第四章 數據庫應用

　　4.1 數據庫系統的基本概念

　　數據：實際上就是描述事物的符號記錄。

　　數據的特點：有一定的結構，有型與值之分，如整型、實型、字符型等。而數據的值給出了符合定型的值，如整型值15。

　　數據庫：是數據的集合，具有統一的結構形式并存放于統一的存儲介質內，是多種應用數據的集成，并可被各個應用程序共享。

　　數據庫存放數據是按數據所提供的數據模式存放的，具有集成與共享的特點。

　　數據庫管理系統：一種系統軟件，負責數據庫中的數據組織、數據操縱、數據維護、控制及保護和數據服務等，是數據庫的核心。

　　數據庫管理系統功能：

　　(1)數據模式定義：即為數據庫構建其數據框架;

　　(2)數據存取的物理構建：為數據模式的物理存取與構建提供有效的存取方法與手段;

　　(3)數據操縱：為用戶使用數據庫的數據提供方便，如查詢、插入、修改、刪除等以及簡單的算術運算及統計;

　　(4)數據的完整性、安生性定義與檢查;

　　(5)數據庫的并發控制與故障恢復;

　　(6)數據的服務：如拷貝、轉存、重組、性能監測、分析等。

　　為完成以上六個功能，數據庫管理系統提供以下的數據語言：

　　(1)數據定義語言：負責數據的模式定義與數據的物理存取構建;

　　(2)數據操縱語言：負責數據的操縱，如查詢與增、刪、改等;

　　(3)數據控制語言：負責數據完整性、安全性的定義與檢查以及并發控制、故障恢復等。

　　數據語言按其使用方式具有兩種結構形式：交互式命令(又稱自含型或自主型語言)宿主型語言(一般可嵌入某些宿主語言中)。

　　數據庫管理員：對數據庫進行規劃、設計、維護、監視等的專業管理人員。

　　數據庫系統：由數據庫(數據)、數據庫管理系統(軟件)、數據庫管理員(人員)、硬件平臺(硬件)、軟件平臺(軟件)五個部分構成的運行實體。

　　數據庫應用系統：由數據庫系統、應用軟件及應用界面三者組成。

　　文件系統階段：提供了簡單的數據共享與數據管理能力，但是它無法提供完整的、統一的、管理和數據共享的能力。

　　層次數據庫與網狀數據庫系統階段 ：為統一與共享數據提供了有力支撐。

　　關系數據庫系統階段

　　數據庫系統的基本特點：數據的集成性 、數據的高共享性與低冗余性 、數據獨立性(物理獨立性與邏輯獨立性)、數據統一管理與控制。

　　數據庫系統的三級模式：

　　(1)概念模式：數據庫系統中全局數據邏輯結構的描述，全體用戶公共數據視圖;

　　(2)外模式：也稱子模式與用戶模式。是用戶的數據視圖，也就是用戶所見到的數據模式;

　　(3)內模式：又稱物理模式，它給出了數據庫物理存儲結構與物理存取方法。

　　數據庫系統的兩級映射：

　　(1)概念模式到內模式的映射;

　　(2)外模式到概念模式的映射。

　　4.2 數據模型

　　數據模型的概念：是數據特征的抽象，從抽象層次上描述了系統的靜態特征、動態行為和約束條件，為數據庫系統的信息表與操作提供一個抽象的框架。描述了數據結構、數據操作及數據約束。

　　E-R模型的基本概念

　　(1)實體：現實世界中的事物;

　　(2)屬性：事物的特性;

　　(3)聯系：現實世界中事物間的關系。實體集的關系有一對一、一對多、多對多的聯系。

　　E-R模型三個基本概念之間的聯接關系：實體是概念世界中的基本單位，屬性有屬性域，每個實體可取屬性域內的值。一個實體的所有屬性值叫元組。

　　E-R模型的圖示法：(1)實體集表示法; (2)屬性表法; (3)聯系表示法。

　　層次模型的基本結構是樹形結構，具有以下特點：

　　(1)每棵樹有且僅有一個無雙親結點，稱為根;

　　(2)樹中除根外所有結點有且僅有一個雙親。

　　從圖論上看，網狀模型是一個不加任何條件限制的無向圖。

　　關系模型采用二維表來表示，簡稱表，由表框架及表的元組組成。一個二維表就是一個關系。

　　在二維表中凡能唯一標識元組的最小屬性稱為鍵或碼。從所有侯選健中選取一個作為用戶使用的鍵稱主鍵。表A中的某屬性是某表B的鍵，則稱該屬性集為A的外鍵或外碼。

　　關系中的數據約束：

　　(1)實體完整性約束：約束關系的主鍵中屬性值不能為空值;

　　(2)參照完全性約束：是關系之間的基本約束;

　　(3)用戶定義的完整性約束：它反映了具體應用中數據的語義要求。