数据库原理（一）

数据库恢复原理（一）

1、基本概念
学号   姓名   性别   出生年月   籍贯
220101   张三   男   2003   江苏
220102   李四   男   2003   山东
220103   王五   女   2003   河北
220104   赵六   女   2003   天津
220105   张四   男   2003   北京
220106   李五   女   2003   江苏
220107   王六   女   2003   山东
220108   张七   男   2003   河北
220109   张九   男   2003   天津
220110   李十   女   2003   北京
1.1数据（Data）
以上面的表格为例，数字：98110101；字符：张三、男。

是数据库中存储的基本对象
是客体在计算机中的表示
定义为描述事物的符号记录
数据的种类包括：数字、文字、图形、图象、音频、视频、记录情况等

1.2数据库（Database,简称DB）
1.2.1定义
长期储存在计算机内、有组织的、可共享的大量数据集合

1.2.2数据库的基本特征
数据按一定的数据模型组织、描述和储存
供各种用户共享、冗余度较小、易扩展
较高的数据独立性
1.2.3建立数据库的目的
收集并抽取一个应用所需要的大量数据，进行保存
供进一步加工处理、抽取有用信息
转换为有价值的知识
1.3数据库管理系统（DBMS）
是位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件

1.3.1DBMS主要功能
数据组织：数据模式定义
数据操纵: 物理存取、转换、统计等
数据库运行管理与维护
数据库的控制和保护与故障恢复
数据交换
数据服务：提供各种功能函数
数据字典
1.3.2数据库管理员（DBA）
管理数据库规划、设计、维护和监控的人

1.4数据库系统（DBS）
1.4.1
是由数据库及其管理软件组成的系统
是存储介质、处理对象和管理系统的集合体
1.4.2DBS组成
数据库
软件（数据库管理系统等）
硬件
人员（DBA等）

简单可以看出DBS是包含DB和DBMS的

数据库系统若更细的划分还可包括：数据库、数据库管理系统 ➢、数据库管理员 ➢、业务应用系统、硬件平台（计算机和网络）、软件平台（数据库开发工具、中间件、操作系统）

2、数据模型
2.1定义
是对现实世界数据特征的抽象，用来描述数据、组织数据和对数据进行操作。

举个例子：计算机不能直接处理现实世界中的具体事物，所以人们必须把具体事物转化成计算机能够处理的数据，也就是首先要数字化，把现实世界中具体的人、物、活动等用数据模型这个工具来抽象、表示和处理。通俗来讲，数据模型就是现实世界的模拟。

数据模型是数据库系统的核心和基础

2.2数据模型组成三要素
数据结构：是所描述对象类型的集合。与数据类型、内容、性质有关的对象。与数据之间联系有关的对象（静态特征）
数据操作：检索、更新（包括插入、删除、修改）（动态特征）
数据的完整性约束条件：一组完整性规则的集合（完整性约束条件）
2.3概念模型
从用户的观点对数据进行建模将现实世界抽象为信息世界

2.3.2信息世界中的基本概念
实体（Entity）（如，一个学生
属性（Attribute）（学生的学号、姓名、年龄专业）
码（Key）（学号）
实体型（Entity Type）（由实体名及属性名构成）
实体集（Entity Set）（全部学生集合）
联系（Relationship）（有 1:1、1:n 、 m:n）
2.3.3概念模型实例
实体-联系模型（E-R模型）

2.4逻辑模型
层次模型（Hierarchical Model）数据结构：树
网状模型(Network Model ) 数据结构：图
关系模型(Relational Model) 数据结构：表
面向对象模型(Object Oriented Model）数据结构：对象
3、三级模式结构
3.1模式
模式是所有用户的公共数据视图

比如较上面的表格，学号、姓名、性别等共有部分是模式

是数据库全体数据的逻辑结构（数据项的名字、类型、取值范围等）和特征的描述
仅仅涉及数据“型”(type)的描述，不涉及具体的“值”(value)
模式是数据的结构描述，以及数据有关的安全性、完整性要求
3.1数据模型与模式的关系
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3.2三级模式定义
外模式(External Schema)：某一用户能够看到和处理的数据的结构描述
数据库用户（包括应用程序员和较终用户）使用的局部数据的逻辑结构和特征的描述
数据库用户的数据视图，是与某一应用有关的数据的逻辑表示
外模式的地位：介于模式与应用之间
模式与外模式的关系：一对多
外模式与应用的关系：一对多
模式(概念模式, Conceptual Schema)：从全局角度理解/管理的数据的结构描述（全局角度、关联约束、结构描述、本质联系）
一个数据库只有一个模式
模式的地位：是数据库系统模式结构的中间层
内模式(Internal Schema)：存储在介质上的数据的结构描述，如存储路径、方式等
是数据物理结构和存储方式的描述
含有存储路径、存储方式、索引方式等
是数据在数据库内部的表示方式
一个数据库只有一个内模式
3.3两级映像
E-C映像(External-Conceptual Mapping)[外模式/模式映像]：便于用户观察和使用将外模式映射为概念模式，从而支持实现数据概念视图向外部视图的转换
C-I映像(Conceptual-Internal Mapping)[模式/内模式映象]：便于计算机存储和处理将概念模式映射为内模式，从而支持实现数据概念视图向内部视图的转换
3.4数据独立性
3.4.1外模式／模式映象（逻辑独立性）
当模式改变时，数据库管理员修改有关的外模式／模式映象，使外模式保持不变。应用程序是依据数据的外模式编写的，从而应用程序不必修改，保证了数据与程序的逻辑独立性，简称数据的逻辑独立性。

3.4.2模式／内模式映象（物理独立性）
当数据库的存储结构改变了（例如选用了另一种存储结构），数据库管理员修改模式／内模式映象，使模式保持不变。应用程序不受影响。保证了数据与程序的物理独立性，简称数据的物理独立性。
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