数据库系统概念
数据库系统概念中文版
使 在 系 统 崩 渍 或 有 人 企 图 越 权 访 问 时 也 应 保 障 信 息 的 安 全 性 。 如 果 数 据 将 被 多 用 户 共 享 ， 那 么
系 统 还 必 须 设 法 避 免 可 能 产 生 的 异 常 结 果
ห้องสมุดไป่ตู้
对 大 多 数 组 织 而 言 ， 信 息 都 非 常 重 要 ， 这 决 定 了 数 据 库 的 价 值 ， 并 使 得 大 量 的 用 于 有 效 管
第 1 章 引 言
数据 库 管 理 系 统 (DBMS) 由 ． 个 互 相 关 联 的 数 据 的 集 合 和 一 组 用 以 访 问 这 些 数 据 的 程 序
组 成 ， 这 个 数 据 集 合 通 常 称 作 数 糖 库 ， 其 中 包 含 了 关 于 某 个 企 业 的 信 息 。 DBMS 的 基 本 目 标 是
理 数 据 的 概 念 、 技 术 得 到 发 展 。 本 章 将 简 要 介 绍 数 据 库 系 统 的 基 本 原 理 。
要 提 供 一 个 可 以 方 便 地 有 效 地 存 取 数 据 库 信 息 的 环 境
设 计 数 据 库 系 统 的 目 的 是 为 了 管 理 大 量 信 息 对 数 据 的 管 理 既 涉 及 到 信 息 存 储 结 构 的 定
义 ， 又 涉 及 信 息 操 作 机 制 的 提 供 。 另 外 ， 数 据 库 系 统 还 必 须 提 供 所 存 储 信 息 的 安 全 性 保 证 ， 即
第一章_数据库系统概述
2．模式／内模式映象
模式／内模式映象定义了数据全局逻辑 结构与存储结构之间的对应关系。例如， 说明逻辑记录和字段在内部是如何表示 的
数据库中模式／内模式映象是唯一的
该映象定义通常包含在模式描述中
模式／内模式映象的用途
保证数据的物理独立性
当数据库的存储结构改变了（例如选用了另 一种存储结构），数据库管理员修改模式／ 内模式映象，使模式保持不变
1、信息（information）
定义：关于现实世界事物的存在方式或 运动状态反映的综合。
特点：
客观存在 可以感知 可存储、加工、传递和再生
2、数据(Data)
数据(Data)是数据库中存储的基本对 象
数据的定义
描述事物的符号记录
数据的种类
文字、图形、图像、声音
认 识 抽
象
把概念模型转换为某一 DBMS支持的数据模型
信息世界 机器世界
数据模型(续)
客观对象的抽象过程---两步抽象
现实世界中的客观对象抽象为概念模型；
把概念模型转换为某一DBMS支持的数据模型。
概念模型是现实世界到机器世界的一个中间层 次。
数据模型(续)
数据模型分成两个不同的层次 (1) 概念模型 也称信息模型，它是按用户的观点来 对数据和信息建模。 (2) 数据模型 主要包括网状模型、层次模型、关系 模型等，它是按计算机系统的观点对数据建模。
例：实体－“明星” （950231，刘德华，Andy，香港，27-9-1961，
天秤座，牛，174 cm， 68 kg，AB）
(4) 主键（Key）
唯一标识实体的属性集称为码，又称主键，或 关键字。
(5) 联系（Relationship）
数据库系统概念 概述及内容总结
数据库系统概念概述及内容总结1. 引言1.1 概述数据库系统是指由数据库、数据库管理系统（DBMS）和应用程序组成的，用于存储和管理大量结构化数据的软件系统。
近年来，随着信息技术的迅猛发展，数据库系统在各个行业中得到了广泛应用。
无论是电子商务、金融、医疗还是制造业等领域，都离不开高效可靠的数据库系统。
本文将围绕数据库系统概念展开讨论，从定义和基本原理、组成部分以及数据模型等方面进行介绍。
同时，还会探讨数据库系统的功能，包括数据管理和存储、数据访问与查询以及数据安全与完整性保护。
此外，文章还将对主要数据库系统类型和应用场景进行分析和比较。
关系型数据库管理系统（RDBMS）、非关系型数据库管理系统（NoSQL DBMS）以及分布式数据库管理系统（DDBMS）都将在这一部分中得到详细阐述。
最后，在结论与总结部分，我们将回顾本文所介绍的关键概念和内容要点，并对数据库系统的发展趋势进行思考。
同时也会展望未来数据库研究的方向，希望能够为读者提供全面而深入的了解和思考。
通过本文的阅读，读者将对数据库系统的基本概念有更清晰的认识，了解数据库系统的功能和特点，并能够掌握不同类型数据库系统的适用场景和优缺点。
同时，本文还将引发读者对未来数据库技术发展方向的思考，为相关研究工作提供指导与启示。
2. 数据库系统概念:数据库系统是指在计算机中存储、管理和组织数据的一种软件系统。
它通过使用数据模型来描述现实世界中的实体和它们之间的关系，并提供了对这些数据进行存储、访问和查询的功能。
2.1 定义和基本原理:数据库系统是由数据、数据库管理系统（DBMS）和用户组成的。
数据是数据库中存储的信息，可以表示各种实体、属性和关系。
数据库管理系统是负责管理数据库的软件，提供了对数据进行增加、删除、修改和查询等操作的接口。
用户可以通过DBMS与数据库进行交互，执行各种操作并获取所需信息。
数据库系统的基本原理包括三个方面：- 数据独立性：数据库系统将物理数据与逻辑数据相分离，使得应用程序可以独立于底层物理存储结构而访问或操作数据。
数据库系统概述总结
第一章、数据库系统概述(笔记）一、数据库基本概述1数据的概念数据是用来描述事物符号的记录，是指使用物理符号记录下来的，可以鉴别的信息。
2. 数据类型(1) 文本数据:数字/字母/特殊符号/汉字(2) 多媒体数据:视频/音频/图像3. 信息概念(1) 信息是对数据进行加工后获取到的内容，信息是有价值的，数据是杂乱无章的。
4. 数据库概念(1) 数据库的存储的数据的特点：永久存储、有组织的、可共享的。
5. 数据库管理系统概念(1) 专门用来建立和管理数据的一套软件，介于系统软件和应用软件之间的。
(2) 数据管理系统的功能:①数据操纵(DML)：对数据的增删改查②数据定义语言(DDL)：使用数据定义语言用来创建表格、索引，还可修改、删除数据对象。
③数据的运行管理功能:在数据库运行的过程中确保数据库的安全性、完整性和并发控制以及故障恢复。
④数据库的创建和维护功能：创建数据库、管理数据库的存储空间、备份和恢复、监控数据库的性能。
⑤数据的组织、存储和管理：⑥其它功能：6. 数据库系统的概念(DBS)(1) 计算机中引入数据库技术之后的系统，它的范围很大，包括：数据库、数据库管理员、数据库系统、用户、应用程序。
(2)二、数据库技术的发展数据库技术的发展分为三个阶段：1. 人工管理阶段：(1) 数据不保存(2) 应用程序管理数据(3) 面向应用、没有独立性和共享性2. 文件系统阶段(1) 实现了数据逻辑结构和物理结构的分离，实现了数据的物理独立性。
(2) 实现了数据可长期保存。
(3) 数据面向的特定的用户。
(4) 实现了文件级别的数据共享。
3. 数据库系统阶段开始出现了数据库管理系统，由于在文件系统阶段没有实现对数据统一的控制和管理，所以数据冗余度大，共享性差、独立性差。
(1) 数据集成：数据集成是对数据库管理的主要目的，降低数据的冗余度，提高数据的共享性。
(2) 数据共享好(3) 数据冗余度底(4) 数据的一致性(5) 数据独立性：包含物理独立性和逻辑独立性。
数据库系统概念
数据库系统概念数据库系统是指利用计算机和软件技术来组织、存储、管理和访问大量有关联的数据的系统。
它是在计算机硬件和计算机操作系统的支持下建立起来的，用于有效地存储、检索和处理结构化数据。
以下是数据库系统的一些核心概念：1.数据库：数据库是结构化数据的集合，以一种组织良好的方式存储，并能够通过特定的操作和查询访问。
数据库可以包含多个数据表、关系、实体和属性等。
2.数据库管理系统（DBMS）：数据库管理系统是用来创建、操作和管理数据库的软件系统。
它提供了对数据库的访问、查询和维护等功能。
常见的DBMS包括MySQL、Oracle、Microsoft SQL Server等。
3.数据模型：数据模型是用来描述和组织数据的方法。
常见的数据模型包括关系型数据模型（如表格）、层次结构模型和面向对象模型等。
不同的模型有不同的特性和适用场景。
4.数据库表：数据库表是数据以行和列的形式组织起来的数据结构。
表由一个或多个字段组成，每个字段代表一个特定的数据项。
表可以通过主键来唯一标识每一行。
5.查询语言：数据库支持各种查询语言，如结构化查询语言（SQL）。
查询语言用于从数据库中检索和操作数据，例如选择、插入、更新和删除数据。
6.数据完整性：数据库系统提供了严格的数据完整性约束。
这些约束用于确保数据的准确性、一致性和有效性，如主键、外键和唯一性约束等。
7.数据库索引：索引是用于快速查找和访问数据库中数据的数据结构。
它可以加快数据库查询的速度，并提高查询性能。
8.数据库事务：事务是对数据库进行的一系列操作单元的集合，要么全部执行成功，要么全部回滚。
数据库事务具有原子性、一致性、隔离性和持久性（ACID）的特性。
数据库系统的目标是提供一个可靠、高效和安全的数据存储和访问机制。
它在各种应用场景中广泛应用，如企业资源计划（ERP）系统、客户关系管理（CRM）系统和电子商务平台等。
数据库系统原理简答题 汇总
数据库系统原理简答题汇总第一章数据库系统概念1.请简述数据，数据库，数据库管理系统，数据库系统的概念？答：①数据：是描述事务的符号记录，是指用物理符号记录下来的，可以鉴别的的信息。
②数据库：是指长期储存在计算机中的有组织的，可共享的数据集合，且数据库中的数据按一定的数据模型组织，描述和存储，具有较小的冗余度，较高的数据独立性，系统易于扩展，并可以被多个用户共享。
③数据库管理系统：是专门用于建立和管理数据库的一套软件，介于应用程序和操作系统之间。
负责科学有效地组织和存储数据，并帮助数据库的使用者能够从大量的数据中快速地获取所需数据，以及提供必要的安全性和完整性等统一控制机制，实现对数据有效的管理与维护。
④数据库系统：是指在计算机中引入数据库技术之后的系统，一个完整的数据库系统包括数据库，数据库管理系统以及相关实用工具，应用程序，数据库管理员和用户。
2.请简述在数据管理技术中，与人工管理，文件系统相比数据库系统的优点/特点？答：①数据集成②数据共享性高③数据冗余小④数据一致性⑤数据独立性高⑥实施统一管理和控制⑦减少应用程序开发与维护的工作量3.请简述数据库系统的三级模式和两层映像含义？答：数据库的三级模式是指数据库系统是由模式、外模式和内模式三级工程的，对应了数据的三级抽象。
两层映像是指三级模式之间的映像关系，即外模式/模式映像和模式/内模式映像。
4.请简述关系模型与网状模型，层次模型的区别/特点？答：使用二维表结构表示实体及实体间的联系建立在严格的数学概念的基础上概念单一，统一用关系表示实体和实体之间的联系，数据结构简单清晰，用户易懂易用，存取路径对用户透明，具有更高的数据独立性、更好的安全保密性。
5.请简述数据库管理系统的功能？答：①数据定义功能②数据操纵功能③数据库的运行管理功能④数据库的建立和维护功能⑤数据组织存储和管理功能⑥其他功能：主要包括与其他软件的网络通信功能。
6.请简述数据库系统的组成？答：一个完整的数据库系统包括数据库，数据库管理系统以及相关实用工具，应用程序，数据库管理员和用户。
数据库系统概论总结(一)
数据模型(续)（p12）
数据模型分成两个不同的层次
(1) 概念模型 也称信息模型，它是按用户的观点来 也称信息模型， 对数据和信息建模。 对数据和信息建模。 它是按计算机系统的观点对数据建模。 (2) 结构模型 它是按计算机系统的观点对数据建模 概念模型最终要转换成结构模型。
实体型间联系 ---三种类型
1.两个实体型 两个实体型 2.三个实体型 三个实体型 3.一个实体型 一个实体型 一对一联系（ 一对一联系（1:1） ） 一对多联系（ 一对多联系（1:n） ） 多对多联系（ 多对多联系（m:n） ）
关系模型的基本概念
关系（Relation）
一个关系对应通常说的一张表。
数据管理的发展阶段
人工管理阶段 文件系统阶段 数据库系统阶段
数据独立性分两种
物理独立性—用户的应用程序与磁盘上 存储数据的相互独立。指数据的物理存 储改变了，应用程序不用改变。 逻辑独立性—用户的应用程序与数据库 的逻辑结构的相互独立，逻辑结构发生 改变，应用程序不用改变。
数据模型
在数据库中用数据模型这个工具来抽象、表 抽象、 抽象 示和处理现实世界中的数据和信息。通俗地 示和处理 讲数据模型就是现实世界的模拟—“抽象” 数据模型应满足三方面要求
(2) 属性（Attribute）
实体所具有的某一特性称为属性。 实体所具有的某一特性称为属性。一个实体可以由若干个 属性来刻画。 属性来刻画。
(3) 码（Key）--任何一个实体都应有一个或多个码
唯一标识实体的属性集称为码。 唯一标识实体的属性集称为码。
信息世界中的基本概念(续)
数据库基础知识
数据库基础知识1.数据库系统的基本概念一、信息与数据1．信息信息的概念：信息是现实世界事物的存在方式或运动状态的反映。
换言之，信息是一种已经被加工为特定形式的数据。
信息的特征：(1)信息传递需要物质载体，信息的获取和传递要消耗能量；(2)信息可以感知；(3)信息可以存储、压缩、加工、传递、共享、扩散、再生和增值。
2．数据数据的概念：数据是将现实世界中的各种信息记录下来的符号，其意义是客观实体的属性值，是信息的载体和具体表现形式。
数据的表现形式：数字、文字、图形、图像、声音。
3．数据与信息的关系数据与信息紧密相关，信息提供现实世界中有关事物的知识；数据是载荷信息的物理符号，二者不可分离又有一定区别。
二、数据处理与数据管理技术1．数据处理：是指将数据转换为信息的过程。
2．数据管理：数据收集、分类、组织、编码、存储、检索、传输和维护等环节是数据处理的基本操作，称为数据管理，是数据处理的核心问题。
3．数据管理技术的三个发展阶段(1)人工管理阶段(20世纪50年代)特点：数据无独立性(2)文件管理阶段(20世纪60年代)特点：出现了文件系统．实现以文件为单位的数据共享，程序和数据有了一定的独立性：(3)数据库系统阶段(20世纪60年代末期开始)特点：数据库管理系统对令部数据实施统一的、集中的操作，实现了数据独立性、可共享、冗余度小。
三、数据库技术的发展数据库发展阶段的划分以数据模型的进展作为主要依据和标志。
数据库的发展经历了3个阶段1．第一代数据库是层次数据库系统和网状数据库系统其数据模型分别为层次模型和网状模型，第一代数据库的典型代表：IMS。
2．第二代数据库是关系数据库系统其数据模型称关系模型，目前大部分数据库系统采用关系模型。
典型代表：Ingres3．第三代数据库是面向对象的数据库管理系统支持面向对象的数据模型，保持和继承了第二代数据库系统的优点，更安全、高效、方便，同时还具有开放性。
四、数据库技术的发展趋势(1)面向对象的方法和技术对数据库发展的影响(2)数据库技术与多学科技术的有机结合(3)面向专门应用领域的数据库技术的研究五、数据库系统的组成1．数据库系统的组成一个完整的数据库系统由数据库、数据库管理系统、应用程序、计算机硬件、计算机软件、应用程序和各类人员组成。
数据库系统基础教程PPT完整版
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概念设计的输出
概念设计的输出是概念模型，它为后续的逻辑设计和物理 设计提供了基础。
逻辑设计
逻辑设计的定义
逻辑设计是根据概念设计的结果，将概念模型转换为逻辑模型的过 程。逻辑模型是对数据库结构的详细描述，包括表、视图、索引等。
逻辑设计的方法
逻辑设计通常采用关系型数据库管理系统（RDBMS）来实现，包 括表的设计、关系的定义、约束的添加等。
数据库系统的维护与优化
数据库备份与恢复
定期备份数据库，确保在数据丢失或损坏时能够 恢复。
数据库安全更新与补丁
及时更新数据库系统和应用软件，修补安全漏洞。
ABCD
性能监控与调优
监控数据库性能，通过调整参数和优化查询等方 式提高性能。
数据库系统硬件与软件的维护
定期检查硬件和软件的运行状况，确保数据库系 统的稳定运行。
格式。
模式
02
也称为逻辑模式，描述了数据在数据库中的逻辑结构和关系。
外模式
03
也称为用户模式，描述了数据在用户视角下的表现形式和结构。
03 数据库设计
数据库设计概述
数据库设计定义
数据库设计的基本步骤
数据库设计是指根据特定需求，构建 一个结构合理、性能良好、操作方便 的数据库的过程。
需求分析、概念设计、逻辑设计、物 理设计等。
01
概述
人工智能技术的快速发展对数据库系统产生了深远影响，推动了数据库
系统的智能化进程。
02
挑战
人工智能时代对数据库系统的要求更高，需要具备自适应、自学习、自
推理等能力。
03
技术发展
人工智能技术在数据库系统中的应用不断深入，如机器学习、深度学习、
第一章 数据库系统概论
第一章数据库系统概述学习目的与要求：1、了解信息、数据玉数据处理的正确含义及数据管理的进展2、了解数据库系统的基本概念、特点和数据模型3、理解关系模型和关系运算的基本概念4、了解数据库设计的原则、步骤和设计过程学习重点和难点：1、数据库的基本概念2、关系的基本运算有两类：一类是传统运算（并、差、交等）;另一类是专门的关系运算（选择、投影和连接）。
课时数：21.1数据和信息1.1.1 数据数据是存储在某一媒体上能够识别的物理符号。
在计算机领域中，一切能被计算机接收和处理的物理符号都叫数据。
数据通常可以分为两种形式：一种是数值型数据，如成绩、价格、体重、工资等；另一种是非数值型数据，如姓名、地址、单位、文章、声音、图像、视频等。
1.1.2信息信息是指数据经过加工处理后所得到有价值的知识。
说明：信息与数据既有联系又有区别，数据反映了信息，而信息又依靠数据来表达。
用不同的数据形式可以表示同样的信息，信息不随它的数据中的形式不同而改变。
总之，信息是反映客观现实世界的知识，数据是信息的具体表现形式，数据经过加工处理后使其具有知识性并对人类活动产生有意义的决策作用。
1.1.3 数据处理数据处理是利用计算机技术将数据转换成信息的过程。
数据处理包括对数据的收集、整理、存储、分类、排序、检索、维护、计算、加工、统计和传输等一系列操作。
数据是原料，使输入，而信息使产出，是输出结果。
数据处理的目的是从大量的、原始的数据中获取我们所需要的资料，为我们工作和决策提供必要的信息基础和依据，输出有价值、有意义的信息。
1.2 数据管理技术的发展数据管理是对数据进行组织、存储、分类、检索、维护等数据处理的技术，是数据处理的核心。
随着计算机硬件技术和软件技术的发展和进步，计算机数据管理的水平不断提高，管理方式也发生了很大的变化。
发展到现在，数据管理经历了以下三个阶段：·人工管理阶段·文件管理阶段·数据库系统阶段1.2.1 人工管理阶段1.2.2 文件管理阶段1.2.3 数据库系统阶段由于文件系统管理数据的缺陷，迫切需要新的数据管理方式，把数据组成合理结构，能集中、统一地进行管理。
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1.7 列出四个你使用过的很可能使用了数据库来存储数据的应用，分别描述数据库存储哪些数据。
1、学生管理系统存储学生学号、姓名、考试成绩；
2、书籍管理系统存储书名、价格、购买时间；
3、商品管理系统存储商品的数量、价格、种类；
4、考试管理系统考试时间、考试科目、监考老师、考生数量。
1.9 解释物理数据独立性的概念，以及它在数据库系统中的重要性。
答：物理独立性是指用户的应用程序与存储在磁盘上的数据库中数据是相互独立的。
物理独立性使应用程序与存储在磁盘上的数据相分离，应用程序不依赖于物理模式，因此物理模式改变了它们也无需重写。
1.13 数据管理员的五种主要作用是什么？
答：1,决定数据库中的信息内容和结构；2,决定数据库的存储结构和存取策略；3,定义数据的安全性要求和完整性约束条件；4,监控数据库的使用和运行；5,数据库的改进和重组重构。
1.14 解释两层和三层体系结构之间的区别。
对Web应用来说那一种更合适？为什么？
答：在两层体系结构中，应用程序驻留在客户机上，通过查询语言表达式来调用服务器上的数据库系统功能。
而在三层体系结构中，客户及只作为一个前端且不包含任何直接的数据库调用。
客户端通常通过一个表单界面与应用服务器进行通信，而应用服务器与数据库系统进行通信以获取数据。
应用程序的业务逻辑，也就是说在任何条件下做出的反应，被嵌入到应用服务器中，而不是分布在多个客户机上。
三层体系结构对Web应用更合适，因为三层体系结构的应用更适合大型应用和互联网上的应用，更适合Web应用的特点。