数据库系统

数据库、DBMS、数据库系统

提纲要求：

• DBMS系统结构组成
• 数据库、DBMS、数据库系统

一、数据库系统基本概念

数据

• 定义：数据是数据库中存储的基本对象
• 种类：数值数据（0-9）、非数值数据（字符）
• 特点：数据与其语义不可分

数据库

• 定义：长期存储在计算机内有组织的、可共享的大量数据的集合
• 基本特征：
  1. 数据按一定数据模型组织、描述和储存
  2. 可为各种用户共享
  3. 数据联系密切，具有最小冗余度和较高的独立性
  4. 服务于某个特定的应用
• 数据库模式：数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述

数据库管理系统（DBMS）

• 定义：是计算机程序的集合，用于创建和维护数据库
• 特点：位于操作系统和用户应用之间；总是基于某种数据模型

数据库系统（DBS）

• 定义：指在计算机系统中引入了数据库后的系统，即采用了数据库技术的计算机系统
• 特点：和数据库很像，关键词：结构化（数据模型）、共享、冗余度低、独立性高
  1. 数据结构化
  2. 数据的共享性高，冗余度低
  3. 数据独立性高
  4. 数据由DBMS统一管理和控制

二、DBMS实现问题

DBMS 构成

• 数据结构：关系
• 数据操作：关系代数、SQL
• 数据存储：文件

Megatron2000 DBMS

• 特点：关系通过文件（ASCII）存储，数据库模式存储在特定文件中（ASCII）

• 功能：

  1. 定义表
  2. 数据更新
  3. 数据查询

• 查询执行过程：

  1. 读数据字典获取（表）R 的属性
  2. 读 R 文件，对每一行数据检查条件

• 存在问题：（看PPT吧）

  • 元组平铺在磁盘上
  • 低级的查询处理（连接和选择）
  • 没有缓冲区管理
  • 没有并发控制（事务管理）
  • 没有索引（B+树）
  • 没有可靠性（日志和恢复）
  • 没有应用程序编程接口（API）

三、数据库设计问题

主要是数据库模式设计问题，设计不规范引会引起以下问题：

以关系 R(Tname, Addr, C#, Cname) 为例：

• 一个教师只有一个地址（户口所在地）
• 一个教师可教多门课程
• 一门课程只有一个任课教师，因此 R 的主码是 C#

1. 数据冗余

2. 更新异常

3. 插入异常

4. 删除异常

四、数据库存取问题

用户与数据库的唯一接口是数据库语言。DBMS 支持用户通过以下三类数据库语言存取数据：

• 数据定义语言（Data Definition Language，DDL）：存取数据库模式
• 数据操纵语言（Data Manipulation Language，DML）：存取数据库数据
• 数据库控制语言（Data Control Language，DCL）：存取访问控制信息