数据库介绍
数据库的基本概念及原理
数据库的基本概念及原理数据库是现代信息系统中最重要的组成部分之一，用于存储、管理和访问大量数据。
它是组织结构化数据的集合，能够为用户提供持久化的数据存储和高效的数据检索。
本文将介绍数据库的基本概念和原理，帮助初学者了解数据库的工作原理和相关概念。
1. 数据库的定义与特点一个数据库是由一组相互联系的数据集合组成的，这些数据被组织成表、记录和字段。
数据库的特点包括：数据的持久性：数据库中的数据是长期保存的，不受计算机系统的关机或崩溃等因素的影响。
数据的共享性：数据库可以被多个用户访问和使用，满足多用户并发访问需求。
数据的独立性：数据库允许数据与应用程序分离，使得数据的改变不会影响相关的应用程序。
数据的安全性：数据库提供对数据的访问控制和安全性管理，确保只有授权用户可以访问和修改数据。
2. 数据库的三级模式结构数据库的三级模式结构包括外模式、概念模式和内模式。
外模式是用户所见到和使用的数据库的部分，它定义了用户的视图和对应的操作，使用户能够方便地进行数据的查询、修改和删除等操作。
概念模式是数据库的逻辑结构，定义了数据之间的关系和约束条件，描述了整个数据库的逻辑模型。
内模式是数据库的物理结构，描述了数据在计算机存储器中的存储方式和存取方法。
三级模式结构使得数据库的设计和维护能够相互独立，提高了系统的可扩展性和灵活性。
3. 数据库的基本原理数据库系统的核心原理包括数据模型、数据组织和数据操作三个方面。
数据模型描述了数据的逻辑结构和表示方式，常见的数据模型有层次模型、网状模型和关系模型。
其中，关系模型是最常用的数据模型，它采用基于关系的数据结构，通过表、记录和字段来组织和表示数据。
数据组织指的是数据库中数据的存储方式，包括物理存储结构和索引机制。
物理存储结构定义了数据在存储介质上的存储方式，如表空间、页和块等。
索引机制用于提高数据的检索效率，常见的索引方式有B树索引和哈希索引。
数据操作是用户对数据库进行的操作，包括数据的查询、插入、更新和删除等。
一、数据库的基础简介
⼀、数据库的基础简介1、什么是数据库什么是数据？数据是描述事物的符号记录，可以是数字、⽂字、图形、图像、声⾳、语⾔等，数据有多种形式，它们都可以经过数字化（以1和0）后存⼊计算机。
什么是数据库？数据库是存储数据的仓库，是长期存放在计算机内、有组织、可共享的⼤量数据的集合。
数据库中的数据按照⼀定数据模型组织、描述和存储，具有较⼩的冗余度，较⾼的独⽴性和易扩展性，并为各种⽤户共享。
特点总结为如下⼏点：1）数据结构化2）数据的共享性⾼，冗余度低，易扩充3）数据独⽴性⾼4）数据由 DBMS 统⼀管理和控制（安全性、完整性、并发控制、故障恢复）解释：DBMS 数据库管理系统（能够操作和管理数据库的⼤型软件）2、数据库与⽂件系统的区别？⽂件系统：⽂件系统是操作系统⽤于明确存储设备（常见的是磁盘）或分区上的⽂件的⽅法和数据结构；即在存储设备上组织⽂件的⽅法。
操作系统中负责管理和存储⽂件信息的软件机构称为⽂件管理系统，简称⽂件系统。
数据库系统：数据库管理系统(Database Management System)是⼀种操纵和管理数据库的⼤型软件，⽤于建⽴、使⽤和维护数据库，简称 DBMS。
它对数据库进⾏统⼀的管理和控制，以保证数据库的安全性和完整性。
对⽐区别：1. 管理对象不同：⽂件系统的管理对象是⽂件，并⾮直接对数据进⾏管理，不同的数据结构需要使⽤不同的⽂件类型进⾏保存（举例：txt ⽂件和 doc⽂件不能通过修改⽂件名完成转换）；⽽数据库直接对数据进⾏存储和管理。
2. 存储⽅式不同：⽂件系统使⽤不同的⽂件将数据分类（.doc/.mp4/.jpg）保存在外部存储上；数据库系统使⽤标准统⼀的数据类型进⾏数据保存（字母、数字、符号、时间）。
3. 调⽤数据的⽅式不同：⽂件系统使⽤不同的软件打开不同类型的⽂件；数据库系统由 DBMS 统⼀调⽤和管理。
数据库系统的分层：表⽰层：数据库-数据表-记录（字段）逻辑层：数据库的存储引擎物理层：数据库⽂件（*.sql）⽂件系统：表⽰层：⽂件名（⽂件类型.txt/.jpg ...）逻辑层：⽂件系统类型（EXT4/EXT3/NFTS/XFS）物理层：分区块（数据块data block）-->磁盘扇区从数据库系统的物理层和⽂件系统的表⽰层可以看出，数据库系统的物理层（数据库⽂件（*.sql））就是⽂件系统的表⽰层信息（⽂件名），可以认为数据库系统是运⾏在⽂件系统之上的。
数据库简介介绍
数据库的作用
数据库在企业和组织中扮演着至关重要的角色，它用于存储、检索、定义和管理 大量数据，以便多个用户可以同时访问和操作这些数据。
数据库还提供了数据安全性，确保数据的完整性和保密性，防止未经授权的访问 和恶意攻击。
数据库简介介绍
$number {01} 汇报人：文小库
2023-11-28
目录
• 数据库基本概念 • 数据库系统 • 数据库管理系统 • 数据库技术发展历程 • 数据库系统的未来发展 • 总结与展望
01
数据库基本概念
数据库的定义
数据库（Database）是一个长期存 储在计算机内的、有组织的、可共享 的数据集合。它是一种以有序的方式 存储和组织大量数据的文件集合体。
分布式数据库
将数据存储在多个节点上，具有高可用性、可扩展性和容错 性，适用于大规模数据处理和实时数据访问。
数据库系统的应用场景
企业管理
企业使用数据库系统来管理各种业务数据，如人力资源、财务管理、供应链管理等。
电子商务
电子商务网站使用数据库系统来存储和检索用户信息、商品信息、订单数据等。
社交媒体
社交媒体平台使用数据库系统来存储用户信息、发布内容、互动评论等数据。
面向对象数据库
02 引入面向对象技术，支持复杂对象和对象关系，具有
更好的扩展性。
分布式数据库
03
支持分布式存储和查询，提高了数据处理能力和可靠
性。
第三代数据库系统
01
数据仓库
基于关系数据库技术，支持多维 数据分析和查询，为企业决策提 供支持。
数据库基础：了解数据库的基本概念和原理
数据库基础：了解数据库的基本概念和原理第一章：引言数据库是现代计算机系统中最重要的组成部分之一。
它起到存储、管理和组织数据的作用，是许多应用程序和系统的核心。
了解数据库的基本概念和原理对于学习和应用数据库技术至关重要。
本文将介绍数据库的基本概念、原理和一些常见的数据库类型。
第二章：数据库基本概念2.1 数据库的定义数据库是一个有组织的数据集合，它包含了存储在计算机上的数据以及对这些数据进行管理和访问的方法。
2.2 数据库管理系统数据库管理系统（DBMS）是用于管理数据库的软件系统。
它提供了对数据的存储、管理、查询和更新等功能。
2.3 数据库模型数据库模型是描述数据库结构和组织方式的方法。
常见的数据库模型有层次模型、网状模型、关系模型和面向对象模型等。
2.4 数据库语言数据库语言是用于与数据库进行交互的语言。
常见的数据库语言有结构化查询语言（SQL）和数据库编程语言（如PL/SQL、T-SQL等）。
第三章：数据库原理3.1 数据库的组成数据库由数据、数据结构、数据操作和数据完整性约束等组成。
数据是数据库中存储的信息，数据结构是数据的组织方式，数据操作是对数据的增删改查操作，数据完整性约束是保证数据的一致性和有效性的规则。
3.2 数据库的存储方式数据库的存储方式包括文件存储和表格存储。
文件存储是将数据以文件的形式存储在磁盘上，表格存储是将数据以表格的形式存储在数据库中。
3.3 数据库的索引数据库的索引是用于快速查找数据的数据结构。
索引可以提高数据的查询效率，常见的索引结构有B树和哈希索引等。
3.4 数据库的事务管理数据库的事务是指一组数据库操作的逻辑单元。
数据库管理系统通过事务管理机制来保证数据库操作的原子性、一致性、隔离性和持久性。
第四章：常见的数据库类型4.1 关系型数据库关系型数据库是以关系模型为基础的数据库。
它使用表格来组织和管理数据，表格中的数据通过主键和外键进行关联。
4.2 非关系型数据库非关系型数据库是一种不使用关系模型的数据库。
数据库背景介绍
数据库背景介绍数据库是计算机系统中存储、管理和组织数据的一种特殊软件系统。
它是由数据、数据库管理系统（DBMS）和相关应用程序组成的。
数据库管理系统是指能够管理数据库的软件，它可以对数据进行存储、检索、更新和删除等操作。
在计算机系统中，数据是非常重要的资源，因此对数据的存储和管理变得尤为重要。
数据库的出现，解决了传统文件系统存储数据的种种问题。
数据库具有许多优点，如数据的独立性、数据的共享性、数据的安全性等。
它可以有效地组织和管理海量的数据，并且能够提供高效的数据访问和查询功能。
数据库背景的出现是为了满足不同应用领域对数据管理的需求。
在过去，数据存储主要采用文件系统，但是文件系统存在着很多弊端。
首先，文件系统的数据存储方式比较简单，不便于对数据进行组织和管理。
其次，文件系统的数据共享性差，不同应用程序之间很难共享数据。
此外，文件系统的数据安全性也存在一定的隐患，容易受到非法访问和破坏。
为了解决这些问题，数据库的概念被引入。
数据库采用了一种更加高级的数据组织方式，即采用表格的形式将数据存储起来。
每个表格包含若干行和列，行表示数据的记录，列表示数据的属性。
通过数据库管理系统，可以对表格进行创建、修改、删除等操作，从而实现对数据的有效管理。
数据库背景的出现，推动了数据库技术的发展。
数据库技术在各个领域都得到了广泛的应用，如企业管理、电子商务、科学研究等。
数据库技术不仅提供了高效的数据存储和访问方式，还提供了丰富的数据处理和分析功能。
通过数据库，用户可以方便地进行数据查询、排序、统计等操作，从而获得所需的数据结果。
随着计算机技术的不断进步，数据库技术也在不断发展。
传统的关系型数据库已经不能满足一些应用场景的需求，因此出现了各种类型的数据库，如面向对象数据库、NoSQL数据库等。
这些新型数据库在数据存储和查询方面具有更好的性能和扩展性，能够更好地适应不同的应用需求。
数据库背景的出现，推动了数据库技术的发展和应用。
数据库——基本概念
数据库——基本概念⼀、概述（了解） 数据库（Database，简称DB） 数据库技术是计算机应⽤领域中⾮常重要的技术，它产⽣于20世纪，60年代末，是数据管理的最新技术，也是软件技术的⼀个重要分⽀。
简单的说，数据库就是⼀个存放数据的仓库，这个仓库是按照⼀定的数据结构（数据结构是指数据的组织形式或数据之间的联系）来组织、存储的，我们可以通过数据库提供的多种⽅法来管理数据库⾥的数据。
更简单的形象理解，数据库和我们⽣活中存放杂物的仓库性质⼀样，区别只是存放的东西不同。
数据库表（table） 数据表是关系数据库中⼀个⾮常重要的对象，是其他对象的基础，也是⼀系列⼆维数组的集合，⽤来存储、操作数据的逻辑结构。
根据信息的分类性情。
⼀个数据库中可能包含若⼲个数据表，每张表是由⾏和列组成，记录⼀条数据，数据表就增加⼀⾏，每⼀列是由字段名和字段数据集合组成，列被称之为字段。
每⼀列还有⾃⼰的多个属性，例如是否允许为空、默认值、长度、类型、存储编码、注释等。
例如： 数据（data） 存储在表中的信息就叫做数据。
数据库系统有3个主要的组成部分 1.数据库（Database System）：⽤于存储数据的地⽅ 2.数据库管理系统（Database Management System，DBMS）:⽤户管理数据库的软件。
3.数据库应⽤程序（Database Application）：为了提⾼数据库系统的处理能⼒所使⽤的管理数据库的软件补充。
数据库的发展史(五个阶段) 1.⽂件系统 数据库系统的萌芽阶段,通过⽂件来存取数据.⽂件系统是数据库系统的萌芽阶段，出现在上世纪五六⼗年代，可以提供简单的数据存取功能，但⽆法提供完整、统⼀的数据管理功能，例如复杂查询等。
所以在管理较少、较简单的数据或者只是⽤来存取简单数据，没有复杂操作的情况下， 2.层次型数据库 数据库系统真正开始阶段,数据的存储形式类似树形结构,所以也叫树型数据库. 3.⽹状数据库 数据的存储形式类似⽹状结构.从⼆⼗世纪六⼗年代开始，第⼀代数据库系统（层次模型数据库系统、⽹状模型数据库系统）相继问世，它们为统⼀管理和共享数据提供了有⼒的⽀撑在这个阶段，⽹状模型数据库由于它的复杂、专⽤性，没有被⼴泛使⽤。
什么是数据库介绍一下常见的数据库管理系统
什么是数据库介绍一下常见的数据库管理系统什么是数据库？介绍一下常见的数据库管理系统数据库是一种用来存储和组织数据的系统。
它是指一个可以进行数据集中存储、管理和维护的结构化数据集合。
数据库管理系统（DBMS）是在计算机系统中管理数据库的软件，它可以提供对数据库的访问、查询、更新和管理功能。
下面将介绍一些常见的数据库管理系统。
1. 关系型数据库管理系统（RDBMS）关系型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。
它使用以表的形式组织数据，其中每个表包含多个行和列。
关系型数据库使用结构化查询语言（SQL）进行数据操作，它的优点是数据一致性和完整性较高。
常见的关系型数据库管理系统包括Oracle、MySQL和Microsoft SQL Server。
2. 非关系型数据库管理系统（NoSQL）非关系型数据库管理系统则是与关系型数据库管理系统相对的概念。
它不使用表结构，而是使用各种不同的数据模型，如键值对、文档型、列族和图等。
非关系型数据库管理系统更加适用于海量数据、高并发读写和数据模型灵活性要求较高的场景。
常见的非关系型数据库管理系统包括MongoDB、Cassandra和Redis。
3. 分布式数据库管理系统（DDBMS）分布式数据库管理系统用于管理分布在多个计算机节点上的数据。
它允许将数据分布在不同的物理位置，并提供了数据的分片、复制和故障容错等机制。
通过分布式数据库管理系统，可以实现数据的高可用性、容量扩展和负载均衡等特性。
Hadoop和Couchbase就是常见的分布式数据库管理系统。
总结起来，数据库管理系统是用于管理数据的软件系统，根据数据存储方式的不同，分为关系型数据库管理系统、非关系型数据库管理系统和分布式数据库管理系统。
不同的数据库管理系统适用于不同的应用场景，开发人员和企业可以根据自己的需求选择适合的数据库管理系统来进行数据管理。
数据库的介绍和类型
数据库的介绍和类型⼀、什么是数据库？简单的说，数据库（英⽂Dtabase）就是⼀个存放数据的仓库，这个仓库是按照⼀定的数据结构（数据结构是指数据的组织形式或数据之间的联系）来组织、存储的、我们可以通过数据库提供的多种⽅法来管理数据库⾥的数据更简单的形象理解，数据库和我们⽣活中存放杂物的仓库性质⼀样，区别只是存放的东西不同。
⼆、数据库的种类有哪些？早期⽐较流⾏的数据库模型有三种，分别为：层次式数据库、⽹络式数据库和关系型数据库。
⽽在当今的互联⽹中，最常⽤的数据库模型主要是两种，即关系型数据库和⾮关系型数据库。
1.关系型数据库介绍（1）关系型数据库由来⽹络数据库和层次数据库很好地解决了数据的集中和共享问题，但是在数据独⽴性和抽象级别上仍有很⼤⽋缺。
⽤户对这两种数据库进⾏存取时，依然需要明确数据的存储结构，⽀出存储路径。
⽽关系数据库就可以较好地解决这些问题（2）关系型数据库介绍 关系型数据库模型是把复杂的数据结构归结为简单的⼆元关系（即⼆维表格形式）。
Oracle 在数据库领域⾥上升到了霸主地位，形成每年⾼达数百亿美元的庞⼤市场，⽽MySQL也是不容忽视的数据库，以⾄于被Oracle重⾦收购MySQL 互联⽹市场 ———— Oracle 传统企业2.⾮关系型数据库的介绍 (1) ⾮关系型数据库诞⽣背景 ⾮关系型数据库也被成为NoSQL数据库，NOSQL的本意是“Not Olnly SQL” 。
指的是⾮关系型数据库，⽽不是“No SQL”的意思，因此，NoSQL的产⽣并不是要彻底地否定⾮关系型数据库，⽽是作为传统关系型数据库的⼀个有效补充。
NOSQL数据库在特定的场景下可以发挥出难以想象的⾼效率和⾼性能。
(2) 随着互联⽹Web2.0⽹站的星期，传统的关系型数据库在应付web2,0⽹站，特别是对于规模⽇益扩⼤的海量数据，超⼤规模和⾼并发的微博、微信、SNS类型的web2.0纯动态⽹站已经显得⼒不从⼼，暴露了很多难以克服的问题。
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数据库技术基础
数据库的定义
数据库(Database)是按照数据结构来组织、存储和管理数据的仓库，它产生于距今六十多年前，随着信息技术和市场的发展，特别是二十世纪九十年代以后，数据管理不再仅仅是存储和管理数据，而转变成用户所需要的各种数据管理的方式。
数据库有很多种类型，从最简单的存储有各种数据的表格到能够进行海量数据存储的大型数据库系统都在各个方面得到了广泛的应用。
在信息化社会，充分有效地管理和利用各类信息资源，是进行科学研究和决策管理的前提条件。
数据库技术是管理信息系统、办公自动化系统、决策支持系统等各类信息系统的核心部分，是进行科学研究和决策管理的重要技术手段。
简单来说是本身可视为电子化的文件柜——存储电子文件的处所，用户可以对文件中的数据进行新增、截取、更新、删除等操作。
在经济管理的日常工作中，常常需要把某些相关的数据放进这样的“仓库”，并根据管理的需要进行相应的处理。
例如，企业或事业单位的人事部门常常要把本单位职工的基本情况(职工号、姓名、年龄、性别、籍贯、工资、简历等)存放在表中，这张表就可以看成是一个数据库。
有了这个"数据仓库"我们就可以根据需要随时查询某职工的基本情况，也可以查询工资在某个范围内的职工人数等等。
这些工作如果都能在计算机上自动进行，那我们的人事管理就可以达到极高的水平。
此外，在财务管理、仓库管理、生产管理中也需要建立众多的这种"数据库"，使其可以利用计算机实现财务、仓库、生产的自动化管理。
数据库的基本结构
数据库的基本结构分三个层次，反映了观察数据库的三种不同角度。
以内模式为框架所组成的数据库叫做物理数据库；以概念模式为框架所组成的数据叫概念数据库；以外模式为框架所组成的数据库叫用户数据库。
⑴物理数据层。
它是数据库的最内层，是物理存贮设备上实际存储的数据的集合。
这些数据是原始数据，是用户加工的对象，由内部模式描述的指令操作处理的位串、字符和字组成。
⑵概念数据层。
它是数据库的中间一层，是数据库的整体逻辑表示。
指出了每个数据的逻辑定义及数据间的逻辑联系，是存贮记录的集合。
它所涉及的是数据库所有对象的逻辑关系，而不是它们的物理情况，是数据库管理员概念下的数据库。
⑶用户数据层。
它是用户所看到和使用的数据库，表示了一个或一些特定用户使用的数据集合，即逻辑记录的集合。
数据库不同层次之间的联系是通过映射进行转换的
数据库的主要特点
⑴实现数据共享
数据共享包含所有用户可同时存取数据库中的数据，也包括用户可以用各种方式
通过接口使用数据库，并提供数据共享。
⑵减少数据的冗余度
同文件系统相比，由于数据库实现了数据共享，从而避免了用户各自建立应用文件。
减少了大量重复数据，减少了数据冗余，维护了数据的一致性。
⑶数据的独立性
数据的独立性包括逻辑独立性（数据库中数据库的逻辑结构和应用程序相互独立）和物理独立性（数据物理结构的变化不影响数据的逻辑结构）。
⑷数据实现集中控制
文件管理方式中，数据处于一种分散的状态，不同的用户或同一用户在不同处理中其文件之间毫无关系。
利用数据库可对数据进行集中控制和管理，并通过数据模型表示各种数据的组织以及数据间的联系。
⑸数据一致性和可维护性，以确保数据的安全性和可靠性
主要包括：①安全性控制：以防止数据丢失、错误更新和越权使用；②完整性控制：保证数据的正确性、有效性和相容性；③并发控制：使在同一时间周期内，允许对数据实现多路存取，又能防止用户之间的不正常交互作用。
⑹故障恢复
由数据库管理系统提供一套方法，可及时发现故障和修复故障，从而防止数据被破坏。
数据库系统能尽快恢复数据库系统运行时出现的故障，可能是物理上或是逻辑上的错误。
比如对系统的误操作造成的数据错误等。
数据库的种类
数据库通常分为层次式数据库、网络式数据库和关系式数据库三种。
而不同的数据库是按不同的数据结构来联系和组织的。
1.数据结构模型
⑴数据结构
所谓数据结构是指数据的组织形式或数据之间的联系。
如果用D表示数据，用R表示数据对象之间存在的关系集合，则将DS=(D，R)称为数据结构。
例如，设有一个电话号码簿，它记录了n个人的名字和相应的电话号码。
为了方便地查找某人的电话号码，将人名和号码按字典顺序排列，并在名字的后面跟随着对应的电话号码。
这样，若要查找某人的电话号码(假定他的名字的第一个字母是Y)，那么只须查找以Y开头的那些名字就可以了。
该例中，数据的集合D
就是人名和电话号码，它们之间的联系R就是按字典顺序的排列，其相应的数据结构就是DS=(D，R)，即一个数组。
⑵数据结构类型
数据结构又分为数据的逻辑结构和数据的物理结构。
数据的逻辑结构是从逻辑的角度(即数据间的联系和组织方式)来观察数据，分析数据，与数据的存储位置无关；数据的物理结构是指数据在计算机中存放的结构，即数据的逻辑结构在计算机中的实现形式，所以物理结构也被称为存储结构。
这里只研究数据的逻辑结构，并将反映和实现数据联系的方法称为数据模型。
比较流行的数据模型有三种，即按图论理论建立的层次结构模型和网状结构模型以及按关系理论建立的关系结构模型。
2.层次、网状和关系数据库系统
⑴层次结构模型
层次结构模型实质上是一种有根结点的定向有序树(在数学中"树"被定义为一个无回的连通图)。
下图是一个高等学校的组织结构图。
这个组织结构图像一棵树，校部就是树根(称为根结点)，各系、专业、教师、学生等为枝点(称为结点)，树根与枝点之间的联系称为边，树根与边之比为1:N，即树根只有一个，树枝有N 个。
按照层次模型建立的数据库系统称为层次模型数据库系统。
IMS(Information Management System)是其典型代表。
⑵网状结构模型
按照网状数据结构建立的数据库系统称为网状数据库系统，其典型代表是
DBTG(Database Task Group)。
用数学方法可将网状数据结构转化为层次数据结构。
⑶关系结构模型
关系式数据结构把一些复杂的数据结构归结为简单的二元关系(即二维表格形式)。
例如某单位的职工关系就是一个二元关系。
由关系数据结构组成的数据库系统被称为关系数据库系统。
在关系数据库中，对数据的操作几乎全部建立在一个或多个关系表格上，通过对这些关系表格的分类、合并、连接或选取等运算来实现数据的管理。
dBASEⅡ就是这类数据库管理系统的典型代表。
对于一个实际的应用问题（如人事管理问题），有时需要多个关系才能实现。
用dBASEⅡ建立起来的一个关系称为一个数据库（或称数据库文件），而把对应多个关系建立起来的多个数据库称为数据库系统。
dBASEⅡ的另一个重要功能是通过建立命令文件来实现对数据库的使用和管理，对于一个数据库系统相应的命令序列文件，称为该数据库的应用系统。
因此，可以概括地说，一个关系称为一个数据库，若干个数据库可以构成一个数据库系统。
数据库系统可以派生出各种不同类型的辅助文件和建立它的应用系统。
地测401
王佳彤
2016902347。