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1.1 什么是数据库
1.1.1 数据（Data）
数据的定义：描述事物的符号记录，是数据库中存储的基本对象；
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；
数据的特点：数据的含义称为数据的语义，数据与其语义是不可分的。
1.1.2 数据库(DB)
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。
数据库的基本特征：数据按一定的数据模型组织、描述和储存；可为各种用户共享；冗余度较小； 数据独立性较高；易扩展。
1.1.3 数据库管理系统(DBMS)
DBMS(Database Management System)：位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件，是专门用于实现对数据进行管理和维护的系统软件
DBMS的功能：科学地组织和存储数据、高效地获取和维护数据
常用的DBMS：ACCESS、MySQL、ORACLE、SQL SERVER（2000,2005,2008,2012,2016，2017）
1.1.4 数据库系统（DBS）
什么是数据库系统（Database System，DBS）：在计算机系统中引入数据库后的系统构成；一个数据库系统是一个实际可运行的，按照数据库方式存储、维护和向应用系统提供数据或信息支持的系统，它是存储介质、处理对象和管理系统的集合体。
在不引起混淆的情况下一般把数据库系统简称为数据库。
1.2 数据管理技术的产生和发展
数据管理和数据处理
数据管理：数据管理是指对数据进行分类、组织、编码、存储、检索和维护，是数据处理的中心问题。
数据处理：数据处理是指对各种数据进行收集、存储、加工和传播的一系列活动的总和。
数据管理技术的发展过程
人工管理阶段（20世纪40年代中——50年代中）
文件系统阶段（20世纪50年代末——60年代中）
数据库系统阶段（20世纪60年代末——现在）
新一代数据库管理系统（20世界90年代——未来）
1.2.1 人工管理阶段
时期：20世纪40年代中——50年代中
产生的背景
应用需求：科学计算
硬件水平：无直接存取存储设备
软件水平：没有操作系统
处理方式：批处理
对应关系图
特点
数据的管理者：用户（程序员），数据不保存
数据面向的对象：某一应用程序
数据的共享程度：无共享、冗余度极大
数据的独立性：不独立，完全依赖于程序
数据的结构化：无结构
数据控制能力：应用程序自己控制
1.2.2 文件系统阶段
时期：20世纪50年代末——60年代中
产生的背景：
应用需求——科学计算、管理
硬件水平——磁盘、磁鼓
软件水平——有文件系统
处理方式——批处理、联机实时处理
对应关系图
特点
数据的管理者：文件系统，数据可长期保存
数据面向的对象：某一应用程序
数据的共享程度：共享性差、冗余度大
数据的结构化：记录内有结构,整体无结构
数据的独立性：独立性差，数据的逻辑结构改变必须修改应用程序
数据控制能力：应用程序自己控制
缺点
数据共享性差，冗余度大
数据独立性差
1.2.3 数据库系统阶段
时期：20世纪60年代末以来
产生的背景
应用背景——大规模管理
硬件背景——大容量磁盘、磁盘阵列
软件背景——有数据库管理系统
处理方式——联机实时处理 , 分布处理 ,批处理
对应关系图
1.2.4 新一代数据库系统
分布式数据库：数据分布在网络上，但逻辑上属于同一个系统
空间数据库：主要描述、存储和处理空间数据及其属性
NoSQL数据库
面向对象数据库
信息存储与检索：如数字图书馆等
数据挖掘与数据仓库
1.3 数据库系统的组成
最基本组成部分：数据库、数据库管理系统（及其开发工具）、应用系统（硬件及软件环境）
核心——数据库管理系统DBMS
1.3.1 数据库系统的硬件
由于数据库中的数据量一般都比较大，而且DBMS具有的丰富的功能，使得其自身的规模很大，整个数据库系统对硬件资源的要求很高。 要有足够大的内存，用来存放操作系统、数据库管理系统、数据缓冲区和应用程序。 要有足够大的硬盘空间存放数据库，最好还要有足够的存放备份数据的磁盘。
1.3.2 数据库系统的软件
DBMS（数据库管理系统）
OS（操作系统）
具有数据库访问接口的高级语言及其编程环境，以便开发应用程序
实用工具，这些实用工具以DBMS为核心，一般是数据库厂商提供的、随DBMS软件一起发行
1.3.3 数据库系统中包含的人员
数据库管理员DBA
系统分析人员
数据库设计人员
应用程序编写人员
最终用户
1.4 数据库系统的特点
1.4.1 数据结构化
整体数据的结构化是数据库的主要特征之一
整体结构化：
不再仅仅针对某一个应用，而是面向全组织；
不仅数据内部结构化，整体是结构化的，数据之间具有联系；
数据库中实现的是数据的真正结构化：
数据的结构用数据模型描述，无需程序定义和解释
数据可以变长
数据的最小存取单位是数据项
1.4.2 数据的共享性高，冗余度低，易扩充
数据库系统从整体角度看待和描述数据，数据面向整个系统，可以被多个用户、多个应用共享使用。
数据共享的好处：
减少数据冗余，节约存储空间
避免数据之间的不相容性与不一致性
使系统易于扩充
1.4.3 数据独立性高
物理独立性：指用户的应用程序与存储在磁盘上的数据库中数据是相互独立的。当数据的物理存储改变了，应用程序不用改变。
逻辑独立性：指用户的应用程序与数据库的逻辑结构是相互独立的。数据的逻辑结构改变了，用户程序也可以不变。
数据独立性是由DBMS的二级映像功能来保证的。
1.4.4 数据由DBMS统一管理和控制
DBMS提供的数据控制功能
数据的安全性（Security）保护：保护数据，以防止不合法的使用造成的数据的泄密和破坏
数据的完整性（Integrity）检查：将数据控制在有效范围内，或保证数据间满足一定关系。
并发（Concurrency）控制：对多用户的并发操作加以控制和协调，防止相互干扰而得到错误的结果。
数据库恢复（Recovery）：将数据库从错误状态恢复到某一已知的正确状态。