数据库系统原理第一章概述

数据库系统原理第一章思维导图，梳理了数据库系统概述的核心知识点，涵盖了数据库系统概述、数据模型、数据库系统的组成等，有助于理解和记忆知识点。

第一章概述

• 数据库系统概述
  • 数据
    • 数据库中存储的基本对象
    • 记录是表示和存储数据的一种方法或格式
  • 数据库：存放数据的仓库（数据库是长期储存在计算机内、有组织的、可共享的大量数据的集合。数据库中的数据按一定的数据模型组织、描述和存储，具有较小的冗余度、较高的数据独立性和易扩展性，并可为各种用户共享）
    • 永久存储（不能存储在内存中，应有永久的存储）
    • 有组织（以数据模型形式存储）
    • 可共享（提高数据利用率，避免数据不一致）
  • 数据库管理系统（位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件）
    • 数据定义功能：数据定义语言DDL
    • 数据组织、存储和管理功能：数据字典、用户数据、存取方式
    • 数据操纵功能：数据操纵语言DML 查询、插入、删除等
    • 数据库的事务管理与运行功能：确保安全性、完整性、多用户对数据的并发使用以及发生故障后的系统恢复
    • 数据库的建立与维护功能：数据库的转储、恢复
    • 其他功能
  • 数据库系统（由数据库、数据库管理系统、应用程序和数据库管理员DBA组成的存储、管理、处理、维护数据的系统）
    • 用户-应用系统-应用开发工具-数据库管理系统-操作系统-数据库/硬件
  • 数据管理技术的发展
    • 人工管理阶段
    • 文件系统阶段
    • 数据库系统阶段
      • 数据结构化（与文件系统的本质区别）
      • 数据的共享性高、冗余度低且易扩充
      • 数据的独立性高，包括物理独立性和逻辑独立性
      • 数据由数据库管理系统统一管理和控制
        • 数据的安全性保护：非法用户的非法使用
        • 数据的完整性检查：合法用户的误操作
        • 并发控制
        • 数据库恢复
• 数据库系统的结构
  • 数据库系统内部：三级模式结构
    • 外模式（子模式/用户模式）
      • 数据库用户能够看见和使用的局部数据的逻辑结构和特征的描述
    • 模式（逻辑模式）
      • 数据库中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
    • 内模式（存储模式）
      • 数据物理结构和存储方式的描述，是数据在数据库内部的组织方式；一个数据库只有一个内模式
  • 数据库的二级映像功能与数据独立性
    • 外模式/模式映像
    • 模式/内模式映像
• 数据库系统的组成
  • 硬件平台及数据库
  • 软件
  • 人员：DBA数据库管理员、系统分析员和数据库设计人员、应用程序员、用户
• 数据模型（用来描述数据、组织数据和对数据进行操作的，对现实世界数据特征的抽象）有两类数据模型：概念模型；逻辑模型和物理模型
  • 概念模型
    • 实体、属性、码、实体型、实体集、联系
    • 表示方法：实体-联系方法ER图
  • 逻辑模型
    • 层次模型、网状模型、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
    • 现实世界-信息世界（概念模型）-机器世界（数据库管理系统支持的数学模型）
  • 数据模型的组成要素
    • 数据结构:数据库的组成对象以及对象之间的联系，对系统静态特性的描述
    • 数据操作：查询和更新（插入、删除、修改），对系统动态特性的描述
    • 数据的完整性约束条件：实体完整性、参照完整性和用户自定义完整性
  • 层次模型
    • 数据结构：倒立的树，节点的双亲唯一
    • 数据操纵与完整性约束（插入：如果没有双亲结点就不能插入子女；删除：如果删除双亲，子女也被删除）
    • 优缺点：简单清晰、查询效率高；层次模型只能一对多、查询子女必须通过双亲节点等
  • 网状模型
    • 数据结构：允许一个以上的结点无双亲；一个结点可以有多于一个的双亲
    • 优缺点：更为直接的描述现实世界、有良好的性能，存取效率较高；结构比较复杂、用户不容易掌握不容易使用
  • 关系模型
    • 数据结构：关系二维表、元组行，属性列，码，域，分量（要求关系规范化：分量不可再分，不能大表套小表）
    • 数据操纵和完整性约束条件
      • 数据操作是集合操作，操作对象和结果都是关系
      • 实体完整新、参照完整性、用户定义完整性
    • 优缺点：与格式化模型不同，它是建立在严格的数学概念的基础上的，概念单一，存取路径对用户透明；查询效率不高