数据库基本概念总结

今天开始要学习Mysql数据库相关知识，为以后用Mysql数据库做开发做准备，首先总结回忆一下数据库基本知识概念。

数据：描述事物的符号记录，可以使数字，也可以是文字、图形、图像、声音、语言等，数据有多种形式，它们都可以经过数字化后存入计算机。数据的含义称为数据的语义，数据与语义是不可分的。

数据库：存储数据的仓库，是长期存放在计算机内、有组织、可共享的大量数据的集合。数据库中的数据按照一定数据模型组织、描述和存储，具有较小的冗余度，较高的独立性和易扩展性，并为各种用户共享，即数据库有永久存储、有知识和可共享三个基本特点。

数据库管理系统（DBMS）：是位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件。它的主用功能包括：

1. 数据定义功能：提供数据定义语言（DDL），让用户方便地对数据库中数据对象进行定义。
2. 数据组组织、存储和管理：要提高存储空间利用率和存储效率。
3. 数据操纵功能：提供数据操纵语言（DML），实现对数据库基本操作，如增删改查等。
4. 数据库的建立和维护功能：统一管理控制，以保证安全、完整、多用户并发使用。
5. 其它功能：与网络中其它软件系统通信功能，异构数据库之间的互访和互操作功能。

数据库系统：指在计算机系统中引入数据库后的系统，一般有数据库、数据库管理系统、应用系统、数据库管理员（DBA）构成，常简称数据库。

数据管理技术是应数据管理任务需要而产生的。数据管理是指对数据进行分类、组织、编码、存储、检索和维护，是数据处理的中心问题。而数据处理时指对各种数据进行收集、存储、加工和传播的一系列活动的总和。数据管理经历了人工管理、文件系统、数据库系统3个阶段。

数据库系统的特点：

1. 数据结构化：实现整体数据的结构化，也是数据库系统与文件系统的本质区别。数据库中数据不再仅仅针对某一个应用，而是面向全组织，不仅内部是结构化的，而且整体是结构化的。在文件系统中，文件内部有某些结构，但文件间没有联系，而关系数据库中，关系表之间的联系可用参照完整性来表达。
2. 数据共享性高，冗余度低，易扩充。
3. 数据独立性高：包括数据的物理独立性和逻辑独立性。物理独立性指用户的应用程序跟存储在磁盘上的数据库中数据是相互独立的，数据库中数据存取是由DBMS管理的。数据独立性是由DBMS的二级映像功能来保证的。
4. 数据由DMBS统一管理和控制。

数据模型：是对现实世界数据特征的抽象，是对现实世界的模拟，是数据库系统的核心和基础。数据模型应满足三方面需求：1.真是模拟现实世界；2.容易为人理解；3.便于在计算机上实现。数据模型按应用目的分为两类：

第一类是概念模型：按用户观点对数据和信息建模，主要用于数据库设计，也称信息模型。

第二类是逻辑模型和物理模型：逻辑模型是按计算机观点对数据建模，主要包括层次模型、网络模型、关系模型、面向对象模型、对象关系模型；物理模型是对数据最底层的抽象，它描述数据在系统内部的表示方式和存取方法。

数据模型通常由数据结构、数据操作和完整性约束三部分组成，是严格定义的一组概念的集合，精确的描述了系统的静态特写、动态特性和完整性约束条件。

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的工具，也是设计人员与用户之间进行交流的语言。信息世界涉及的概念主要有：

1. 实体（Entity）：客观存在并可相互区别的事物成为实体。可以是人、事、物，也可以是抽象的概念和联系。
2. 属性（Attribute）：实体所具有的某一特性。一个实体可以又若干个属性来刻画。
3. 码（Key）：唯一标识实体的属性集。
4. 域（Domain）：域是一组具有相同数据类型的值的集合。属性的取值范围来自某个域。
5. 实体型（Entity Type）：具有相同属性的实体必然具有共同的特征和性质。用实体名和属性名集合来抽象和刻画同类实体，称为实体型。
6. 实体集（Entity Set）:同一类型实体的集合。
7. 联系（Relationship）：实体内部和实体之间的联系。实体之间的联系有一对一，一对多、多对多三种。

概念模型的一种表示方法：实体-联系方法，E-R图：提供了表示实体型、属性和联系的方法：实体型：用矩形表示，矩形框内写实体名；属性：用椭圆表示，并用无向边将其与对应的实体型连接起来；联系：用菱形表示，框内写明联系名，并用 无向边与有关实体型连接起来，同时在无向边上标上联系的类型（1:1,1:n,m:n）。联系也可以有属性。

数据库的三级模式

1、模式

　　模式又称概念模式或逻辑模式，对应于概念级。它是由数据库设计者综合所有用户的数据，按照统一的观点构造的全局逻辑结构，是对数据库中全部数据的逻辑结构和特征的总体描述，是所有用户的公共数据视图(全局视图)。它是由数据库管理系统提供的数据模式描述语言(Data Description Language，DDL)来描述、定义的，体现、反映了数据库系统的整体观。

2、外模式

　　外模式又称子模式或用户模式，对应于用户级。它是某个或某几个用户所看到的数据库的数据视图，是与某一应用有关的数据的逻辑表示。外模式是从模式导出的一个子集，包含模式中允许特定用户使用的那部分数据。用户可以通过外模式描述语言来描述、定义对应于用户的数据记录(外模式)，也可以利用数据操纵语言(Data Manipulation Language，DML)对这些数据记录进行。外模式反映了数据库的用户观。

3、内模式

　　内模式又称存储模式，对应于物理级，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。内模式由内模式描述语言来描述、定义，它是数据库的存储观。

　　在一个数据库系统中，只有唯一的数据库， 因而作为定义 、描述数据库存储结构的内模式和定义、描述数据库逻辑结构的模式，也是唯一的，但建立在数据库系统之上的应用则是非常广泛、多样的，所以对应的外模式不是唯一的，也不可能是唯一的。

数据库的二级映象与数据库独立性

1 外模式/模式映象

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。当模式改变时，由数据库管理员对各个外模式/模式的映象作相应改变，可以使外模式保持不变，从而应用程序不必修改，保证了数据与程序的逻辑独立性，简称数据的逻辑独立性

2 模式/内模式映象

数据库中只有一个模式，也只有一个内模式，所以模式/内模式映象是唯一的，它定义了数据库全局逻辑结构与存储结构之间的对应关系。当数据库的存储结构改变了，由数据库管理员对模式/内模式映象作相应改变，可以使模式保持不变，从而应用程序也不必改变。保证了数据与程序的物理独立性，简称数据的物理独立性。

关系数据库的完整性：实体完整型、参照完整性、用户自定义完整性，其中实体完整性和参照完整性是关系模型必须满足的完整性约束条件，被称作关系的两个不变特性。

实体完整性规则：若A是关系R的主属性，则A不能取控制，即主属性不能为空。

参照完整性规则：如F是关系R的外码，参照关系S的主码K，则R中每个元祖在F上的值必须为S中某个元祖的主码值或空值，即外码要么是参照的主码值要么是空值。