开发: C++知识库 Java知识库 JavaScript Python PHP知识库人工智能区块链大数据移动开发嵌入式开发工具数据结构与算法开发测试游戏开发网络协议系统运维
教程: HTML教程 CSS教程 JavaScript教程 Go语言教程 JQuery教程 VUE教程 VUE3教程 Bootstrap教程 SQL数据库教程 C语言教程 C++教程 Java教程 Python教程 Python3教程 C#教程
数码: 电脑笔记本显卡显示器固态硬盘硬盘耳机手机 iphone vivo oppo 小米华为单反装机图拉丁

-> 大数据 -> 数据库基础知识，超全 -> 正文阅读

[大数据]数据库基础知识，超全

今天总结了数据库的知识，有用的话点个赞再走吧，持续更新中……

5.1 数据库系统的基本概念

5.1.1 数据、数据库、数据库管理系统

1. 数据

数据定义：描述事物的符号记录
分类：

临时性（随程序的结束而消亡）、持久性（对于数据长时间长时间持久作用）
型（key）、值（value）
型：整型、实型、字符型

数据结构：包括了将多种相关数据一一定的结构方式组合构成特定的数据框架
数据库中在特定条件下称数据结构为数据模式

2. 数据库

定义：数据的集合，它具有统一的结构形式并存防御统一的存储介质内，是多种应用数据的集成，并可为各个应用所共享
特点：集成、共享

3. 数据库管理系统

定义：数据库管理系统（database management system. DBMS）是数据库的机构，是一种系统软件，负责数据库的数据组织、操纵、维护、控制、保护、服务等。

数据库管理系统是数据库系统的核心

功能
（1）数据模式定义
（2）数据存取的物理构建
（3）数据操控
（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恢复
（6）数据的服务

数据语言
（1）数据定义语言
（2）数据控制语言
（3）数据操控语言

上述数据语言按其使用方式具有两种结构方式：
交互式语言：语言简单，能在终端上即时操作，又称自含型或自主型语言
宿主型语言：一般可嵌入某些宿主语言（host languange），如C/c++\Java等高级过程性语言。

1.关系数据库中普遍使用了 结构化查询语言SQL(structured query language)是一种介于关系代数和关系演算的非过程性操作语言

sql不要求用户指定对数据的存放方式，也不需要用户了解具体的数据存放方式。

2.数据库管理系统还有为用户提供服务的服务性程序
包括：初始装入程序、数据转存程序、性能监测程序、数据库再组织程序、通信程序等

4.数据库管理员

主要工作 ：
（1）数据库设计（数据模式的设计）
（2）数据库维护
（3）改善系统性能、提高系统效率

5.数据库系统

组成部分
数据库（数据）
数据库管理系统（软件）
数据库管理员（人员）
系统平台之一（硬件平台）
系统平台之二（软件平台）

硬件平台：计算机（硬件的基础平台）、网络（结构方式以客户/服务器（C/s）方式与浏览器/服务器(B/s)方式为主）

软件平台：操作系统（软件的基础平台 e.g.UNIX WINDOWS）、数据库系统开发工具（java\c\html等）、接口软件

6.数据库应用系统（database application system,DBAS）

数据库应用系统组成：
数据库系统+应用软件+应用界面

层次结构：
应用系统>应用开发工具软件>数据库管理系统>操作系统>硬件

5.1.2 数据库系统的发展

三个阶段：
人工管理阶段、文件管理系统、数据库系统阶段

5.1.3 数据库系统的基本特点

1.数据的集成性

表现在以下方面：
（1）统一数据结构方式
（2）全局与局部的结构模式

2.数据的高共享性与低冗余性

减少了不必要的存储空间，避免数据的不一致性（一致性指：系统中的同意数据的不同出现应保持相同的值）

3.数据独立性

物理独立性：数据的物理结构改变不影响数据库的逻辑结构从而不影响应用程序
逻辑独立性：同上

4.数据统一管理与控制

数据的完整性检查
数据的安全性保护
并发控制

5.1.4 数据库系统的内部结构体系

三级模式：
概念级模式
（是数据库系统的全局数据逻辑的描述，是全体用户公共数据视图、是一种抽象的描述，不涉及具体的硬件环境与平台、与具体软件环境无关）
（主要描述数据的概念记录类型以及它们间的关系，还包括一些数据间雨衣约束，对它的描述可用DBMS中的DDL语言定义）
内部模式（又称物理模式、给出了数据库的物理存储结婚后与物理存取方法。内模式的物理模式主要体现在操作系统及文件级上。对一般用户是透明的，其设计直接影响数据库的性能）
外部模式（用户数据视图）

以概念模式为框架所组成的数据库叫概念数据库，外模式–用户数据库、内模式–物理数据库
这是三种数据库真实存在于计算机外存中，其他两种数据库并不真正存在于计算机中，而是通过两种映射有物理数据库映射而成。
二级模式：
（1）概念级到内部级的映射：
给出了概念模式数据的全局逻辑结构到物理存储结构的关系，此种映射一般由DBMS实现

（2）外部级到概念级的映射
概念模式是一个全局模式，外模式是用户的局部模式
一个概念模式可以定义多个外模式、每个外模式是概念模式的一个基本视图
外模式到概念模式的映射给出了外模式与概念模式的对应关系。一般有DBMS来实现。

5.2 数据模型

5.2.1 数据模型的基本概念

现实世界：所见到的客观世界中的划定边界的一个部分环境
信息世界：通过抽象对现实世界的数据库级上的刻画所构成的逻辑模型
计算机世界：在信息世界基础上致力于其在计算机物理结构上我的描述，从而形成的物理模型

数据模型: 是数据特征的抽象，从抽象层次上描述了系统的静态特征、动态行为、约束条件。

数据模型描述内容：
（1）数据结构
描述数据类型、内容、性质、数据兼联系
数据操作和数据约束建立在数据结构之上
（2）数据操作
主要描述在响应数据结构上的操作类型与操作方式
（3）数据约束
主要描述在相应数据结构上的语法、语义联系

数据模型按不同应用层次分为三种模型：
（1）概念性数据
面向客观世界、面向用户的模型
（2）逻辑数据模型（又称数据模型）
面向数据库的模型
e.g.层次模型、网状模型、关系模型、面向对象模型
（3）物理数据模型（又称物理模型）
一种面向计算机物理表示的模型，给出数据模型在计算机上的物理结构的表示

5.2.2 E-R 模型（entity-relationship model)

1.E-R 模型的基本概念

（1）实体
是概念世界的基本单位，是客观存在的且又能相互去别的事物。
凡是有共性的实体可以组成一个集合成为实体集。
（2）属性
属性刻画实体的特征
一个属性的取值范围称为该属性的值域(value domain) 或(value set)
（3）联系

实体间的联系：
【1】两个实体集间的联系
e.g. 1:1,M:1,1:M
【2】多个实体集间的联系
【3】一个实体集内部的联系

2. E-R模型的三个基本概念之间的连接关系

（1）实体是概念世界中的基本单位，属性附属于实体，本身并不构成独立单位
属性有属性域，每个实体可取属性域内的值，一个实体的所有属性取值组成了一个值集叫元祖（tuple）
实体有型与值之别，一个实体的所有属性构成了这个实体的型，而实体中属性值的集合构成这个实体的值
（2）实体（集）与联系
实体集间可通过联系建立连接关系

5.2.3 层次模型

基本结构是树形结构

5.2.4 网状模型

网状模型是一个不加任何条件限制的无向图，一般采用分解方法是分成若干个二级树
在网状模型DBTG（data base task group）标准中，
基本结构简单二级树叫系（set），基本数据单位是记录（record）它相当于E-R模型中的实体（集）
记录又可由若干数据项（data item）组成，相当于简单E-R模型中的属性。
系中有一个首记录（owner record）相当于简单二级树中的根，
若干成员你录（member record）相当于简单二级树中的叶
首记录与成员记录间的联系用有向线段表示。