SQL 数据库学习 Part 1

news2024/11/16 1:18:50

数据和信息

信息

信息是客观存在的，是关于现实世界事物的存在方式或运动状态

数据

数据是用来记录信息的可识别的符号，是信息的具体表现形式

数据和信息的联系

数据是信息的符号表示或载体
信息则是数据的内涵，是对数据的语义解释

数据库

定义

数据库是长期存储在计算机内、有组织的，可共享的数据集合

特征

数据按一定的数据模型组织、描述和存储
可为各个用户共享
冗余度较小
数据独立性较高
易扩展

数据库管理系统

定义

用户与操作系统之间的一层数据管理软件，科学地组织和存储数据、高效地获取和维护数据

主要功能

数据定义
数据操纵
数据地运行管理
数据库地建立和维护功能

数据库系统

定义

计算机系统中引入数据库后地系统构成

构成

数据库
数据库管理系统
应用系统（及开发工具）
相关人员（数据库管理员、应用系统开发人员、用户）

数据库系统的体系结构（三层模式和两级映像）

模式

在用户（或应用程序）到数据库之间，DB 的数据结构有 3 个层次：外部模型，逻辑模型和内部模型

这三个层次要用 DB 的数据定义语言（DDL）定义，定义以后的内容，称为模式

逻辑模式

数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述
是综合了所有用户的需求的公共数据视图
一个数据库只有一个逻辑模式

地位

是数据库系统模式结构的中间层
与数据的物理存储细节和硬件环境无关
与具体的应用程序、开发工具及高级程序设计语言无关

定义的内容

数据的逻辑结构（数据项的名字、类型、取值范围等）
数据之间的联系
数据有关的安全性、完整性要求

外模式（子模式 / 用户模式）

定义

数据库用户（包括用户程序员和最终用户）使用的局部数据的逻辑结构和特征的描述
数据库用户的数据视图，是与某一应用有关的数据的逻辑表示

地位

介于模式与应用之间
逻辑模式与外模式的关系：一对多
外模式通常是逻辑模式的子集

外模式与应用的关系

一对多

用途

保证数据库安全性的一个有力措施，每个用户只能看见和访问所对应的外模式中的数据
保证数据独立性的一个有力措施

内模式（存储模式）

定义

数据物理结构和存储方式的描述
数据在数据库内部的表示方式

记录的存储方式（顺序存储，按照B树结构存储，按 hash 方法存储
索引的组织方式
数据是否压缩存储
数据是否加密
数据存储记录结构的规定

映像

外模式 / 逻辑模式映像

定义外模式与逻辑模式之间的对应关系
每一个外模式都对应一个外模式 / 模式映像
映像定义通常包含在各自外模式的描述中

逻辑模式 / 内模式映像

逻辑模式 / 内模式映像定义了数据全局逻辑结构与存储结构之间的对应关系
数据库中模式 / 内模式映像是唯一的
该映像定义通常包含在逻辑模式描述中

数据独立性

应用程序与数据之间相互独立

逻辑独立性

指用户的应用程序与数据库的逻辑结构是相互独立的。
数据的逻辑结构改变了，应用程序也可以不变。
外模式 / 模式映像保证了数据的逻辑独立性。

物理独立性

用户的用户程序与存储在磁盘上的数据库中数据是相互独立的。当数据的物理存储改变了，应用程序不用改变
模式 / 内模式映像的用途是保证数据的物理独立性

数据模型

数据库中用数据模型这个工具来抽象、表示和处理现实世界中的数据和信息。
数据模型就是现实世界的模拟

三方面要求

能比较真实地模拟现实世界
容易为人理解
便于在计算机上实现

三要素

数据结构 —— 用于描述静态特性
数据操作 —— 用于描述动态特性
数据的约束条件 —— 是一组完整性规则的集合

分类

关系模型
1. 数据结构 —— 表
半结构化的数据模型
1. 网状模型
2. 层次模型
3. XML
  - 可扩展标记语言，常用于传输和存储数据
  - 是一种数据表示格式，可以描述非常复杂的数据结构
  - 纯文本，默认使用 UTF-8 编码
  - 可嵌套，适合表示结构化数据
  - 常用于网络传输
4. JSON
  - 功能全面，标签繁琐，格式复杂
  - 在 Web 上 JSON 逐渐取代 XML
  - 是 JavaScript Object Notation 的缩写，去除了所有 JavaScript 执行代码，只保留 JavaScript 的对象格式。
  - JSON 只允许 UTF-8 编码，不存在编码问题
  - JSON 只允许双引号作为 key ，特殊字符用 \ 转义，格式简单
  - JSON 可以直接用 JavaScript 直接处理。