管理系統統一管理系統統一管理和控制

數據模型

• 數據模型的定義
  數據模型是對現實世界數據特徵的抽象

• 數據模型組成要素

• 數據結構

• 數據操作

• 完整性約束條件

• 常見的數據模型

• 層次模型：
  
  優點：
  （1）層次模型的數據結構比較簡單清晰
  （2）層次數據庫的查詢效率高
  （3）層次數據模型提供了良好的完整性支持
  缺點：
  （1）結點之間的多對多關係表示不自然
  （2) 插入/刪除操作的限制較多

• 網狀模型：
  
  優點：
  （1）能夠更爲直接地描述現實世界（允許了一對多的現象）
  （2) 存儲效率高
  缺點：
  結構較爲複雜（搜索時，需要查找最短路徑，增大程序員的工作量）

• 關係模型：
  
  優點：
  （1）建立在嚴格的數學概念的基礎之上
  （2）數據結構簡單，清晰
  （3) 數據的存取路徑清晰

缺點：
查找效率低

歸納起來爲以下表格：

數據庫系統的結構

• 數據庫系統的三級模式結構

• 模式：又稱邏輯模式，是數據庫中全體數據的邏輯結構和特徵的描述

• 外模式：又稱用戶模式，是數據庫用戶能夠看見和使用的局部數據的邏輯結構和特徵的描述

• 內模式：又稱存儲模式，是數據物理結構和存儲方式的描述，是數據在數據庫內部的組織方式

• 數據庫的二級映像功能與數據獨立性

• 外模式/（邏輯）模式映像：外模式其實是邏輯模式的一個子集，通過修改全集，再重新劃分到對應的數據庫用戶中，起到整體影響局部的作用，即：邏輯獨立性

• 模式/內模式映像：（邏輯模式）與內模式實際上是一對一的關係，在《數據結構》這一門課程中根據數據之間的邏輯關係，使用相應的數據結構建模，不同的數據結構在硬件存儲方式是不同的，通過改變數據在硬件的存儲結構必然會改變數據的邏輯關係，即：物理獨立性