DBMS笔记 01 数据库基本概念

第一章 数据库基本概念

1. 基本术语

• 数据（Data）：对客观事物的符号表示。
• 数据库（DB）：长期存储、有组织、可共享的数据集合。
• 数据库管理系统（DBMS）：管理数据库的软件，用来定义、操纵、控制和维护数据库。
• 数据库系统（DBS）：由数据库、DBMS、应用程序和数据库管理员（DBA）组成的系统。
• 数据库管理员（DBA）：负责数据库管理与维护的专门人员。

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2. DBMS 的主要功能

• 数据定义功能：提供数据定义语言（DDL），定义数据库结构。
• 数据组织、存储和管理：实现数据的存储、组织与索引。
• 数据操纵功能：提供数据操纵语言（DML），支持查询、更新等操作。
• 数据库的事务管理与运行管理：保证事务正确性与并发控制。
• 数据库的建立和维护功能：包括转储、恢复、安全性、完整性。
• 其他功能：如多用户共享、数据通信、跨系统数据转换等。

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3. 数据模型（Data Model）

核心：数据库系统的核心和基础。

• 概念模型：信息世界的建模（如 E-R 图）。
• 逻辑模型：面向计算机系统实现（如层次模型、网状模型、关系模型）。
• 物理模型：面向数据存储方式。

概念模型是抽象层面，逻辑模型是实现层面。

数据模型三要素

• 数据结构：描述数据对象及对象之间联系（实体、属性、关系等）。
• 数据操作：对数据结构允许进行的操作集合。
• 完整性约束：保证数据正确性、相容性。

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4. E-R 模型（Entity-Relationship Model）

• 实体（Entity）：客观存在并可区分的对象。
• 属性（Attribute）：实体的某一特征。
• 码（Key）：能唯一标识实体的属性。
• 域（Domain）：属性的取值范围。
• 实体型（Entity Type）：具有相同属性的实体集合。
• 实体集（Entity Set）：某一类实体的集合。
• 联系（Relationship）：实体之间的关联（如一对一、一对多、多对多）。

图形表示：

• 实体：矩形
• 属性：椭圆
• 联系：菱形
• 线条：表示联系与对应基数（1:1、1:n、m:n）

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5. 常见数据模型类型

1. 层次模型：数据以树形结构组织（如 IMS）。
2. 网状模型：数据以图形结构组织（如 CODASYL DBTG）。
3. 关系模型：数据以二维表格表示（最常见）。
4. 面向对象数据模型：结合对象和数据库。

优点对比：

• 层次、网状：效率高，但复杂。
• 关系模型：结构简单、用户易用，是最流行的数据模型。

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6. 数据库系统结构

ANSI/SPARC 三层模式结构：

• 外模式：用户视图。
• 模式（概念模式）：全局逻辑结构。
• 内模式：物理存储结构。

两级映像：

• 外模式/模式映像：保证用户视图与全局逻辑结构的独立性。

• 模式/内模式映像：保证逻辑结构与物理存储的独立性。

• 数据独立性分为两种：
  • 逻辑独立性（外模式与模式独立）
  • 物理独立性（模式与内模式独立）