【数据库原理基础】数据库系统概述

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前言

数据库技术研究数据的组织、存储、管理和使用的一门计算机科学分支，其应用非常广泛，首先必须掌握数据库系统的基本概念，了解数据库应用系统的开发过程。

一、数据库类型

常见的数据库类型：字符型、数值型、日期型、逻辑型、备注型。

二、什么是数据逻辑独立性？

数据逻辑独立性是指数据的逻辑结构改变时，如修改数据结构、增加新的数据类型、改变数据见的联系等，无须修改原来的应用程序。

三、什么是数据库？它有哪些特点？

数据库是一个按一定数据结构来组织、存储和管理的数据集合。

数据库的特点：

1、数据的结构化

数据结构化是指数据库按照一定的数据模型来组织和存放数据。这种结构化了的数据能够反映数据之间的自然联系。而传统的文件是无模型的，结构非常简单，因此不能反映数据之间的自然联系。数据结构化是数据库和文件之间的一个重要的本质差别，是实现对数据的集中控制和减少数据冗余的前提和保证。这里，数据冗余是指同一组数据在多个文件中同时出现所引起的数据重复现象。

2、数据独立性

数据独立性是指数据库的数据与应用程序之间不存在相互依赖关系，也就是数据的逻辑结构、存储结构和存取方法等不因应用程序的修好而修改，反之亦然。这是数据库与文件之间的另一个重要区别。数据独立性分为物理独立性和逻辑独立性两级。
数据物理独立性是指当数据的物理结构(或存储结构)与应用程序相互之间有较强的独立性。当数据的物理结构改变(如物理存储设备的更换、物理存储位置的变更、存取方法的改变时，应用程序不需要修改仍能正常工作，反之亦然。
数据逻辑独立性是指当数据的逻辑结构改变时，如修改数据结构、增加新的数据类型、改变数据间的联系等，无须修改原来的应用程序。
一个具有数据独立性的系统称之为以数据为中心的系统，和面向数据的系统。

3、实现数据共享

数据共享是指多个用户、多种程序语言、多个应用程序使用一些共同的数据。数据共享是促成数据库技术发展的重要原因之一，也是数据库技术先进性的一个重要体现。数据库中的数据可提供多个应用程序、多个用户共同使用，这些应用程序可以用不同的程序设计语言编写，用户可以处于不同的业务部门、不同的物理位置。

4、数据的冗余度小

在数据库产生以前，每个应用都需要建立自己的数据文件，从而造成了数据冗余。数据冗余带来的弊病有：
浪费存储空间。
为了更新某些冗余副本，保持数据的一致性，必须执行多次更新操作，从而增加了不必要的机器时间。
由于数据的不同副本可能处于不同的更新阶段，从而可能给出不一致的信息。
数据库则是以整体观点来组织和存储数据的，数据是集成化、结构化的。它是为多种应用所共享的，从而大大减少了数据冗余。

5、避免了数据的不一致性

当本应相同的数据在不同的应用中出现不同的值时，我们就说数据出现了不一致。例如，同一职工的工资，如果在工资单上和人事档案中具有不同的值就出现了不一致。数据的不一致性主要是由于数据冗余引起的。数据库在理论上消除了数据冗余，因而可以避免数据的不一致性。即使存在冗余，数据库也提供了对数据的控制和检查机制，保证在更新数据的同时更新其所有副本，从而保证了数据的一致性。

6、有利于数据的安全性

数据的安全性是指保护数据，防止不合法使用数据造成数据的泄露和破坏，使每个用户只能按规定对某些数据以某些方式进行访问和处理。只有数据库管理员对数据库中的数据拥有完全的操作权限，数据库管理员可以规定各用户的权限。每当用户企图存取敏感数据时，数据库就进行安全性检查。对于数据库中数据的各种操作（查询、修改、删除等），数据库都可以实施不同级别的安全检查。

7、有利于保证数据的完整性

数据的完整性是指数据的正确性、有效性和相容性，即将数据控制在有效的范围内，或要求数据之间满足一定的关系。数据的不一致性是失去完整性的例子。当然，数据冗余可能引起数据的不完整性，但是没有数据冗余同样可能出现不正确的数据而使数据失去数据完整性。例如，在一个数值型数据中出现了字母、特殊符号等，或一个工人一周的工作时间超过200h等都是失去完整性的例子，它们与是否存在数据冗余无关。数据库的集中控制可以避免这些情况的出现。通过数据库管理员定义的完整性规则，对每一次更新操作实施完整性检查，保证数据的完整性。数据的完整性检查对于多用户系统尤为重要。例如，当一个用户正在修改某一数据时，别的用户也去修改这个数据就可能产生不完整的数据。

8、可以发现故障和恢复正常状态

实际工作中，人们很难保证数据库正在运行的过程中不受到破坏。实际上，硬件、软件故障及用户操作的失误，随时可能使数据库遭到局部性或全局性的破坏。数据库有一套及时发现故障，并迅速地把数据库恢复到故障以前的正确状态的措施，如转储、日志、检查点等方法。

四、什么是数据库管理系统？它有哪些功能？

数据库管理系统（DBMS）是对数据库进行管理的软件系统，它负责数据库中的数据组织、数据维护、数据控制及保护和数据服务等。DBMS建立在操作系统之上，实施对数据库的统一管理和控制。基于数据库的实际应用系统通过DBMS操作数据库中的数据。

·数据库系统的功能：

1、数据定义

DBMS通过其数据定义语言(DDL)定义数据库及其组成元素的结构。

2、数据操纵

DBMS通过其数据操纵语言（DML）操纵数据库中的数据，即对数据库中的数据进行插入、删除、查询、统计和排序等操作。

3、数据控制

DBMS通过其数据控制语言（DCL)对数据库中的数据进行安全性控制，以保证数据的安全。

4、数据组织与存取

DBMS提供数据在外围存储设备上的物理组织与存取方法。

5、数据库建立与维护

数据库建立是指数据的载入、转储、重组与恢复等。数据库的维护是指数据库及其组成元素的结构修改、数据备份等。

6、运行管理

DBMS提供并发控制、数据存取控制、完整性控制、运行日志，以保证所有的数据操作正确有效。

五、使用外模式有哪些特点？

1、数据库设计者和用户不必关心整个数据库的数据，而只关心与自己的局部有关的一部分数据，并且不需了解他们的物理存储结构，这就使得程序设计和数据使用工作都得到简化。
2、用户只能操作与其操作有关的数据，而不能操作与其无关的数据，这有利于数据的安全保密。
3、由同一模式可以派生出多个外模式，所以有利于数据独立性和数据共享。

总结

今天的内容是对昨天的进行补充，由于昨天第一次使用发布博客，有很多不懂的操作，所以今天有进行完善，希望uu们多多包涵。我们下次再会！！！