数据库基础理论

news2024/12/23 14:13:51

什么是数据库？

数据：描述事物的符号记录，可以是数字、文字、图形、图像、声音、语言等，数据有多种形式，他们都是可以经过数字化后存入计算机。

数据库：存储数据的仓库，是长期存放在计算机内、有组织、可共享的大量数据集合。数据库中的数据按照一定数据模型组织、描述和存储，具有较小的冗余度，较高的独立性和易扩展性，并为各种用户共享。
总结为：①数据结构化②数据共享性高，冗余度低，易扩充③数据独立性高④数据由DBMS统一管理和控制（安全性、完整性、并发控制性/故障恢复）

DBMS（数据库管理系统）

DBMS是所有数据的知识库，并对数据的存储、安全、一致性、并发操作、恢复和访问负责。

数据库系统成熟的标志就是数据库管理系统的出现。数据库管理系统（DataBase Management System，DBMS）是管理数据库的一个软件，他充当所有数据的知识库，并对他的存储、安全、一致性、并发操作、恢复和访问负责。是对数据库的一种完整和统一的管理和控制机制。数据库管理系统不仅让我们能够实现对数据的快速检索和维护，还为数据的安全性、完整性、并发控制和数据恢复提供了保证。数据库管理系统的核心是一个用来存储大量数据的数据库。

数据库系统

数据库管理系统（Database Management System）是一种操纵和管理数据库的大型软件，用于建立、使用和维护数据库，简称DBMS。他对数据库进行统一的管理和控制，以保证数据库的安全性和完整性。

数据库发展历史

初始阶段——人工管理：人力手工整理存储数据。
萌芽阶段——文件系统：使用磁盘文件来存储数据。
初级阶段——第一代数据库：出现了网状模型、层次模型的数据库。
中级阶段——第二代数据库：关系型数据库和结构化查询语言
高级阶段——新一代数据库：NOSQL型数据库

常见的数据库

1、关系型数据库
关系型数据库是建立在关系模型基础上的数据库，借助于集合代数等数学概念和方法来处理数据库中的数据现实世界中的各种实体以及实体之间的各种联系均用关系模型来表示。简单说，关系型数据库是由多张能互相联接的二维行列表格组成的数据库。
关系模型就是指二维表格模型，因而一个关系型数据库就是由二维表及其之间的联系组成的一个数据组织。当前主流的关系型数据库有Oracle、DB2、Microsoft SQL Server、MicrosoftAccess、MySQL、浪潮K-DB 、武汉达梦、南大通用、人大金仓等。

2、非关系型数据库
非关系型数据库又被称为 NoSQL（Not Only SQL )，意为不仅仅是 SQL，是一种轻量、开源、不兼容 SQL 功能的数据库，对 NoSQL 最普遍的定义是“非关联型的”，强调 Key-Value 存储和文档数据库的优点，而不是单纯地反对 RDBMS（关系型数据库管理系统）。

DBMS支持的数据模型

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1、层次模型

若用图来表示，层次模型是一棵倒立的树。在数据库中，满足以下条件的数据模型称为层次模型：
①有且仅有一个节点无父节点，这个节点称为根节点
②其他节点有且仅有一个父节点。桌面型的关系模型数据库
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2、网状模型
在现实世界中，事物之间的联系更多的是非层次关系的，用层次模型表示非树型结构是很不直接的，网状模型则可以克服这一弊病。网状模型是一个网络。在数据库中，满足以下两个条件的数据模型称为网状模型。
①允许一个以上的节点无父节点
②一个节点可以有多于一个的父节点。
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3、关系模型
以二维表的形式表示实体和实体之间联系的数据模型称为关系数据模型。从模型的三要素角度看，关系模型的内容为：
①数据结构：一张二维表格。
②数据操作：数据表的定义、检索、维护、计算等。
③数据约束条件：表中列的取值范围即域值的限制条件。
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4、概念模型
基于客户的想法和观点所形成的认识和抽象。
实体(Entity)：客观存在的、可以被描述的事物。例如员工、部门。
属性(Attribute)：用于描述实体所具有的特征或特性。如使用编号、姓名、工资等来属性来描述员工的特征。
关系(Relationship)：实体之间的联系。
一对一: 人和身份证
一对多: 班级和学生
多对多: 学生和课程
5、数据模型
也叫关系模型，是实体、属性、关系在数据库中的具体体现。
关系数据库：用于存储各种类型数据的”仓库”，是二维表的集合。
表：实体的映射
行和列：行代表一个具体的实体的数据。也叫一条记录。列是属性的映射，用于描述实体的。