数据库基础知识

1.数据管理技术的发展

计算机对数据的管理是指如何对数据分类、组织、编码、存储、检索和维护。计算机在数据管理方面经历了由低级到高级的发展过程，先后经历了以下五个阶段。

第一阶段：人工管理

时间：20世纪50年代中期以前;

硬件：外存储器只有纸带、卡片、磁带，没有直接存取设备;

软件：没有操作系统以及专门管理数据的软件;

数据：由计算或处理它的程序自行携带。数据管理任务，包括存储结构、存取方法、输入/输出方式等完全由程序设计人员自行负责。

不足：数据与程序不具有独立性，一组数据对应一组程序。数据不能长期保存，程序运行结束后就退出计算机系统，一个程序中的数据无法被其他程序使用，因此程序与程序之间存在大量的重复数据，称为数据冗余。

第二阶段：文件系统

时间：20世纪50年代后期到60年代中期;

硬件：磁鼓、磁盘成为联机的主要外部存储设备;

软件：出现了高级语言和操作系统，操作系统中已经有了专门的数据管理软件，称为文件系统。

改进：程序和数据有了一定的独立性，程序和数据分开存储，有了程序文件和数据文件的区别。

不足：文件系统中的数据文件是为了满足特定业务领域，或某部门的专门需要而设计的，服务于某一特定应用程序，数据和程序相互依赖。

第三阶段：数据库系统

背景：为解决多用户、多应用共享数据的需求，使数据为尽可能多的应用提供服务，出现了数据库技术和统一管理数据的专门软件系统——数据库管理系统。

时间：1968年美国IBM公司研制成功的信息管理系统IMS(Information Management System)标志着数据处理技术进入了数据库系统阶段。信息管理系统IMS是一个专门应用于管理的数据库系统，是层次模型数据库。【数据模型在下一节进行讲解】

目的(数据库技术)：有效地管理和存取大量的数据资源，包括：提高数据的共享性，使多个用户能够同时访问数据库中的数据;减小数据的冗余，以提高数据的一致性和完整性;提供数据与应用程序的独立性，从而减少应用程序的开发和维护代价。

数据库管理系统(DBMS)：为数据库的建立、使用和维护而配置的软件。数据库管理系统以操作系统提供的输入/输出控制和文件访问功能为基础，因此它需要在操作系统的支持下才能运行。

第四阶段：分布式数据库系统

时间：20世纪70年代;

特点：数据库技术与网络通信技术相结合;

Access为创建功能强大的客户机/服务器(C/S)应用程序提供了专用工具。客户机/服务器应用程序具有本地(客户)用户界面，但访问的是远程服务器上的数据。

第五阶段：面向对象数据库系统

特点：数据库技术与面向对象程序设计技术相结合;

改进：面向对象的数据库吸收了面向对象程序设计方法学的核心概念和基本思想，采用面向对象的观点来描述现实世界实体(对象)的逻辑组织、对象之间的限制和联系等。

从本质上说，Access仍然是传统的关系型数据库系统，但它在用户界面、程序设计等方面进行了很好地扩充，提供了面向对象程序设计的强大功能。

数据库系统的特点

数据库系统的主要特点如下(包含4个特点)：

1、实现数据共享，减少数据冗余(共享性高、冗余度低、易扩展)——在数据库系统中，对数据的定义和描述已经从应用程序中分离出来，通过数据库管理系统来统一管理。

2、采用特定的数据模型(数据结构化)——数据库中的数据是有结构的，这种结构由数据库管理系统所支持的数据模型表现出来。数据结构化是数据库和文件系统之间的根本区别。

3、具有较高的数据独立性(数据独立性高)——在数据库系统中，数据库管理系统(DBMS)提供映象功能，实现了应用程序对数据的总体逻辑结构、物理存储结构之间较高的独立性。

4、有统一的数据控制功能(数据由数据库管理系统DBMS统一控制)——包括并发访问控制功能、数据的安全性控制功能和数据的完整性控制功能。

数据库管理系统

数据库管理系统支持用户对于数据库的基本操作，是数据库系统的核心软件，其主要目标是使数据成为方便用户使用的资源，易于为各种用户所共享，并增进数据的安全性、完整性和可用性。

数据模型

一、 相关概念

1、数据模型——从现实世界到机器世界的一个中间层次。

2、 实体——客观存在并相互区别的事物，可以是实际的事物，也可以是抽象的事物。

3、 实体的属性——描述实体的特性。

4、实体型——属性值的集合表示一个实体，而属性的集合表示一种实体的类型。

5、实体集——在Access中，用“表”来存放同一类实体，即实体集。

6、实体间联系——实体之间的对应关系称为联系，它反映现实世界事物之间的相互关联。

7、实体间联系的种类——指一个实体型中可能出现的每一个实体与另一个实体型中多少个实体存在联系。

二、实体间联系的三种类型

1、一对一联系(one—to—one re1ationship)——如果实体集A中的每一个实体在实体集B中至少有一个(也可以没有)与之联系，反之成立，则称实体集A与B具有一对一联系。这种联系记为1:1。例如，在学校中，班级与班长的关系，一个班只能有一个班长，一个班长也只能属于一个班，班与班长之间具有一对一联系。

2、一对多联系(one—to—many re1ationship)——如果实体集A中的每一个实体，实体集B中有n个实体(n>=0)与之联系，反之，实体集B中的每一个实体，实体集A中至多只有一个实体与之联系，则称实体集A与B具有一对多联系。这种联系记为1：M。例如，一个班中有若干个学生，而一个学生只能属于一个班，则班级与学生之间具有一对多联系。

3.多对多联系(many—to—many re1ationship)——如果对实体集A中的每一个实体，实体集B中都有n个实体(n>=0)与之联系，反之，实体集B中的每一个实体，实体集A中也有m个实体(m>=0)与之联系，则称实体集A与B具有多对多联系。这种联系记为M：N。例如，一门课程可以同时有多个学生选修，而一个学生可能同时选修多门课程，课程与学生之间具有多对多联系。

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