软件评测师（三）数据库

1.数据库是长期存储在计算机内的、有组织的、可共享的数据的集合。

2.DBMS与DBS

数据库管理系统（DBMS）是一种负责数据库的定义、建立、操作、管理和维护的软件系统。其目的是保证数据安全可靠，提高数据库应用的简明性和方便性。

DBMS的工作机理是把用户对数据的操作转化为对系统存储文件的操作，有效地实现数据库三级之间的转化。

数据库管理系统的主要职能有数据库的定义和建立、数据库的操作、数据库的控制、数据库的维护、故障恢复和数据通信。

数据库系统（DBS）是实现有组织地、动态地存储大量关联数据方便多用户访问的计算机软件、硬件和数据资源组成的系统。一个典型的数据库系统包括数据库、硬件、软件（应用程序）和数据库管理员（DBA）4个部分。根据计算机的系统结构，DBS可分成集中式、客户/服务器式、并行式和分布式4种

3.数据库模型
数据库系统的设计目标是允许用户逻辑地处理数据，而不必涉及这些数据在计算机中是怎样存放的，在数据组织和用户应用之间提供某种程度的独立性。

数据库三级结构

用户级数据库：用户级数据库对应于外模式，是最接近于用户的一级数据库，是用户看到和使用的数据库，又称为用户视图。用户级数据库主要由外部记录组成，不同用户视图可以互相重叠，用户的所有操作都是针对用户视图进行的。

概念级数据库：概念级数据库对应于概念模式，介于用户级和物理级之间，是所有用户视图的最小并集，是数据库管理员看到和使用的数据库，又称为DBA视图。概念级数据库由概念记录组成，一个数据库可以有多个不同的用户视图，每个用户视图由数据库某一部分的抽象表示所组成。一个数据库应用系统只存在一个DBA视图，它把数据库作为一个整体的抽象表示。概念级模式把用户视图有机地结合成一个整体，综合平衡考虑所有用户要求，实现数据的一致性，最大限度降低数据冗余，准确地反映数据间的联系。

物理级数据库：物理级数据库对应于内模式，是数据库的底层表示，它描述数据的实际存储组织，是最接近于物理存储的级，又称为内部视图。物理级数据库由内部记录组成，物理级数据库并不是真正的物理存储，而是最接近于物理存储的级。

数据库的三级模式

数据库系统划分为3个抽象级：用户级、概念级和物理级。

三级模式关系：

（1）模式是数据库的中心与关键。

（2）内模式依赖于模式，独立于外模式和存储设备。

（3）外模式面向具体的应用，独立于内模式和存储设备。

（4）应用程序依赖于外模式，独立于模式和内模式。

数据库的两级独立性

物理独立性：指用户的应用程序与存储在磁盘上的数据库中的数据是相互独立的。当数据的物理存储改变时，应用程序不需要改变。

逻辑独立性：指用户的应用程序与数据库中的逻辑结构是相互独立的。当数据的逻辑结构改变时，应用程序不需要改变。

数据模型

数据模型主要分为概念数据模型（实体联系模型）和基本数据模型（结构数据模型）

概念数据模型：按照用户的观点对数据和信息进行建模，主要用于数据库设计，主要用实体联系方法（Entity-Relationship Approach）表示，所以也称为E-R模型。

基本数据模型：按照计算机系统的观点对数据和信息建模，主要用于DBMS的实现。基本数据模型是数据库系统的核心和基础。基本数据模型通常由数据结构、数据操作和完整性约束3部分组成。其中数据结构是对系统静态特性的。常用的基本数据模型有层次模型、网状模型、关系模型和面向对象模型。

层次模型

用树型结构表示实体类型与实体键联系，层次模型的优点是记录之间的联系通过指针实现，查询效率较高。层次模型的缺点是只能表示1:n联系，虽然有多种辅助手段实现m:n联系，但较复杂，用户不易掌握。由于层次顺序的严格和复杂，使得数据的查询和更新操作很复杂，应用程序的编写也比较复杂。

网状模型

用有向图表示实体类型及实体间联系。网状模型的优点是记录之间的联系通过指针实现，m:n联系也容易实现，查询效率高。其缺点是编写应用程序比较复杂，程序员必须熟悉数据库的逻辑结构。

关系模型

用表格结构表达实体集，用外键表示实体间联系。

关系可以有3种类型：基本关系（通常又称为基本表或基表）、查询表和视图表。

基本表是实际存在的表，它是实际存储数据的逻辑表示。

查询表是查询结果对应的表。

视图表是由基本表或其他视图表导出的表，是虚表，不对应实际存储的数据。