文档介绍：数据库系统概论
建议多做几套三级数据库试题以加深理解,便于理论记忆。
绪论
数据库系统概述:
数据、数据库、数据库管理系统和数据库系统相关概念:
数据(Data):描述事物的符号记录。数据与其语义密不可分。(P4)
数据库(DataBase,简称DB):数据库是长期存储在计算机内、有组织、可共享的大量数据的集合。因此,永久存储、有组织、可共享是数据库的三个基本特点。(P4)
数据库管理系统(DataBase Management System,简称DBMS):数据库管理系统是位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件,其任务是科学、高效地管理数据库中的数据。(P5)数据库管理系统的主要功能有:
数据定义功能:DBMS提供数据定义语言(Data Definition Language,DDL)允许用户对数据库中的数据对象进行定义。
数据操纵功能:DBMS提供数据操纵语言(Data Manipulation Language,DML)允许用户对数据库中的额数据对象进行基本操作。
数据组织、存储和管理:DBMS要分类组织、存储和管理各种数据,包括数据字典、用户数据、数据的存储路径等。数据组织和存储的基本目标是提高存储空间利用率和方便存取,提供多种存取方法(如索引查找、Hash查找、顺序查找等)来提高存取效率。
数据库的事务管理和运行管理:DBMS对数据库进行统一管理、控制,以保证数据的安全性、完整性,以及处理多用户并发控制和发生故障后的系统恢复。
数据库的简历和维护功能:如数据库原始数据的输入、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。这些功能的实现通常是由一些实用程序或管理工具来完成的。
其他功能:如DBMS与网络中其他软件系统的通信功能、异构数据库之间的互访和互操作功能、多个DBMS之间的数据转换功能等。
数据库系统(DataBase System,DBS):在计算机系统中引入数据库后的系统,由数据库、数据库管理系统(及其开发工具)、应用系统、数据库管理员(DataBase Administrator,DBA)构成。
数据管理技术的发展:(P7)
人工管理阶段:主要出现于20世纪50年代中期以前,数据处理方式为批处理。其特点为:
数据不保存:由于当时计算机主要用于科学计算,一般不对数据进行长期保存。
应用程序管理数据:此阶段没有操作系统,更没有管理数据的相应的软件系统(如后来的DBMS),而是由应用程序自己设计、管理,加重了程序员的负担。
数据不共享:这里的共享是指数据不能被多个应用程序共享。即数据是面向应用程序的,一组数据只能被一个应用程序使用,而多个应用程序使用相同数据时,必须各自定义。因此,程序与程序之间存在大量冗余数据。
数据不具有独立性:当数据的逻辑结构或物理结构发生改变时,应用程序必须修改,再次加重了程序员的负担。
文件系统阶段:20世纪50年代后期到60年代中期,其特点是:
数据可以长期保存:由于此阶段计算机大量用于数据处理,数据需要长期保存在外存上。
由专门的软件系统(文件系统)管理数据:此阶段出现了操作系统和数据管理软件,即文件系统。文件系统实现了记录内的结构性,但整体无结构(即文件内部的记录有结构,但文件与文件之间无结构);更重要的是,文件系统使得应用程序与数据之间有了一定的独立性,减轻了程序员的负担。但文件系统仍然存在以下不足:
数据共享性差、冗余度大:在文件系统中,文件仍然是面向应用程序的。当多个应用程序使用相同文件时,也必须建立各自文件。这除了导致数据冗余以外,由于数据的重复存储,还会导致数据不一致现象,使数据修改和处理难度加大。(数据不一致是指同一数据不同拷贝的值不一样。)
数据独立性差:由于文件是面向应用程序的,当文件系统中文件的逻辑结构发生改变后,必须修改应用系统中对文件结构的定义。
数据库系统阶段:20世纪60年代至今。其特点是:
数据结构化:文件系统只实现了文件内部的结构化,但文件与文件之间却是孤立的。而数据库系统阶段则实现了整体数据的结构化,即文件之间也是有结构的,这种结构可以通过参照完整性来表述。
数据的共享性高,冗余度低,易扩充:在数据库系统阶段,数据面向整个系统,而不是某一应用程序,实现了不同应用程序对数据的共享。数据共享不仅消除了数据冗余,也解决了数据不一致问题,为数据的修改和维护带来方便。
数据的独立性高:由于数据不再面向某一应用程序,使得数据的定义从程序中分离出来,大大减小了程序员的负担。在DBMS中,数据的独立性是由二级映像来保证的。
数据由DBMS同一管理和控制:数据不再由应用程序管理,而是交给DBMS。DBMS通过以下几方面实现数据控制功能:数据的安全性保护、数据的完整性检查、并发控