1、基本概念

學號	姓名	性別	出生年月	籍貫
220101	張三	男	2003	江蘇
220102	李四	男	2003	山東
220103	王五	女	2003	河北
220104	趙六	女	2003	天津
220105	張四	男	2003	北京
220106	李五	女	2003	江蘇
220107	王六	女	2003	山東
220108	張七	男	2003	河北
220109	張九	男	2003	天津
220110	李十	女	2003	北京

1.1數據（Data）

以上面的表格為例，數字：98110101；字符：張三 、男。

• 是數據庫中存儲的基本對象
• 是客體在計算機中的表示
• 定義為描述事物的符號記錄

數據的種類包括：數字、文字、圖形、圖象、音頻、視頻、記錄情況等

1.2數據庫（Database,簡稱DB）

1.2.1定義

長期儲存在計算機內、有組織的、 可共享的大量數據集合

1.2.2數據庫的基本特征

• 數據按一定的數據模型組織、描述和儲存
• 供各種用戶共享、冗余度較小、易擴展
• 較高的數據獨立性

1.2.3建立數據庫的目的

• 收集并抽取一個應用所需要的大量數據，進行保存
• 供進一步加工處理、抽取有用信息
• 轉換為有價值的知識

1.3數據庫管理系統（DBMS）

是位于用戶與操作系統之間的一層數據管理軟件

1.3.1DBMS主要功能

• 數據組織：數據模式定義
• 數據操縱: 物理存取、轉換、統計等
• 數據庫運行管理與維護
• 數據庫的控制和保護與故障恢復
• 數據交換
• 數據服務：提供各種功能函數
• 數據字典

1.3.2數據庫管理員（DBA）

管理數據庫規劃、設計、維護和監控的人

1.4數據庫系統（DBS）

1.4.1

• ?是由數據庫及其管理軟件組成的系統
• 是存儲介質、處理對象和管理系統的集合體

1.4.2DBS組成

• 數據庫
• 軟件（數據庫管理系統等）
• 硬件
• 人員（DBA等）

簡單可以看出DBS是包含DB和DBMS的

數據庫系統若更細的劃分還可包括：數據庫 、?數據庫管理系統 ?、數據庫管理員 ?、業務應用系統 、硬件平臺（計算機和網絡）、軟件平臺（數據庫開發工具、中間件、操作系統）

2、數據模型

2.1定義

是對現實世界數據特征的抽象，用來描述數據、組織數據和對數據進行操作。

舉個例子：計算機不能直接處理現實世界中的具體事物，所以人們必須把具體事物轉化成計算機能夠處理的數據，也就是首先要數字化，把現實世界中具體的人、物、活動等用數據模型這個工具來抽象、表示和處理。通俗來講，數據模型就是現實世界的模擬。

數據模型是數據庫系統的核心和基礎

2.2數據模型組成三要素

• 數據結構 ：是所描述對象類型的集合 。與數據類型、內容、性質有關的對象 。與數據之間聯系有關的對象（靜態特征）
• 數據操作 ：檢索、更新（包括插入、刪除、修改）（動態特征）
• 數據的完整性約束條件 ：一組完整性規則的集合（完整性約束條件）

2.3概念模型

從用戶的觀點對數據進行建模 將現實世界抽象為信息世界

2.3.2信息世界中的基本概念

• 實體（Entity） （如，一個學生
• 屬性（Attribute） （學生 的 學號、姓名、年齡專業）
• 碼（Key） （ 學號 ）
• 實體型（Entity Type） （ 由實體名及屬性名構成）
• 實體集（Entity Set） （全部學生集合）
• 聯系（Relationship） （有 1:1、1:n 、 m:n）

2.3.3概念模型實例

實體-聯系模型（E-R模型）

2.4邏輯模型

• 層次模型（Hierarchical Model） ?數據結構：樹
• 網狀模型(Network Model ) ?數據結構：圖
• 關系模型(Relational Model) ?數據結構：表
• 面向對象模型(Object Oriented Model） ?數據結構：對象

3、三級模式結構

3.1模式

模式是所有用戶的公共數據視圖

比如最上面的表格，學號、姓名、性別等共有部分是模式

• 是數據庫全體數據的邏輯結構（數據項的名字、類型、取值范圍等）和 特征的描述
• 僅僅涉及數據“型”(type)的描述，不涉及具體的“值”(value)
• 模式是數據的結構描述，以及數據有關的安全性、完整性要求

3.1數據模型與模式的關系

點擊查看

3.2三級模式定義

• 外模式(External Schema)：某一用戶能夠看到和處理的數據的結構描述
  • 數據庫用戶（包括應用程序員和最終用戶）使用的局部數據的邏輯結構 和特征的描述
  • 數據庫用戶的數據視圖，是與某一應用有關的數據的邏輯表示
  • 外模式的地位：介于模式與應用之間
  • 模式與外模式的關系：一對多
  • 外模式與應用的關系：一對多
• 模式(概念模式, Conceptual Schema)：從全局角度理解/管理的數據的結構描述（全局角度、關聯約束、結構描述、本質聯系）
  • 一個數據庫只有一個模式
  • 模式的地位：是數據庫系統模式結構的中間層
• 內模式(Internal Schema)：存儲在介質上的數據的結構描述，如存儲路徑、方式等
  • 是數據物理結構和存儲方式的描述
  • 含有存儲路徑、存儲方式、索引方式等
  • 是數據在數據庫內部的表示方式
  • 一個數據庫只有一個內模式

3.3兩級映像

• E-C映像(External-Conceptual Mapping)[外模式/模式映像]：便于用戶觀察和使用 將外模式映射為概念模式，從而支持實現數據概念視圖向外部視圖的轉換
• C-I映像(Conceptual-Internal Mapping)[模式/內模式映象]：便于計算機存儲和處理 將概念模式映射為內模式，從而支持實現數據概念視圖向內部視圖的轉換

3.4數據獨立性

3.4.1外模式／模式映象（邏輯獨立性）

當模式改變時，數據庫管理員修改有關的外模式／模式映象，使外模式 保持不變。應用程序是依據數據的外模式編寫的，從而應用程序不必修改，保證了 數據與程序的邏輯獨立性，簡稱數據的邏輯獨立性。

3.4.2模式／內模式映象（物理獨立性）

當數據庫的存儲結構改變了（例如選用了另一種存儲結構），數據庫管 理員修改模式／內模式映象，使模式保持不變。應用程序不受影響。保證了數據與程序的物理獨立性，簡稱數據的物理 獨立性。