2010年軟考軟件設(shè)計(jì)師專題講義：數(shù)據(jù)庫(kù)知識(shí)

　　數(shù)據(jù)庫(kù)的基本概念

　　數(shù)據(jù)庫(kù)(DB)：是存儲(chǔ)在一起的相關(guān)數(shù)據(jù)的集合。DB能為各種用戶共享，具有最小冗余度，數(shù)據(jù)間聯(lián)系密切，而又有較高的程序與數(shù)據(jù)的獨(dú)立性。

　　數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)(DBMS)：DBMS是位于用戶與操作系統(tǒng)之間的一層數(shù)據(jù)管理軟件，為用戶或應(yīng)用程序提供訪問(wèn)DB的方法，包括DB的建立、查詢、更新及各種數(shù)據(jù)控制。DBMS可分為層次型、網(wǎng)狀型、關(guān)系型、面向?qū)ο笮汀?/P>

　　數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)(DBS)：即是采用了數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，是實(shí)現(xiàn)有組織地、動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)大量關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)，方便多用戶訪問(wèn)的計(jì)算機(jī)軟件、硬件和數(shù)據(jù)資源而組成的系統(tǒng)。

　　數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)：研究數(shù)據(jù)庫(kù)的結(jié)構(gòu)、存儲(chǔ)、設(shè)計(jì)、管理和使用的一門(mén)軟件學(xué)科。

　　1.2數(shù)據(jù)模型

　　表示實(shí)體類型及實(shí)體之間聯(lián)系的模型稱為“數(shù)據(jù)模型”。數(shù)據(jù)模型是嚴(yán)格定義的概念的集合，數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)模型應(yīng)包括數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(指對(duì)實(shí)體類型和實(shí)體之間聯(lián)系的表達(dá)和實(shí)現(xiàn))、數(shù)據(jù)操作(指對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的檢索和更新兩大類操作)和完整性約束(給出數(shù)據(jù)及其所具有的制約合依賴規(guī)則)3個(gè)部分。

　　數(shù)據(jù)模型的種類很多。目前廣泛使用的數(shù)據(jù)模型可分為兩種：概念數(shù)據(jù)模型和結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)模型。

　　概念數(shù)據(jù)模型

　　這是一種獨(dú)立于任何計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的模型，完全不涉及信息在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的表示，用于建立信息世界的數(shù)據(jù)模型，是現(xiàn)實(shí)世界的第一層抽象，是用戶和數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)人員進(jìn)行交流的工具，其中最著名的模型是“實(shí)體聯(lián)系模型”(ER模型)。

　　ER模型直接從現(xiàn)實(shí)世界中抽取出實(shí)體類型及實(shí)體間聯(lián)系圖(ER圖)表示數(shù)據(jù)模型。一般遇到實(shí)際問(wèn)題時(shí)，總是先設(shè)計(jì)一個(gè)ER模型，然后再把ER模型轉(zhuǎn)換成與DBMS關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)模型。

　　結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)模型(亦稱基本數(shù)據(jù)模型)：

　　這是直接面向數(shù)據(jù)庫(kù)的邏輯數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，通常有一組嚴(yán)格定義了語(yǔ)法和語(yǔ)義的數(shù)據(jù)庫(kù)語(yǔ)言，用來(lái)定義、操縱數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)。其主要有層次、網(wǎng)狀、關(guān)系模型三種。

　　◆層次模型：用樹(shù)型(層次)結(jié)構(gòu)表示實(shí)體類型及實(shí)體之間聯(lián)系的數(shù)據(jù)模型稱為層次模型。層次結(jié)構(gòu)是一棵樹(shù)，樹(shù)的結(jié)點(diǎn)是記錄類型，非根結(jié)點(diǎn)有且只有一個(gè)父結(jié)點(diǎn)。上一層記錄類型和下一層記錄類型的聯(lián)系是1：M聯(lián)系。

　　◆網(wǎng)狀模型：用從結(jié)構(gòu)(網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu))表示實(shí)體類型及實(shí)體間聯(lián)系的數(shù)據(jù)模型稱為網(wǎng)狀模型。記錄之間的聯(lián)系通過(guò)指針實(shí)現(xiàn)，M：N聯(lián)系容易實(shí)現(xiàn)(一個(gè)M：N聯(lián)系可拆成兩個(gè)1：M聯(lián)系)，查詢效率高。

　　◆關(guān)系模型：用規(guī)范化了的二維表格結(jié)構(gòu)表示實(shí)體集，用鍵表示實(shí)體間聯(lián)系。通常是若干個(gè)關(guān)系模型組成的集合。

　　1.3數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

　　n 數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)體系結(jié)構(gòu)

　　數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)體系結(jié)構(gòu)分成3個(gè)級(jí)別：內(nèi)部級(jí)、概念級(jí)、外部級(jí)。從某個(gè)角度看到的數(shù)據(jù)特性稱為數(shù)據(jù)視圖。

　　Ø 外部級(jí)最接近用戶，是用戶看到的數(shù)據(jù)特性，用戶的數(shù)據(jù)視圖稱為外模型。

　　Ø 概念級(jí)是涉及到所有用戶的數(shù)據(jù)定義，也就是全局的數(shù)據(jù)視圖，稱為概念模型。

　　Ø 內(nèi)部級(jí)是最接近于物理存儲(chǔ)設(shè)備，涉及到實(shí)際數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)方式。物理存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)視圖稱為內(nèi)模型。

　　這些模型用數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)定義語(yǔ)言(DDL)描述后，分別得到外模式、概念模式、內(nèi)模式。為實(shí)現(xiàn)這3個(gè)抽象級(jí)別的轉(zhuǎn)換，數(shù)據(jù)庫(kù)和管理系統(tǒng)在這3級(jí)結(jié)構(gòu)之間提供了兩層映象：外模式/概念模式映象和概念模式/內(nèi)模式映象

　　數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的主要目標(biāo)：把數(shù)據(jù)作為可管理的資源處理。

　　數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的5個(gè)重要功能：數(shù)據(jù)庫(kù)的定義功能、數(shù)據(jù)庫(kù)的操縱功能、數(shù)據(jù)庫(kù)的保護(hù)功能、數(shù)據(jù)庫(kù)的維護(hù)功能、數(shù)據(jù)字典。

　　數(shù)據(jù)庫(kù)的全局結(jié)構(gòu):

　　DBS的某些功能是由計(jì)算機(jī)的OS提供的，OS提供了DBS最基本的服務(wù)，因此 DBS必須在OS基礎(chǔ)上工作。在DBS中就應(yīng)包含DBMS和OS之間的界面。

　　DBS的全局結(jié)構(gòu)由數(shù)據(jù)庫(kù)用戶、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的查詢處理器、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的存儲(chǔ)管理器和磁盤(pán)存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等部分組成。