数据库系统原理 —— 第一章数据库系统概述知识点总结（自考本）

第一节数据库基本概念
- 什么是数据？
- 什么是数据库？
- 数据库的基本特点
- 什么是数据库管理系统？
- 数据库管理系统的主要功能
- 什么是数据库系统？
- 数据库系统的组成
- 数据库系统结构图
第二节数据管理技术的发展
- 什么是数据管理
- 什么是数据组织？
- - 数据组织的形式
- 数据管理的任务
- 数据管理的三个阶段
- 人工管理阶段特点
- 文件系统阶段特点
- 数据库系统特点
第三节数据库系统的结构
- 数据的三级模式
- 模式
- 内模式
- 外模式
- 外模式/模式
- 模式/内模式映像
- 数据库常见的运行与应用结构
- 客户/服务器结构
- 浏览器/服务器结构（B/S)
第四节数据模型
- 什么是数据模型？
- 数据的特征
- 数据模型的组成要素
- 两类数据模型
- 什么是概念层数据模型
- 概念层数据模型名词解释
- 概念模型的表示方法
- 逻辑层数据模型有哪些？
- 什么是物理层数据模型？

第一节数据库基本概念

什么是数据？

数据（Data）是描述事物的符号记录，是指用物理符号记录下来，可以鉴别的信息。

什么是数据库？

数据库（DataBase，DB）是指长期存储在计算机中，有组织，可共享的数据集合，且数据库中的数据按一定的数据模型组织、描述和存储，具有较小的冗余度，较高的数据独立性，系统易于扩展，并可以被多个用户所共享。

数据库的基本特点

永久存储
有组织
可共享

什么是数据库管理系统？

数据库管理系统（DBMS，Database management system）是专门用于建立和管理数据库的一套软件，介于应用程序和操作系统之间。它负责有效的组织和存储数据，并帮助数据库的使用者能够从大量的数据中快速获得所需的数据，以及提供必要的安全性和完整性等统一控制机制，实现对数据有效的管理与维护。

数据库管理系统的主要功能

数据定义功能；
数据操纵功能；
数据库的运行管理功能；
数据库的建立和维护功能；
数据组织、存储和管理功能；
其他功能：主要包括与其他软件的通信功能、不同数据库管理系统的数据传输以及相互访问功能等。

什么是数据库系统？

数据库系统（ DBS，Database management system）是指在计算机中引入数据库技术之后的系统。

数据库系统的组成

数据库
数据库管理系统
相关的实用工具
应用程序
数据库管理员
用户

数据库管理员（DBA）：不同于普通数据库用户，他们是专门负责对数据库进行维护，并保证数据库正常、高效运行的人员。

**用户：**数据库服务的对象，包括程序员和数据库终端用户。

数据库系统结构图

第二节数据管理技术的发展

什么是数据管理

一是针对组织业务的管理，负责制定并执行整个组织中关于数据的定义、组织、保护与有效使用的策略、过程和计划；
二是依靠技术，负责实现数据作为一种资源的集中控制管理。

什么是数据组织？

将收集的数据进行适当的构造，称为数据组织。

数据组织的形式

数据组织分为逻辑组织和物理组织。逻辑组织是用户或应用程序所使用的数据结构形式，物理组织是数据在物理存储设备上的结构形式，这两者之间可以相互独立。

数据管理的任务

进行数据收集、组织、控制、存储、选取、维护，实现在适当的时刻、以适当的形式、给适当的人、提供适当的数据，它是数据处理的中心问题，而数据处理则是指对各种数据进行收集、存储、加工和传播的一系列活动的总和。

数据管理的三个阶段

人工管理阶段
文件系统阶段
数据库系统阶段

人工管理阶段特点

数据不保存；
应用程序管理数据；
数据面向应用。

文件系统阶段特点

长期保存；
专门管理；
物理数据具有独立性；
实现数据普通共享。

数据库系统特点

数据集成：是数据库管理系统的主要目的；
数据共享性高：普通共享和并发共享；
数据冗余小；
数据一致性；
数据独立性高；】
实施统一管理与控制：包括1）数据的安全性；2）数据的完整性；3）并发控制；4）故障恢复。
减少应用程序开发与维护的工作量。

第三节数据库系统的结构

数据的三级模式

模式
内模式
外模式

模式

模式又称为概念模式或逻辑模式，描述数据库中全体数据的逻辑结构和特征，是所有用户的公共数据视图。

内模式

内模式又称为存储模式，描述数据库中数据物理结构和存储方式，是数据在数据库内部的表示形式。

外模式

外模式也称为子模式或用户模式，描述数据库用户能够看见和使用的局部数据的逻辑结构和特征，是与某一应用有关的数据逻辑表示。

外模式/模式

所谓映像，就是一种对应规则，它指出映像双方是如何进行转换的。

模式/内模式映像

定义了数据库的全局逻辑结构与物理存储之间的对应关系。

数据库常见的运行与应用结构

客户/服务器结构（C/S)
浏览器/服务器结构（B/S)

客户/服务器结构

命令行客户端、图形化界面管理工具、应用程序等称为“客户端”、“前台”或“表示层”，主要完成与数据库使用者的交互任务；
数据库管理系统则称为“服务器”、“后台”或“数据层”，主要负责数据管理。

浏览器/服务器结构（B/S)

与数据库管理系统交互的客户端进一步细分为“表示层”和“处理层”。表示层是数据库使用者的操作和展示界面，处理层也称为中间层。

第四节数据模型

什么是数据模型？

数据模型是对现实世界数据特征的抽象，描述的是数据的共性内容。

数据的特征

数据具有动态和静态两种特征。

动态特征：指对数据可以进行符合一定规则的操作。
静态特征：包括数据的基本结构，数据间的联系以及对数据取值范围的约束。

数据模型的组成要素

数据结构：描述的是系统的静态特性，即数据对象的数据类型、内容、属性以及数据对象之间的联系。
数据操作：描述的是系统的动态特性，是对各种对象的实例允许执行的操作的集合，包括操作以及有关的操作规则。
数据约束：描述数据结构中数据间的语法和语义关联，包括相互制约与依存关系以及数据动态变化规则，以保证数据的正确性、有效性与相容性。

两类数据模型

第一类概念层数据模型；
第二类是逻辑层数据模型和物理层数据模型。

什么是概念层数据模型

概念层数据模型也称为数据的概念模型或信息模型，它用来描述现实世界的事物，与具体的计算机系统无关，且独立于任何 DBMS，但容易向 DBMS 所支持的逻辑数据模型转换。

概念层数据模型名词解释

实体：客观存在并可相互区别的事物称为实体。
属性：实体所具有的某种特性称为实体的属性。
码或键：可唯一标识实体的属性集称为码或键。
实体型：具有相同属性的实体必然具有共同的特征和性质。
实体集：同型实体的集合称为实体集。
联系：实体内部的联系通常是指实体各属性之间的联系，实体之间的联系是指不同实体之间的联系。

概念模型的表示方法

用 E-R 图来描述现实世界的概念模型，

实体用矩形表示；
属性用椭圆形表示；
联系用菱形表示。

逻辑层数据模型有哪些？

层次模型：最早使用的数据模型。特点：有且仅有一个父节点，称为根节点；其它节点有且仅有一个父节点。
网状模型：以网状结构表示实体与实体之间的联系。
关系模型：用二维表结构来表示实体及实体间联系的模型，并以二维表格的形式组织数据库中的数据。优点：1）关系模型是建立在严格的数学概念基础上的；2）关系模型的概念单一，统一用关系来表示实体以及实体之间的联系，对数据的检索和更新结果同样也是用关系来表示；3）关系模型的存取路径对用户透明，具有更高的数据独立性、更好的安全保密性，也简化了程序员的工作和数据库开发建立的工作。
面向对象模型：与数据库相结合所构成的数据模型称为面向对象模型。

什么是物理层数据模型？

物理层数据模型，也称为数据的物理模型，其描述数据在存储介质上的组织结构，是逻辑模型的物理实现，即每一种逻辑模型在实现时都有与其相对应的物理模型。

“每一个努力的人都不会被辜负”