目录
- 一、数据(Data)
- 二、数据库(DB)
- 三、数据库管理系统(DBMS)
- 四、数据库系统(DBS)
- 五、数据库系统结构
- 六、独立性原则
- 七、数据模型
一、数据(Data)
数据(Data)是事物信息的符号表示,可以是数字、文字、图像、音视频等。例如,下表Employee中,每个员工所记录的数据有工号、姓名、性别、出生日期、职务以及部门编号。
二、数据库(DB)
数据库是按照特定的组织存储在计算机内的数据集合,在数据库中存储的内容是数据以及数据之间的联系,数据库具有以下特点:
(1)具有较小的数据冗余度;
(2)有较高的独立性;
(3)数据是集成的、共享的。
三、数据库管理系统(DBMS)
数据库管理系统是位于用户和操作系统之间的数据管理软件,它确保数据的准确性、安全性和完整性,其主要功能有数据定义、数据操纵、数据控制以及数据库建立维护。
四、数据库系统(DBS)
数据管理技术的发展历程可以大致划分为三个阶段,分别是人工管理阶段、文件系统阶段以及数据库系统阶段,这三个阶段的发展以数据存储冗余不断减小、数据独立性不断增强、数据操作更加方便和简单为标志。另外,随着技术的不断进步和应用需求的推动,数据管理技术也在持续发展和完善。
数据库系统(DBS)由数据库、操作系统、数据库管理系统(DBMS)、用户、应用程序以及数据库管理员(DBA),其中数据库管理员的工作是保证数据库系统的正常运维。
另外,数据库系统可分为客户-服务器模式(C/S)和三层客户-服务器模式(B/S)。
客户-服务器模式(Client / Server),C/S模式
三层客户-服务器模式(Browser/Server),B/S模式
C/S模式通常适用于专业、小范围的网络环境中,适用于局域网,由于用户群较固定所以安全性高,但安装维护复杂;而B/S模式适用于广域网,安装维护简单且适用性强,但安全性稍低。
五、数据库系统结构
数据库系统的结构由三级模式组成,包括外模式(用户模式)、模式(逻辑模式)和内模式(存储模式)。模式描述的是数据的全局逻辑结构,外模式描述的是数据的局部逻辑结构,内模式描述的是物理存储结构。三层模式的划分有利于保持数据库的数据独立性。
其中,外模式是用户级,位于三层模式的最外层,一个数据库可以有多个外模式,但一个应用程序只能使用一个外模式;一个数据库只有一个模式和内模式,模式是概念级,是所有用户的全局视图,内模式是物理级,是三层模式的物理级,是数据在数据库内的表示方式。
六、独立性原则
数据库管理系统中提供了三级模式之间的二级映像,分别是外模式/模式映射和模式/内模式映射,两者对应数据的逻辑独立性和数据的物理独立性两个独立性原则,主要涉及数据的逻辑结构和物理结构的变化对应用程序的影响变化,即数据的逻辑独立性和物理独立性确保了数据库结构的变化不会对应用程序产生影响,如下:
(1)数据的逻辑独立性
当总体逻辑结构改变,例如改变数据之间关系等,这种情况下由于应用程序与数据的逻辑结构是相互独立的,且是根据数据的外模式编写的,所以应用程序不会改变,保证了数据与程序之间的逻辑独立性。
(2)数据的物理独立性
当物理结构改变,例如存取方式改变、存储设备的更换等,这种情况下由于保数据的存储和访问方式与应用程序相互独立,所以应用程序不会改变,保证了数据与程序之间的物理独立性。
七、数据模型
数据模型是数据库系统(DBS)的核心和基础,一般由数据结构、数据操作以及数据完整性约束三部分组成。数据结构是静态特征,数据操作是动态特征,数据完整性约束是一组规则集合。
常用的数据模型有层次模型(树状)、网状模型(网状)、关系模型(关系)、半结构化数据模型等。数据库系统中最常用的模型是关系模型,其通过记录组或数据表的形式来组织数据。