數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)基礎(chǔ)理論-創(chuàng)新互聯(lián)

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創(chuàng)新互聯(lián)公司于2013年開(kāi)始，是專業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)服務(wù)公司，擁有項(xiàng)目做網(wǎng)站、成都網(wǎng)站制作網(wǎng)站策劃，項(xiàng)目實(shí)施與項(xiàng)目整合能力。我們以讓每一個(gè)夢(mèng)想脫穎而出為使命，1280元蚌埠做網(wǎng)站,已為上家服務(wù),為蚌埠各地企業(yè)和個(gè)人服務(wù),聯(lián)系電話:028-86922220

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關(guān)于數(shù)據(jù)庫(kù)這個(gè)模塊，我決定仔細(xì)將數(shù)據(jù)庫(kù)的各個(gè)模塊，像數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)概念、關(guān)系模型、關(guān)系型型數(shù)據(jù)庫(kù)、關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)語(yǔ)言SQL、數(shù)據(jù)庫(kù)的安全性、數(shù)據(jù)庫(kù)的完整性以及數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)庫(kù)編程。最后還會(huì)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(kù)管理系統(tǒng)等。我會(huì)一一向大家介紹，這途中可能會(huì)花費(fèi)大量的時(shí)間，更新可能不會(huì)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(kù)理論基礎(chǔ)。聲明：這些文章中大多以知識(shí)點(diǎn)的形式給大家娓娓道來(lái)，可能解釋的沒(méi)那么詳細(xì)。

1 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)概述

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1.1 數(shù)據(jù)庫(kù)的基本概念

數(shù)據(jù)：數(shù)據(jù)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)的基本對(duì)象；描述事物的符號(hào)記錄被稱為數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)的含義稱為語(yǔ)義

數(shù)據(jù)庫(kù)：是長(zhǎng)期存儲(chǔ)在計(jì)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(kù)中的數(shù)據(jù)按一定的數(shù)據(jù)模型組織、描述和存儲(chǔ)，具有較小的冗余度、較高的獨(dú)立性和易擴(kuò)展性，并可為各種用戶共享。

數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)：是由數(shù)據(jù)庫(kù)、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)、應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)庫(kù)管理員組成的存儲(chǔ)、管理、處理和維護(hù)數(shù)據(jù)的系統(tǒng)

數(shù)據(jù)庫(kù)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(chǔ)數(shù)據(jù)，高效的獲取和維護(hù)數(shù)據(jù)；引入數(shù)據(jù)庫(kù)之后的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：

1.2 數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的功能

數(shù)據(jù)定義功能

數(shù)據(jù)組織、存儲(chǔ)和管理

數(shù)據(jù)操縱

數(shù)據(jù)庫(kù)的事務(wù)管理與運(yùn)行功能

數(shù)據(jù)庫(kù)建立和維護(hù)功能

實(shí)現(xiàn)不同數(shù)據(jù)庫(kù)間的通信

1.3 文件系統(tǒng)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的特點(diǎn)

數(shù)據(jù)可長(zhǎng)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(dú)立性差

1.4 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的特點(diǎn)

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化：數(shù)據(jù)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)整體數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化、這是數(shù)據(jù)庫(kù)的特征之一、也是數(shù)據(jù)庫(kù)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(chǔ)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(dú)立性高：由數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的二級(jí)映像來(lái)確定

物理獨(dú)立性：用戶的應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)的物理存儲(chǔ)是相互獨(dú)立的。存儲(chǔ)改變、應(yīng)用程序不改變

邏輯獨(dú)立性：用戶的應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)庫(kù)的邏輯結(jié)構(gòu)是相互獨(dú)立的。數(shù)據(jù)邏輯結(jié)構(gòu)改變時(shí)、用戶程序也可也不變

數(shù)據(jù)由數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)統(tǒng)一管理和控制：數(shù)據(jù)庫(kù)的共享是并發(fā)的，多用戶同時(shí)訪問(wèn)時(shí)，會(huì)帶來(lái)不同用戶間相互干擾，

數(shù)據(jù)庫(kù)安全性保護(hù)

數(shù)據(jù)庫(kù)的完整性檢查

并發(fā)控制

數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)

2 數(shù)據(jù)模型

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數(shù)據(jù)模型也是一種模型，他是對(duì)現(xiàn)實(shí)世界數(shù)據(jù)特征的抽象。數(shù)據(jù)模型是用來(lái)描述數(shù)據(jù)、組織數(shù)據(jù)和對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行操作的。數(shù)據(jù)模型是數(shù)據(jù)庫(kù)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(diǎn)來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)和信息建模，主要用于數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)。

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?、?duì)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(jì)算機(jī)系統(tǒng)觀點(diǎn)對(duì)數(shù)據(jù)建模，主要用于數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)。

物理模型是對(duì)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(chǔ)方式和存取方法，是面向計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的。

2.2 概念模型中的術(shù)語(yǔ)

實(shí)體：客觀存在并可相互區(qū)別的事務(wù)

屬性：實(shí)體具有的某一特性

碼：唯一表示實(shí)體的屬性，

域：（domain）屬性的取值范圍

實(shí)體型：用實(shí)體名及其屬性名集合來(lái)抽象和刻畫同類實(shí)體，例如，學(xué)生（姓名，學(xué)號(hào)...）

實(shí)體集：同一類型實(shí)體的集合。例如，全體學(xué)生就是一個(gè)實(shí)體集

聯(lián)系：實(shí)體內(nèi)部聯(lián)系，指組成實(shí)體的各屬性之間的聯(lián)系；實(shí)體間的聯(lián)系指不同實(shí)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(kù)的組成對(duì)向以及對(duì)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(gè)對(duì)象（型）與實(shí)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(kù)模型之--關(guān)系模型

    關(guān)系模型示例圖，一個(gè)關(guān)系就對(duì)應(yīng)一張二維表，關(guān)系模型中常見(jiàn)的術(shù)語(yǔ)，

關(guān)系（relation）：一個(gè)關(guān)系對(duì)應(yīng)一張表

元組（tupe）：表中的一行就是一個(gè)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(gè)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(gè)屬性值

關(guān)系模式：對(duì)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(gè)分量必須是一個(gè)不可分割的數(shù)據(jù)項(xiàng)

關(guān)系模型的優(yōu)點(diǎn)：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(duì)用戶透明，具有更高的數(shù)據(jù)獨(dú)立性、更好的安全保密性

關(guān)系模型的缺點(diǎn)：查詢效率不如格式化數(shù)據(jù)模型

3 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

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3.1 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的三級(jí)模式

模式（schema）：模式也稱邏輯模式，是數(shù)據(jù)庫(kù)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(kù)用戶能夠看見(jiàn)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(kù)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(chǔ)模式（storage schema），一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)只有一個(gè)內(nèi)模式，他是數(shù)據(jù)物理結(jié)構(gòu)和存儲(chǔ)方式的描述，是數(shù)據(jù)庫(kù)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(kù)的二級(jí)映像

數(shù)據(jù)庫(kù)的二級(jí)映像是基于數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的三級(jí)模式來(lái)說(shuō)的，這三級(jí)模式提供了兩層映像，如上圖。

外模式/模式映像：對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)的邏輯獨(dú)立性。當(dāng)模式改變時(shí)（增加新的關(guān)系...）DBA對(duì)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(shí)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(kù)中只有一個(gè)模式，也只有一個(gè)模式。當(dāng)數(shù)據(jù)庫(kù)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)改變時(shí)，DBA對(duì)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(dú)立性，簡(jiǎn)稱數(shù)據(jù)的物理獨(dú)立性。

4 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的組成

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在本節(jié)開(kāi)始介紹了數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)一般由數(shù)據(jù)庫(kù)、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)、應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)庫(kù)管理員組成，下面分別介紹這幾個(gè)部分的組成。

硬件平臺(tái)及數(shù)據(jù)庫(kù)：由于數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)量很大，加之?dāng)?shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)豐富的功能使得其自身規(guī)模也很大，因此對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)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(kù)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(kù)

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(kù)管理系統(tǒng)。數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)是為數(shù)據(jù)庫(kù)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(kù)接口的高級(jí)語(yǔ)言及其編譯系統(tǒng)

3）以數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)為核心的應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)工具。應(yīng)用開(kāi)發(fā)工具是系統(tǒng)為應(yīng)用開(kāi)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(kāi)發(fā)、管理和使用數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的人員主要包括數(shù)據(jù)庫(kù)管理員、系統(tǒng)分析員和數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)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(jí)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(kù)中的信息內(nèi)容和結(jié)構(gòu)

決定數(shù)據(jù)庫(kù)的存儲(chǔ)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?cái)?shù)據(jù)庫(kù)的使用和運(yùn)行

數(shù)據(jù)庫(kù)的改進(jìn)和重組、重構(gòu)

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本文名稱：數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)基礎(chǔ)理論-創(chuàng)新互聯(lián)
轉(zhuǎn)載來(lái)于：http://muchs.cn/article20/hegjo.html

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