数据库的定义
数据库(Database,简称DB)是长期储存在计算机内、有组织的、可共享的大量数据集合。
数据不是依赖于处理过程的附属品，而是现实世界中独立存在的对象
数据库的特征
- 数据按一定的数据模型组织、描述和储存
- 可为各种用户共享
- 冗余度较小
- 数据独立性较高
- 易扩展
什么是DBMS
数据库管理系统（Database Management System，简称DBMS）由一个互相关联的数据的集合和一组用以访问这些数据的程序组成。是位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件。
DBMS的目标
科学地组织和存储数据、高效方便地获取和维护数据。
DBMS的主要功能
1、数据定义功能
- 提供数据定义语言(DDL)
- 定义数据库中的数据对象
2、数据操纵功能
- 提供数据操纵语言(DML)
- 操纵数据实现对数据库的基本操作 (查询、插入、删除和修改)
3、数据库的运行管理
- 保证数据的安全性、完整性
- 多用户对数据的并发使用
- 发生故障后的系统恢复
4、数据库的建立和维护功能
- 数据库数据批量装载
- 数据库转储
- 数据库的重组织
- 性能监视等
什么是数据库系统
数据库系统（Database System，简称DBS）是指在计算机系统中引入数据库后的系统构成。
在不引起混淆的情况下常常把数据库系统简称为数据库。
数据库系统由数据库管理系统（及其开发工具）、应用系统、数据库管理员（和用户）构成。
数据库系统的特点
1、面向全组织的复杂的数据结构
- 支持全企业的应用而不是某一个应用
- 数据反映了客观事物间的本质联系，而不是着眼于面向某个应用，是有结构的数据。这是数据库系统的主要特征之一，与文件系统的根本差别。
2、数据的冗余度小，易扩充
- 数据集中管理，数据共享，因此冗余度小
- 节省存储空间，减少存取时间，且可避免数据之间的不相容性和不一致性
3、具有较高的数据和程序的独立性
- 把数据库的定义和描述从应用程序中分离出去
- 数据描述是分级的（全局逻辑、局部逻辑、存储）
- 数据的存取由系统管理，用户不必考虑存取路径等细节，从而简化了应用程序
4、统一的数据控制功能，数据共享程度高
- 数据的安全性控制（Security）： 用户标识与鉴定，存取控制
- 数据的完整性控制（Integrity）： 完整性约束条件定义和检查
- 并发控制（Concurrency） ： 封锁
数据视图
数据库系统的一个主要目的是给用户提供数据的抽象视图，即系统隐藏关于数据存储和维护的某种细节。
数据抽象(Data Abstract)
1、物理层
- 最低层次的抽象
- 描述数据如何存储
2、逻辑层
- 描述数据及数据间的关系
- 由DBA使用
3、视图层
- 描述整个数据库的某一部分
- 使用户与系统交互更简单
实例与模式
-
实例：特定时刻存储在数据库中的信息的集合称作数据库的一个实例
-
模式：数据库的总体设计称作数据库模式
-
型是对数据的结构和属性的说明 ----模式
-
值是型的一个具体赋值 ----实例
型是相对稳定的，值是随时间不断变化的
数据库的三级模式结构
三级模式
1、物理模式(Physical Schema)
又称存储模式、内模式，是数据的物理结构及存储方式。
2、逻辑模式(Logical Schema)
所有用户的公共数据视图，是数据库全体数据的全局逻辑结构和特性的描述。
3、子模式(Sub-Schema)
用户的数据视图，是数据的局部逻辑结构，模式的子集。
两级映像
1、外模式/模式映象
定义某一个外模式和模式之间的对应关系，映象定义通常包含在各外模式中。
2、模式/内模式映象
定义数据逻辑结构与存储结构之间的对应关系。
数据独立性
1、物理数据独立性
存储结构改变时，修改模式/内模式映象，使模式保持不变，从而应用程序可以保持不变，称为数据的物理独立性
2、逻辑数据独立性
当模式改变时，修改外模式/模式映象，使外模式保持不变，从而应用程序可以保持不变，称为数据的逻辑独立性
事务定义
事务是由一系列操作序列构成的程序执行单元，这些操作要么都做，要么都不做，是一个不可分割的工作单位。
事务特性(ACID)
1、原子性(Atomicity)
- 事务中包含的所有操作要么全做，要么全不做
- 原子性由恢复机制实现
2、一致性(Consistency)
- 事务的隔离执行必须保证数据库的一致性
- 事务开始前，数据库处于一致性的状态；事务结束后，数据库必须仍处于一致性状态
- 数据库的一致性状态由用户来负责，由并发控制机制实现。如银行转帐，转帐前后两个帐户金额之和应保持不变
- 事务运行过程中允许暂时的不一致
3、隔离性(Isolation)
- 系统必须保证事务不受其它并发执行事务的影响
- 对任何一对事务T1，T2，在T1看来，T2要么在T1开始之前已经结束，要么在T1完成之后再开始执行
- 隔离性通过并发控制机制实现
4、持久性(Durability)
- 一个事务一旦提交之后，它对数据库的影响必须是永久的
- 系统发生故障不能改变事务的持久性
- 持久性通过恢复机制实现