第一章 绪论
重点： 掌握关系数据模型的相关概念、数据库系统三级模式和两层映像的体系结构、数据库系统的逻辑独立性和物理独立性等。
难点： 本章的难点是需要掌握数据库领域大量的基本概念。此 外，数据模型及数据库系统的体系结构也是本章的难点。
1.1 数据库的四个基本概念
- 数据（Data）：数据库中存储的基本对象。 定义：描述事物的符号记录。数据的形式不能完全表达其内容
- 数据库 （Database）：长期存储在计算机内，有组织的，可共享的大量数据集合。特征：数据按一定的模型组织。描述和存储，可共享，冗余度小，数据独立性高，易扩展。
- 数据库管理系统（DBMS）：主要功能：数据定义，数据操纵语言，数据库运行管理，数据库的建立和维护功能
- 数据库系统（Database System DBS）：构成：“人” + “物”：数据库，数据库管理系统（及其应用开发工具）， 应用程序，数据库管理员 （人）。人们常常把数据库系统简称为数据库。
数据独立性：
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物理独立性：指用户的应用程序与存储在磁盘上的数据库中数据是相互独立的。当数据的物理存储改变了，应用程序不用改变。
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逻辑独立性：指用户的应用程序与数据库的逻辑结构是相互独立的。数据的逻辑结构改变了，用户程序也可以不变。
数据结构化：
文件系统和数据库的本质区别之一：文件系统内部有结构，整体无结构，但是数据库系统中整体数据是结构化的。
数据库中实现的是数据的真正结构化
- 数据的结构用数据模型描述，无需程序定义和解释。
- 数据可以变长。
- 数据的最小存取单位是数据项。
DBMS对数据库的控制功能：数据安全性保护， 数据完整性保护，并发控制，数据库恢复，
1.2 数据模型
数据模型是对现实世界数据特征的抽象，即对现实世界的模拟。
(1) 概念模型 也称信息模型，它是按用户的观点来对数据和信息建模，用于数据库设计。（实体-联系方法：E-R图）
(2) 逻辑模型和物理模型
- 逻辑模型：主要包括网状模型、层次模型、关系模型、面向对象数据模型、对象关系数据模型、半结构化数据模型等。按计算机系统的观点对数据建模，用于DBMS实现。
- 物理模型：是对数据最底层的抽象，描述数据在系统内部的表示方式和存取方法，在磁盘或磁带上的存储方式和存取方法。是面向计算机系统的。
数据的完整性约束条件：一组完整性规则的集合。
完整性规则：给定的数据模型中数据及其联系所具有的制约和依存规则，用以限定符合数据模型的数据库状态以及状态的变化，以保证数据的正确、有效、相容（一致性）
- 层次模型：用树形结构表示各类实体间的关系，结点的双亲结点唯一，只能处理一对多的实体联系。
数据操纵与完整性约束：无双亲结点不能插入子女结点值，删除双亲结点值，则相应子女结点值也被删除。更新时，更新所有相应记录，保证数据一致性
- 网状模型：联通的图
-
关系模型：用户观点下：逻辑结构是一张二维表
关系模型的数据结构：
- 关系：一个关系对应一张通常说的二维表
- 元组：表中一行即为一个元组
- 属性：表中一列即为一个属性，给每个属性起一个名称即为属性名
- 码：表中某个属性组，可以唯一确定某个元组
- 域：属性的取值范围（例如大学生年龄，min ~ max)
- 分量：元组中的一个属性值。即可看作表格中的单元格，一行（元组）和一列（属性）唯一确认的
关系模式：对关系的描述。 关系名（属性1，属性2，...，属性n）
- 在关系模型中，实体和联系都是用关系来表示的，实体间的联系也是用关系来表示的。（学生选课，教师教课）
- 实体型：直接用关系（表）表示。
- 关系必须规范化，最基本的规范条件：关系的每个分量必须是一个不可再分的数据项，不允许表中有表
1.3数据库系统结构
数据库应用开发人员角度看，数据库系统通常采用三级模式结构。
数据库系统模式的概念：
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型：对一类数据的结构和属性的说明。
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值：是型的一个具体赋值
学生记录（记录型）：（学号， 姓名， 性别， 系别， 年龄， 籍贯），一个记录的值：（201315130，李明，男，计算机系，19，江苏南京市）
类似于f(x) 与 x
模式：对数据库逻辑结构个特征的描述，是型的描述，不涉及具体值。反应数据之间的结构和联系，相对稳定
实例：模式的具体值。反应数据库某一时刻的状态。同一模式可以有很多实例，实例随数据库中的数据的更新而变动
数据库系统的三级模式结构：
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模式（也称逻辑模式）：全体数据的逻辑结构和特征的描述。一个数据库只有一个模式。与数据的物理存储和硬件环境无关，与具体的应用程序，开发工具及高级程序设计语言无关
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外模式（也称子模式或用户模式）：局部数据的逻辑结构和特征的描述，用户的数据视图。模式与外模式/应用的关系：一对多。外模式通常是模式的子集。保护数据库安全性的有利措施。
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内模式 （也称存储模式）：数据物理结构和存储方式的描述。数据在数据库内部的表示方式（顺序存储，B树，hash方法存储等）。一个数据库只有一个内模式
数据库的二级映像功能：
1.外模式/模式映像：每一个外模式，数据库系统都有一个外模式／模式映象，定义外模式与模式之间的对应关系。
保证数据的逻辑独立性：模式改变，对映像作相应改变，外模式不变，应用程序不用改变。
2.模式/内模式映像：定义数据全局逻辑结构与存储结构之间的对应关系，模式／内模式映象是唯一的。
保证数据的物理独立性：存储结构改变，对映像作相应改变，模式不变，程序不受影响。
数据库模式：即全局逻辑结构是数据库的中心与关键，独立于数据库的其他层次，设计数据库模式结构时应首先确定数据库的逻辑模
式。
