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读书笔记：《数据库系统概念》 读书笔记：《数据库系统概念》 ⽬录 第 第 1 章 章 引⾔ 引⾔ 数据库管理系统(DataBase-Management System,DBMS)由⼀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 通常称作数据库(database)。DBMS的主要⽬标是要提供⼀种可以⽅便、⾼效地存取数据库信息的途径。 1.1 数据库系统的应⽤ 数据库系统的应⽤ 1.2 数据库系统的⽬标 数据库系统的⽬标 1.2.1 传统的⽂件处理系统 传统的⽂件处理系统 在⽂件处理系统中存储组织信息的主要弊端包括： 数据的冗余和不⼀致(data redundancy and inconsistency) 数据访问困难(difficulty in accessing data) 1.2.2 数据库检索系统⾯临的挑战 数据库检索系统⾯临的挑战 数据孤⽴ 完整性问题 加⼊新约束时，与原有约束的协调问题 原⼦性问题 并发访问异常 安全性问题 1.3 数据视图 数据视图 数据库系统的⼀个主要⽬的是给⽤户提供数据的抽象视图，也就是说，系统隐藏关于数据存储和维护的某些细节。 1.3.1 数据抽象 数据抽象 系统开发⼈员通过如下⼏个层次上的抽象来对⽤户屏蔽复杂性，以简化⽤户与系统的交互： 1. 物理层 2. 逻辑层 3. 视图层 1.3.2 实例和模式 实例和模式 特定时刻存储在数据库中的信息的集合称作数据库的⼀个实例(instance)。⽽数据库的总体设计称作数据库模式(schema)。 模式的分类 物理模式 逻辑模式 ⼦模式 描述了数据库的不同视图 物理数据独⽴性 不依赖于物理模式的逻辑模式具有物理数据独⽴性 1.3.3 数据模型 数据模型 数据库结构的基础是数据模型(data model)。数据模型是⼀个描述数据、数据联系、数据语义以及⼀致性约束的概念⼯具的集合。数据模型 提供了⼀种描述物理层、逻辑层以及视图层数据库设计的⽅式。 数据模型可以被分为四类： 关系模型 关系模型⽤表的集合来表⽰数据和数据间的联系 使⽤最⼴泛的数据模型 实体-联系模型(entity-relationship model) E-R模型基于这样⼀个基本的认识：现实世界由⼀组称作实体的基本对象以及这些对象间的联系构成。 此模型被⼴泛⽤于数据库设计 基于对象的数据模型(object-based data model) ⾯向对象的数据模型可以看成是E-R模型增加了封装、⽅法(函数)和对象标识等概念后的扩展。 对象-关系数据模型 = 基于对象的数据模型 + 关系数据模型 半结构化数据模型 半结构化数据模型允许那些相同类型的数据项含有不同的属性集的数据定义。 可扩展标记语⾔(eXtensible Markup Language, XML)被⼴泛地⽤来表⽰半结构化数据。 1.4 数据库语⾔ 数据库语⾔ 数据库系统提供数据定义语⾔(data-definition language)来定义数据库模式，以及数据操纵语⾔(data-manipulation language)来表达数据库 的查询和更新。数据定义语⾔和数据操纵语⾔⼀起构成了数据库语⾔. 1.4.1 数据操纵语⾔ 数据操纵语⾔ 数据操纵语⾔(Data-Manipulation Language, DML)有多种访问类型： 检索 插⼊ 删除 修改 通常有两类基本的数据操纵语⾔： 过程化 DML：⽬标数据 + 获取⽅法 声明式 DML：⽬标数据 由于⽤户不必指出数据的获取⽅法，数据库系统必须找出⼀种 访问数据的⾼效⼿段 DML 中涉及信息检索的部分称作 查询语⾔(query language)。实践中，常把查询语⾔和数据操纵语⾔作为同义词使⽤，尽管从技术上来说， 这并不正确. 1.4.2 数据定义语⾔ 数据定义语⾔ 数据库模式是通过⼀系列定义来说明的，这些定义由⼀种称作数据定义语⾔(Data-Definition Language, DDL)的特殊语⾔来表达。DDL也可 ⽤于定义数据的其他特征。 数据库系统所使⽤的存储结构和访问⽅式使⽤ 数据存储和定义(data storage and definition)语⾔来说明 域约束 每个属性值的类型或取值范围 参照完整性 数据库的局部修改可能破坏整体完整性 断⾔ ⼀个断⾔就是数据库需要时刻满⾜的某⼀条件 授权 授予不同的⽤户以不同的访问权限 DDL的输出存放在数据字典(data dictionary)中，其中包含了元数据(metadata). 元数据是数据的数据. 1.5 关系数据库 关系数据库 关系数据库基于关系模型，使⽤⼀系列表来表达数据以及这些数据之间的联系。关系数据库也包括 DML和DDL。 1.5.1 表 表 记录 字段 1.5.2 数据操控语⾔