數據庫基本概念總結


今天開始要學習Mysql數據庫相關知識,為以后用Mysql數據庫做開發做准備,首先總結回憶一下數據庫基本知識概念。

數據:描述事物的符號記錄,可以使數字,也可以是文字、圖形、圖像、聲音、語言等,數據有多種形式,它們都可以經過數字化后存入計算機。數據的含義稱為數據的語義,數據與語義是不可分的。

數據庫:存儲數據的倉庫,是長期存放在計算機內、有組織、可共享的大量數據的集合。數據庫中的數據按照一定數據模型組織、描述和存儲,具有較小的冗余度,較高的獨立性和易擴展性,並為各種用戶共享,即數據庫有永久存儲、有知識和可共享三個基本特點。

數據庫管理系統(DBMS):是位於用戶與操作系統之間的一層數據管理軟件。它的主用功能包括:

  1. 數據定義功能:提供數據定義語言(DDL),讓用戶方便地對數據庫中數據對象進行定義。
  2. 數據組組織、存儲和管理:要提高存儲空間利用率和存儲效率。
  3. 數據操縱功能:提供數據操縱語言(DML),實現對數據庫基本操作,如增刪改查等。
  4. 數據庫的建立和維護功能:統一管理控制,以保證安全、完整、多用戶並發使用。
  5. 其它功能:與網絡中其它軟件系統通信功能,異構數據庫之間的互訪和互操作功能。

數據庫系統:指在計算機系統中引入數據庫后的系統,一般有數據庫、數據庫管理系統、應用系統、數據庫管理員(DBA)構成,常簡稱數據庫。

數據管理技術是應數據管理任務需要而產生的。數據管理是指對數據進行分類、組織、編碼、存儲、檢索和維護,是數據處理的中心問題。而數據處理時指對各種數據進行收集、存儲、加工和傳播的一系列活動的總和。數據管理經歷了人工管理、文件系統、數據庫系統3個階段。

數據庫系統的特點:

  1. 數據結構化:實現整體數據的結構化,也是數據庫系統與文件系統的本質區別。數據庫中數據不再僅僅針對某一個應用,而是面向全組織,不僅內部是結構化的,而且整體是結構化的。在文件系統中,文件內部有某些結構,但文件間沒有聯系,而關系數據庫中,關系表之間的聯系可用參照完整性來表達。
  2. 數據共享性高,冗余度低,易擴充。
  3. 數據獨立性高:包括數據的物理獨立性和邏輯獨立性。物理獨立性指用戶的應用程序跟存儲在磁盤上的數據庫中數據是相互獨立的,數據庫中數據存取是由DBMS管理的。數據獨立性是由DBMS的二級映像功能來保證的。
  4. 數據由DMBS統一管理和控制。

數據模型:是對現實世界數據特征的抽象,是對現實世界的模擬,是數據庫系統的核心和基礎。數據模型應滿足三方面需求:1.真是模擬現實世界;2.容易為人理解;3.便於在計算機上實現。數據模型按應用目的分為兩類:

第一類是概念模型:按用戶觀點對數據和信息建模,主要用於數據庫設計,也稱信息模型。

第二類是邏輯模型和物理模型:邏輯模型是按計算機觀點對數據建模,主要包括層次模型、網絡模型、關系模型、面向對象模型、對象關系模型;物理模型是對數據最底層的抽象,它描述數據在系統內部的表示方式和存取方法。

數據模型通常由數據結構、數據操作和完整性約束三部分組成,是嚴格定義的一組概念的集合,精確的描述了系統的靜態特寫、動態特性和完整性約束條件。

概念模型用於信息世界的建模,是現實世界到信息世界的第一層抽象,是數據庫設計人員進行數據庫設計的有力的工具,也是設計人員與用戶之間進行交流的語言。信息世界涉及的概念主要有:

  1. 實體(Entity):客觀存在並可相互區別的事物成為實體。可以是人、事、物,也可以是抽象的概念和聯系。
  2. 屬性(Attribute):實體所具有的某一特性。一個實體可以又若干個屬性來刻畫。
  3. 碼(Key):唯一標識實體的屬性集。
  4. 域(Domain):域是一組具有相同數據類型的值的集合。屬性的取值范圍來自某個域。
  5. 實體型(Entity Type):具有相同屬性的實體必然具有共同的特征和性質。用實體名和屬性名集合來抽象和刻畫同類實體,稱為實體型。
  6. 實體集(Entity Set):同一類型實體的集合。
  7. 聯系(Relationship):實體內部和實體之間的聯系。實體之間的聯系有一對一,一對多、多對多三種。

概念模型的一種表示方法:實體-聯系方法,E-R圖:提供了表示實體型、屬性和聯系的方法:實體型:用矩形表示,矩形框內寫實體名;屬性:用橢圓表示,並用無向邊將其與對應的實體型連接起來;聯系:用菱形表示,框內寫明聯系名,並用 無向邊與有關實體型連接起來,同時在無向邊上標上聯系的類型(1:1,1:n,m:n)。聯系也可以有屬性。

數據庫的三級模式

1、模式

  模式又稱概念模式或邏輯模式,對應於概念級。它是由數據庫設計者綜合所有用戶的數據,按照統一的觀點構造的全局邏輯結構,是對數據庫中全部數據的邏輯結構和特征的總體描述,是所有用戶的公共數據視圖(全局視圖)。它是由數據庫管理系統提供的數據模式描述語言(Data Description Language,DDL)來描述、定義的,體現、反映了數據庫系統的整體觀。

2、外模式

  外模式又稱子模式或用戶模式,對應於用戶級。它是某個或某幾個用戶所看到的數據庫的數據視圖,是與某一應用有關的數據的邏輯表示。外模式是從模式導出的一個子集,包含模式中允許特定用戶使用的那部分數據。用戶可以通過外模式描述語言來描述、定義對應於用戶的數據記錄(外模式),也可以利用數據操縱語言(Data Manipulation Language,DML)對這些數據記錄進行。外模式反映了數據庫的用戶觀。

3、內模式

  內模式又稱存儲模式,對應於物理級,它是數據庫中全體數據的內部表示或底層描述,是數據庫最低一級的邏輯描述,它描述了數據在存儲介質上的存儲方式和物理結構,對應着實際存儲在外存儲介質上的數據庫。內模式由內模式描述語言來描述、定義,它是數據庫的存儲觀。

  在一個數據庫系統中,只有唯一的數據庫, 因而作為定義 、描述數據庫存儲結構的內模式和定義、描述數據庫邏輯結構的模式,也是唯一的,但建立在數據庫系統之上的應用則是非常廣泛、多樣的,所以對應的外模式不是唯一的,也不可能是唯一的。

數據庫的二級映象與數據庫獨立性

1 外模式/模式映象

模式描述的是數據的全局邏輯結構,外模式描述的是數據的局部邏輯結構。當模式改變時,由數據庫管理員對各個外模式/模式的映象作相應改變,可以使外模式保持不變,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

2 模式/內模式映象

數據庫中只有一個模式,也只有一個內模式,所以模式/內模式映象是唯一的,它定義了數據庫全局邏輯結構與存儲結構之間的對應關系。當數據庫的存儲結構改變了,由數據庫管理員對模式/內模式映象作相應改變,可以使模式保持不變,從而應用程序也不必改變。保證了數據與程序的物理獨立性,簡稱數據的物理獨立性。

關系數據庫的完整性:實體完整型、參照完整性、用戶自定義完整性,其中實體完整性和參照完整性是關系模型必須滿足的完整性約束條件,被稱作關系的兩個不變特性。

實體完整性規則:若A是關系R的主屬性,則A不能取控制,即主屬性不能為空。

參照完整性規則:如F是關系R的外碼,參照關系S的主碼K,則R中每個元祖在F上的值必須為S中某個元祖的主碼值或空值,即外碼要么是參照的主碼值要么是空值。


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