Data base：
長期存儲在計算機內，有組織的，可共享的大量數據集合。基本特征：永久存儲，可共享，有一定的物理和邏輯結構。
Data base manage system（DBMS）；用戶和os之間的一層數據管理軟件。
1、提供數據操縱語言DML對數據庫增刪改查
2、數據庫的建立和維護
3、提供數據控制功能；在數據庫建立，運行和維護時，DBMS管理數據的安全性，完整性，並發控制和故障的系統恢復，（也就是數據庫的事務管理和運行管理）
4、與其它軟件系統通信
Data base system（DBS）；引入數據庫的計算機系統。
數據庫分幾層，並簡述，類似的問題很容易很容易考到，那就是關於據庫系統的三級模式和兩級映像的問題，這里系統的說下，包括它的作用和目的。
說到模式和映像，先說說DBS的結構；（兩種角度看，分清楚條理）
1、從DBMS看；
DBS采用三級模式結構，那就是外模式，模式，內模式三級。這是DBMS的內部結構。主流DB在結構上都具有這三個相同的特征，即采用三級模式並且還提供兩級映像功能。
那么到底什么是數據庫里的模式（schema）呢？
模式也叫邏輯模式，是對DB中全體數據的邏輯結構和特征的總體描述，位於DBS的中間層，不關乎物理實現也不關乎應用程序或者程序語言，僅僅涉及到對型（下一個問題回答什么是型）的描述。是數據在邏輯上的視圖，記住：一個DB只有一個模式。模式的一個具體值為一個實例（instance）,一個模式可以多個實例。
比如：學生選課系統的數據庫模式中，包含全體學生記錄、選課記錄。那么2014年的學生數據庫是一個實例，包含了14級的所有學生的記錄。同樣2013級的學生也是一個實例。各年級學生是動態變化的但是選課系統的數據庫模式是不變的。DBMS提供模式描述語言（模式DDL）
還有一個是外模式（也叫external schema、子模式，用戶模式）；
用戶（也就是程序員和使用者）最終看到和使用的局部數據的邏輯結構和特征的描述，是數據庫用戶的數據視圖，是和某個應用有關的數據的邏輯表示。通常是模式的子集。一個數據庫可以有多個外模式，因用戶不同，故外模式的描述也不同。同一個外模式可以讓某個用戶的多個應用系統使用，但是一個應用系統只能使用一個外模式。
（PS：這是保證數據安全性的一個有力措施，每個用戶只能看見自己對應的外模式的數據！DBMS提供子模式描述語言（子模式DDL）來嚴格定義子模式）。
最后一個是內模式（也叫internal schema,存儲模式，storage schema）；
一個DB只有一個內模式，關乎數據的物理結構和存儲方式。DBMS提供內模式描述語言（內模式DDL，或者存儲模式DDL）來嚴格定義內模式。
接下來說完了三級模式，那么很有必要繼續說下數據庫的二級映像功能和數據獨立性；
為在數據庫系統內部實現3個層次的聯系和轉化，DBMS提供了三級模式間的兩層映像。他們有效組織管理數據，提高了數據庫的邏輯獨立性和物理獨立性。
外模式/模式映像；
同一個模式可有任意多個外模式，每一個外模式在DBS中都對應有（局部邏輯結構）外模式/模式映像，它定義了對應關系。當模式改變（如增加新關系，屬性，改變數據類型等），DBA可以對外模式/模式映像做相應改變，使外模式不變，應用程序根據數據的外模式編寫，所以應用程序不必修改，實現了數據和應用程序的邏輯獨立性。
模式/內模式映像；
一個DB只有一個模式，並且只有一個內模式，故模式/內模式映像唯一。它定義全局邏輯結構和物理存儲的對應關系，DB存儲結構變化（內模式變化），DBA對模式/內模式映像相應做修改實現模式不變，從而應用程序不變，就保證數據和應用程序的物理獨立性。
數據庫系統的三級模式和兩級映像的小結：
- 中間模式（概念模式）相對穩定的反映數據的結構和屬性關系，是DB的關鍵和中心，全局的邏輯結構，獨立於其他層次，故設計DB模式結構時應先確定DB邏輯模式。
- 模式的實例是動態反映數據的時效性。定義模式時要考慮邏輯結構，還要考慮數據的聯系，考慮數據的安全性完整性。
- 內模式獨立於用戶視圖（外模式），依賴全局邏輯結構（模式），組織存儲數據實現存儲時提高空間和時間效率
- 外模式面向具體應用，獨立於存儲設備（內模式），應用的較大修改導致外模式變動，故設計外模式要考慮擴展性。特定應用程序是在外模式數據結構上編制的，依賴於外模式，獨立於模式和內模式，不同的應用可以公用一個外模式。
- 二級映像保證DB外模式穩定性，是在底層保證應用程序穩定性，除非應用自身變化，否則不會修改。數據和程序的獨立性使數據定義和描述從應用分離，由於數據存取是DBMS管理，用戶不必考慮存取細節，簡化程序編制減少程序的維護和修改。
DBS的三級模式結構是對數據的三個抽象級別，用戶級對外模式，概念級對概念模式，物理級對內模式，不同級別用戶對數據庫形成不同視圖。如下圖：
PS：視圖廣義指觀察、認識和理解數據的范圍、角度和方法。
還有個經常問的問題，那就是關於E-R圖的。這里詳細說說，基本可以解答所有關於E-R的問題。
為了更好的理解和復習，先從數據模型（數據庫系統核心和基礎）說起；（兩大類）對現實世界的模擬，分為兩個層次（現實對象的兩步抽象過程）
1，概念模型（也叫信息模型）；
在數據庫設計階段，由設計員按照用戶觀點建模實現對現實世界的概念抽象。
2，邏輯和物理模型；
邏輯模型包括網狀，層次，關系，對象模型等，由設計人員按照計算機觀點建模實現概念模型到適應某DBMS的邏輯模型的轉變。再由DBMS完成邏輯到物理模型的轉變。而物理模型是數據最底層的抽象，描述數據的存儲方式和方法。
數據模型中的值和型（Type-Value）；
型是對某類數據的結構和屬性的描述，如學生記錄定義為（姓名，性別，出身年，籍貫，專業）這樣的一條記錄型，而記錄型的記錄值為（黎明，男，1990，河北，mse）
數據模型的組成要素；（三個）
1、數據結構；（靜態描述）描述數據庫的組成對象和關系。根據數據結構來對DB分類。非關系模型（層次，網狀），關系模型（關系），面向對象模型（對象）。
2、數據操作；（動態描述）增刪改查
3、數據的完整性和約束；
概念模型用途；
1、對現實的信息世界建模，是現實到機器的中間層。
2、數據庫設計工具
3、數據庫設計人員和用戶交流的語言
概念模型要求；簡單清晰的語義，直接易懂的表達。
概念模型（信息世界）的基本概念；
1、實體（entity）；客觀存在並且可以區分的具體事物或者抽象概念。
2、屬性（attribute）；entity具有的某個特性，如（黎明，男，1990，江蘇，mse）描述實體
3、碼（key）；唯一的標識實體的屬性集！如學生學號。
4、域（domain）；屬性的取值范圍，如學號的域為幾位整數。姓名的域為字符串集合。
5、實體型（entity type）；由實體名和屬性名集合來刻畫的同類實體稱為實體型。如一個具體的學生（黎明，男，1990，江蘇，mse），學生這種類型的實體型為；學生（姓名，性別，出身年，籍貫，專業）
6、實體集（entity set）；同一類型的實體的集合。如全體學生。
7、聯系（relationship）；現實世界事物的聯系在信息世界反映為實體的聯系
聯系的分類（根據聯系的實體數量）；一個實體，兩個實體和多個實體，一般都是問的兩個實體的聯系，那么可分為三類（實體集A對實體集B）；
1：1；A的每一個實體在B中最多有一個實體與之聯系，當然也可以沒有，反之亦然（相互的）。例如；一個學校只有一個校長，而此校長只是這一個學校的校長。
1：N；A的每個實體，在B中有N個實體和它對應，反之B中的每個實體在A中只有一個和他對應。例如；一個班級有多名學生，而這每個學生只能是在這一個班里學習。
N:M；A的每個實體在B中，有N個對應，反之，B的每個實體在A中也有M個對應
例如；一門課程可以同時有多個學生選修，同時一個學生也可以同時選擇多門課程。
熟悉了以上理論，自然可以引入到ER圖，即概念模型的一種表示方法：那就是問到的E-R圖，也叫作（entity-relationship）實體關系圖
實體-關系圖(Entity-Relation Diagram)定義：
用來建立數據模型，在數據庫系統概論中屬於概念設計階段，形成一個獨立於機器，獨立於 DBMS 的 ER 圖模型。通常將它簡稱為 ER 圖，相應地可把用 ER 圖描繪的數據模型稱為 ER 模型。ER 圖提供了表示實體（即數據對象）、屬性和聯系的方法，用來描述現實世界的概念模型。
構成 E-R 圖的基本要素是實體、屬性和關系，其表示方法為：
實體的屬性；橢圓表示，和實體用無向邊連接
聯系；用菱形表示，框里寫聯系的名稱，無向邊連接實體且在無向邊旁邊寫明聯系的類型。
聯系的屬性；聯系本身也可以具有屬性，比如學生和課程的聯系是學習，學習是聯系名，聯系類型是N：M，聯系的屬性是學習成績同樣是橢圓表示，無向邊連接。
一對多聯系；
比如課程的每個實體可由多個老師教，可以有多本參考書。而每個老師只教一門課，每本參考書只對應一門課。
多對多聯系；
比如每個供應商可以提供給多個項目多種零件，每個項目可以使用多個供應商的零件，每種零件可以由不同供應商供給。
單個實體型內的聯系；（3類，一對一，一對多，多對多）
例子；職工實體型之間，存在領導和被領導的關系，一個職工由一個領導直接管理，而一個領導可以管理多名職工。屬於1對多聯系。
數據庫設計工具powerDesigner介紹：
powerDesigner是sybase公司推出的圖形化企業級數據建模和數據庫設計工具，（包含了數據庫設計的全過程）可以設計業務處理模型，數據流程圖，概念模型，物理模型，支持概念模型轉為物理模型，由物理模型自動生成數據庫腳本，支持主流的關系數據庫和應用開發平台。
可以手動先畫ER圖，再由powerDesigner設計CDM（conceptual data model）模型。
關於二維表和表項
數據庫領域常用的邏輯數據模型：層次，網狀，關系，面向對象，對象關系模型。其中層次和網狀為格式化模型（早期使用），最主要的是關系模型，在用戶看來關系模型中數據的邏輯結構是一張二維表（行/列）。此二維表對應一個關系（relation）。關系模型數據結構單一，建立在了集合代數的基礎上。
關系模型數據結構的非形式化定義（形式化定義是數學上的定義）；
關系模型的數據結構：注意；關系不是聯系！不要和以前的ER圖的聯系混了。
表中的元組；表中的一行是一個元組（tuple）。
表中的屬性；表中的一列是一個屬性（attribute），屬性的名字就是列名。
表中的碼（key碼鍵），唯一確定一個元組的屬性組。如學號唯一確定一個學生。
域；屬性的取值范圍，如年齡在1-120等
分量；元組的一個屬性值。
關系模式；對關系（表）的描述，一般格式：關系名（屬性1，屬性2，屬性……屬性n）
關系模型數據結構的形式化定義（基於數學方法）；
域（Dmain）；一組具有相同數據類型的值的集合。如自然數，整數等。
笛卡爾積（Cartesian product）；域上的一種集合運算，給定一組域D1,D2,D3……DN，可以相同，則笛卡爾積為；D1×D2×…×Dn={（d1，d2，…，dn）|di∈Di，i=1，2，…，n}，其中每個元素（d1，d2，…，dn）叫做一個n元組（元組），每個元組的每一個值叫分量。
笛卡爾積可以表示一個二維表，表中每行對應一個元組，每列對應一個域。元組總數目等於笛卡爾積的基數連乘。
關系（relation）；一組域D1,D2,D3……DN的笛卡爾積的有限子集（元素子集也就是n元組）叫做在這組域上的關系。記作；R（D1,D2,D3……DN），R為關系名，n是關系的目或度。
屬性（attribute）；一個關系就是一個二維表（反之未必），每列對應一個域，因為域可以相同，為了區分給列起名，為屬性。
侯選碼（candidate key）；關系中某一屬性組的值能唯一確定一個元組則該屬性組為侯選碼。
主碼（primary key）；多個侯選碼里選一個
主屬性；侯選碼的各個屬性
非主屬性；不含在侯選碼中的屬性
全碼（all key）；關系模式的所有屬性都是侯選碼的情況下叫全碼。
關系（二維表）的類型；
1、基本關系（基本表或基表）；實際存在的表，實際存儲數據的邏輯表示。
2、查詢表；查詢結果對應的表
3、視圖表；是虛表，由基本表或其他視圖表導出的表，不對應實際存儲的數據。
基本關系（基本表）的6條性質；
1、每列同質，必須來自同一個域，數據類型同。
2、不同列可以出自同一個域（域可重復），但是不同列的屬性名要不同。
3、列序任意。（隨意插新屬性，一般后插入）
4、任意兩個元組的侯選碼不同（否則無法標識唯一元組！理解）。
5、行序任意。
6、分量必須取原子值（數據項不可分）。
再來談談關系模式；
關系模式是型，關系是值，關系模式是對關系的描述，是靜態的穩定的。關系的本質是一個二維表，一個元組就是該關系涉及的屬性集的笛卡爾積的一個元素，關系是元組的集合，關系是關系模式在某一時刻的狀態，動態的，隨時間不斷變化的。
關系模式的形式化表現：
R（U，D，dom，F），R（relation）關系名，U組成該關系的屬性名集合，D屬性組U中屬性所來自的域，dom屬性向域的映象集合，F屬性間的數據依賴關系集合。
關系型數據庫;
在一個給定的應用領域中，所有實體間聯系的關系的集合構成一個關系數據庫。典型關系DB；oracle，mysql，sqlserver，sybase，
關系數據模型的操作（CRUD）；
增加(Create)、查詢(Retrieve)（重新得到）、更新(Update)和刪除(Delete)。
其中retrieve表達能力最強是最主要的部分；分為選擇select，投影project，連接join，除divide，並union，差except，交intersection，笛卡爾積等，插入刪除修改是數據更新，select，project，union，except，笛卡爾積是5種基本操作。
關系操作的特點；集合操作方式，操作對象和結果都是集合，非關系操作是記錄。
關系數據語言的分類；關系代數語言relational algebra[ˈældʒəbrə]，關系演算語言relation calculus，介於兩者之間的結構化查詢語言SQL（structured query language）；豐富的查詢功能，數據定義和數據控制功能（關系數據庫的標准語言），用戶不必了解數據的存儲路徑，提高了數據獨立性和用戶生產率。
CRUD必須滿足關系的完整性約束。Crud對象是關系（若干元組的集合）。
關系模型的存儲結構；實體間關系用表表示。在DBMS中一個表對應一個os文件，或者DBMS從os獲得文件，再自己設計表，索引等存儲結構。
關系數據模型優缺點；有嚴格的數學定義和約束（不同於格式化模型），概念單一；實體的聯系用關系表示（表）。數據結構簡單清晰，存儲路徑用戶透明，安全保密，數據獨立，並簡化應用程序的開發過程。缺點就是由於存儲透明，導致查詢效率低，故DBMS必須優化查詢請求，增加了開發DBMS的難度。
數據庫的數據模型有哪幾種，說出至少兩種的特征
非關系模型；
層次模型：記錄之間的聯系通過指針實現，查找效率高。
網狀模型：一個結點可以有多於一個的雙親，允許一個以上的結點無雙親。
關系模型：概念簡單，結構清晰，用戶易學易用（重點，前一個題論述）
面向對象模型（基本拋棄了）
對象關系模型
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