（科目三）数据库基础知识

1、基本概念

1.1 数据库

1、数据、信息和数据处理

数据是指表达信息的某种物理符号；
信息是对客观事物的反映，是为某一特定目的二提供的决策数据；
数据处理是指将数据转换成信息的过程，是对各类型的数据进行收集、整理、存储、分类、加工、检索、维护、统计传播等一系列活动的总称。

2、数据库、数据库管理系统、数据库应用系统和数据库系统。

数据库：是存储在计算机设备上、结构化、相互关联的数据集合。(DB)
数据库管理系统：为数据库的建立、使用和维护二配置的系统软件，数据库系统的核心。(DBMS)
数据库应用系统：系统开发人员利用数据库系统资源开发出来的、面向某个具体应用的计算机软件系统.
数据库系统：引进数据库技术的计算机系统，实现有组织、动态地存储大量相关数据，提供数据处理和信息资源共享的便利手段；由5个部分组成：硬件系统、数据库集合、数据库管理系统、以及相关软件、数据库管理员和用户。

1.2 数据库系统的结构

数据库系统在总体结构上一般是三级模式的结构特征，即外模式、模式和内模式，分别反映了看待数据库的三个角度。

外模式：也称子模式或用户模式，是数据库用户看见和使用的局部数据的逻辑结构和特征的描述。
模式：又称概念模式或逻辑模式，是数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述。
内模式：又叫做存储模式，是数据在数据库系统中的内部表示，即数据的物理结构和存储方式的描述。
三级模式之间的关系：数据库系统正在三级模式中提供了两次映像：外模式到模式的映像和模式到内模式的映像，而这两次映像就实现了数据库中数据两个层次的独立性，即逻辑独立性和物理独立性。

2、数据库技术的发展

数据处理的核心问题是数据管理。

数据管理技术的发展，经历了三个阶段：人工管理、文件系统管理、和数据库管理。

发展阶段	主要特征
人工管理（1953-1965）	1、数据与程序彼此依赖，自组数据分别对应一组程序。 2、不同应用程序之间不能共享数据，数据冗余量。
文件管理系统（1965-1970）	1、数据与程序分开存储，相关数据组织称一种文件，由一个专门的文件不安利系统实施统一管理，应用程序通过文件管理系统对数据文件中的数据进行加工处理； 2、数据与数据之间没有有机的联系，数据的通用性较差，冗余量大； 3、数据文件仍高度依赖于对应的程序，同一数据文件很难被不同的应用程序共享。
数据库管理（1970-今）	1、对所有数据实行统一管理，供不同用户共享； 2、数据文件之间可以建立关联关系，数据冗余性大大减少； 3、数据与应用程序之间完全独立，减少了应用程序开发和维护的代价。

3、数据库技术的实现

3.1 三个世界的转换

1、现实世界

数据库管理的对象存在于现实世界中，现实世界中的事物存在着各种各样的联系。这种联系是客观的，是由事物本身的性质决定的。

2、概念世界

概念世界也叫信息世界，是现实世界在人们头脑中的反映，是对客观事物及其联系的一种抽象描述。

现实世界到概念世界是通过概念模型来表达的。

3、数据世界

存入计算机系统中的数据是将概念世界的事物数据化的结果。为准确地反映视为本身及事物之间的各种联系，数据库中的数据一定存在一个结构，数据模型可用来准确描述这种结构。

在实践数据库管理，也就是三个世界的转化过程中，概念模型和数据模型是实现世界数据化的桥梁，是对实现现实世界数据化的桥梁，是对现实世界中的事物进行抽象的工具。

3.2数据模型

数据模型是数据库管理系统用来表示实体和实体间联系额方法，反映了数据之间存在的整体逻辑关系，其要素包括：数据结构、数据操作、和数据约束条件。数据模型主要包括层析模型、网状模型和关系模型等。

1、层次模型：用树型结构表示实体及其之间的联系。在这种模型种，记录类型位结点，由父结点和子节点构成。除根节点以外，任何结点只有一个父节点。

2、网状模型：：用网状结构来表示实体及其之间的联系。在这种模型种记录类型位结点，由系欸但那及结点间的相互关联构成；允许结点由一个以上的父节点，或一个以上的结点没有父节点。

3、关系模型：关系模型使用二位表格结构表示实体及其之间的联系。关系模型以关系舒徐理论位基础，一个二维表就是一个关系，不仅能描述实体本身，还能反应实体之间的联系。

3.3 基本概念

实体：指客观存在且相互区别的事务。

属性：指实体所具有的某一特性。

实体型：用实体名及其属性名集合来抽象和刻画同类实体，称为实体型。

实体集：同型实体的集合。属性的结合表示一个具体的实体；属性的集合表示一种实体型，同类型的实体的集合位实体集。

联系：实体之间的对应关系，它反映现实世界事物之间的关联。

实体联系的类型由：一对一、一对多、多对多。

3.4 关系型数据库

一、基本概念

关系型数据库：由关系模型构成的数据库；

关系模型：对关系的描述，格式为：关系名（属性1，属性名2，……）；

关系：一个关系即一张二维表，每个关系有一个关系名，比如在Visual Foxpro中，一个关系存储为一个文件，即：表（.dbf）；

关系的特点：规范化、属性和元组的特性：值异、次序不重要；

元组：一个关系（表）中，水平方向的行；

属性：二维表中垂直方向的列。

域：属性的取值范围；

主关键字：属性或属性的结合，关键字的值能唯一标识一个元组；

外部关键字：表中的一个字段不是本表的主关键字或候选关键字，而是另一个表的主关键字，该字段成为外部关键字。

3.5 关系运算

关系的基本运算由两类：一类是传统的几何运算（并、交、差等），另一类是专门的关系运算（选择、投影、连接）。

选择：找出水平方向的
投影：找出垂直方向的
连接：对应链接。可以连接表明两个关系中都有相同的属性。取掉相同属性列，叫自然连接。

3.6数据完整性

数据完整性格是指保证数据正确的特性。

实体完整性：保证表中记录唯一的特性，即在一个表中不允许有重复的记录，比如，在Visual Foxpro中通过主关键字（主索引）或候选关键字（候选索引）来确保实体完整性。
域完整性：数据表中字段属性的约束，常指数据的有效性，它包括字段值域、字段的烈性及字段的有效规则等约束。
参照完整性：厎关系数据库中建立永久关联关系的数据表间数据参照引用的约束，也即当插入、删除和更新一个表中的数据时，通过参照引用相互关联的另一个表中的的数据，连检查相关联的表的数据操作是否准确