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任务1.1
什么是数据库

1.1.1 数据库的基本概念

(1)数据

数据(Data)是指对客观事件进行记录并可以鉴别的符号,是对客观事物的性质、状态以及相互关系等进行记载的物理符号或这些物理符号的组合。数据不仅仅包括数字、文字、图形、图像、声音、档案记录等,还包括可识别的、抽象的符号。

(2)数据库

数据库(Database,DB)就是一个结构化的数据集,即按照一定数据结构来组织、存储和管理的数据仓库。进行药品管理的有药品数据库,管理学校的有固定资产数据库、学生数据库、职工数据库等。

数据库技术产生于 20 世纪 60 年代,主要用于有效地管理和存储大量的数据资源。随着信息技术和市场的发展,特别是 20 世纪 90 年代以后,数据管理不再仅仅是存储和管理数据,而是转变成用户所需要的各种数据管理的方式。

(3)数据表

数据表是数据库中用来存储数据的对象,是有结构的数据集合,关系型数据库的表由记录组成,我们可以向其中填入一条条数据。

(4)数据库管理系统

数据库管理系统(Database Management System,DBMS)是实现对数据库资源有效组织、管理和存取的系统软件,它不仅具有最基本的数据管理功能,还能保证数据的完整性、安全性和可靠性。

(5)数据库应用程序

数据库应用程序(Database Application)是为了提高数据库系统的处理能力所使用的管理数据库的软件补充,负责与DBMS进行通信,访问和管理DBMS中存储的数据,允许用户插入、修改、删除数据库中的数据。

(6)数据库系统

数据库系统(Database System,DBS)是指在计算机系统中引入数据库后的系统,一般由硬件和软件共同构成。硬件主要用于存储数据库中的数据,包括计算机、存储设备等。软件部分主要包括数据库管理系统、支持数据库管理系统运行的操作系统以及支持多种语言进行应用开发的访问技术等。

1.1.2 常见的数据模型

反映客观事物及其之间的联系一般用数据模型来描述,数据模型是指数据库中数据的存储结构,用于描述数据、组织数据和对数据进行操作,是对现实世界数据特征的描述。目前应用在数据库系统中的数据模型有三种,即层次模型、网状模型和关系模型。

图1.1 学校层次模型数据结构

(1)层次模型

层次模型是数据库系统中最早出现的数据模型。层次数据库系统的典型代表是IBM公司的IMS(Information Management System)数据库管理系统,曾经得到广泛使用。层次模型是按照层次结构的形式组织数据库数据的数据模型,用树形结构来表示各类实体以及实体间的联系。现实世界中许多实体之间的联系本来就呈现一种很自然的层次关系,如家族关系、军队编制、行政机构等。如图1.1 所示是某学校层次模型数据结构。

层次模型数据库的优点是数据结构层次分明,不同层次的数据关系直接、简单;缺点是对于纵向扩展的数据,其节点之间很难建立横向关联,不利于数据库系统的管理和维护。

(2)网状模型

用图形(网形)结构来组织数据。允许节点可以有多个双亲或者没有双亲,这种模型描述事物及其联系的数据组织形式像一张网。图1.2反映了老师与课程之间的对照关系。

网状模型的优点是它能很容易地反映实体之间的关联关系,同时也避免了数据的重复性;缺点是数据节点之间关系错综复杂,数据库系统很难对结构中的关联性进行维护。

图1.2 老师与课程之间的对照关系

(3)关系模型

使用表格表示实体和实体之间关系的数据模型称为关系模型。在关系模型中,基本数据结构就是一张二维表,如课表、成绩表、点名册等,如表1.1 所示是一张学生信息表。关系型数据库是目前被普遍使用的数据库,如MySQL就是一种流行的关系型数据库,支持关系数据模型的数据库管理系统称为关系型数据库管理系统。

表1.1 学生信息表

关系模型的优点:

数据结构单一。关系模型中,不管是实体还是实体之间的联系,都用关系来表示,而关系都对应一张二维数据表,数据结构简单、清晰。

关系规范化,并建立在严格的理论基础上。关系的基本规范要求关系中每个属性不可再分割,同时关系建立在严格的数据概念基础上,具有坚实的理论基础。

概念简单,操作方便。关系模型最大的优点就是简单,用户容易理解和掌握,一个关系就是一张二维表格,用户只需用简单的查询语言就能对数据库进行操作。

在大数据时代,通常将数据库分为两种类型,分别是关系型数据库和非关系型数据库。 WuLOG2GGk8izzclDY8dI9nqI4I/HE9Wb3dlPKsdFKsDKUXMGDk6q/al5Nv5MtIKP

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