1. 数据库系统概述
1.1. 数据库的基本概念
1.1.1. 数据(data):
数据是数据库中出现的基本对象。
描述事物的符号统称为数据。(可以是数字、文字、图形、视频等)
数据的含义称为数据的语义,数据与其语义是密不可分的。
记录是计算机中表示和存储数据的一种格式或者方法。
1.1.2. 数据库(DataBase,DB):
数据库是长期存储在计算机内,有组织的,可共享的大量数据的集合。
数据库中的数据按照一定的数学模型组织、描述和存储,具有较小的冗余度、较高的数据独立性和易扩展性,并可为各种用户共享。
特点: 1.永久存储 2.有组织 3.可共享
1.1.3. 数据管理系统(DataBase Management System,DBMS)
数据库管理系统是计算机的基础软件。
其作用是科学的组织和存储数据,高效的获取和维护数据。
其主要功能:
数据定义功能
数据库管理系统提供数据定义语言(Data Definition Language, DDL),用户通过它可以方便的对数据库中的数据对象的组成和结构进行定义。
数据组织、存储和管理
数据库管理系统要分类组织、存储和管理各种数据
数据操纵功能
数据操纵语言(Data Manipulation Language, DML),用户可以进行数据库的基本操作,如查询、插入、修改和删除等
数据库的事务管理和运行管理
保证事物的正确运行,保证数据的安全性、完整性、多用户对数据并发使用以及发生故障后的系统恢复
数据库的建立和维护功能
包括数据库初始数据的输入、转换功能,数据库的转储、恢复功能,数据库的重组织功能和性能监视、分析功能等。
其他功能
包括通信功能、数据转换功能、数据库间的互访和互操作功能等。
1.1.4. 数据库系统(DataBase System,DBS)
数据库系统是由数据库、数据库管理系统(及其应用开发工具)、应用程序和数据库管理员(DataBase Administrator,DBA)组成的存储、管理、处理和维护数据的系统。
1.2. 数据管理技术的产生和发展
人工管理阶段 | 文件系统阶段 | 数据库系统阶段 | |
---|---|---|---|
背景 | |||
应用背景 | 科学计算 | 科学计算、数据管理 | 大规模数据管理 |
硬件背景 | 无直接存取存储设备 | 磁盘、磁鼓 | 大容量 磁盘、磁盘阵列 |
软件背景 | 没有操作系统 | 有文件系统 | 有数据库管理系统 |
处理方式 | 批处理 | 联机实时处理、批处理 | 联机实时处理、批处理、分布处理 |
特点 | |||
数据的管理者 | 用户(程序员) | 文件系统 | 数据库管理系统 |
数据面向的对象 | 某一应用程序 | 某一应用 | 现实世界(部门、企业、跨国组织等) |
数据的共享程度 | 无共享,冗余度极大 | 共享性差,冗余度大 | 共享性高,冗余度小 |
数据的独立性 | 不独立,完全依赖于程序 | 独立性差 | 具有高度的物理独立性和一定的逻辑独立性 |
数据的结构化 | 无结构 | 记录内有结构、整体无结构 | 整体结构化,用数据模型描述 |
数据的控制能力 | 应用程序自己控制 | 应用程序自己控制 | 由数据管理系统提供数据安全性、完整性、并发控制和恢复能力 |
1.3. 数据库系统的特点
1.3.1. 数据结构化
数据系统实现整体数据结构的结构化,这是数据库的主要特征之一,也是数据库系统和文件系统的本质区别。
整体结构化是指数据库中的数据不再仅仅针对一个应用,而是面向整个组织或者企业
不仅是数据内部是数据化,整体也是数据化,数据之间是有联系的
1.3.2. 数据的共享性高、冗余度低而且易扩充
数据共享可以大大减少数据冗余,节约存储空间。
数据共享还可以避免数据之间额不相容性和不一致性。
并且使得数据库系统弹性大,易于扩充。
1.3.3. 数据独立性
数据独立性是借助数据库管理数据的一个显著优点,包括物理独立性和逻辑独立性。
物理独立性:
用户的应用程序和数据库中的物理存储是相互独立的。
逻辑独立性:
用户的应用程序与数据库的逻辑结构是相互独立的。
1.3.4. 数据由数据库管理系统统一管理额控制
总体来说,数据库是长期储存在计算机被,有组织、大量、共享的数据集合。它可以提供各种用户共享,具有最小的冗余度和较高的数据独立性。数据管理系统在数据库的建立、运用和维护时对数据库进行统一的控制,以保证数据的完整性和安全性,并在多用户同时使用数据库是进行并发控制没在发生故障号对数据库进行恢复。
数据的安全性保护
保护数据以防止不合法使用导致的数据泄密和破坏。
数据的完整性检查
指检查数据的正确性、有效性和相容性。
并发控制
数据库的恢复
数据库管理系统必须要有将数据库从错误状态恢复到某一一致的正确状态(亦称为完整状态或一致状态)的功能,这就是数据库的恢复功能。