資料庫系統概論之第一章緒論

2021-07-22 15:51:55 字數 3588 閱讀 1230

1.1資料庫系統概述

1.1.1資料、資料庫、資料庫管理系統、資料庫系統

一、資料(data)

1.資料是資料庫中儲存的基本物件。

2.描述事物的符號記錄稱為資料,描述事物的符號可以是數字,也可以是文字、圖形、影象、聲音、語言等,資料有多種表現形式,它們都可以經過數位化後存入計算機。

二、資料庫(database,db)

1.資料庫是存放資料的倉庫。

2.資料庫是長期儲存在計算機內、有組織的、可共享的大量資料的集合。資料庫資料具有永久儲存、有組織、可共享三個基本特點。

三、資料庫管理系統(database management system,dbms)

1.資料庫管理系統是位於使用者與作業系統之間的一層資料管理軟體,它的主要功能包括以下幾個方面:

(1)資料定義功能;

(2)資料組織、儲存和管理;

(3)資料操縱功能;

(4)資料庫的事務管理和執行管理;

(5)資料庫的建立和維護功能;

(6)其他功能;

四、資料庫系統(database system,dbs)

1.資料庫系統是指在計算機系統中引入資料庫後的系統,一般由資料庫、資料庫管理系統(及其開發工具)、應用系統、資料庫管理員構成。

1.2資料模型

資料模型是用來描述資料、組織資料和對資料進行操作的。

1.2.1兩類資料模型

第一類是概念模型,第二類是邏輯模型和物理模型。

1.概念模型是按使用者的觀點來對資料和資訊建模,主要用於資料庫設計;

2.第二類中的邏輯模型主要包括層次模型、網狀模型、關係模型、物件導向模型、物件關係模型等,它是按計算機系統的觀點對資料建模,主要用於dbms的實現;

3.第二類中的物理模型是對資料最低層的抽象,它描述資料在系統內部的表達方式和訪問方法,在磁碟或磁帶上的儲存方式和訪問方法,是面向計算機系統的;

1.2.2資料模型的組成要素

資料模型通常由資料結構、資料操作和完整性約束三部分組成。

一、資料結構

1.資料結構描述資料庫的組成物件以及物件之間的聯絡。

二、資料操作

1.資料操作是指對資料庫中各種物件的例項允許執行的操作的集合,包括操作及有關操作規則;

2.資料庫主要有查詢和更新(包括插入、刪除、修改)兩大類操作;

三、資料庫的完整性約束條件

1.資料的完整性約束條件是一組完整性規則,完整性規則是給定的資料模型中資料及其聯絡所具有的制約和依存規則,用以限定符合資料模型的資料庫狀態以及狀態的變化,以確保資料的正確、有效、相容。

2.資料模型應該反應和規定本資料模型必須遵守的基本的通用的完整性約束條件,例如,在關係模型中,任何關係必須滿足實體完整性和參照完整性兩個條件。

1.2.3概念模型

概念模型是現實世界到機器世界的乙個中間層次。

一、資訊世界中的基本概念

(1)實體(entity)

客觀存在並可相互區別的事物稱為實體。實體可以是具體的人事物,也可以是抽象的概念或聯絡。

(2)屬性(attribute)

實體所具有的某一特性稱為屬性,乙個實體可以由若干個屬性來刻畫。

(3)碼(key)

唯一標識實體的屬性集稱為碼。

(4)域(domain)

域是一組具有相同資料型別的值的集合,屬性的取值範圍來自某個域。

(5)實體型(entity type)

具有相同屬性的實體必然具有共同的特徵和性質,用實體名及其屬性名集合來抽象和刻畫同類實體,稱為實體型。

(6)實體集(entity set)

同一型別實體的集合稱為實體集,例如,全體學生就是乙個實體集。

(7)聯絡(relationship)

在現實世界中,事物內部以及事物之間是有聯絡的。實體內部的聯絡通常是指組成實體的各屬性之間的聯絡;實體之間的聯絡通常是指不同實體集之間的聯絡。

二、兩個實體型之間的聯絡

1.一對一聯絡

如果對於實體集a中的每乙個實體,實體集b中至多有乙個實體與之聯絡,反之亦然,則稱實體集a與實體集b具有一對一聯絡;

2.一對多聯絡

如果對於實體集a中的每乙個實體,實體集b中有n個實體與之聯絡,反之,對於實體集b中的每乙個實體,實體集a中至多有乙個實體與之聯絡,則稱實體集a與實體集b有一對多聯絡;

3.多對多聯絡

如果對於實體集a中的每乙個實體,實體集b中都有n個實體與之聯絡,反之,對於實體集b中的每乙個實體,實體集a中也有m個實體與之聯絡,則稱實體集a與實體集b具有多對多聯絡;

注:兩個以上實體型和同乙個實體集內的各實體之間也可以存在一對

一、一對多、多對多的聯絡。

三、概念模型的一種表示方法:實體-聯絡方法

概念模型是對資訊世界的建模,概念模型的表示方法很多,其中最為著名最為常用的是實體-聯絡方法,該方法用e-r圖來描述現實世界的概念模型。

e-r圖提供了表示實體型、屬性和聯絡的方法:

實體型:用矩形表示,矩形框內寫明實體名;

屬性:用橢圓形表示,並用無向邊將其與相應的實體型連線起來;

聯絡:用菱形表示,菱形框內寫明聯絡名,並用無向邊分別與有關實體型連線起來,同時在無向邊旁標上聯絡的型別;

注意:如果乙個聯絡具有屬性,則這些屬性也要用無向邊與該聯絡聯絡起來。

1.2.4關係模型

一、關係資料模型的資料結構

關係(relation):乙個關係對應通常說的一張表;

元組(tuple):表中的一行即為乙個元組;

屬性(attribute):表中的一列即為乙個屬性,給每乙個屬性起乙個名字即屬性名;

碼(key):表中的某個屬性組,它可以唯一確定乙個元組;

域(domain):屬性的取值範圍;

分量:元組中的乙個屬性值;

關係模式:對關係的描述;

二、關係資料模型的操縱與完整性約束

關係資料模型的操作主要包括查詢、插入、刪除和更新資料,關係的完整性約束條件包括三大類:實體完整性、參照完整性和使用者自定義的完整性;

1.3資料庫系統結構

1.3.1資料庫系統模式的概念

在資料模型中有型(type)和值(value)的概念,型是指對某一類資料的結構和屬性的說明,值是型的乙個具體賦值。

模式(schema)是資料庫中全體資料的邏輯結構和特徵的描述,它僅僅涉及到型的描述,不涉及到具體的值,模式的乙個具體值稱為模式的乙個例項(instance)。

模式是相對穩定的,而例項是相對變動的,模式反映的是資料的結構及其聯絡,而例項反映的是資料庫某一時刻的狀態。

1.3.2資料庫系統的**模式結構

資料庫系統的**模式結構是指資料庫系統是由外模式、模式和內模式**構成。

一、模式(schema)

乙個資料庫只有乙個模式,資料庫模式以某一種資料模型為基礎,統一綜合的考慮了所有使用者的需求,並將這些需求有機的結合成乙個邏輯實體。定義模式時不僅要定義資料的邏輯結構,而且要定義資料之間的聯絡,定義與資料有關的安全性、完整性要求。

二、外模式(external schema)

乙個資料庫可以有多個外模式,每個使用者只能看見和訪問所對應的外模式中的資料,資料庫中的其餘資料是不可見的。

三、內模式

乙個資料庫只有乙個內模式,它是資料物理結構和儲存方式的描述,是資料在資料庫內部的表示方式。

資料庫系統概論 第一章緒論

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