数据库概述

数据库概述

? 数据库技术是研究数据的组织、存储、管理和使用的一门计算机科学分支。

基本概念

信息

• 定义：信息是新的、有用的事实或知识，具有时效性、有用性和知识性。
• 特征：普遍性与客观性；有用性，可以创造价值；依附性，依附于载体表现；共享性，指同一信息可被许多人共享，且不会因分享而消失；可传属性，可以通过传输工具或载体传输；可识别性，可以通过感官、设备识别；可压缩性，用较少的信息描述事物的主要特征；可转换性，一种表现形式转换成另一种

数据

• 定义：数据是信息的最佳表现形式之一，可以通过书写的信息编码表示信息
• 特征：具备信息所有特征；可分为“值”和“型”；受数据类型和取值范围的约束；具有定量和定性表示
• 数据类型：字符型、数值型、日期型、逻辑型、备注型

数据库

• 定义：按一定数据结构来组织、存储、管理的数据集合

• 特征：

  • 数据结构化：按照一定的数据模型来组织和存放数据；是数据库与文件的一个本质重要区别，是实现对数据集中控制和减少数据冗余的前提和保证（冗余是指同一组数据在多处重复出现）
  • 数据独立性：是指数据库的数据与应用程序之间不存在依赖关系，即数据的逻辑结构、存储结构和存取方法等不因应用程序的修改而修改
    • 物理独立性：物理结构（或存储结构）与应用之间有较强独立性，如存储设备更换、存储位置变更、存取方法改变，不需要修改应用程序
    • 逻辑独立性：逻辑结构与应用之间有较强独立性，如更改数据类型、修改数据间关系
  • 实现数据共享：多个用户、多种程序语言、多个应用程序使用一些共同的数据
  • 数据冗余度小：冗余坏处有，浪费空间；更行冗余副本时，需要保持数据的一致性，需执行多次更新，浪费时间；数据的不同副本可能处于不同的更新阶段，可能给出不一致信息
  • 避免出现数据不一致性
  • 有利于数据的安全性
  • 有利于保证数据的完整性：完整性是指数据的正确、有效和相容，即数据满足取值范围和关系的约束
  • 可以发现故障和恢复正常状态

数据库管理系统（软件）

• 定义：是对数据库进行管理的软件系统，它负责数据库中的数据组织、数据操纵、数据维护、数据控制及保护和数据服务等

• DBMS的功能

  • 数据定义DDL：定义数据及其组成元素的结构

  • 数据操纵DML：对数据进行增删查改、统计排序等

  • 数据控制DCL：安全控制，保证数据安全

  • 数据组织与存取：提供数据在外围存储设备的组织与存取方法（接口）

  • 数据库建立与维护：数据的载入、转储、重组和恢复等

  • 运行管理：提供并发控制、存取控制、完整性控制、运行日志，以保证所有数据操作的有效性

数据库系统

• 定义：是一个带有数据库的计算机应用系统，它由支持该系统开发、使用与运行维护的硬件、软件和人员组成。

• 硬件：包括计算机和外围设备。必须保证有足够的计算机内存、外存以及良好的通信效率。
  • 计算机：用于数据存储、处理与管理，包括客户机、服务器、数据库服务器
    • 内存：操作系统、DBMS、开发工具、应用程序等的程序工作区或数据缓存区
    • 外存：用来存放操作系统、DBMS、开发工具、应用程序等，如硬盘、软盘等
  • 外围设备：通信设备、输入输出设备。通信设备如计算机网络、交换机、路由器，用户数据传输和共享；输入输出设备如条形码扫描仪、图形扫描仪……。
• 软件：包括操作系统、DBMS、开发工具、应用程序、主语言编译系统
  • 操作系统：基础性系统软件，负责合理有效地组织协调控制和维护计算机的各自硬件软件资源，控制应用程序运行并为其开发、运行与管理提供支持，提供方便、有效和友好的用户界面。
  • 数据库应用系统DBAS：是一个带有数据库的软件，包括应用程序、数据、数据库以及与该系统的开发、维护和使用有关的文档的完整集合。
  • DBMS与主语言编译系统：DBMS主要负责数据库中的数据组织、数据操纵、数据维护、数据控制及保护。主语言系统主要用于程序控制、人机接口、硬件接口以及与其他应用系统接口，提供复杂的数据处理和数据展现功能。
  • 应用系统开发工具：应用系统开发工具即软件开发工具，是辅助开发人员和用户开发应用系统的工具性软件，包括软件需求分析工具、软件设计工具、软件测试工具、软件集成开发环境、报表生成器等
  • 数据库系统的人员：数据库系统的人员是指数据库系统的开发人员、用户和运行维护人员。
    • DBA：数据库在企业或组织的数据资源管理中处于核心地位，因此企业或组织应该设立专门的数据资源管理机构来管理数据库。DBA则是这个机构的一组人员，全面负责数据库系统的运行管理和控制。DBA的职责有：参与数据库系统设计；参与决定数据库的存储结构和存取策略；参与定义数据的安全性要求和完整性约束条件 ；监控数据库的使用和运行；数据库的改进和重组
    • 系统分析员与程序员：系统分析员是数据库系统建设初期的主要人员，负责数据库应用系统需求分析。系统分析员是一类具有领域业务知识和计算机知识的专家，他们在很大程度上影响数据库系统的质量和成败。程序员的主要职责是根据数据库系统需求设计、实现数据库应用系统的数据库和程序模块，并参与对数据库和程序模块的测试。
    • 用户（这里指最终用户）：用户通过数据库应用系统的用户接口使用数据库，进行业务管理。常用的接口方式有菜单、图标、窗口、图形、对话、表格。