数据库基础知识-系统概述共101页文档
数据库基础知识
数据库基础知识数据库是现代计算机系统中非常常见和重要的组件之一。
它是一个用于存储和管理数据的软件系统，提供了一种有效地组织和访问大量数据的方法。
数据库可以被用于各种应用领域，如企业管理、科学研究和互联网服务等。
本文将讨论数据库的基础知识，包括数据库的定义、特点、分类以及常用的数据库管理系统。
一、数据库的定义和特点数据库可以理解为一个以特定结构存储数据的集合，它具有以下特点：1. 数据的存储：数据库可以持久地保存数据，并提供高效的读写操作。
相比于传统的文件系统，数据库可以更好地管理和操作大量数据。
2. 数据的组织：数据库使用表的结构组织数据，每个表包含多个列和行，类似于电子表格。
这种结构可以更好地组织和管理数据。
3. 数据的共享：多个用户可以同时访问数据库并进行操作，数据库具有良好的并发控制机制，可以确保数据的一致性和完整性。
4. 数据的安全性：数据库提供了访问控制和安全机制，可以限制用户对数据的访问权限，并保证数据的安全性和保密性。
5. 数据的持久性：数据库的数据是持久的，即使在系统故障或断电的情况下，数据也能得到恢复和保护。
二、数据库的分类根据数据模型的不同，数据库可以分为关系型数据库和非关系型数据库。
1. 关系型数据库：关系型数据库使用表格形式存储数据，其中每个表格称为一个关系，表格的列对应数据的属性，行则对应属性的值。
关系型数据库使用结构化查询语言（SQL）进行数据的查询和操作，最常见的关系型数据库有Oracle、MySQL和SQL Server等。
2. 非关系型数据库：非关系型数据库采用不同的数据模型进行数据存储，如键值对、文档、列族、图等。
非关系型数据库通常具有高可扩展性和高性能等优点，适用于大规模数据的存储和处理。
常见的非关系型数据库有MongoDB、Redis和Cassandra等。
三、常用的数据库管理系统数据库管理系统（DBMS）是用于管理和操作数据库的软件系统，它提供了一系列的功能和接口，方便用户进行数据的存储、查询和分析等操作。
数据库管理系统的基础知识
数据库管理系统的基础知识数据库管理系统是一种用于管理和组织大量数据的软件工具。
在现代信息时代中，数据库管理系统已经成为不可或缺的技术基础，广泛应用于各个行业和领域。
本文将为您介绍数据库管理系统的基础知识，包括数据库的定义、组成部分以及常见的数据库管理系统类型。
一、数据库的定义与组成部分数据库是指按照一定的数据模型组织、存储和管理数据的集合。
它由以下几个组成部分构成：1.1 数据库管理系统（DBMS）数据库管理系统是一种软件，用于管理和操作数据库。
它提供了一套对数据库进行操作的接口和工具，包括数据的添加、删除、修改和查询等功能。
常见的DBMS有Oracle、MySQL、SQL Server等。
1.2 数据库数据库是指存储在物理介质上的数据集合。
它可以包含多个表格，每个表格由多个字段组成，并采用特定的数据类型和约束。
数据库中的数据按照一定的结构进行组织和存储，便于查询和管理。
1.3 数据表数据表是数据库中的基本单位，由多个行和列组成。
每一行表示一个记录，每一列表示一个字段。
数据表按照一定的规则定义字段的数据类型和约束，确保数据的完整性和一致性。
二、常见的数据库管理系统类型根据数据的存储方式和应用场景的不同，数据库管理系统可以分为以下几种类型：2.1 层次数据库管理系统层次数据库管理系统是最早出现的数据库管理系统之一。
它采用树状结构组织数据，将数据划分为多个层次，每个层次由一个父节点和多个子节点组成。
这种结构适合表示具有层次关系的数据，如组织结构和文件系统等。
2.2 网状数据库管理系统网状数据库管理系统是在层次数据库管理系统基础上发展起来的。
它通过引入“指针”来解决层次数据库不能处理多对多关系的问题。
网状数据库管理系统主要适用于较复杂的应用场景，如航空航天领域的数据管理。
2.3 关系数据库管理系统关系数据库管理系统是目前应用最广泛的数据库管理系统之一。
它采用表格的方式组织数据，通过多个表格之间的关系来表示数据之间的联系。
数据库系统的基础知识和设计
数据库系统的基础知识和设计数据库系统是现代信息管理的重要工具，它以数据为核心，通过建立、维护和利用数据库来解决数据管理和信息处理的需求。
本文将介绍数据库系统的基础知识和设计原则，以帮助读者全面了解和掌握数据库系统。
一、数据库系统的基础知识1. 数据库概述数据库是一个有组织的、可共享的数据集合，它以一定的数据模型组织数据，并提供了数据的存储、管理和访问功能。
常见的数据库系统有关系型数据库、面向对象数据库和NoSQL数据库等。
2. 数据模型与关系模型数据模型是对现实世界的抽象表示，关系模型是其中最常用的一种数据模型。
关系模型使用二维表格的形式表示数据，并通过关系代数和关系演算来进行数据操作。
3. 数据库管理系统数据库管理系统（DBMS）是管理数据库的软件系统，它负责数据的存储、安全性、完整性、并发控制和恢复等方面的管理工作。
常见的DBMS有Oracle、MySQL、SQL Server等。
4. 数据库设计数据库设计是建立数据库系统的过程，它包括概念设计、逻辑设计和物理设计三个阶段。
概念设计阶段定义了数据库的整体结构，逻辑设计阶段将概念模型转换为关系模型，物理设计阶段确定了数据的存储方式和索引策略。
二、数据库设计原则1. 数据库范式数据库范式是数据设计时需要满足的一些规范，它可以提高数据的一致性、减少冗余和提高查询效率。
常见的范式有第一范式（1NF）、第二范式（2NF）和第三范式（3NF）等。
2. 主键与外键主键是用来唯一标识一条记录的属性或属性组合，它具有唯一性和非空性。
外键是关系模型中一个表中的字段，它引用另一个表中的主键，用于建立表之间的关系。
3. 索引设计索引是数据库中用于快速查找数据的结构，它可以提高查询效率。
在设计索引时，需要考虑选择合适的字段作为索引字段、确定索引类型和设置适当的索引顺序等。
4. 视图设计视图是虚拟的表，它是由基本表中的数据计算、检索或汇总得到的。
视图可以简化数据访问、保护数据安全和提高数据的独立性。
第一章-数据库系统概述
第⼀章-数据库系统概述⽬录⼀、概述基本概念数据：描述事物的符号；数据库：长期存储在计算机内的、有组织的、可共享的⼤量数据的集合，其中的数据按⼀定的数据模型组织存储，具有较⼩的冗余度、较⾼的数据独⽴性和⼀扩展性；数据库管理系统：提供如下功能数据定义数据组织和管理数据操纵数据事务管理和运⾏管理数据库的建⽴和维护数据库系统：由数据库、数据库管理系统、应⽤程序、数据库管理员组成的存储、管理处理和维护数据的系统。
数据管理技术的历史⼈⼯管理阶段⽂件系统阶段数据库系统阶段数据库系统的特点数据结构化数据库系统实现了整体数据的结构化，是数据库的主要特征，也是数据库系统与⽂件系统的本质区别。
所谓整体结构化是指数据库中的数据不再仅仅⾯向某个应⽤，⽽是⾯向整个组织；不仅是内部结构化，⽽且是整体的结构化，数据之间具有联系。
数据的共享性⾼、冗余度低且易扩充数据共享可⼤⼤减少数据冗余，节约存储空间。
数据⾯向整个系统，其结构性使得数据库易于扩充。
数据独⽴性⾼物理独⽴性：⽤户的应⽤程序与数据库中数据的物理存储相互独⽴；逻辑独⽴性：⽤户的应⽤程序域数据库的逻辑结构相互独⽴。
数据由DBMS统⼀管理和控制数据的安全性保护、数据的完整性检查、并发控制、数据库恢复。
数据库是长期存储在计算机内有组织、⼤量、共享的数据集合。
它可以共各种⽤户共享，具有最⼩冗余度和较⾼的数据独⽴性。
DBMS在数据库建⽴、运⾏和维护时对数据库进⾏统⼀控制，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时进⾏并发控制，在发⽣故障后进⾏恢复。
⼆、数据模型数据模型是对现实世界数据的抽象，它是数据库系统的核⼼和基础。
数据模型的分类概念模型：概念模型按⽤户的观点来对数据和信息建模，主要⽤于数据库设计；逻辑模型：逻辑模型按计算机的观点对数据建模，主要⽤于数据库的实现，其主要包括层次模型、⽹状模型、关系模型、⾯向对象模型、对象关系数据模型、半结构化模型等；物理模型：物理模型是对数据最底层的抽象，它描述了数据在系统内部的表⽰⽅式和存取⽅法，数据库设计⼈员需要了解和选择选择物理模型。
数据库管理系统基础知识
数据库管理系统基础知识数据库管理系统（Database Management System，简称DBMS）是一种用于管理和组织数据的软件系统。
它提供了一种结构化的方式来存储、管理和检索数据，方便用户进行数据操作和处理。
本文将介绍数据库管理系统的基础知识，包括数据库的概念、数据库管理系统的功能以及常见的数据库模型和查询语言。
一、数据库的概念数据库是一个长期存储在计算机内的、有组织的、可共享的大量数据的集合。
它是按一定的数据模型组织起来，通过数据库管理系统来管理和操作。
数据库中的数据可以被多个用户共享和使用，同时也能够保证数据的一致性和完整性。
二、数据库管理系统的功能数据库管理系统提供了一系列的功能，包括数据定义、数据操纵、数据控制和数据查询等。
1. 数据定义（Data Definition）：数据库管理系统允许用户定义数据模型、数据结构和相关约束。
通过数据定义语言（DDL），用户可以创建表、定义字段、设置索引等。
2. 数据操纵（Data Manipulation）：用户可以使用数据操纵语言（DML）对数据库中的数据进行增、删、改、查等操作。
常见的数据操纵语言有结构化查询语言（SQL）和数据库扩展语言（DML）。
3. 数据控制（Data Control）：数据库管理系统允许用户设置数据访问权限和安全性控制。
用户可以定义角色、分配权限以及控制数据的保密性和完整性。
4. 数据查询（Data Query）：数据库管理系统提供了强大的查询语言，如SQL，可以帮助用户高效地检索数据。
用户可以根据特定的条件查询数据库中的数据。
三、数据库模型数据库模型是用于描述和组织数据库的结构和关系的，常用的数据库模型有层次模型、网状模型和关系模型。
1. 层次模型（Hierarchical Model）：层次模型采用树形结构来组织数据，数据之间的关系呈现父子关系。
每一个父节点可以有多个子节点，而每一个子节点只能有一个父节点。
2. 网状模型（Network Model）：网状模型将数据之间的关系表示为网络，允许一个子节点有多个父节点。
数据库系统的基础知识
数据库系统的基础知识数据库系统是现代信息管理和数据处理的重要工具，它在各个领域都有广泛的应用。
深入了解数据库系统的基础知识，对于设计、管理和优化数据库系统具有重要意义。
本文将介绍数据库系统的相关概念、组成部分以及基本原理，帮助读者全面了解数据库系统的基础知识。
一、数据库系统的概念数据库系统是指将大量数据整合存储、管理和处理的系统。
它由数据库、数据库管理系统（DBMS）和应用程序组成，具有数据共享、数据独立和数据一致性等特点。
数据库系统采用结构化的方式来组织和管理数据，可以提供高效、安全、可靠的数据存取操作。
二、数据库系统的组成部分1. 数据库（Database）：数据库是指存储有组织的数据集合，它包含多个表格（表）以及表之间的关系。
数据库可以分为关系型数据库、面向对象数据库和NoSQL数据库等类型，根据需求选择适合的数据库类型。
2. 数据库管理系统（Database Management System，简称DBMS）：DBMS是指用于管理和操作数据库的软件系统。
它负责数据的存取、维护、安全性控制和性能优化等工作。
常见的DBMS有Oracle、MySQL、SQL Server等。
3. 数据库应用程序（Application）：数据库应用程序是指通过DBMS对数据库进行操作、管理和查询的软件。
它可以是自行开发的应用程序，也可以是商业软件或开源软件。
三、数据库系统的基本原理1. 数据模型：数据模型是数据库系统中描述数据结构和数据关系的方式。
常见的数据模型有层次模型、网络模型和关系模型。
关系模型是最常用的数据模型，采用二维表格的方式来组织数据，通过主键和外键建立表之间的关系。
2. 数据库设计：数据库设计是指根据需求和数据模型设计数据库结构和关系。
它包括实体-关系模型设计、属性定义、关系建立和范式化等过程。
优秀的数据库设计可以提高数据库的性能和可靠性。
3. 数据库查询语言：数据库查询语言是用户与数据库进行交互的方式。
第一章 数据库系统基础知识
层次模型
网状模型 关系模型
21
1、层次模型
他只能表示1：n的联系，如下图所示：
总经理 副总经理A 副总经理B 车间4 副总经理C 车间5 车间6
层次模型是用树型结构来表示实体类型以及实体间联系的模型。
车间1
车间2
车间3
22
2、网状模型
网状模型是用网状结构来表示实体类型以及实体间联系的 模型。它能够表示实体间的多种复杂联系和实体类型之间的多 对多的联系。
_____。
A)DBMS包括DB和DBS C)DB包括DBS和DBMS B)DBS包括DB和DBMS D)DB、DBS和DBMS是平等关系
13
三、数据库的三级模式
为了有效地组织、管理数据，提高数据库的逻辑独立性和 物理独立性，人们为数据库设计了一个严谨的体系结构， 包括外模式、模式和内模式三个模式。
11
数据库 系统
数据库应用系统简称为数据库系统（DataBase System， DBS），是一个计算机应用系统。它由计算机硬件、 数据库管理系统、数据库、应用程序和用户等部分组成。
应用程序 语言编译 OS 硬件 DBMS
最终用户
开发人员
数据库管 理人员
12
例： 数据库DB、数据库系统DBS和数据库管理系统DBMS的关系是
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第二节 数 据 模 型
一、数据的描述
现实世界
信息世界 现实世界是存在于人脑之外的客观世界。 信息世界是现实世界在人们头脑中的反映。
(1)实体(Entity)：客观存在并且可以相互区别的事物称为实体。实体可以是 实际的对象，也可以是抽象的概念或事件，如一名学生、一次旅游、一个设计等。 (2) 实体的属性(Attribute)：实体所具有的特性称为属性。如工人实体的属性有年龄、 住址、婚姻状况、月收入等，汽车实体的属性有颜色、厂家、价格、载客数量等。 (3) 实体集(Entity set)：同类型实体的集合称为实体集。例如，一个工厂的所有 工人组成了工人的集合，在此集合中的每个工人都具有如上所说的所有属性。
第一章数据库系统概述
2008,04,03 2008,05,10
归还日期 2008,04,29 2008,06,09
归还日期
2008,04,29 2008,06,09
姓名
工作单位 郑州大学 中州铝厂
是否学生 电话号码
R0001 R0002
T002 T001
张三 李四
T F
67760013 63273832
R0001
1.1.1 信息和数据(P4)
信息与数据既有区别又有联系，数据是一种物理符号，是信 息存在的一种形式，只有通过处理才能成为有用信息。 在现实生活中，信息和数据常常不加区分。在一些不很严格 的场合或不易区分的情况下，人们把信息和数据当作同义词。 如“信息处理”与“数据处理”。 对于某个确定的目的来说，信息和数据应该区分，且信息和 数据在一定的条件下可以相互转化。
读者编号 姓名 工作单位 郑州大学 是否学生 电话号码 T 67760013
元 组
R0001
张三
R0002
李四
中州铝厂
F
63273832
1.2.1 基本概念(P23-24)
2. 元组、属性、主键、外键 ②在一个表的全部属性中存在一主属性，元组在主 属性上的值可以唯一标识一个元组，具有这种特征 的属性称为候选关键属性。需要选择某个候选关键 属性作为主属性，主属性也称为主键、主码。 ③外键是来自于另外表的主键，用于描述不同表之 间元组的联系。
R0002
李四
中州铝厂
连接
读者编号 R0001 R0002 读者编号 R0001 R0002 R0001
读者编号
姓名 张三 李四
工作单位 郑州大学 中州铝厂