• 00 数据库基础概念


    00 数据库基础概念

    数据库 数据库系统 数据库管理系

    数据库

    数据库(概念)是电子化信息的集合,将信息规范化并使之电子化,形成电子信息“库”,以便利用计算机对这些信息进行快速有效的存储、检索、统计与管理。数据库起源于规范化**“表(Table)”**的处理。

    Table:以按行按列形式组织及展现的数据。Table中描述了一批相互有关联关系的数据。

    对表的抽象:理解-区分-命名-表达。

    表的内容:表名(标题)、表标题(格式)、表内容(值)、行(元组/记录)、列(字段/属性/数据项)。

    表名+表标题=关系模式,表明+表标题+表内容=表/关系

    以上面的内容论述,数据库(Database)是指相互之间有关联关系的Table的集合。

    数据库系统(工作环境)

    数据库系统包含以下5个要素:

    数据库(DB):数据的集合。

    数据库管理系统(DBMS):管理数据库的一种系统软件。

    数据库应用(DBAP):为某一类用户开发的特定应用程序。

    数据库管理员(DBA):创建、维护数据库系统。

    计算机基本系统

    数据库管理系统

    (1)用户角度:

    定义数据库中Table的名称、标题(内含的属性名称及对该属性的值的要求)等,具体体现在一下几个方面:

    • DBMS提供一套**数据定义语言(DDL)**给用户
    • 用户使用DDL描述其所要建立表的格式
    • DBMS依照用户的定义,创建数据库以及其中的Table

    操作数据库:向数据库中的Table中增加/删除/更新数据及对数据进行查询、检索、统计等,如下:

    • DBMS提供一套**数据操作语言(DML)**给用户
    • 用户使用DML描述其所要进行的增、删、改、查等操作
    • DBMS依照用户的操作描述,实际执行这些操作

    控制数据库:控制数据库中数据的使用——那些用户可以使用,那些不可以,如下:

    • DBMS提供一套**数据控制语言(DCL)**给用户
    • 用户使用DCL描述其对数据库所要实施的控制
    • DBMS依照用户描述,实际进行控制

    数据库维护:转储/恢复/重组/性能监测/分析…,数据库维护的实用程序一般由数据库管理员来使用和掌握的

    • DBMS提供一系列程序(实际程序/例行程序)给用户
    • 在这些程序中提供了对数据库维护的各种功能
    • 用户使用这些程序进行各种数据库维护操作

    数据库语言:使用者通过数据库语言利用DBMS操作数据库

    SQL语言:结构化的数据库语言

    ​ (1)数据库定义语言(DDL):DBMS提供,以便用户定义数据格式。

    ​ (2)数据库操纵语言(DML):DBMS提供,以便用户对数据进行操作。

    ​ (3)数据库控制语言(DCL):DBMS提供,以便用户定对数据进行控制。

    数据库各种操作的执行:DBMS按用户的要求进行定义、操纵、控制和维护

    (2)系统角度:

    “形式 => 构造 => 自动化”——数据库管理系统的实现。

    • 数据操纵语言 => 查询(广义)编译器 => 数据查询执行引擎 <=> 逻辑存储和物理存储 <=> 存储
    • 数据定义语言 => DDL编译器 => 数据定义执行引擎 <=> 逻辑存储和物理存储 <=> 存储

    数据库管理系统(系统软件):DBMS为完成DB管理,在后台运行一系列程序,大致分为以下几类:编译与执行控制、查询优化实现、存储与索引、事务处理和各种控制程序。

    • 语言编译器:将数据库语言书写内容,翻译成DBMS可执行的命令。
    • 查询优化(执行引擎)与查询实现(基本命令的不同执行算法):提高数据库检索速度的手段;例如观察与数据存取各个阶段的优化程序。
    • 数据存取与索引:提供数据在磁盘磁带等上的搞笑存取手段。如:存储控制器、缓冲区管理器、索引/文件和记录管理器等。
    • 通信控制:提供网络环境下数据库操作与数据传输手段。
    • 事务管理:提供高可靠性并避免并发操作错误的手段。
    • 故障恢复:使数据库自动恢复到故障发生前张却状态的手段,例如提供了备份、运行日志操控等实用程序。
    • 安全性控制:提供合法性检验,避免非授权非法用户访问数据库的手段。
    • 完整性控制:提供数据及数据操作正确性检查的手段。
    • 数据字典管理:管理用户已经定义的信息。
    • 应用程序接口(API)、数据库数据装载、重组等实用程序、数据库性能分析。。。

    数据库系统的抽象

    数据模型

    区分:数据模型、模式、数据。

    • 数据模型(模式:描述数据结构;模式的结构:描述数据结构的结构)

    规定模式统一描述方式的模型,包括:数据结构、操作和约束。数据模型是对模式本身结构的抽象,模式是对数据本身节后形式的抽象。

    比如:关系模型:所有模式都可以抽象为表(Table)的形式[数据结构],而且每一个具体的模式都是拥有不同列名的具体的表。对这种形式的数据有哪些**[操作][约束]**。

    三大经典数据模型

    • 关系模型:【表】的组织形式。
    • 层次模型:【树】的组织形式。
    • 网状模型:【图】的组织形式。
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