資料庫系統概論---第一章 緒論-1.1 資料庫系統概述

文章目錄

• 1.1 資料庫系統概述
• • 1.1.1 資料庫的4個基本概念
  • 1.1.2 資料管理技術的産生和發展
  • 1.1.3 資料庫系統的特點
  • 小結

1.1 資料庫系統概述

1.1.1 資料庫的4個基本概念

• 資料（Data）

  • 資料（Data）是資料庫中存儲的基本對象
  • 資料的定義
    • 描述事物的符号記錄
  • 資料的種類
    • 數字、文字、圖形、圖像、音頻、視訊、學生的檔案記錄、訂單情況等等
  • 資料的含義成為資料的語義，資料與其語義是不可分的

    • 例如 93是一個資料

       語義1 ：學生某門課的成績

       語義2 ：某人的體重

       語義3 ：計算機系2014級學生人數

       語義4 ：請同學給出……

  • 日常生活中，人們可以直接用自然語言（如漢語）來描述事物

  • 計算機中常常用記錄來描述，如學生檔案中的學生記錄：

     （李明，男，199505，江蘇南京市，計算機系，2013）

  • 資料的形式不能完全表達其内容
  • 資料的解釋

    • 語義

      ： 學生姓名、性别、出生年份、籍貫、所在系别、入學時間

    • 解釋

      ： 李明是大學生，1995年5月生，男，江蘇南京人，2013年考入計算機系
  • 資料是有結構的：記錄是計算機存儲資料的一種格式或一種方法

• 資料庫（Database，DB）

  • 什麼是資料庫

    • 資料庫（Database，DB）

       是長期儲存在計算機内、有組織的、可共享的大量資料的集合。

  • 為什麼要建立資料庫

     收集并抽取出一個應用所需要的大量資料，将其儲存，以供進一步 加工處理，抽取有用資訊，轉換為有價值的知識。

  • 資料庫的基本特征
    • 資料按一定的 資料模型組織、描述和儲存
    • 可謂各種使用者 共享、備援度較小、易擴充
    • 資料獨立性較高

• 資料庫管理系統（DataBase Management System，DBMS）

  • 什麼是資料庫管理系統（DBMS）
    • 位于使用者應用與作業系統之間的一層資料管理軟體
    • 是基礎軟體，是一個大型複雜的軟體系統
  • 資料庫管理系統的用途
    • 科學地組織和存儲資料、高效地擷取和維護資料

  • 資料庫管理系統在計算機系統中的位置

     介于作業系統和應用使用者之間，處于“基礎軟體平台的位置”

    

  • 資料庫管理系統的主要功能
    • 資料定義功能
      • 提供資料定義語言（DDL）
      • 定義資料庫中的資料對象
    • 資料組織、存儲和管理
      • 分類組織、存儲和管理各種資料
      • 确定資料在存儲級别上的結構和存取方式
      • 實作資料之間的聯系
      • 提供多種存取方式提高存取效率
    • 資料操縱功能
      • 提供資料操縱語言（DML）
      • 實作對資料庫的基本操作（查詢、插入、删除和修改）
    • 資料庫的事務管理和運作管理
      • 資料的安全性、完整性、多使用者對資料的并發使用
      • 發生故障後的系統恢複資料庫
      由資料庫管理系統統一管理和控制，保證事務正确運作

    • 資料庫的建立和維護功能

      提供實用程式/工具，完成資料庫資料批量裝載，資料庫轉儲，媒體故障恢複，資料庫的重組織和性能監視等

    • 其他功能
      • 資料庫管理系統與網絡中其他軟體系統的通信
      • 資料庫管理系統系統之間的資料轉換
      • 異構資料庫之間的互訪和互操作

• 資料庫系統（DataBase System，DBS）

  • 資料庫系統是指在計算機系統中引入資料庫後的系統構成
  • 在不引起混淆的情況下常常把資料庫系統簡稱為資料庫
  • 資料庫系統的構成
    • 資料庫
    • 資料庫管理系統（及其應用開發工具）
    • 應用程式
    • 資料庫管理者（DataBase Administrator，DBA）

1.1.2 資料管理技術的産生和發展

• 什麼是資料管理
  • 對資料進行分類、組織、編碼、存儲、檢索和維護
  • 資料處理和資料分析的中心問題
• 資料管理技術的發展過程

  

  • 人才管理階段（20世紀50年代中之前）
    • 應用程式與資料集一一對應
    • 資料間無共享

      

  • 檔案系統階段（20世紀50年代末–60年代中）
    • 檔案系統提供存取方法，但本質上應用程式與檔案依舊存在一一對應關系

      

  • 資料庫系統階段（20世紀60年代末–現在）
    • 資料庫管理系統統一管理資料，資料被模型化、結構化
    • 資料間可共享

      

1.1.3 資料庫系統的特點

• 資料結構化

  • 資料的整體結構化是資料庫的主要特征之一
    • 不再僅僅針對某一個應用，而是面向整個企業或組織
    • 不僅資料内部結構化，整體是結構化的，資料之間具有聯系
    • 資料記錄可以變長
    • 資料的最小存取機關是資料項
  • 資料用資料模型描述，無需應用程式定義

    

• 資料的共享型高，備援度低且易擴充

  • 資料面向整個系統，可以被多個使用者/多個應用共享使用
  • 資料共享的好處
    • 減少資料備援，節約存儲空間
    • 避免資料之間的不相容性與不一緻性
    • 使系統易于擴充

      

• 資料獨立性高

  • 實體獨立性

    指使用者的應用程式與資料庫中資料的實體存儲是互相獨立的。當資料的實體存儲改變了，應用程式不用改變。

  • 邏輯獨立性

    指使用者的應用程式與資料庫的邏輯結構是互相獨立的。資料的邏輯結構改變了，應用程式不用改變。

  • 資料獨立性由資料庫管理系統的二級映像功能來保證

• 資料由資料庫管理系統統一管理和控制

  1. 資料的安全性（Security）保護

     保護資料以防止不合法的使用造成的資料的洩密和破壞

  2. 資料的完整性（Integrity）檢查

     保護資料的正确性、有效性和相容性。

  3. 并發控制（Concurrency Control）

     對多使用者的并發操作加以控制和協調，防止互相幹擾而得到錯誤的結果

  4. 資料庫恢複（Recovery）

     将資料庫從錯誤狀态恢複到某一已知的正确狀态

小結

  1.1.1 掌握資料庫的4個基本概念

  1.1.2 了解資料管理技術的産生和發展

  1.1.3 了解資料庫系統的特點

• 目的：了解基本知識，初步掌握基本概念
• 難點：需要掌握資料庫領域大量的基本概念
• 知識點總結：
  • 資料庫是長期儲存在計算機内、有組織的、可共享的大量資料的集合。
  • 可以供各種使用者共享，具有最小備援度和較高的資料獨立性。
  • 資料庫管理系統在資料庫建立/運用和維護時對資料庫進行統一控制，以保證資料的完整性/安全性，并在多使用者同時使用資料庫時進行并發控制，在發生故障後對資料庫進行恢複。