第1章 数据库基础知识
数据库是按一定数据模型组织的可共享的数据集合，数据库技术是计算机学科的一个重要分支。数据库管理已经从专门的计算机应用领域发展成现代计算环境的核心组成部分，数据库技术的发展程度是衡量一个国家信息化水平的重要因素。
本章将以数据管理技术的发展为基本脉络，重点阐述数据库系统的软硬件组成和数据库系统的三级模式结构，而数据、数据库、数据库管理系统、数据库应用系统等基本概念的讲解将贯穿始终。
【学习目标】
掌握数据库相关概念：数据Data、数据库DB、数据库管理系统DBMS、数据库应
用系统DBAS和数据库系统DBS。 数据库管理系统主要功能
数据管理技术的三个阶段：手工管理、文件管理和数据库管理 数据库系统的三级模式和两级映像技术 数据库系统的组成
1.1 数据库系统基本概念
1.1.1 信息与数据
数据库技术研究和管理的对象是数据，数据是表示信息的一种物理符号。信息是对人类有用的事实和知识集合。而数据是描述信息的物理符号，且数据因其方便书写、存储加工而成为信息的最佳表示方法。数据是信息的载体，信息是数据的内涵，即数据是信息的符号表示，而信息通过数据描述、是数据语义的解释。 1.1.2 数据库中数据的特点
数据库（DataBase，DB）就是存储数据的仓库，按照某种数据结构长期存储在计算机外存中、可供多个用户和应用程序共享的数据集合，就是数据库。数据库中的数据具有以下特点。
1. 数据是按某种结构组织的
2. 数据有整体性、共享性和较高的性
1.1.3 数据库管理系统的功能
数据库管理系统（DataBase Management System，DBMS）是提供建立及维护数据库、
使用户能高效地组织、管理及获取数据的计算机系统软件。
数据库管理系统的主要功能有以下三个方面。
1. 数据定义 2. 数据操纵 3. 数据控制
1.1.4 数据库管理系统和数据库应用系统
数据库管理系统是提供数据数据库建立、维护和管理的计算机系统软件，数据库应用系统（DataBase Application System，DBAS）是对某一具体应用环境提供事务管理的计算机应用软件。
1.2 数据管理技术及发展
1.2.1 手工管理
手工管理阶段数据管理的特点如下。
1. 数据不能大量保存 2. 数据缺乏共享性 3. 数据没有性
1.2.2 文件管理
文件系统阶段数据管理的特点如下。
1. 数据有了物理性 2. 数据的逻辑性差 3. 数据间缺乏联系 4. 数据冗余仍然存在
1.2.3 数据库管理
数据库系统阶段数据管理的特点如下。
1. 数据是结构化的 2. 数据的性高 3. 数据共享性高、冗余度低 4. 统一的数据管理
1.3 数据库系统三级模式结构
数据库系统的三级模式分别是外模式、模式和内模式，两级映像是外模式/模式映像和模式/内模式映像，其结构如下图所示。
A应用应用B 外模式
1.3.1 数据库三级模式
应用C应用D应用E外模式外模式外模式/模式映像 模式1 内模式模式/内模式映像 数据库 1. 逻辑模式
逻辑模式也称模式，是数据库中整体数据的逻辑结构特征的描述，是所有用户的公共数据视图，综合了所有用户的需求。逻辑模式中定义了数据的逻辑结构（数据项的名字、类型、取值范围等）、数据之间的联系以及数据有关的安全性和完整性要求等内容。
2. 外模式
为了减少应用程序对全局逻辑结构的依赖，提高数据的逻辑性，让应用
程序只和局部数据结构相关，可以进一步定义概念模式的逻辑子集，即外模式。外模式也称子模式，它是对各个用户或程序所涉及到的数据的逻辑结构和数据特征的描述。
3. 内模式
内模式也称为物理模式或存储模式，是数据物理结构和存储方式的描述，反
映了数据在数据库内部的表示方式，是数据的底层描述。内模式定义了记录的存储方式（顺序存储，B树存储，hash存储等）、索引的组织方式、数据是否加密及是否压缩存储在内的一切物理组织方式等属性。
1.3.2 两级映像技术及数据性
外模式/模式映像定义了外模式与模式之间的对应关系，保证了数据的逻辑性。 模式/内模式映像定义了模式与内模式之间的对应关系，保证了数据的逻辑性。
1.4数据库系统的组成
数据库系统包括计算机硬件、计算机软件和管理数据库系统的人员，是利用数据库技术 管理数据的计算机系统。
1. 计算机硬件
数据库系统数据量大，数据结构复杂，对数据处理效率要求高，这就需要对数据库系 统的硬件进行配置时，保证足够的计算机内存和外存及高速的数据传输能力。
2. 计算机软件
数据库系统的软件由操作系统、数据库管理系统（DBMS）、主语言编译系统、应用开 发工具及数据库应用系统组成。
3. 数据库系统人员
数据库系统的人员包括系统分析员、软件开发人员、数据库管理人员和应用 系统使用人员。
1.5习题
1、数据库中的数据由什么特点？ 2、数据管理技术经历了哪三个阶段？ 3、数据库管理系统的主要功能有哪些？ 4、用文件系统管理数据会有什么缺点？
5、什么是数据的性？数据库系统为什么具有较高的数据性？
