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第三章 数据库技术基础 1．数据 数据(Data)实际上是描述事物的符号记录。 2．数据库 数据库（Database）是数据的集合，以统一的结构形式存放于统一的存储介质内，可被各个应用程序所共享。 3．数据库管理系统 数据库管理系统(Database Management System，简称DBMS)是负责数据库中的数据组织、数据操纵、数据维护、控制及保护和数据服务等功能的一种系统软件。 主要功能有： (1)数据模式定义。 (2)数据存取的物理构建。 (3)数据操纵。 (4)数据的完整性、安全性定义与检查。 (5)数据库的并发控制与故障恢复。 (6)数据的服务。 4．数据库管理员 对数据库的规划、设计、维护、监视等需要有专人管理，通常把他们称为数据库管理员。 数据库管理员的主要工作： (1)数据库设计。数据库设计是DBA主要任务之一，DBA应对多个应用的数据需求进行全面的规划和设计。 (2)数据库维护。DBA必须对数据库中的数据安全性、完整性、并发控制及系统恢复、数据定期转存等进行实施与维护。 (3)改善系统性能，提高系统效率。DBA必须随时监视数据库运行状态，不断调整内部结构，使系统保持最佳状态与最高效率。当效率下降时，DBA需采取适当的措施，如进行数据库的重组、重构等。 5．数据库系统 数据库系统由如下几部分组成：数据库、数据库管理系统（DBMS）、数据库管理员、硬件系统平台、软件系统平台。我们把由这五个部分构成的一个以数据库为核心的完整的运行实体，称为数据库系统。 6．数据库应用系统 利用数据库系统进行应用开发可构成一个数据库应用系统，数据库应用系统是在数据库系统基础上，加上应用软件及应用界面，具体包括：数据库、数据库管理系统、数据库管理员、硬件系统平台、软件系统平台、应用软件、应用界面。 1．人工管理阶段 这个时期数据管理的特点是： (1) 数据不保存。需要时把数据输入，用完就撤走。数据不保存在计算机中。 (2) 没有管理数据的软件系统。应用程序中不仅要管理数据的逻辑结构，还要设计其物理结构、存取方法、输入输出方法等。当存储改变时，应用程序中存取数据的子程序就需随之改变，即数据和程序不具有独立性。 (3) 基本上没有文件概念。数据的组织方式必须由程序员自行设计。 (4) 数据是面向应用的。 2．文件系统阶段 文件系统管理阶段有以下几个特点： (1) 数据存放在文件中，文件可长期保存在外存。 (2) 程序和数据有了一定的独立性。由于有了管理数据的软件——文件系统，文件的逻辑结构与存储结构由系统进行转换。 (3) 文件多样化。由于有了直接存取存储设备，也就有了索引文件、链接文件、直接存取文件等。 (4) 数据的存取基本上以记录为单位。按文件名访问，按记录进行存取。 缺点： 　数据冗余度大。 　数据和程序缺乏独立性。 3．数据库系统阶段 特点： (1) 采用特定的数据模型，使数据结构化。 (2) 数据的独立性高。 (3) 数据的共享性好，数据冗余度低。 (4) 为用户提供了方便的用户接口。 (5) 统一的数据控制功能。 特点： 1．数据的集成性 2．数据的高共享性与低冗余性 3．数据独立性 数据独立性是数据与程序间的互不依赖性，即数据库中数据独立于应用程序而不依赖于应用程序。数据独立性一般分为物理独立性与逻辑独立性两级。 (1) 物理独立性：数据的物理结构(包括存储结构、存取方式等)的改变，如存储没备的更换、物理存储的更换、存取方式改变等都不影响数据库的逻辑结构，从而不致引起应用程序的变化。 (2) 逻辑独立性：数据库总体逻辑结构的改变，如修改数据模式、增加新的数据类型、改变数据间联系等，不需要相应地修改应用程序。 4．数据统一管理与控制 数据库系统不仅为数据提供高度集成环境，同时它还为数据提供统一管理的手段，这主要包含数据的完整性检查、数据的安全性保护、并发控制三方面内容。 数据库系统在其内部具有三级模式及二级映射。 三级模式分别是概念级模式、内部级模式与外部级模式。 二级映射则分别是概念级到内部级的映射以及外部级到概念级的映射。 这种三级模式与二级映射构成了数据库系统内部的抽象结构体系。 1．数据库系统的三级模式 1）概念模式 是数据库系统中全局数据逻辑结构的描述，是全体用户(应用)公共数据视图。 概念模式主要描述数据的概念记录类型以及它们间的关系，还包括一些数据间的语义约束，对它的描述可用DBMS中的DDL语言定义。 2）外模式 也称子模式或用户模式。它是用户的数据视图，也就是用户所见到的数据模式，它由概念模式推导而出。 概念模式给出了系统全局的数据描述，而外模式则给出每个用户的局部数据描述。一个概念模式可以有若干个外模式。 3）内模式 又称物理模式，它给出了数据库物理存储结构与物理存取方法，如数据存储