數據庫基本概念（一）

1、數據庫基本概念

1.數據庫與數據庫管理系統

（1）數據庫

　　數據庫（DB）是存放數據的倉庫，存放的這些數據存在必定的關聯，並按照必定的格式存放在計算機上。廣義上講，數據不只包括數字，還包括文本、圖像、音頻和視頻等。

（2）數據庫管理系統

　　數據庫管理系統（DBMS）是管理數據庫的系統，它按照必定的數據模型組織數據。

　　DBMS功能以下：

• 數據定義功能：能夠定義數據庫中的數據對象。
• 數據操縱功能：能夠對數據庫表進行基本操縱，如插入、刪除、修改、查詢等。
• 數據的完整性檢查功能：保證用戶輸入的數據應知足相應的約束條件。
• 數據庫的安全性保護功能：保證只有賦予權限的用戶才能訪問數據中的數據。
• 數據庫系統的故障恢復功能：數據運行出現故障時，系統進行數據恢復，以保證數據庫的可靠運行。
• 數據庫的併發控制功能：使多個應用程序能夠在同一時刻併發地訪問數據庫的數據。
• 在網絡環境下訪問數據庫的功能。
• 提供方便、有效的存取數據庫信息的接口和工具。

　　數據、數據庫、數據庫管理系統與操做數據庫的應用程序，加上支撐它們的應將平臺、軟件平臺與數據庫有關的人員一塊兒構成了一個完成數據庫系統。如圖1.1。

 

 

2.關係數模型

 （1）數據模型

　　數據庫管理系統根據數據模型對數據進行存儲和管理，採用的數據模型主要有：層次模型、網狀模型和關係模型。

• 層次模型：以樹形層次結構組織數據。圖1.2爲某學校按層次模型組織的數據示例。
• 網狀模型：每個數據用一個節點表示，每一個節點與其餘節點都有關係，這樣，數據庫中的全部節點就構成了一個複雜的網絡。圖1.3爲網狀模型組織的數據示例。
• 關係模型：以二維表（關係表）的形勢組織數據庫中的數據。從用戶觀點看，關係模型由一組關係組成，每一個關係的數據結構是一個規範的二維表。因此一個關係數據庫就是由若干個表組成。

　　例如，在描述學生信息時使用的是‘學生表’，涉及信息主要有：學號、姓名、性別、出生日期、專業、總學分、備註。表1.1描述了一些學生的信息。

　　

　　表格中的一行稱爲一個記錄，表明一個物理實體；一列稱爲一個字段或屬性，每列的標題稱爲字段名或屬性名。若是給每一個關係表取一個名字，則有n個字段的關係結構可表示爲：關係表名（字段1，...，字段n）。一般把關係表的結構稱爲關係模型。

　　在關係表中，若是一個字段或幾個字段組合的值可惟一標記其對應記錄，則稱該字段或字段組合爲主鍵。例如，表1.1中學生的‘學號’可惟一標識一個學生，則‘學號’爲‘學生’表的主鍵。在關係模式中，通常用橫線標出主鍵。

　　設表1.1的名字爲XSB，關係模式可表示爲：XSB（，姓名，性別，出生日期，專業，總學分，備註）。

（2）關係術語

• 關係（Relation）：一個關係對應一般說的一張表，如表1.1.
• 元組（Tuple）：表中的一行即爲一個元組或一個記錄。
• 屬性（Attribute）：表中的一列即爲一個屬性，給每個屬性起的一個名字即爲屬性名。
• 域（Domain）：屬性的取值範圍稱爲該屬性的域。如性別的域是（男，女）。
• 關鍵字或碼（Key）：也稱爲碼鍵。表中的某個屬性組，它能夠惟一肯定一個元組，如表1.1中的‘學號’能夠惟一肯定一名學生，也就稱爲本關係的主關鍵字（關係數據庫中一般稱爲主碼或主鍵）。
• 份量（Component）：元組中的某一屬性的屬性值。
• 關係模式（Relation Schema）：對關係的描述，通常表示爲：關係名（屬性1，屬性2，...，屬性n）。

（3）關係數據模型特色

• 關係必須規範化：關係模型中的每個關係模式都必須知足必定的要求。
• 模型概念單一：不管實體仍是實體之間的聯繫都用關係表示。對數據檢索和更新的結果也是關係（即表）。因此其數據結構簡單、清晰、易於理解和使用。
• 集合操做：在關係數據模型中，操做的對象和結果都是元的集合，即關係。
• 存取路徑對用戶透明：具備更高的數據獨立性、更好的安全保密性，簡化了程序員的工做和數據庫開發、創建的工做。

　　可知，關係模型組織的數據表達方式簡潔直觀，插入、刪除、修改等操做方便，而按照層次、網狀模型足赤的數據表達方式複雜，插入、刪除、修改等操做複雜。所以，關係模型獲得了普遍的應用，關係型數據庫管理系統成爲了主流。Oracle數據庫正是支持關係數據庫模型的數據庫管理系統。

　　關係模型有點雖然圖突出，可是也有缺點。因爲存取路徑對用戶透明，查詢效率不如非關係型數據模型。所以爲了提升性能，必須對用戶的查詢請求進行優化，這增長了開發數據庫管理系統的難度。