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  • 数据库管理系统简称
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    2021-03-19 14:55:43

    数据的四个基本概念

    1. 数据

      数据是数据库中存储的基本对象,描述事物的符号记录称为数据。数据的含义称为数据的语义,数据与其语义是不可分的。

    2. 数据库(DB)

      是长期储存在计算机内、有组织的、可共享的大量数据的集合

    3. 数据库管理系统(DBMS)

      DBMS是一个大型复杂的基础软件系统,位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件。DBMS能够科学地组织和存储数据、高效地获取和维护数据。
      DBMS具有数据定义(提供数据库定义语言DDL),数据组织、存储和管理(提供数据操作语言DML),数据库的事务管理和运行管理(安全性等),数据库的建立和维护等功能。

    4. 数据库系统(DBS)

      数据库系统由数据库、数据库管理系统(及其应用开发工具)、应用程序、数据库管理员四部分构成。

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    ⭐️数据库、数据库系统、数据库管理系统三者的区别

    范围最大的是数据库系统DBS(database system),在概念上包含其他两者。数据库系统中,最外层的是数据库应用系统DBAS(datebase application system),中间是数据库管理系统DBMS(database management system),最里层才是数据库DB(database)。数据库系统是为了适应数据处理的需要而发展起来的一种较为理想的数据处理系统,也是一个为了实际可运行的存储、维护和应用系统提供数据的软件系统,是存储介质 、处理对象和管理系统的集合体。

    数据库中的信息是通过数据库管理系统来进行组织、存储、管理、开发,数据库是按照数据结构来组织、存储和管理数据的仓库

    而数据库管理系统是前端与用户交互的应用系统和数据库之间的媒介,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。

    大白话个人理解

    最烦用概念来解释概念,按我个人的理解,可以把数据理解成一堆堆的货物,数据库就好比是一个大仓库,想法设法要把各种量级的数据要给放进去,放好。而数据库管理系统则要想办法管理好这个仓库,怎么维护好让数据别丢失,怎么又快又省地增删改查数据。而数据库应用系统,就是提供给用户的访问接口,学过Web的东西可以结合MVC来理解这一点。

    数据库就好比Model,负责底层;数据管理系统好比Controller,负责交互;View好比视图,封装好让用户来用。而整个“MVC“合起来并称数据库系统,很多时候也简称数据库,是广义上的数据库。

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    一、数据库系统概述

    数据库的四个基本概念:数据、数据库、数据库管理系统、数据库系统:

            1、数据:描述事物的符号记录称为数据。

                             (1)、数据是数据库中存储的基本对象。

                             (2)、数据是分类型的。

                             (3)、数据的含义称为数据的语义,数据与其语义是不可分的。

            2、数据库:数据库是长期储存在计算机内、有组织的、可共享的大量数据的集合。数据库中的数据按照一定的数据模型组织、描述和储存,具有较小的冗余度、较高的数据独立性和易扩展性,并可为各种用户共享。

            3、数据库管理系统:数据库管理系统是位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件。其主要功能包括:数据定义功能;数据组织、存储和管理;数据操纵功能;数据库的事务管理和运行管理;数据库的建立和维护功能;其他功能:通信、转换、互访、互操作功能。

            4、数据库系统:数据库系统是由数据库、数据库管理系统(及其应用开发工具)、应用程序和数据库管理员组成的存储、管理、处理和维护数据的系统。

    数据库管理技术的产生和发展:

             数据库技术是应数据管理任务的需要而产生的。数据管理是指对数据进行分类、组织、编码、存储、检索和维护,它是数据处理的中心问题。而数据的处理是指对各种数据进行收集、存储、加工和传播一系列活动的总和。

            三个阶段:1、人工管理阶段;2、文件系统阶段;3、数据库系统阶段。

            数据库系统的特点:

                    1、数据结构化:数据库系统实现整体数据的结构化,这是数据库的主要特征之一,也是数据库系统与文件系统的本质区别。

                    2、数据的共享性高,冗余度低且易扩充。

                    3、数据独立性高;

                                  数据独立性包括:物理独立性,逻辑独立性。

                                  物理独立性:用户的应用程序与数据库中数据的物理存储是相互独立的。

                                  逻辑独立性:用户的应用程序与数据库的逻辑结构是相互独立的。

                    4、数据由数据库管理系统统一管理和控制。

                            (1)、数据的安全性保护:数据的安全性是指保护数据以防止不合法使用造成的数据泄密和破坏。

                             (2)、数据的完整性检查:数据的完整性是指数据的正确性、有效性和相容性。

                             (3)、并发控制。

                             (4)、数据库恢复。

    二、数据模型

            数据模型也是一种模型,它是对现实世界数据特征的抽象。

            数据模型是数据库系统的核心和基础。 

    两类数据模型:

            第一类:概念模型。

            第二类:逻辑模型与物理模型。


    概念模型:

       一、信息世界中的基本概念

            1、实体:客观存在并可相互区别的事物称为实体。(与对象类似)

            2、属性:实体所具有的某一特性成为属性。

            3、码:唯一标识实体的属性集成为码。

            4、实体型:用实体名及其属性名集合来抽象和刻画同类实体。

            5、实体集:同一类型实体的集合。

            6、联系:实体之间的联系通常是指不同实体集之间的联系。有一对一、一对多、多对多等多种类型。

    二、概念模型的一种表示方法:实体-联系方法。(E-R方法 / E-R模型)

    三、数据模型的组成要素:数据模型通常由数据结构、数据操作、数据完整性约束组成。

    四、常用的数据模型:层次模型、网状模型、关系模型、面向对象数据模型、对象关系数据模型、半结构化数据模型。

    五、关系模型(重点):

            1、关系模型的数据结构

                    关系:一个关系对应一张表。

                    元祖:表中一行为一个元祖。

                    属性:表中一列为一个属性。

                    码:表中某个属性组,可唯一确定一个元祖。

                    域:具有相同数据类型的值的集合。

                    分量:元组中的一个属性值。

                    关系模式的表示:关系名(属性1,属性2,……属性n)

                    第1范式(第一NF):关系的每一个分量必须是一个不可分的数据项。   

                    关系模型中的数据操作是集合操作,操作对象和操作结果都是关系。 

    三、数据库系统的结构 

    在数据模式中有“ 型 ”和“ 值 ”的概念。

    型是指对某一类型数据的结构和属性的说明。(列表名)

    值是型的一个具体赋值。(列表的具体值)

    模式是数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述,它仅仅涉及型的描述不涉及具体的值。模式的一个具体值称为模式的一个实例。同一个模式可以有很多实例。模式是相对稳定的,而实例是相对变动的。


    数据库系统的三级模式结构

     1、模式:模式也成逻辑模式,是数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述,是所有用户的公共数据视图。

    2、外模式(子模式/用户模式):数据库用户(应用程序员、最终用户)能够看见和适用的局部数据的逻辑结构 和特征的描述,是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。

    3、内模式(存储模式):它是数据物理结构和存储方式的描述,是数据在数据库内部的组织方式。一个数据库只有一个内模式。


    1、外模式/模式映像:当模式改变时,由数据库管理员对各个外模式/模式的映像作相应改变,可以使外模式保持不变。应用程序是依据数据的外模式编写的,从而应用程序不必修改,保证了数据和程序的逻辑独立性,简称数据的逻辑独立性。

    2、模式/内模式映像:当数据库的存储结构改变时,由数据库管理员对模式/内模式映像作相应改变,可以使模式保持不变,从而应用程序也不必改变。保证了数据与程序的物理独立性,简称数据的物理独立性。

    四、数据库系统的组成

            数据库系统由数据库、数据库管理系统(及其应用开发工具)、应用程序和数据库管理员构成。

    展开全文
  • 四大基本概念(1)数据–Data① 数据的定义② 数据的种类③ 数据的特点④ 数据举例(2)数据库–Database① 数据库的定义② 数据库的基本特征(3)数据库管理系统–DataBase Management System① 什么是DBMS?...
  • 数据、数据库、数据库管理系统,数据库系统的概念 数据库系统的几种模型及其特点 数据库的三层模式和二级映射的内容

    数据、数据库、数据库管理系统,数据库系统的概念

    数据:

    1. 数据(Data)是数据库中存储的基本对象。
    2. 数据的定义:描述事物的符号记录。
    3. 数据的种类:文本、图形、图像、音频、视频、学生的档案记录、货物的运输情况等。
    4. 数据的特点:数据与其语义是不可分的。

    数据库:

    1. 数据库的定义:数据库(Database,简称DB)是长期储存在计算机内、有组织的、可共享的大量数据的集合。
    2. 数据库的基本特征:
      1. 数据按一定的数据模型组织、描述和储存
      2. 可为各种用户共享
      3. 冗余度较小
      4. 数据独立性较高
      5. 易扩展

    数据库管理系统:

    1. 位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件。
    2. 是基础软件,是一个大型复杂的软件系统。

    数据库系统:

    1. 数据库系统(Database System,简称DBS)在计算机系统中引入数据库后的系统构成。
    2. 数据库系统的构成:数据库、数据库管理系统(及其开发工具)、应用系统、数据库管理员、数据与信息、数据是信息的载体、信息是数据的内涵。

    简单答案:

    数据(data):

            描述事物的符号记录称为数据。数据是数据库中存储的基本对象。比如一个汉字或字母就是一个数据。

    数据库(DataBase, DB):

            数据库是大量数据的集合。比如Excel文件(一个文件就是一个数据库)数据库里的表即Excel文件里的sheet。

    数据库管理系统(DataBase Management System, DBMS):

            组织、存储、获取、维护数据的软件,也就是对数据进行增删改查等操作的软件。如数据库管理系统即Excel软件或wps软件(能够新建数据库,修改表里的数据等)。

    数据库系统(DataBase System, DBS):

            DB+DBMS+DBA+应用系统,前三条+数据库管理员等。

    数据库系统的几种模型及其特点

    层次模型:

            层次模型是数据库系统最早使用的一种模型,它的数据结构是一棵“有向树”。根结点在最上端,层次最高,子结点在下,逐层排列。层次模型的特征是:

    1. 有且只有一个根结点
    2. 其他结点有且仅有一个父结点

    网状模型:

            网状模型以网状结构表示实体与实体之间的联系。网中的每一个结点代表一个记录类型,联系用链接指针来实现。网状模型可以表示多个从属关系的联系,也可以表示数据间的交叉关系,即数据间的横向关系与纵向关系,它是层次模型的扩展。网状模型可以方便地表示各种类型的联系,但结构复杂,实现的算法难以规范化。其特征是:

    1. 允许结点有多于一个父结点;
    2. 可以有一个以上的结点没有父结点。

    关系模型:

            关系模型以二维表结构来表示实体与实体之间的联系,它是以关系数学理论为基础的。关系模型的数据结构是一个“二维表框架”组成的集合。每个二维表又可称为关系。在关系模型中,操作的对象和结果都是二维表。关系模型是目前最流行的数据库模型。支持关系模型的数据库管理系统称为关系数据库管理系统,Access就是一种关系数据库管理系统。

    1. 描述的一致性,不仅用关系描述实体本身,而且也用关系描述实体之间的联系;
    2. 可直接表示多对多的联系;
    3. 关系必须是规范化的关系,即每个属性是不可分的数据项,不许表中有表;
    4. 关系模型是建立在数学概念基础上的,有较强的理论依据。

    数据库的三层模式和二级映射的内容

    三级模式:

            包括外模式、概念模式、内模式,三级模式能有效地组织、管理数据,提高了数据库的逻辑独立性和物理独立性。

    二级映射:

            是对象关系映射(ORM)是通过使用描述对象和数据库之间映射的元数据,将面向对象语言程序中的对象自动持久化到关系数据库中。

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    在设计一个数据库系统的时候,我们会根据具体的需要选择不同的硬件和软件,在确定好硬件之后我就要确定用哪种数据库,更为准确点应该是用哪种数据库管理系统(DBMS),比如MySQL。

    DBMS是什么

    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。用户可以通过DBMS访问数据库中的数据,DBMS对数据库进行统一的管理和控制,以保证数据库的安全性、完整性、原子性等。

    目前DBMS有几百种,点击这里查看排名,我们看下前20名有哪些

    数据模型(data model)

    数据模型是数据库结构的基础,它提供了一种描述物理层、逻辑层和视图层数据库设计的方式,为数据库系统的信息表示与操作提供一个抽象的框架。数据模型所描述的内容有三部分,分别是数据结构、数据操作和数据约束

    数据结构:数据模型中的数据结构主要描述数据的类型、内容、性质以及数据间的联系等。数据结构是数据模型的基础,数据操作和约束都建立在数据结构上。不同的数据结构具有不同的操作和约束 。如用树形结构或者二维表描述事物之间的关系。

    数据操作:数据模型中数据操作主要描述在相应的数据结构上的操作类型和操作方式,如插入、删除、查询 。

    数据约束:数据模型中的数据约束主要描述数据结构内数据间的语法、词义联系、它们之间的制约和依存关系,以及数据动态变化的规则,以保证数据的正确、有效和相容,如什么情况下可以插入,能否删除。

    参考来自百度百科,详细内容点击这里

    通俗点就是,在规定范围内,用某种数据结构表示数据之间关系,并提供接口操作这些数据结构。如一个班级下有很多学生,你可以用树形结构来表示实体之间的联系,如果你愿意可以用图的结构来表示,当然你也可以用二维表的形式来表示。同样的数据可以用不同的数据结构来表示,根据数据结构的不同可以分为层次模型(Hierarchical,树)、网状模型(Network,图)、关系模型(Relational,二维表)。

    层次模型如图:

    (图片来自网络)

    网状模型如图:

    (图片来自网络)

    关系模型如图:

    (图片来自网络)

    网状和层次数据模型在关系模型之前就出现了,它们提供了比关系模型更低层次的抽象比如向磁盘存储的数据结构,这些模型和此层的实现联系很紧密,同时数据建模也比较复杂,现在很少被使用了。在关系型模型中已经把这些细节屏蔽掉了,抽象出来物理层,我们专注于自己的业务而不必过多的考虑存这些底层据结构。

    非关系型数据库

    随着互联网应用的兴起,用户量的增多,越来越多的应用需要7*24小时在线,但是传统的关系型数据库却因为无法支持如此大规模数据和访问量而成为了整个系统的瓶颈。最直接的办法是升级硬件,但是整体的性价比不高。于是NoSQL出现了,NOSQL的原意是“Not-Only-SQL”,而不是“No-SQL”(没有SQL),NoSQL的出现并不是要完全否认关系型数据库,只是做为传统关系型数据库的一个合理补充。

    NoSQL大致可以分为四种, 参考来自这里:点击查看原文

    分类

    数据模型

    优势

    举例

    键值数据库(key-value)

    哈希表

    查询快、易部署、高并发

    Redis

    列存储数据库

    列式数据存储

    查询快,数据压缩率高,不需要额外建立索引

    HBase

    文档型数据库

    键值对扩展

    将数据以文档的形式储存,数据结构不定

    MongoDB

    图数据库

    节点和关系组成的图

    利用图结构的相关算法

    Neo4j

    (图片来自网络)

    列存储数据库

    我们知道关系型数据库的以行为单位储存,而列存储数据库是以列为单位存储。对于关系型数据库来说,即使我们需要的一列的数据,也要进行整行扫描,这在某些场景下是很浪费IO效率的。而对于列存储数据库,我们只需查询表中需要的一列或者几列,不需要的列就不会扫描,大大提高了检索的效率。

    键值数据库

    键值数据库也就是 Key-Value 数据库,数据以键值的形式储存,通常被当做非持久化的内存型数据库缓存来使用。

    文档型数据库

    文档型数据库与键值数据库是类似的,只不过它将数据用文档的形式储存,数据存储可以是XML、JSON等多种形式。

    图数据库

    图数据库允许我们将数据以图的方式存储。实体会被作为顶点,而实体之间的关系则会被作为边。

    对比

    关系型数据库,通过行记录的形式来描述一个实体,

    列存储数据库,通过列记录的形式描述一个实体,

    键值数据库,通过键-值的形式描述一个实体,

    文档型数据库,通过文档的形式描述一个实体,

    图数据库,通过图的方式描述一个实体。

    同样的一个实体,可以用不同的形式表示,我们要根据不同的场景选择不同的方式。比如在一个包含100万人,每个人约有50个朋友的社交网络中找最大深度为5的朋友的朋友,可以用MySQL来处理吗?当然可以,但是这种情况用图数据库可能会更合适

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