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關(guān)于數(shù)據(jù)庫這個模塊,我決定仔細(xì)將數(shù)據(jù)庫的各個模塊,像數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)概念、關(guān)系模型、關(guān)系型型數(shù)據(jù)庫、關(guān)系數(shù)據(jù)庫標(biāo)準(zhǔn)語言SQL、數(shù)據(jù)庫的安全性、數(shù)據(jù)庫的完整性以及數(shù)據(jù)庫的設(shè)計、數(shù)據(jù)庫編程。最后還會介紹一些關(guān)系查詢處理和查詢優(yōu)化、并發(fā)控制以及數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)等。我會一一向大家介紹,這途中可能會花費大量的時間,更新可能不會像大家想想的那么快,接下帶領(lǐng)大家進(jìn)入第一章節(jié),數(shù)據(jù)庫理論基礎(chǔ)。聲明:這些文章中大多以知識點的形式給大家娓娓道來,可能解釋的沒那么詳細(xì)。
1 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述
1.1 數(shù)據(jù)庫的基本概念
數(shù)據(jù):數(shù)據(jù)時數(shù)據(jù)庫中存儲的基本對象;描述事物的符號記錄被稱為數(shù)據(jù);數(shù)據(jù)的含義稱為語義
數(shù)據(jù)庫:是長期存儲在計算機(jī)內(nèi)、有組織的、可共享的大量數(shù)據(jù)的集合。數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)按一定的數(shù)據(jù)模型組織、描述和存儲,具有較小的冗余度、較高的獨立性和易擴(kuò)展性,并可為各種用戶共享。
數(shù)據(jù)庫系統(tǒng):是由數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)庫管理員組成的存儲、管理、處理和維護(hù)數(shù)據(jù)的系統(tǒng)
數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng):是位于用戶和操作系統(tǒng)之間的一層數(shù)據(jù)管理軟件。能科學(xué)的組織存儲數(shù)據(jù),高效的獲取和維護(hù)數(shù)據(jù);引入數(shù)據(jù)庫之后的系統(tǒng)結(jié)構(gòu):
1.2 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的功能
數(shù)據(jù)定義功能
數(shù)據(jù)組織、存儲和管理
數(shù)據(jù)操縱
數(shù)據(jù)庫的事務(wù)管理與運行功能
數(shù)據(jù)庫建立和維護(hù)功能
實現(xiàn)不同數(shù)據(jù)庫間的通信
1.3 文件系統(tǒng)存儲數(shù)據(jù)的特點
數(shù)據(jù)可長期保存
由文件系統(tǒng)管理數(shù)據(jù)
數(shù)共享性高、冗余度大
數(shù)據(jù)獨立性差
1.4 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)存儲數(shù)據(jù)的特點
數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化:數(shù)據(jù)系統(tǒng)實現(xiàn)整體數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化、這是數(shù)據(jù)庫的特征之一、也是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)與文件系統(tǒng)的本質(zhì)區(qū)別
數(shù)據(jù)共享性高、冗余度低、易擴(kuò)展:數(shù)據(jù)共性可以大大減少數(shù)據(jù)冗余、節(jié)約存儲空間、數(shù)據(jù)共享還可以避免數(shù)據(jù)之間的不形容性與不一致性。
數(shù)據(jù)獨立性高:由數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的二級映像來確定
物理獨立性:用戶的應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的物理存儲是相互獨立的。存儲改變、應(yīng)用程序不改變
邏輯獨立性:用戶的應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)庫的邏輯結(jié)構(gòu)是相互獨立的。數(shù)據(jù)邏輯結(jié)構(gòu)改變時、用戶程序也可也不變
數(shù)據(jù)由數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)統(tǒng)一管理和控制:數(shù)據(jù)庫的共享是并發(fā)的,多用戶同時訪問時,會帶來不同用戶間相互干擾,
數(shù)據(jù)庫安全性保護(hù)
數(shù)據(jù)庫的完整性檢查
并發(fā)控制
數(shù)據(jù)庫恢復(fù)
2 數(shù)據(jù)模型
數(shù)據(jù)模型也是一種模型,他是對現(xiàn)實世界數(shù)據(jù)特征的抽象。數(shù)據(jù)模型是用來描述數(shù)據(jù)、組織數(shù)據(jù)和對數(shù)據(jù)進(jìn)行操作的。數(shù)據(jù)模型是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的核心和基礎(chǔ)
2.1 兩類數(shù)據(jù)模型
概念模型:(conceptual model),也稱信息模型,他是按用戶的觀點來對數(shù)據(jù)和信息建模,主要用于數(shù)據(jù)庫設(shè)計。
邏輯模型和物理模型:邏輯模型主要包括:層次模型、網(wǎng)狀模型、關(guān)系模型、面向?qū)ο竽P?、對象關(guān)系數(shù)據(jù)模型、半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)模型。他是按計算機(jī)系統(tǒng)觀點對數(shù)據(jù)建模,主要用于數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的實現(xiàn)。
物理模型是對數(shù)據(jù)最底層的抽象,它描述數(shù)據(jù)在系統(tǒng)內(nèi)部的表示方式和存取方法,或在磁盤上的存儲方式和存取方法,是面向計算機(jī)系統(tǒng)的。
2.2 概念模型中的術(shù)語
實體:客觀存在并可相互區(qū)別的事務(wù)
屬性:實體具有的某一特性
碼:唯一表示實體的屬性,
域:(domain)屬性的取值范圍
實體型:用實體名及其屬性名集合來抽象和刻畫同類實體,例如,學(xué)生(姓名,學(xué)號...)
實體集:同一類型實體的集合。例如,全體學(xué)生就是一個實體集
聯(lián)系:實體內(nèi)部聯(lián)系,指組成實體的各屬性之間的聯(lián)系;實體間的聯(lián)系指不同實體集之間的聯(lián)系。
2.3 數(shù)據(jù)模型組成要素
數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu):描述數(shù)據(jù)庫的組成對向以及對象之間的聯(lián)系
數(shù)據(jù)操作:數(shù)據(jù)操作數(shù)值數(shù)據(jù)中個對象(型)與實例(值)允許執(zhí)行的操作的集合,包括操作以及有關(guān)的操作規(guī)則
數(shù)據(jù)完整性約束:數(shù)據(jù)的完整性約束條件是一組完整的規(guī)則
2.4 數(shù)據(jù)庫模型之--關(guān)系模型
關(guān)系模型示例圖,一個關(guān)系就對應(yīng)一張二維表,關(guān)系模型中常見的術(shù)語,
關(guān)系(relation):一個關(guān)系對應(yīng)一張表
元組(tupe):表中的一行就是一個元組
屬性(attribute):表中的一列
碼(key):也稱碼鍵,表中的某屬性組,它可以唯一確定一個元祖
域(domain):域是相同數(shù)據(jù)類型的值的集合
分量:元組中的一個屬性值
關(guān)系模式:對應(yīng)關(guān)系的描述;關(guān)系模型要求關(guān)系必須是規(guī)范化的;關(guān)系的每個分量必須是一個不可分割的數(shù)據(jù)項
關(guān)系模型的優(yōu)點:關(guān)系模型是嚴(yán)格建立在數(shù)學(xué)概念上的
關(guān)系模型概念單一
關(guān)系模型的存取路勁對用戶透明,具有更高的數(shù)據(jù)獨立性、更好的安全保密性
關(guān)系模型的缺點:查詢效率不如格式化數(shù)據(jù)模型
3 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)
3.1 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級模式
模式(schema):模式也稱邏輯模式,是數(shù)據(jù)庫中全體數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和特征的描述,是所有用戶的公共數(shù)據(jù)視圖。
外模式(external schema):外模式也稱子模式(subschema)或用戶模式,他是數(shù)據(jù)庫用戶能夠看見和使用的局部數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和特征的描述,是數(shù)據(jù)庫用戶的數(shù)據(jù)視圖,是和某一應(yīng)用相關(guān)的邏輯表示。
內(nèi)模式(internal schema):也稱存儲模式(storage schema),一個數(shù)據(jù)庫只有一個內(nèi)模式,他是數(shù)據(jù)物理結(jié)構(gòu)和存儲方式的描述,是數(shù)據(jù)庫內(nèi)部的組織方式。三種模式結(jié)構(gòu)如下圖:
3.2 數(shù)據(jù)庫的二級映像
數(shù)據(jù)庫的二級映像是基于數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級模式來說的,這三級模式提供了兩層映像,如上圖。
外模式/模式映像:對應(yīng)數(shù)據(jù)的邏輯獨立性。當(dāng)模式改變時(增加新的關(guān)系...)DBA對外模式/模式映像進(jìn)行調(diào)整,可以使外模式保持不變,應(yīng)用程序時依據(jù)數(shù)據(jù)得外模式編寫的,從而應(yīng)用程序不變。
模式/內(nèi)模式映像:數(shù)據(jù)庫中只有一個模式,也只有一個模式。當(dāng)數(shù)據(jù)庫的存儲結(jié)構(gòu)改變時,DBA對模式/內(nèi)模式映像做想用的調(diào)整,可以使模式不變,從而應(yīng)用程序也不必改變。保證了數(shù)據(jù)與程序的物理獨立性,簡稱數(shù)據(jù)的物理獨立性。
4 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的組成
在本節(jié)開始介紹了數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)一般由數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)庫管理員組成,下面分別介紹這幾個部分的組成。
硬件平臺及數(shù)據(jù)庫:由于數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)量很大,加之?dāng)?shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)豐富的功能使得其自身規(guī)模也很大,因此對數(shù)據(jù)庫的要求也更高。
1)要有足夠大的內(nèi)存,存放操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的核心模塊、數(shù)據(jù)緩沖區(qū)和應(yīng)用程序
2)有足夠大的磁盤或磁盤陣列等設(shè)備存放數(shù)據(jù)庫
3)要求系統(tǒng)有較高的通道能力,以提高數(shù)據(jù)傳送速率
軟件:
1)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)是為數(shù)據(jù)庫的建立、使用和維護(hù)配置的系統(tǒng)軟件
2)具有數(shù)據(jù)庫接口的高級語言及其編譯系統(tǒng)
3)以數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)為核心的應(yīng)用程序開發(fā)工具。應(yīng)用開發(fā)工具是系統(tǒng)為應(yīng)用開發(fā)人員和最終用戶提供高效率、多功能的應(yīng)用生成器。
人員:開發(fā)、管理和使用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的人員主要包括數(shù)據(jù)庫管理員、系統(tǒng)分析員和數(shù)據(jù)庫設(shè)計人員、應(yīng)用程序和最終用戶。不同的人員涉及不同的數(shù)據(jù)抽象級別,具有不同的數(shù)據(jù)視圖。各為人員的數(shù)據(jù)視圖如下圖:
DBA的職責(zé)
決定數(shù)據(jù)庫中的信息內(nèi)容和結(jié)構(gòu)
決定數(shù)據(jù)庫的存儲結(jié)構(gòu)和存取策略
定義數(shù)據(jù)的安全性要求和完整性約束條件
監(jiān)控數(shù)據(jù)庫的使用和運行
數(shù)據(jù)庫的改進(jìn)和重組、重構(gòu)
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本文名稱:數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)基礎(chǔ)理論-創(chuàng)新互聯(lián)
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