数据库系统四个基本概念(1)
数据库管理系统的基本概念
数据库管理系统的基本概念数据库管理系统（Database Management System，简称DBMS）是指一套用于管理数据库的软件系统。
它的主要功能包括数据的创建、读取、更新和删除（CRUD），以及数据的存储、检索和管理等。
数据库管理系统在现代信息技术中起到至关重要的作用。
本文将介绍数据库管理系统的基本概念，包括其定义、特点和组成部分。
一、定义数据库管理系统是一种软件系统，用于管理数据库中存储的数据。
它提供了一套结构化的方法来组织数据，并允许数据之间的相互关联。
数据库管理系统还提供了用于查询、更新和管理数据的工具和接口。
它的设计目标是提供高效、可靠、安全和易于使用的数据管理解决方案。
二、特点数据库管理系统具有以下几个特点：1. 数据的共享：多个用户可以同时访问数据库，实现数据的共享和共同使用。
这使得多个应用程序能够同时对数据库进行操作，提高了数据的利用率和工作效率。
2. 数据的独立性：数据库管理系统实现了数据与应用程序的逻辑独立性和物理独立性。
逻辑独立性指的是应用程序可以独立于数据的存储结构进行开发和维护；物理独立性指的是应用程序可以独立于数据的存储位置和存储介质进行开发和维护。
3. 数据的完整性：数据库管理系统提供了一系列的数据完整性约束，如实体完整性、参照完整性、域完整性等。
这些约束可以保证数据的一致性和有效性，避免了数据的冗余和不一致。
4. 数据的安全性：数据库管理系统通过用户认证和授权机制，确保只有经过授权的用户才能对数据库进行操作。
它提供了对数据的保护和加密功能，以防止数据的泄露和滥用。
5. 数据的持久性：数据库管理系统通过事务管理和数据恢复机制，保证了数据的持久性和可靠性。
在系统故障或意外情况下，数据库管理系统能够自动进行数据的恢复和修复。
三、组成部分数据库管理系统由以下几个组成部分构成：1. 数据库引擎：负责管理数据库的存储和检索。
它包括了数据定义语言（DDL）和数据操作语言（DML），可以创建表、索引等数据库对象，并执行查询、插入、更新和删除等操作。
信息系统和数据库的基本概念
信息系统和数据库的基本概念
信息系统是一个由人员、活动、数据、网络和技术等要素组成的集合，主要目的是对组织的业务数据进行采集、存储、处理和交换，以支持和改善组织的日常业务运作，满足管理人员解决问题和制定决策以及对信息的各种需求。
数据库是以一定的组织方式存储的相互关联的数据的集合，这些数据能够长期存储、统一管理和控制，且能够被不同用户所共享，具有数据独立性及最小冗余度。
数据库是信息系统的核心和基础，它实现了整体数据的结构化，不仅数据内部结构化，而且整体式结构化的，数据之间具有联系。
数据库管理系统是对数据库进行管理的软件系统，是数据库系统的核心。
它位于计算机系统中操作系统与用户或应用程序之间，主要功能包括：数据定义、数据操纵、数据组织、存储和管理、数据库的建立和维护、数据通信接口。
数据库系统（DataBaseSystem:DBS）是DB、DBMS、DBA、用户和计算机系统CS（ComputerSystem）的总称。
数据库系统阶段具有数据结构化、数据共享性高、冗余度低、易扩充，数据独立性高等特点。
以上仅供参考，如需获取更详细的信息，建议查阅关于信息系统和数据库的资料或者咨询专业技术人员。
数据库系统概论第五版课件
1.2 数据模型
1.2.1 两大类数据模型 1.2.2 数据模型的组成要素 1.2.3 概念模型 1.2.4 最常用的数据模型 1.2.5 层次模型 1.2.6 网状模型 1.2.7 关系模型
1.2.2 数据模型的组成要素
数据结构 ：描述数据库的组成对象以及对象之 间的联系。
数据操作 ：对数据库中各种对象的实例允许执 行的操作的集合，包括操作及有关的操作规则。 主要是查询和更新两大类操作。
软件水平
没有操作系统
处理方式
批处理
人工管理阶段(续)
特点
数据的管理者：用户（程序员），数据不保存 数据面向的对象：某一应用程序 数据的共享程度：无共享、冗余度极大 数据的独立性：不独立，完全依赖于程序 数据的结构化：无结构 数据控制能力：应用程序自己控制
应用程序与数据的对应关系(人工管理阶段)
1.1.1 四个基本概念
数据(Data) 数据库(Database) 数据库管理系统(DBMS) 数据库系统(DBS)
一、数据
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
文本、图形、图像、音频、视频、学生的档案记录、货物的 运输情况等
DBMS与网络中其它软件系统的通信 两个DBMS系统的数据转换 异构数据库之间的互访和互操作
四、数据库系统
什 么 是 数 据 库 系 统 （ Database System ， 简 称
DBS）
在计算机系统中引入数据库后的系统构成数据库系统。
数据库系统的构成
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
第一章 绪论
第一章 绪论
数据库系统概论-王珊-5版PPT第1章
An Introduction to Database System
1.1.1 数据库的4个基本概念
数据（Data） 数据库（Database） 数据库管理系统（DBMS） 数据库系统（DBS）
An Introduction to Database System
数据库系统概论
第一章 绪论
An Introduction to Database System
第一章 绪论
1.1 数据库系统概述
1.2 数据模型
1.3 数据库系统的结构 1.4 数据库系统的组成 1.5 小结
An Introduction to Database System
数据库的地位
数据库技术产生于六十年代末，是数据管理的有效技
An Introduction to Database System
应用程序与数据的对应关系（文件系统阶段）
应用程序１ 应用程序２ ...… 应用程序ｎ
文件１
文件2 ...…
存取 方法
文件n
文件系统阶段 应用程序与数据之间的对应关系
An Introduction to Database System
“学生基本信息”文件的结构和内容
奖励 2011校奖学金，2012国家奖学金 2012校优秀学生
“奖励”文件的结构和内容
An Introduction to Database System
一个例子（续）
数据库系统管理
存储数据
建立两张表:
STUDENT表-存放学生的基本信息， AWARD表-存放学生的奖励情况
3. 数据库系统阶段
时期
20世纪60年代末以来
自考04735数据库系统原理复习资料
《数据库原理及应用》复习重点第一章数据库系统基本概念要求、目标：了解和掌握数据管理技术的发展阶段，数据描述的术语，数据抽象的四个级别，数据库管理系统的功能，数据库系统的组成。
一、数据管理技术的发展1．分为四个阶段：人工管理阶段、文件系统阶段、数据库阶段和高级数据库阶段。
2．数据库阶段数据管理的特点：1）采用数据模型表示复杂的数据结构。
2）有较高的数据独立性。
3）数据库系统为用户提供了方便的用户接口。
4）提供四方面的数据控制功能：数据库的恢复、数据库的并发控制、数据的完整性、数据安全性。
5）增加了系统的灵活性。
3．数据库（DB）：是长期存储在计算机内、有组织的、统一管理的相关数据的集合。
4．数据库管理系统（DBMS）：是位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件，它为用户或应用程序提供访问DB的方法，包括DB的建立、查询、更新及各种数据控制。
5．数据库系统（DBS）：是实现有组织地、动态地存储大量关联数据、方便多用户访问的计算机硬件、软件和数据资源组成的系统，即它是采用数据库技术的计算机系统。
二、数据描述1．分为三个阶段：概念设计、逻辑设计和物理设计。
2．概念设计中的术语：1）实体：客观存在，可以相互区别的事物称为实体。
2）实体集：性质相同的同类实体的集合。
3）属性：实体有很多特性，每一个特性称为属性。
4）实体标识符（关键码或键）：能惟一标识实体的属性或属性集。
以上概念均有类型和值之分。
3．逻辑设计中的术语：1）字段（数据项）：标记实体属性的命名单位称为字段或数据项。
2）记录：字段的有序集合。
3）文件：同一类记录的集合。
4）关键码：能惟一标识文件中每个记录的字段或字段集。
以上概念均有类型和值之分。
4．概念设计和逻辑设计中术语的对应关系：概念设计逻辑设计实体—记录属性—字段（数据项）实体集—文件实体标识符—关键码5．实体之间联系的元数：与一个联系有关的实体集个数。
常用二元联系。
二元联系的类型有三种：一对一联系、一对多联系、多对多联系。
第一章 数据库基础(1)
1.1 数据库的基础知识
ห้องสมุดไป่ตู้大量的、 原始的数据
分析归纳、推导演绎
有价值、 有意义的信息
数据处理：将各种类型的数据转换成信息的过程。
第一章 数据库基础
1.1 数据库的基础知识
人工 管理阶段
数据管理技术的 发展与计算机软硬件的 发展息息相关
文件 管理阶段
数据库 管理阶段
第一章 数据库基础
总结两个核心
客观事物 概念模型 逻辑模型 数据库
第一章 数据库基础
1.1 数据库的基础知识
概念数据模型是面向客观世界、面向用户的模 型。实体联系（E-R）模型是常用的概念模型。 E指实体（Entity）：客观存在并可相互区分的事 物称为实体。例如，一个学生、一门课程、一支 铅笔、一部电影、一个部门等都是实体。（客观 世界是由实体组成的） 属性（Attribute）：实体的特性成为属性。一个实体
第一章 数据库基础
补充：数据库系统的数据模式
为了实现三级模式的联系和转换，数据库管理系 统在三级模式之间提供了两层映像：外模式/模式 映像和模式/内模式映像。从而实现数据独立性。
模式/内模式映像：定义数据全局逻辑结构与存储结构 之间的对应关系。当数据库的物理存储结构改变时，只 需要修改模式与内模式之间的对应关系，即可保持模式 不变，实现数据和程序的物理独立性。 外模式/模式映像：定义外模式与模式之间的对应关系。 当数据库的全局逻辑结构改变时，只需要修改外模式与 模式之间的对应关系，而不必修改局部逻辑结构，即保 证外模式不变，从而相应的应用程序也不必修改，实现 数据和程序的逻辑独立性。
E-R图中规定： 用矩形表示实体（等同于表） 用椭圆形表示实体的属性（等同于表中字段） 用菱形表示实体联系（等同于外键） 用直线连接各个形状，对于实体间的关系，还要 在直线旁进行标注
数据库原理及应用教学教材
学生学籍记录 日期
学生选课记录
学校学号 课程 学学期历名成绩 号
奖惩情况记录
家庭成员记录
日期
奖惩条 目
姓名
与本人 详细情 关系 况
课程记录 课程号 课程名称
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数据库系统的特点——共享性高
数据共享性高，冗余度低，容易扩充
数据库(Database，DB) ： 是长期储存在计算机内、有组织的、可共享
的大量数据集合。其特征是： 数据按一定的数据模型组织、描述和储存。 可为各种用户共享。 冗余度较小。 数据独立性较高、易扩展。
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四个基本概念
数据库管理系统(Database Management System， DBMS)：是位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件。 DBMS的主要功能有： 数据管理功能:数据定义功能，数据组织、存储和管理，数 据操纵功能，数据库的事物管理和运行管理，数据库的建立和 维护功能，其他功能 提供数据库的用户接口
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数据库技术的产生与发展——文件系统阶段
数据管理者：文件系统，数据长期保存。 数据面向的对象：某一应用程序。 数据共享程度：共享性差、冗余度大。 数据结构化：记录内有结构,整体无结构。 数据独立性：逻辑结构改变须修改应用程序。 数据控制能力：应用程序自己控制。
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数据库技术的产生与发展——文件系统阶段
数据库原理及应用
1
教材
数据库系统概论
王珊 萨师煊 编著 高等教育出版社
2
教学参考书
• 段丁凡，苏斌 《数据库基础及应用 》 • 王珊，陈红《数据库系统原理教程》 • 汤庸，叶小平等《数据库理论及应用基础》 • 陶宏才 《数据库原理及设计》 • 李俊山 《数据库系统原理与设计》 • SQL Server 2000的相关辅导书籍
数据库系统概论复习重点
数据库系统概论复习重点第一章绪论1.数据库系统的基本概念：数据库系统是指在计算机系统中引入数据库后的系统，一般由数据库、数据库管理系统、应用系统、数据库管理员构成。
2.数据库管理系统的主要功能：数据定义功能、数据操作功能、数据库的运行管理、数据库的建立和维护。
3.数据模型的分类：概念模型、逻辑模型。
4.概念模型的表示：层次模型、网状模型、关系模型、面向对象模型、对象关系模型。
5.数据管理技术的产生和发展经历的三个阶段：人工管理阶段、文件系统阶段、数据库系统阶段。
6.实体是现实世界中客观存在，且能相互区别的。
7.数据模型的组成要素：数据结构、数据操作、数据的完整性的约束条件。
8.DBS包括DB和DBMS，而DB与DBSM是相互独立的。
9.概念模型独立于操作。
10.数据库三级结构有利于保证数据的安全性和独立性。
11.数据库物理存储视图为内模式12.用户通过DML语言对数据进行操作，其实是在操作外模式中的记录。
13.数据库系统的三级模式结构：外模式、模式、内模式。
14.有了“模式/内模式映像”可以保证数据的物理独立性。
15.数据库系统的核心是——数据库。
16.数据库系统的三级模式存在有二级映像，使之可以有较高的数据独立性。
17.数据库的外部存储方法和存储设备变化不影响逻辑结构，这种情况为物理数据独立性。
第二章关系数据库1.本章重点：关系数据库概念，可以用关系表达式来表达实际问题，可以用元祖表达式来表达实际问题，可以用域表达式来表达实际问题。
可以将这三种表达式相互转换。
2.关系代数运算：并、交、笛卡儿积、选择、投影。
3.常用的关系运算：关系代数、关系演算。
5.“列”可以出自一个域。
6.DBMS和OS之间的关系是：DBMS可以调用OS。
7.关系演算谓词变元可分为：元祖关系、演算关系、域关系演算。
8.若Sno由八位数组成，则此种情况称为：用户定义完整性。
9.一般情况下“R”“S”连接，则“R”“S”必有相同的属性。
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1.数据库系统四个基本概念
①数据是数据库储存的基本对象。
②数据库是长期储存在计算机内，有组织，可共享的大量数据的集合。
③数据库管理系统是位于用户与操作系统的一层数据管理软
④数据库系统是在计算机系统加入数据库后的系统，由数据库，数据库管理系统，数
据库管理员，应用系统构成。
2.数据管理技术产生个发展
三个阶段：人工管理、文件系统和数据库管理系统。
数据库管理系统特点：数据结构化；数据共享性高；冗余度低，易扩充；数据独立性；数据由DBMS统一管理和控制。
3.数据的三个世界：现实世界，信息世界和机器世界
两个抽象步骤：①将现实世界中客观对象抽象为概念模型。
②将概念模型抽象为某个DBMS所控制的数据模型。
4.常用数据模型类型：网状；关系；（格式化数据模型）面向对象，对象关系；
5.关系模型的数据操作：查询，插入，删除，更新数据
关系模型完整性约束条件：
①体完整性：若属性A是基本关系R的主码，则A不能取空取。
②参照完整性：若属性F是基本关系R的外码，则与基本关系S的主码Ks相对应，
则在R上每个元组的F取值；a或者为空值
B或者等于S上某个元组上的主码值。
③户定义完整性：针对某个具体关系数据库的约束条件，它反映某个应用所涉及数据
满足的语义要求。
6.三级模式结构的优点：数据库的三级模式是对数据的三个抽象级别，它吧数据的具体组
织留给了dbms管理，使用户能够抽象的逻辑的处理数据，而不必关心数据的具体表示方式和存储方式，
7.为了能够实现系统内部的三个抽象层次的联系和转换，数据库系统在三级模式里提供两
层映像，即外模式/模式和模式/内模式，正是这两层映像保证数据库系统的数据能够有较高的物理独立性和逻辑独立性。
8.SQL的特点：综合统一；高度非过程化；面向集合的操作方式；以同一种语言提供多种
使用方式；语言简洁，易学易用。
9.索引的概念：为加速数据元组的检索而创建的分散存储结构。
10.如何保证三级模式的逻辑独立性和物理独立性：当模式改变时，数据库管理员对外模式
/模式做出相应改变，可以使外模式保持不变，应用程序是依据数据的外模式编写的，从而应用程序也不必修改，保证数据和程序的逻辑独立性；当数据存储结构改变时，数据库管理员对模式/内模式做出相应改变，可以使模式保持不变，应用程序也不必修改，保证数据和程序的物理独立性。
11.数据库安全性控制方法：用户标识与鉴别，存取控制，视图机制，审计，数据加密。
12.数据库设计阶段与任务
1需求分析：定义任务综述和任务目标
2概论结构设计：将用户需求转化为概念模型
3逻辑结构设计：将概论模型转化为数据模型
4物理结构设计：设计数据物理结构，包括存取方法存储结构
5数据库实施：数据入库，应用程序调试，数据库试运行
6数据库运行与维护：数据库立行期间对其评价，调整和修改
13..事务是用户定义的一个数据库操作序列，这些操作要么全做，要么全不做，是一个不可
分割的工作单位。
四个特性：原子性，持续性，隔离性，一致性。
14.数据库转储种类：动态/静态海量/增量转储
15.数据恢复方法
16.并发操作带来数据不一致：丢失修改，不可重复读，读“脏”数据
17.封锁是事务T对某个数据对象（如表，记录等）操作前，对系统发送请求，对其加锁，
加锁后事务T对数据对象有一定控制，在事务T没对其封锁前，其他事务不能更新该数据对象。
18.类型：排它锁（X锁）：事务T对数据对象A加上X锁，可以对A读取和修改，其他事
务不能对A加上任何类型的锁，直到释放A上的锁。
19.共享锁（S锁）：事务T对数据对象A加上S锁，可以A读但不可以修改，其他事务可以
在A上加上S锁，不能上X锁，直到事务T释放A上的锁。