数据库系统结构
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数据描述
经历了三个阶段，三个世界：现实世界、信息世界、机械（数据）世界
概念设计中的数据描述
现实世界→信息世界，主要是画ER图
（1）实体：客观存在、可以相互区别的事物称为实体
（2）实体集：性质相同的同类实体的集合，称为实体集
（3）属性：实体有很多特性，每一个特性称为属性
（4）实体标识符：能唯一标识实体的属性或属性集
逻辑设计中的数据描述
信息世界→机械世界，把ER图转化为表
（1）字段：标记实体属性的命名单位称为字段，或数据项。它是可以命名的最小信息单位，所以又称为数据元素或初等项
（2）记录：字段的有序集合称为记录
（3）文件：同一类记录的集合称为文件
（4）关键码：能唯一确定文件中每个记录的字段或字段集
实体←→记录
实体集←→文件
属性←→字段（数据项）
实体标识符←→关键码
存储介质层次及数据描述
（1）位：一个二进制位称为位
（2）字节：8个比特称为一个字节
（3）字：若干个字节组成一个字
（4）块：又成物理块或物理记录
（5）桶：外存的逻辑单位，一个桶可以包含一个物理块或多个在空间上不一定连续的物理块
（6）卷：一个输入输出设备所能装载的全部游泳信息
高速缓存
主存
快闪存
磁盘
光盘
磁带
数据联系的描述
联系：是实体之间的相互关系。
联系的元素：与一个联系有关的实体集的个数
三种联系
同一实体集中各实体之间的联系(一元联系)。
两个实体集中各实体之间的联系(两元联系)。
三个实体集中各实体之间的联系(三元联系)。
联系的类型：
一对一（1：1）
一对多（1：n）
多对多（m：n）
数据模型
能表示实体类型及实体间联系的模型称为数据模型
概念数据模型
用于建立信息世界的数据模型，是按用户的观点对数据建模，强调其语义表达能力（独立于计算机系统的模型）
逻辑数据模型（结构数据模型）
是直接面向数据库的逻辑结构，与DBMS有关（从计算机的观点对数据建模，用于建立机器世界的数据模型）。包含了数据结构、数据操纵、数据完整性三个部分
（1）数据结构是指对实体类型和实体间联系的表达和实现
（2）数据操纵是指对数据库的检索和更新（包括插入、删除和修改）两类操纵
（3）数据完整性约束给出数据及其联系应具有的制约和依赖规则
逻辑数据模型主要有：
层次模型：用树形结构来表示实体类型及实体之间联系的模型称为层次模型（数据之间的联系通过指针实现）
网状模型：用有向图结构表示实体类型及实体间联系的模型称为网状模型（数据之间的联系通过指针实现）
关系模型：用二维表格结构来表示实体集（数据之间的联系是通过外键和主键间联系实现的，即公共属性）
面向对象模型：数据之间嵌套、递归联系是通过对象标识符实现的
实体联系模型（ER模型）
有四个基本成分
（1）矩形框表示实体类型
（2）菱形框表示联系类型（实体间的联系）
（3）椭圆形框表示实体类型和联系类型的属性
（4）用直线连接：实体与属性；联系与属性；实体与实体
相应的命名均记人各种框中。
对于关键码的属性，在属性名下划一横线。
建立ER模型的步骤
（1）首先确定实体类型和联系类型
（2）接着把实体类型和联系类型组合成ER图
（3）然后确定实体类型和联系类型的属性
（4）再确定实体类型的键，在属于键的属性名下划一横线
数据的体系结构
数据库的体系结构分为三级：外部级（外模式）、概念级（模式）、内部级（内模式）
模式也称为概念模式，是数据库中全体数据在逻辑上的视图
外模式也称为子模式，是个别用户的数据视图，即个别用户涉及到的数据的逻辑结构
内模式也称存储模式。它既定义了数据库中全部数据的物理结构，还定义了数据的存储方法、策略等
数据库有二级映像
外模式/模式映像实现了逻辑独立性
模式/内模式映像实现了物理独立性
数据库管理系统
DBMS的工作模式
（1）接受应用程序的数据请求和处理请求
（2）将用户的数据请求转换成复杂的机器代码
（3）实现对数据库的操作
（4）从对数据库的操作中接受查询结果
（5）对查询结果进行处理
（6）对处理结果返回给用户
DMBS主要功能
（1）数据库的定义功能
DBMS提供DDL来定义模式、外模式和内模式
（2）数据库的操纵功能
DBMS应提供数据操纵语言（DML）供用户对数据库中的数据进行检索、修改、删除以及插入工作。
（3）数据库的保护功能
数据库的恢复、并发控制、完整性、安全性
（4）数据库的维护功能
（5）数据字典
DBMS的模块组成
DBMS由两大部分组成：查询处理器和存储管理器
查询处理器主要由DDL编译器、DML编译器、嵌入式DML的预编译器和查询运行核心程序构成
存储管理器主要由权限和完整性管理器、事务管理器、文件管理器和缓冲区管理器构成
数据库系统DBS
DBS的组成：
数据库（DB）
物理数据库、描述数据库
硬件
计算机硬件、存储设备
软件
DBMS、OS等
数据库管理员（DBA）
控制数据整体结构，负责DBS的正常运行
DBA主要职责：
（1）定义模式
（2）定义内模式
（3）与用户联络。包括定义外模式、应用程序的设计、提供技术培训等专业服务
（4）定义安全性规则，对用户访问数据库的授权
（5）定义完整性规则，监督数据库的运行
（6）数据库的转储与恢复工作