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chapter1 Introduction
1.
什么是数据、数据库、数据库管理系统、数据库系统(
2018
)
数据:描述事物的符号记录,可以是数字、文字、图形、图像、音频、视频等;
数据库:长期储存在计算机内、有组织的、可共享的大量数据的集合。数据库中的数据按一
定的数据模型组织、描述和储存,具有较小的冗余度、较高的数据独立性和易扩展性,并可
为各种用户共享。
数据库管理系统:位于用户和操作系统之间的一层数据库管理软件,和操作系统一样是计算
机的基础软件,也是一个大型复杂的软件系统。
数据库系统:由数据库、数据库管理系统(及其应用开发工具)、应用程序和数据库管理员
组成的存储、管理、处理和维护数据的系统。
DB 是存储数据的核心,DBMS 在 DB 上加了若干工具(存储事物的管理、查询和事物处理),
DBS 在 DBMS 上开发了应用程序。
*数据管理技术的三个阶段优缺点
1、人工管理阶段:
(1)数据不保存。因为当时计算机主要用于科学计算,对于数据保存的需求尚不迫切。
(2)应用程序管理数据。数据由应用程序自己设计,说明(定义)和管理,没有相应的软
件系统负责数据的管理工作,应用程序中不仅要规定数据的逻辑结构,而且要设计物理结构,
包括存储结构、存取方法和输入方法等。因此程序员负担很重。
(3)数据不共享。数据是面向程序的,一组数据只能对应一个程序。
(4)数据不具有独立性。程序完全依赖于数据,如果数据的逻辑结构或物理结构发生变化,
则必须对应用程序做出相应的修改。
2、文件系统阶段:
(1)数据可以长期保存在计算机外存上,可以对数据进行反复处理,并支持文件的查询、
修改、插入和删除等操作。
(2)由专门的软件即文件系统进行数据管理,文件系统把数据组织成相互独立的数据文件,
同时也实现了记录内的结构性。
(3)数据共享性差,冗余度大,文件系统中文件依然是面向应用的,不同的应用程序具有
部分相同的数据时,也必须要建立各自的文件。
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(4)数据独立性差,各文件之间是孤立的,不能反映现实世界之间的内在联系。
3、数据库系统阶段:
(1)数据结构化。在描述数据时不仅要描述数据本身,还要描述数据之间的联系。数据库
系统实现整体数据的结构化,是数据库的主要特征之一,也是数据库系统与文件系统的本质
区别。
(2)数据共享性高、冗余少且易扩充。数据不再针对某一个应用,而是面向整个系统,数
据可被多个用户和多个应用共享使用,而且容易增加新的应用,所以数据的共享性高且易扩
充。数据共享可大大减少数据冗余,节约存储空间。数据共享还能够避免数据之间的不相容
性和不一致性。
(3)数据独立性高。主要包括物理独立性以及逻辑独立性。物理独立性:用户的应用程序
与数据库中数据的物理存储是相互独立的;逻辑独立性:用户的应用程序与数据库的逻辑结
构是相互独立的
(4)数据由 DBMS 统一管理和控制。
数据库为多个用户和应用程序所共享,对数据的存取往往是并发的,即多个用户可以同时存
取数据库中的数据,甚至可以同时存放数据库中的同一个数据,为确保数据库数据的正确有
效和数据库系统的有效运行,数据库管理系统提供以下 4 方面的数据控制功能
①数据的安全性保护:防止因不合法使用数据而造成数据的泄露和破坏,保证数据的安全和
机密。
②数据的完整性检查:系统通过设置一些完整性规则,以确保数据的正确性、有效性和相容
性。
③并发控制:多用户同时存取或修改数据库时,防止相互干扰而给用户提供不正确的数据,
并使数据库受到破坏。
④数据恢复:当数据库被破坏或数据不可靠时,系统有能力将数据库从错误状态恢复到最近
某一时刻的正确状态。
2.
数据库相比于文件系统,有何优点(
2019
)
①整体数据结构化。数据不仅针对某一个应用,而是面向整个组织或企业;不仅数据内部是
结构化的,而且整体是结构化的,数据之间是具有联系的。
②数据的共享性高。数据面向整个系统,可以被多个用户、多个应用程序共享使用。数据共
享减少了由于数据冗余造成的不一致现象,弹性大易扩充。
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③数据独立性高。物理独立性:用户的应用程序与数据库中数据的物理存储是相互独立的;
逻辑独立性:用户的应用程序与数据库的逻辑结构是相互独立的
④数据由数据库管理系统统一管理和控制。提供安全性保护、完整性检查、并发控制和数据
库恢复等数据控制功能。
⑤数据灵活性高。
⑥利用元数据,描述数据变得容易。
数据库是长期存储在计算机内有组织、大量、共享的数据集合。它可以供各种用户分享,具
有最小的冗余度和较高的数据独立性。数据库管理系统在数据库建立、运用和维护时对数据
库进行统一控制,以保证数据的完整性和安全性,并在多用户同时使用数据库时进行并发控
制,在发生故障后对数据库加以恢复。数据库系统的出现使信息系统以加工数据的程序为中
心转向围绕共享的数据库为中心的新阶段。
3.
什么是数据模型,有哪些常用的数据模型
数据模型用于描述和操纵数据、数据之间的联系以及组织中数据的约束的概念的集合,是数
据库系统的核心和基础。数据模型通常由数据结构(对象及对象间联系)、数据操作(增删
改查)和数据的完整性约束条件(实体、参照、用户自定义)三部分组成。常用的数据模型
有层次模型、网状模型和关系模型。
两类数据模型:概念模型、逻辑模型和物理模型(p28)
现实世界中客观对象的抽象过程:概念模型——逻辑模型——物理模型;
4.
什么是概念模型,如何表达概念模型(以
E-R
图为例),
E-R
图如何转换为关系模
式?
将现实世界通过概念模型抽象为信息世界,再将信息世界通过数据模型转换为机器世界。概
念模型按照用户视角进行数据库设计,数据模型按照计算机视角进行数据库实现。
概念模型用于信息世界的建模,是现实世界到信息世界的第一层抽象,是数据库设计人员进
行数据库设计的有力工具,也是数据库设计人员和用户之间进行交流的语言。概念模型具有
较强的语义表达能力,能够方便、直接地表达应用中的各种语义知识;简单、清晰、易于用
户理解。E-R 图是最常用的表达概念模型的工具,此外还有 ODL、IDEF1x 等。
概念模型的一种表示方法为:实体——联系方法,该方法用 E-R 图来描述现实世界的概
念模型,E-R 方法也叫 E-R 模型
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