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計算機四級考試《數據庫技術》基礎知識(2)
二級映象與數據獨立性1、 外模式/模式映象：
(1) 定義了數據庫中不同用戶的外模式與數據庫邏輯模式之間的對應關系;
(2) 可有多個外模式/模式映象，對于每個外模式，需要一個外模式/模式映象來定義該外模式與模式之間的對應關系;
(3) 當模式發(fā)生變化時，只需調整外模式/模式間的映象關系，而外模式無需修改，保證了數據與應用程序的邏輯獨立性，稱為數據的邏輯獨立性。
2、 模式/內模式映象：
(1) 定義了數據庫中數據全局邏輯結構，與這些數據在系統中的物理存儲組織結構之間的對應關系。
(2) 模式/內模式映象是唯一的;
(3) 當內模式發(fā)生變化時，只需調整模式/內模式映象關系，而模式無需修改，保證了數據庫中的數據與應用程序間的物理獨立性，稱為數據的物理獨立性。
數據模型概念
1、數據模型(Data Model)--是數據庫系統的形式框架，是用來描述數據的一組概念和定義，包括描述數據、數據聯系、數據操作、數據語義以及數據一致性的概念工具;
2、數據模型應滿足：(1)能夠比較真實地模擬現實世界;(2)容易為人們所理解;(3)便于在計算機上實現。
3、 數據模型的組成：
(1) 數據結構：用于描述系統的靜態(tài)特征，從語法角度表述了客觀世界中數據對象本身的結構和數據對象之間的關聯關系，是刻畫一個數據模型性質最重要的方面。在數據庫系統中，通常按照數據結構的類型來區(qū)分、命名各種數模，如層次、網狀、關系數模。
(2) 數據操作：用于描述系統的動態(tài)特征，是一組對數據庫中各種數據對象允許執(zhí)行的操作和操作規(guī)則組成的集合。數據操作可以是檢索、插入等，數模必須定義這些操作的確切含義、操作符號、操作規(guī)則以及實現操作的數據庫語言。
(3) 數據完整性約束：是一組完整性規(guī)則的集合，它定義了數模必須遵守的語義約束，也規(guī)定了數據庫中數據內部及數據之間聯系所必須滿足的語義約束。它限定了數據庫的狀態(tài)以及狀態(tài)的變化，以便維護數據的正確性、有效性。
數據模型分類
1、 用數據模型這一概念來描述數據庫的結構和語義，通過現實世界—信息世界—機器世界的抽象轉換過程構建數據庫，并根據模型所定義的規(guī)范去管理和使用數據。
2、 建模過程：(1)將現實世界的數據對象抽象為信息世界中的某一信息結構;(2)再將信息結構轉換為機器世界中某一具體DBMS支持的數據模型，并存儲于計算機中。
3、 數據模型分類：
(1) 概念數據模型(概念模型)：按用戶的觀點對數據和信息進行建模，是現實世界到信息世界的第一層抽象，強調其語義表達功能，易于用戶理解，是用戶與設計人員交流的語言，主要用于數據庫設計。最常用的是實體—聯系模型。
(2) 數據結構模型(表示型/實現型)：是機器世界中與具體DBMS相關的數據模型，包括關系模型、網狀模型和層次模型
(3) 物理數據模型：屬底層數據模型，描述數據的實際存儲方式。
信息與數據
1、 信息、物質、能量是組成客觀世界并促進社會發(fā)展的三大基本要素;
2、 信息(Information)--是客觀世界事物的存在方式和運動狀態(tài)的反映，是對事物之間相互聯系、相互作用的描述。信息具有可感知、可存儲、可加工、可傳遞和可再生的自然屬性。
3、 數據(Data)--是描述現實世界事物的符號記錄，是用物理符號記錄下來的可以識別的信息。不同的物理符號體現出數據的不同表現形式。
4、 信息與數據間存在固有聯系，數據是信息的符號表示，或稱為載體。信息則是數據的語義解釋，是數據的內涵，信息以數據的形式表現出來，并為人們理解和接受。
5、 數據處理(Data Processing)--是指對數據進行分類、收集、組織、存儲，進而從已數據出發(fā)，抽取或推導出新的數據，這些數據表示了新的信息。
6、 數據管理(Data Management)--是指對數據的分類、收集、組織、編碼、存儲、檢索和維護，是數據處理業(yè)務的重要環(huán)節(jié)。
7、 數據處理與數據管理的區(qū)別在于，數據處理除了具有數據管理功能外，還可通過數據管理得到的數據進一步深加工，從中獲取新的數據和信息。
數據庫系統
1、 數據庫(DB，DataBase)--是長期存儲在計算機內有組織的、大量的、共享的數據集合;
2、 數據庫管理系統(DBMS，Database Management System)--是指在計算機系統中，位于用戶與操作系統之間的數據管理系統軟件，是數據庫系統的核心。
3、 數據庫系統(DBS，DataBase System)--是指在計算機系統中引入數據庫后的軟硬件系統構成，DBS一般分成三個層次：(1)計算機硬件平臺;(2)系統軟件和應用軟件;(3)用戶;在不引起混淆和歧義的情況下，數據庫系統簡稱為數據庫。
4、 (狹義的)數據庫系統—是由數據庫和數據庫管理系統組成的軟件系統，主要為用戶提供數據存儲和查詢、插入、修改、刪除、更新等數據管理功能。
5、 (狹義的)數據庫應用系統(DBAS，DataBase Application System)—是由數據庫、數據庫管理系統、數據庫應用程序組成的軟件系統，它面向具體應用領域，提供了更為復雜的數據處理功能。
6、 數據庫技術—是研究數據庫的結構、存儲、設計、管理和使用的一門計算機應用學科。
7、 數據庫技術與其它計算機科學有密切關系：
(1) 數據庫技術以文件系統為基礎發(fā)展而來，DBMS需要操作系統的支持，數據庫以文件形式存儲在外部存儲上的;
(2) 數據庫與數據結構的關系很密切，數據庫技術不僅用到數據結構中的鏈表、樹、圖等知識，各種數據模型本身就屬于復雜數據結構;
(3) 主流的關系數據庫系統，其理論基礎是關系數據模型，而該模型是在離散數學集合論中“關系”這一基本概念上發(fā)展起來的;
(4) 當用戶訪問數據庫，DBMS對用戶提交的查詢操作類似于，計算機編譯系統對程序的編譯過程;
(5) 開發(fā)一些大型的DBS或DBMS的過程，要遵循軟件工程的開發(fā)模式。
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