【数据库】数据库基础

一、数据库基础

1.1 数据库系统的体系结构 （三层模式两级映像）

1.1.1 逻辑模式

• 逻辑模式定义的内容 类似Student(sid,sname,sex,tel)
  • 数据的逻辑结构（数据项的名字、类型、取值范围等）
  • 数据之间的联系
  • 数据有关的安全性、完整性要求
• 逻辑模式的地位：是数据库系统模式结构的中间层
  • 与数据的物理存储细节和硬件环境无关
  • 与具体的应用程序、开发工具及高级程序设计语言无关
• 数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述
• 是综合了所有用户的需求的公共数据视图
• 一个数据库只有一个逻辑模式

1.1.2 外模式

• 数据库用户(包括应用程序员和最终用户)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
• 逻辑模式与外模式的关系：一对多
  • 外模式通常是逻辑模式的子集
• 外模式与应用的关系：一对多
• 外模式的用途
  • 保证数据库安全性的一个有力措施。每个用户只能看见和访问所对应的外模式中的数据
  • 保证数据独立性的一个有力措施

1.1.3 内模式

• 是数据物理结构和存储方式的描述
• 是数据在数据库内部的表示方式
  • 记录的存储方式（顺序存储，按照B树结构存储，按hash方法存储）
  • 索引的组织方式
  • 数据是否压缩存储
  • 数据是否加密
  • 数据存储记录结构的规定
• 一个数据库只有一个内模式

1.1.4 外模式/模式映象

• 定义外模式与逻辑模式之间的对应关系
• 每一个外模式都对应一个外模式／模式映象

1.1.5 逻辑模式/内模式映象

• 逻辑模式／内模式映象定义了数据全局逻辑结构与存储结构之间的对应关系。
• 数据库中模式／内模式映象是唯一的

1.1.6 逻辑独立性

• 指用户的应用程序与数据库的逻辑结构是相互独立的。数据的逻辑结构改变了，应用程序也可以不变。
• 外模式／模式映象保证了数据的逻辑独立性
  • 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。

1.1.7 物理独立性

• 指用户的应用程序与存储在磁盘上的数据库中数据是相互独立的。当数据的物理存储改变了，应用程序不用改变。
• 模式/内模式映象的用途是保证数据的物理独立性
  • 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

1.2 数据模型

• 在数据库中用数据模型这个工具来抽象、表示和处理现实世界中的数据和信息。
• 数据模型的三要素
  • 数据结构：用于描述静态特性
  • 数据操作：用于描述动态特性
  • 数据的约束条件：是一组完整性规则的集合