数据库基础（－）－－基本知识

数据和信息

信息：关于现实世界事物存在方式和运动状态的反映。

数据：通常指用符号记录下来的、可以识别的信息。

数据处理和数据管理

数据处理是指从某些已知的数据出发，推导加工出一些新的信息。

数据管理是指数据的收集、整理、存储、维护、检索、传送等操作。这部分操作是数据处理业务的基本环节，而且是任何数据处理业务中必不可少的共有部分。

数据库基本术语

数据库（DB）：长期存储在计算机内、有组织的、统一管理的相关数据的集合。

数据库管理系统（DBMS）：位于用户和操作系统之间的一层数据管理软件。

数据库系统（DBS）：实现有组织地、动态地存储大量关联数据、方便多用户访问的计算机硬件、软件和数据资源组成的系统。

数据库技术：与数据库的结构、存储、设计、管理和使用的相关技术。

数据存储方法的演化历史：磁盘、卡片和纸带发展到磁盘，同时磁盘容量出现飞速增长。

数据库技术的发展经历了三个阶段：手工管理阶段、文件系统阶段和数据库阶段。

手工管理阶段：在20世纪50年代以前，外存只有磁带、卡片和纸带，还没有直接存取设备，没有操作系统，没有管理数据的软件，也没有文件的概念。数据量少，由用户自己管理，且数据没有组织结构，是面向应用的，依赖于应用程序，不能独立存在。

文件系统阶段：50年代后期到60年代中期，出现了磁鼓、磁盘 等存储设备，于是数据被组织成独立的数据文件，这样数据以“文件”形式长期保存在外部存储器的磁盘上，系统通过文件名访问，对文件里的记录进行存取，并可 对文件中的记录进行增删改。文件系统实现了记录的结构化，即给出了记录间各种数据的关系，使得数据的逻辑结构与物理结构有了区别。文件组织也已经多样化。 数据不再属于某个特定的程序，可以重复使用。

但文件从整体上看仍是无结构的，数据共享性、独立性差，数据之间联系弱，数据不一致，且有大量冗余，所以管理和维护的代价很大。

数据库阶段：60年代后期，出现了数据库这样的数据管理技术。1968年IBM推出层次模型的IMS系统。1969年CODASYL组织发布了DBTG报告，总结了当时各种数据库，提出网状模型。可以说，层次数据库是数据库系统的先驱，而网状数据库则是数据库概念、方法、技术的奠基者。1970年IBM的E.F.Codd连续发表论文，提出关系模型，奠定了关系数据库的理论基础。

数据库的特点有：采用数据模型表示复杂的数据结构；有较高的数据独立性；数据库系统为用户提供了方便的用户接口；数据库系统提供了数据库的并发控制、数据库的恢复、数据的完整性、数据安全性这四方面的数据控制功能。

除了关系数据库，如今还有一些高级数据库，比如分布式数据库系统、对象数据库系统、网络数据库系统。

分布式数据库通常使用位于不同的地点的较小的计算机系统，通过网络连接构成完整的、全局的大型数据库。每台计算机有DBMS的一份完整拷贝，且具有自己局部的数据库。

对象数据库是用以对象形式表示信息的数据库。对象数据库的管理系统称为ODBMS或OODBMS。

网络数据库由数据和资源共享这两种方式结合在一起而成，也称Web数据库。它以后台（远程）数据库为基础，加上一定的前台（本地计算机）程序，通过浏览器完成数据的存储、查询等操作。

数据库系统的体系结构

数据库系统的结构常采用三级模式结构：外模式、概念模式、内模式。

概念模式简称为模式，它表示了对数据的全局逻辑级的抽象级别，是数据库中全部数据的整体逻辑结构的描述。它由若干个概念记录类型组成，还包含记录间联系、数据的完整性、安全性等要求。在实现中，它可以对应于所有的表格。

内模式也称存储模式，表示了对数据的物理级的抽象级别。它是数据库中全体数据的内部表示或底层描述，是数据库最低一级的逻辑描述，它描述了数据在存储介质上的存储方式和物理结构，对应着实际存储在外存储介质上的数据库。它包括记录类型、索引、文件的组织等，用内模式描述语言来描述、定义。

外模式也称子模式，表示了对数据的局部逻辑级的抽象级别。它对应于用户级，是用户与数据库系统的接口，是用户用到的那部分数据的描述。在实现中可以对应于视图。

三级模式间存在二级映象：

外模式／概念模式映象：局部逻辑级和全局逻辑级的一级映象，提供了逻辑独立性。这样在修改表格时，只需要相应修改映象，而用户程序不会受到影响。

概念模式／内模式映象：全局逻辑级和物理级的一级映象，提供了物理独立性。这样在进行数据库迁移时，比如从mysql到sqlserver，表格并不需要发生变化。

DBMS用于管理数据库。应用程序向DBMS发送请求，DBMS则向DB发出底层指令。DB向DBMS返回数据（查询结果），DBMS对数据进行处理并返回给应用程序数据（处理结果）。

DBMS的主要功能有：数据库的定义功能、数据库的操纵功能、数据库的保护功能（数据库的恢复、数据库的并发控制、数据完整性控制和数据安全性控制）、数据库的维护功能和数据字典（存放数据库的信息，其用途为描述数据，比如一个表的创建者信息，创建时间信息，所属表空间信息，用户访问权限信息等）。

数据库系统的组成：数据库、硬件、软件（DBMS、OS、开发工具等）和数据库管理员。

数据库系统的用户角色有：

DBA（Database Administrator）：是控制数据库整体结构的一组人员，负责DBS的正常运行，承担创建、监控和维护数据库的责任。它的职责有：定义模式、定义内模式、与用户的联络（包括定义外模式、应用程序的设计、提供技术培训等专业服务）、定义安全性规则和对用户访问的数据库进行授权、定义完整性规则及监督数据库的运行、数据的转储和恢复工作。

专业用户：使用专用的数据库查询语言操作数据的计算机工作者。

应用程序员：使用主语言和DML语言（Data Manipulation Language，SQL的分类之一，包括：INSERT、UPDATE、DELETE。）编写应用程序的计算机工作者。

终端用户：使用应用程序的非计算机人士。