第4章數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)基本原理
4.1數(shù)據(jù)庫(kù)基本概念
考點(diǎn)1數(shù)據(jù)庫(kù)的基本概念
1.信息
信息(Information)是現(xiàn)實(shí)世界事物的存在方式或運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的反映。
2.數(shù)據(jù)
數(shù)據(jù)(Data)是用于描述現(xiàn)實(shí)世界事物的符號(hào)記錄，包括數(shù)字、文字、圖形和聲音等。數(shù)據(jù)有多種表現(xiàn)形式，是信自、表達(dá)方式的一種。
3.信息與數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)
數(shù)據(jù)是信息的符號(hào)表示，或稱載體；信息是數(shù)據(jù)的內(nèi)涵，是數(shù)據(jù)的語(yǔ)義解釋。信息與數(shù)據(jù)是密切相關(guān)聯(lián)的，因此，在某些不需要嚴(yán)格區(qū)分的場(chǎng)合，也可以把兩者不加區(qū)別地使用，例如信息處理也可以說(shuō)成數(shù)據(jù)處理。
4.數(shù)據(jù)庫(kù)
數(shù)據(jù)庫(kù)(DataBase，簡(jiǎn)稱DB)是長(zhǎng)期存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)內(nèi)的有組織的、可共享的數(shù)據(jù)集合。其數(shù)據(jù)是按一定的數(shù)據(jù)模型組織、描述和存儲(chǔ)的，具有較小的冗余度、較高的數(shù)據(jù)獨(dú)立性和易擴(kuò)展性，并可為一定范圍內(nèi)的各種用戶共享
5.數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)
數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)(DataBase Management System，簡(jiǎn)稱DBMS)是指負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)庫(kù)存取、維護(hù)和管理的系統(tǒng)軟件。它的基本功能有：數(shù)據(jù)定義功能、數(shù)據(jù)操作功能、數(shù)據(jù)庫(kù)的運(yùn)行管理和數(shù)據(jù)庫(kù)的建立、維護(hù)功能。
6.數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)
數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)(DataBase System,簡(jiǎn)稱DBS )是指在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中引人數(shù)據(jù)庫(kù)后的系統(tǒng)構(gòu)成。一般由數(shù)據(jù)庫(kù)、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)(及其工具)、應(yīng)用系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)管理人員和用戶構(gòu)成。
考點(diǎn)2數(shù)據(jù)管理技術(shù)發(fā)展的3個(gè)階段
數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展同計(jì)算機(jī)硬件、軟件和計(jì)算機(jī)應(yīng)用的范圍有著密切關(guān)系。它是對(duì)數(shù)據(jù)的分類、組織、編碼、存儲(chǔ)、檢索和維護(hù)的技術(shù)，其發(fā)展經(jīng)過(guò)如下3個(gè)階段：
1.人工管理階段
該階段具有如下幾個(gè)特點(diǎn)：
(1)數(shù)據(jù)不保存。
(2)由應(yīng)用程序管理數(shù)據(jù)。
(3)數(shù)據(jù)不共享。
(4)數(shù)據(jù)不具有獨(dú)立性。
2.文件系統(tǒng)階段
該階段具有如下幾個(gè)特點(diǎn)：
(1)數(shù)據(jù)可以長(zhǎng)期保存。
(2)由文件系統(tǒng)管理數(shù)據(jù)。
(3)數(shù)據(jù)共享性差，冗余度大。
(4)數(shù)據(jù)獨(dú)立性差。
3.多數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)階段
與前邊兩個(gè)相比，數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)階段具有如下幾個(gè)方面的特點(diǎn)：
(1)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化。
(2)數(shù)據(jù)的共享性高，冗余度低，易擴(kuò)充。
(3)數(shù)據(jù)獨(dú)立性高。
(4)數(shù)據(jù)由DBMS統(tǒng)一管理和控制。
考點(diǎn)3數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的研究領(lǐng)域
數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的研究領(lǐng)域是十分廣泛的，概括地講可包括以下3個(gè)領(lǐng)域：
(1)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)軟件的研制。
(2)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)。數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是在DBMS的支持下，按照應(yīng)用的要求，為某一部門或組織設(shè)計(jì)一個(gè)結(jié)構(gòu)合理、使用方便、效率較高的數(shù)據(jù)庫(kù)及其應(yīng)用系統(tǒng)。
(3)數(shù)據(jù)庫(kù)理。論數(shù)據(jù)庫(kù)理論的研究主要集中于關(guān)系規(guī)范化理論和關(guān)系數(shù)據(jù)理論等。
4.2數(shù)據(jù)模型
考點(diǎn)4數(shù)據(jù)模型的概念
模型是指現(xiàn)實(shí)世界的模擬和抽象數(shù)據(jù)模型是數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)形式框架，是數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的核心和基礎(chǔ)。根據(jù)模型應(yīng)用的不同，可以將模型分為兩類：第一類模型是概念模型，也稱信息模型。另一類模型是結(jié)構(gòu)模型，主要包括網(wǎng)狀模型、層次模型和關(guān)系模型等。
考點(diǎn)5數(shù)據(jù)模型的要素
數(shù)據(jù)模型通常由數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)操作和完整性約束3部分組成。
1.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是所研究的對(duì)象類型的集合，用于描述系統(tǒng)的靜態(tài)特征。數(shù)據(jù)的靜態(tài)特征是指對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)間聯(lián)系的描述。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是刻畫一個(gè)數(shù)據(jù)模型性質(zhì)最重要的方面。
2.數(shù)據(jù)操作
數(shù)據(jù)操作是指對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中各種對(duì)象的實(shí)例允許執(zhí)行的操作的集合，包括操作及相關(guān)的操作規(guī)則。
3.數(shù)據(jù)完整性約束
數(shù)據(jù)完整性約束是一組完整性規(guī)則的集合完整性規(guī)則是給定的數(shù)據(jù)模型中數(shù)據(jù)及其聯(lián)系所具有的制約和儲(chǔ)存規(guī)則，用以限定符合數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)庫(kù)狀態(tài)及狀態(tài)的變化，以保證數(shù)據(jù)的正確、有效和相容。
考點(diǎn)6概念模型E-R模型
為了將現(xiàn)實(shí)世界中的具體事物抽象組織為某一DBMS支持的數(shù)據(jù)模型，一般先將現(xiàn)實(shí)世界抽象為信息世界，然后將信息世界轉(zhuǎn)換成機(jī)器世界。概念模型實(shí)際上是現(xiàn)實(shí)世界到機(jī)器世界的一個(gè)中間層次。
4.1數(shù)據(jù)庫(kù)基本概念
考點(diǎn)1數(shù)據(jù)庫(kù)的基本概念
1.信息
信息(Information)是現(xiàn)實(shí)世界事物的存在方式或運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的反映。
2.數(shù)據(jù)
數(shù)據(jù)(Data)是用于描述現(xiàn)實(shí)世界事物的符號(hào)記錄，包括數(shù)字、文字、圖形和聲音等。數(shù)據(jù)有多種表現(xiàn)形式，是信自、表達(dá)方式的一種。
3.信息與數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)
數(shù)據(jù)是信息的符號(hào)表示，或稱載體；信息是數(shù)據(jù)的內(nèi)涵，是數(shù)據(jù)的語(yǔ)義解釋。信息與數(shù)據(jù)是密切相關(guān)聯(lián)的，因此，在某些不需要嚴(yán)格區(qū)分的場(chǎng)合，也可以把兩者不加區(qū)別地使用，例如信息處理也可以說(shuō)成數(shù)據(jù)處理。
4.數(shù)據(jù)庫(kù)
數(shù)據(jù)庫(kù)(DataBase，簡(jiǎn)稱DB)是長(zhǎng)期存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)內(nèi)的有組織的、可共享的數(shù)據(jù)集合。其數(shù)據(jù)是按一定的數(shù)據(jù)模型組織、描述和存儲(chǔ)的，具有較小的冗余度、較高的數(shù)據(jù)獨(dú)立性和易擴(kuò)展性，并可為一定范圍內(nèi)的各種用戶共享
5.數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)
數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)(DataBase Management System，簡(jiǎn)稱DBMS)是指負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)庫(kù)存取、維護(hù)和管理的系統(tǒng)軟件。它的基本功能有：數(shù)據(jù)定義功能、數(shù)據(jù)操作功能、數(shù)據(jù)庫(kù)的運(yùn)行管理和數(shù)據(jù)庫(kù)的建立、維護(hù)功能。
6.數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)
數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)(DataBase System,簡(jiǎn)稱DBS )是指在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中引人數(shù)據(jù)庫(kù)后的系統(tǒng)構(gòu)成。一般由數(shù)據(jù)庫(kù)、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)(及其工具)、應(yīng)用系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)管理人員和用戶構(gòu)成。
考點(diǎn)2數(shù)據(jù)管理技術(shù)發(fā)展的3個(gè)階段
數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展同計(jì)算機(jī)硬件、軟件和計(jì)算機(jī)應(yīng)用的范圍有著密切關(guān)系。它是對(duì)數(shù)據(jù)的分類、組織、編碼、存儲(chǔ)、檢索和維護(hù)的技術(shù)，其發(fā)展經(jīng)過(guò)如下3個(gè)階段：
1.人工管理階段
該階段具有如下幾個(gè)特點(diǎn)：
(1)數(shù)據(jù)不保存。
(2)由應(yīng)用程序管理數(shù)據(jù)。
(3)數(shù)據(jù)不共享。
(4)數(shù)據(jù)不具有獨(dú)立性。
2.文件系統(tǒng)階段
該階段具有如下幾個(gè)特點(diǎn)：
(1)數(shù)據(jù)可以長(zhǎng)期保存。
(2)由文件系統(tǒng)管理數(shù)據(jù)。
(3)數(shù)據(jù)共享性差，冗余度大。
(4)數(shù)據(jù)獨(dú)立性差。
3.多數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)階段
與前邊兩個(gè)相比，數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)階段具有如下幾個(gè)方面的特點(diǎn)：
(1)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化。
(2)數(shù)據(jù)的共享性高，冗余度低，易擴(kuò)充。
(3)數(shù)據(jù)獨(dú)立性高。
(4)數(shù)據(jù)由DBMS統(tǒng)一管理和控制。
考點(diǎn)3數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的研究領(lǐng)域
數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的研究領(lǐng)域是十分廣泛的，概括地講可包括以下3個(gè)領(lǐng)域：
(1)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)軟件的研制。
(2)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)。數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是在DBMS的支持下，按照應(yīng)用的要求，為某一部門或組織設(shè)計(jì)一個(gè)結(jié)構(gòu)合理、使用方便、效率較高的數(shù)據(jù)庫(kù)及其應(yīng)用系統(tǒng)。
(3)數(shù)據(jù)庫(kù)理。論數(shù)據(jù)庫(kù)理論的研究主要集中于關(guān)系規(guī)范化理論和關(guān)系數(shù)據(jù)理論等。
4.2數(shù)據(jù)模型
考點(diǎn)4數(shù)據(jù)模型的概念
模型是指現(xiàn)實(shí)世界的模擬和抽象數(shù)據(jù)模型是數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)形式框架，是數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的核心和基礎(chǔ)。根據(jù)模型應(yīng)用的不同，可以將模型分為兩類：第一類模型是概念模型，也稱信息模型。另一類模型是結(jié)構(gòu)模型，主要包括網(wǎng)狀模型、層次模型和關(guān)系模型等。
考點(diǎn)5數(shù)據(jù)模型的要素
數(shù)據(jù)模型通常由數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)操作和完整性約束3部分組成。
1.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是所研究的對(duì)象類型的集合，用于描述系統(tǒng)的靜態(tài)特征。數(shù)據(jù)的靜態(tài)特征是指對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)間聯(lián)系的描述。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是刻畫一個(gè)數(shù)據(jù)模型性質(zhì)最重要的方面。
2.數(shù)據(jù)操作
數(shù)據(jù)操作是指對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中各種對(duì)象的實(shí)例允許執(zhí)行的操作的集合，包括操作及相關(guān)的操作規(guī)則。
3.數(shù)據(jù)完整性約束
數(shù)據(jù)完整性約束是一組完整性規(guī)則的集合完整性規(guī)則是給定的數(shù)據(jù)模型中數(shù)據(jù)及其聯(lián)系所具有的制約和儲(chǔ)存規(guī)則，用以限定符合數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)庫(kù)狀態(tài)及狀態(tài)的變化，以保證數(shù)據(jù)的正確、有效和相容。
考點(diǎn)6概念模型E-R模型
為了將現(xiàn)實(shí)世界中的具體事物抽象組織為某一DBMS支持的數(shù)據(jù)模型，一般先將現(xiàn)實(shí)世界抽象為信息世界，然后將信息世界轉(zhuǎn)換成機(jī)器世界。概念模型實(shí)際上是現(xiàn)實(shí)世界到機(jī)器世界的一個(gè)中間層次。