数据库系统概念（第一周）

⚽前言

🏐四个基本概念 

一、数据

定义

种类

特点

二、数据库

三、数据库管理系统（DBMS）

四、 数据库系统（DBS）

🏀数据库系统和文件系统对比

文件系统的弊端

🥎数据视图

数据抽象

物理层

逻辑层

视图层

总结（见图）

实例和模式：

模式

模式分类：

模式映像 

实例

🎱数据模型

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前言

本文的所有知识点、图片均来自《数据库系统概念》（黑宝书）、山东大学李晖老师PPT。不可用于商业用途转发。

四个基本概念 

一、数据

数据不是依赖于处理过程的附属品而是现实世界中独立存在的对象

定义

        1、描述事务的符号记录

        2、显示世界运转留下的痕迹

种类

        数值、字符、BLOB、CLOB、data、time

特点

        数据与语义是不可分的（解释数据仅有value无法理解数据，没有确定语义的数据没有意义）

二、数据库

数据库（DB）是长期存储再计算机内，有组织、可共享的大量数据集合。底层是文件系统，靠操作系统实现管理。

长期：意味着要处理原子性问题，发生故障能够恢复数据

有组织：意味着物理层和逻辑层两个level的处理，使得数据存储利用率高、存取效率高

共享：意味着能够并发操作

大量：文件系统的处理上限为100w行记录，数据库远大于这个值

三、数据库管理系统（DBMS）

数据库是数据集合，生成并管理数据库的程序就是数据库管理系统，例如：MySQL、Oracel等。当然数据库管理系统也要提供访问这些数据、可视化操作的功能

DBMS和编译系统同等地位，他们都能直接接触操作系统对计算机硬件进行操作 

四、 数据库系统（DBS）

数据库系统是一个集成的概念，包括数据库管理系统、应用程序、数据库、数据库开发人员、用户

数据库系统和文件系统对比

文件系统的弊端

一、数据的冗余和不一致（redundancy and inconsistency）

二、数据访问困难（access）

三、数据孤立（data isolation）：数据格式、类型在长期运营中可能发生变化，彼此孤立，需要重新写程序

四、完整性问题（integrity）：数据库中所有数据应该满足某些特定的一致性约束条件

五、原子性问题（atomicity promblem）：原子的——要么一起发生，要么一起不发生。系统故障时如何处理恢复

六、并发访问异常（concurrent）：不同应用程序同时访问时，需要去合理管理使其有序

七、安全性问题

数据视图

数据库系统的一个主要功能就是给用户提供数据的抽象视图，也就是说系统隐藏关于数据存储和维护的细节，仅仅提供用户它所需要的数据视图，用于让用户能够使用数据

数据抽象

为了隐藏数据存储和维护的细节，数据库设计师将数据库分为了几个层次，不同层次对不同人开放。主要有物理层、逻辑层和视图层。

物理层

描述数据实际上的存储方式，描述底层的数据结构

逻辑层

描述数据库中存储了什么数据（数据类型、数据种类），以及这些数据间存在什么关系。学习数据库、做前后端开发主要研究的还是逻辑层的设计和开发

视图层

视图层就是针对不同用户群体，给他们提供逻辑层的部分信息。其他不需要的信息在视图层进行隐藏。同时，屏蔽数据类型等细节，也不予完整的数据库访问权

总结（见图）

实例和模式：

模式

数据库的总体设计叫做数据库模式

模式分类：

物理模式（内模式）：在物理层描述数据库的设计

逻辑模式（模式）：在逻辑层面描述数据库的设计（也是前后端开发人员主要的工作）

子模式（外模式）：在视图层面描述数据库不同视图的分配

模式映像 

三级模式有两级映像。映像存在的意义就是在底层模式发生变化的时候，外模式下的应用程序不会受到影响。保证各个模式中的数据的独立性。

实例

特定时刻存储在数据库中的信息的集合

数据模型

关系模型：目前主流的数据库模型。更加详细的解释在后续文章中给出。

实体-联系模型：底层思想：现实世界由一组称为实体的对象及这些对象间的联系构成

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