資料庫系統的基本概念 資料：實際上就是描述事物的符號記錄。 資料的特點：有一定的結構，有型與值之分，如整型、實型、字元型等。而資料的值給出了符合定型的值，如整型值15。 資料庫：是資料的集合，具有統一的結構形式並存放於統一的儲存介質內，是多種應用資料的整合，並可被各個應用程式共享。 資料庫存放資料是按資料所提供的資料模式存放的，具有整合與共享的特點。 資料庫管理系統：一種系統軟體，負責資料庫中的資料組織、資料操縱、資料維護、控制及保護和資料服務等，是資料庫的核心。 資料庫管理系統功能： （1）資料模式定義：即為資料庫構建其資料框架； （2）資料存取的物理構建：為資料模式的物理存取與構建提供有效的存取方法與手段； （3）資料操縱：為使用者使用資料庫的資料提供方便，如查詢、插入、修改、刪除等以及簡單的算術運算及統計； （4）資料的完整性、安生性定義與檢查； （5）資料庫的併發控制與故障恢復； （6）資料的服務：如複製、轉存、重組、效能監測、分析等。為完成以上六個功能，資料庫管理系統提供以下的資料語言： （1）資料定義語言：負責資料的模式定義與資料的物理存取構建； （2）資料操縱語言：負責資料的操縱，如查詢與增、刪、改等； （3）資料控制語言：負責資料完整性、安全性的定義與檢查以及併發控制、故障恢復等。 資料語言按其使用方式具有兩種結構形式：互動式命令(又稱自含型或自主型語言)宿主型語言（一般可嵌入某些宿主語言中）。 資料庫管理員：對資料庫進行規劃、設計、維護、監視等的專業管理人員。 資料庫系統：由資料庫（資料）、資料庫管理系統（軟體）、資料庫管理員（人員）、硬體平臺（硬體）、軟體平臺（軟體）五個部分構成的執行實體。 資料庫應用系統：由資料庫系統、應用軟體及應用介面三者組成。 檔案系統階段：提供了簡單的資料共享與資料管理能力，但是它無法提供完整的、統一的、管理和資料共享的能力。 層次資料庫與網狀資料庫系統階段 ：為統一與共享資料提供了有力支撐。關係資料庫系統階段 資料庫系統的基本特點：資料的整合性 、資料的高共享性與低冗餘性 、資料獨立性（物理獨立性與邏輯獨立性）、資料統一管理與控制。資料庫系統的三級模式： （1）概念模式：資料庫系統中全域性資料邏輯結構的描述，全體使用者公共資料檢視； （2）外模式：也稱子模式與使用者模式。是使用者的資料檢視，也就是使用者所見到的資料模式； （3）內模式：又稱物理模式，它給出了資料庫物理儲存結構與物理存取方法。資料庫系統的兩級對映： （1）概念模式到內模式的對映； （2）外模式到概念模式的對映。 4.2 資料模型 資料模型的概念：是資料特徵的抽象，從抽象層次上描述了系統的靜態特徵、動態行為和約束條件，為資料庫系統的資訊表與操作提供一個抽象的框架。描述了資料結構、資料操作及資料約束。 E-R模型的基本概念 （1）實體：現實世界中的事物； （2）屬性：事物的特性； （3）聯絡：現實世界中事物間的關係。實體集的關係有一對一、一對多、多對多的聯絡。 E-R模型三個基本概念之間的聯接關係：實體是概念世界中的基本單位，屬性有屬性域，每個實體可取屬性域內的值。一個實體的所有屬性值叫元組。 E-R模型的圖示法：（1）實體集表示法； （2）屬性表法； （3）聯絡表示法。 層次模型的基本結構是樹形結構，具有以下特點： （1）每棵樹有且僅有一個無雙親結點，稱為根； （2）樹中除根外所有結點有且僅有一個雙親。 從圖論上看，網狀模型是一個不加任何條件限制的無向圖。 關係模型採用二維表來表示，簡稱表，由表框架及表的元組組成。一個二維表就是一個關係。 在二維表中凡能唯一標識元組的最小屬性稱為鍵或碼。從所有侯選健中選取一個作為使用者使用的鍵稱主鍵。表A中的某屬性是某表B的鍵，則稱該屬性集為A的外來鍵或外碼。 關係中的資料約束： （1）實體完整性約束：約束關係的主鍵中屬性值不能為空值； （2）參照完全性約束：是關係之間的基本約束； （3）使用者定義的完整性約束：它反映了具體應用中資料的語義要求。 4.3關係代數 關係資料庫系統的特點之一是它建立在資料理論的基礎之上，有很多資料理論可以表示關係模型的資料操作，其中最為著名的是關係代數與關係演算。關係模型的基本運算： （1）插入 （2）刪除 (3)修改 （4）查詢（包括投影、選擇、笛卡爾積運算） 4.4 資料庫設計與管理 資料庫設計是資料應用的核心。 資料庫設計的兩種方法： （1）面向資料：以資訊需求為主，兼顧處理需求； （2）面向過程：以處理需求為主，兼顧資訊需求。 資料庫的生命週期：需求分析階段、概念設計階段、邏輯設計階段、物理設計階段、編碼階段、測試階段、執行階段、進一步修改階段。 需求分析常用結構析方法和麵向物件的方法。結構化分析（簡稱SA）方法用自頂向下、逐層分解的方式分析系統。用資料流圖表達資料和處理過程的關係。對資料庫設計來講，資料字典是進行詳細的資料收集和資料分析所獲得的主要結果。 資料字典是各類資料描述的集合，包括5個部分：資料項、資料結構、資料流（可以是資料項，也可以是資料結構）、資料儲存、處理過程。 資料庫概念設計的目的是分析資料內在語義關係。設計的方法有兩種 （1）集中式模式設計法（適用於小型或並不複雜的單位或部門）； （2）檢視整合設計法。 設計方法：E-R模型與檢視整合。 檢視設計一般有三種設計次序：自頂向下、由底向上、由內向外。 檢視整合的幾種衝突：命名衝突、概念衝突、域衝突、約束衝突。 關係檢視設計：關係檢視的設計又稱外模式設計。 關係檢視的主要作用： （1）提供資料邏輯獨立性； （2）能適應使用者對資料的不同需求； （3）有一定資料保密功能。 資料庫的物理設計主要目標是對資料內部物理結構作調整並選擇合理的存取路徑，以提高資料庫訪問速度有效利用儲存空間。一般RDBMS中留給使用者參與物理設計的內容大致有索引設計、整合簇設計和分割槽設計。 資料庫管理的內容： （1）資料庫的建立； （2）資料庫的調整； （3）資料庫的重組； （4）資料庫安全性與完整性控制； （5）資料庫的故障恢復； （6）資料庫監控。

所謂“資料庫”是以一定方式儲存在一起、能與多個使用者共享、具有儘可能小的冗餘度、與應用程式彼此獨立的資料集合。