数据库系统概论

Honkers · 2025-6-3 07:29:32

第一章：数据库系统概述

一、数据库的发展

1.人工管理阶段：数据不保存、不共享、不具有独立性、冗余度较大、处理方式采用批处理

2.文件系统阶段：可以保存但共享差、冗余度大、独立性差、处理方式采用文件系统阶段

3.数据库管理阶段：以数据加工为中心转向围绕数据库为中心阶段，具有共享性高、具有物理独立性和逻辑独立性、处理方式采用联机实时处理、分布处理、批处理

数据物理独立性：应用程序和数据库中数据的物理存储是相互独立的

数据逻辑独立性：应用程序和数据库中的数据的逻辑结构是相互独立的

二、数据模型

数据模型分为概念模型、物理模型和逻辑模型。

1.概念模型包含

（1）实体：客观存在相互区分的事物称为实体

（2）属性：实体具有的某一特性

（3）码：标识唯一实体的属性

（4）实体型：实体和属性，例如：学生信息

（5）实体集：同一类型的实体集合，例如：全体学生

（6）联系：不同实体之间的联系，有一对一、一对多、多对多

概念模型的一种表示方法：实体----联系方法（ER图）

2.物理模型和逻辑模型包括

（1）层次模型的特点:
①有且仅有一个节点没有双亲，这个节点称为根节点；
②根以外的其他节点有且仅有一个双亲节点；

图1.1 层次模型示例图

（2）网状模型的特点：
① 允许一个以上的节点无双亲
② 一个节点可以有大于一个的双亲

图1.2 网状模型示例图

（3）关系模型：就是一张表，关系的每一个分量必须是一个不可分割的数据项（也就是说不允许表中还有表）

①关系：通常一个关系对应通常所说的一张表

②元组：表中的一行即为一个元组

③属性：表中的一列即为一个属性

④域：一组具有相同数据类型的值得集合。属性的取值范围来自某个域

⑤分量：元组中的一个属性值

图1.3 关系模型示例图

面向对象数据模型、对象关系数据模型、半结构化数据模型

三、数据库系统的结构

1.数据库系统的三级模式结构

（1）模式：也称作逻辑模式，是数据库中全体数据的逻辑结构和特征描述，是所有用户的公共视图数据

（2）外模式：也称作子模式或用户模式，它是数据库用户能够使用局部数据的逻辑结构和特征的描述，是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。外模式也是数据库安全性的一个重要措施。一个模式可以为多个应用系统所使用

（3）内模式：也称作存储模式，一个数据库只有一个内模式。它是物理结构和存储方式的描述，是数据在数据内部的组织方式。

模式是相对稳定的，而实例是相对变动的

2.数据库的二级映像功能与数据独立性

为了能够在系统内部实现这三个抽象层次的联系和转换，数据库管理系统在这三个模式之间提供了两层映像：外模式/模式映像、模式/内模式映像。正是这两层映像保证了数据库系统中的数据能够具有较高的逻辑独立性和物理独立性。

（1）外模式/模式映像：当模式改变时（例如新增加的关系、属性、改变属性的类型），由数据库管理员对各个外模式、模式映像作相应改变，可以使外模式保持不变。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，保证了数据与应用程序的逻辑独立性

（2）模式/内模式映像：数据库只有一个内模式，所以模式/内模式映像是惟一的，它定义了数据全局逻辑结构与存储结构之间的对应关系。当数据库的存储结构改变时，数据库管理员对模式/内模式映像作了相应改变，可以使模式保持不变，从而使程序也不需要发生改变。保证了数据与程序的物理独立性

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