1.1 ?什么是數(shù)據(jù)庫(kù)

1.1.1?數(shù)據(jù)（Data）

數(shù)據(jù)的定義：描述事物的符號(hào)記錄，是數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)的基本對(duì)象；

數(shù)據(jù)的種類：文本、圖形、圖像、音頻、視頻、學(xué)生的檔案記錄、 貨物的運(yùn)輸情況等；

數(shù)據(jù)的特點(diǎn)：數(shù)據(jù)的含義稱為數(shù)據(jù)的語(yǔ)義，數(shù)據(jù)與其語(yǔ)義是不可分的。

1.1.2?數(shù)據(jù)庫(kù)(DB)

數(shù)據(jù)庫(kù)的定義：數(shù)據(jù)庫(kù)(Database,簡(jiǎn)稱DB)是長(zhǎng)期儲(chǔ)存在計(jì)算機(jī)內(nèi)、有組織的、可共享的大量數(shù)據(jù)的集合。

數(shù)據(jù)庫(kù)的基本特征：數(shù)據(jù)按一定的數(shù)據(jù)模型組織、描述和儲(chǔ)存；可為各種用戶共享；冗余度較小； 數(shù)據(jù)獨(dú)立性較高；易擴(kuò)展。

1.1.3?數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)(DBMS)

DBMS(Database Management System)：位于用戶與操作系統(tǒng)之間的一層數(shù)據(jù)管理軟件，是專門用于實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行管理和維護(hù)的系統(tǒng)軟件

DBMS的功能：科學(xué)地組織和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)、高效地獲取和維護(hù)數(shù)據(jù)

常用的DBMS：ACCESS、MySQL、ORACLE、SQL SERVER（2000,2005,2008,2012,2016，2017）

1.1.4 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)（DBS）

什么是數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)（Database System，DBS）：在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中引入數(shù)據(jù)庫(kù)后的系統(tǒng)構(gòu)成；一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)是一個(gè)實(shí)際可運(yùn)行的，按照數(shù)據(jù)庫(kù)方式存儲(chǔ)、維護(hù)和向應(yīng)用系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)或信息支持的系統(tǒng)，它是存儲(chǔ)介質(zhì)、處理對(duì)象和管理系統(tǒng)的集合體。

在不引起混淆的情況下一般把數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)簡(jiǎn)稱為數(shù)據(jù)庫(kù)。

1.2 數(shù)據(jù)管理技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展

數(shù)據(jù)管理和數(shù)據(jù)處理
數(shù)據(jù)管理：數(shù)據(jù)管理是指對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分類、組織、編碼、存儲(chǔ)、檢索和維護(hù)，是數(shù)據(jù)處理的中心問(wèn)題。
數(shù)據(jù)處理：數(shù)據(jù)處理是指對(duì)各種數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、存儲(chǔ)、加工和傳播的一系列活動(dòng)的總和。

數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展過(guò)程
人工管理階段（20世紀(jì)40年代中——50年代中）
文件系統(tǒng)階段（20世紀(jì)50年代末——60年代中）
數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)階段（20世紀(jì)60年代末——現(xiàn)在）
新一代數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)（20世界90年代——未來(lái)）

1.2.1?人工管理階段

時(shí)期：20世紀(jì)40年代中——50年代中

產(chǎn)生的背景
應(yīng)用需求：科學(xué)計(jì)算
硬件水平：無(wú)直接存取存儲(chǔ)設(shè)備
軟件水平：沒(méi)有操作系統(tǒng)
處理方式：批處理

對(duì)應(yīng)關(guān)系圖

特點(diǎn)
數(shù)據(jù)的管理者：用戶（程序員），數(shù)據(jù)不保存
數(shù)據(jù)面向的對(duì)象：某一應(yīng)用程序
數(shù)據(jù)的共享程度：無(wú)共享、冗余度極大
數(shù)據(jù)的獨(dú)立性：不獨(dú)立，完全依賴于程序
數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化：無(wú)結(jié)構(gòu)
數(shù)據(jù)控制能力：應(yīng)用程序自己控制

1.2.2?文件系統(tǒng)階段

時(shí)期：20世紀(jì)50年代末——60年代中

產(chǎn)生的背景：
應(yīng)用需求——科學(xué)計(jì)算、管理
硬件水平——磁盤、磁鼓
軟件水平——有文件系統(tǒng)?
處理方式——批處理、聯(lián)機(jī)實(shí)時(shí)處理

對(duì)應(yīng)關(guān)系圖

特點(diǎn)
數(shù)據(jù)的管理者：文件系統(tǒng)，數(shù)據(jù)可長(zhǎng)期保存
數(shù)據(jù)面向的對(duì)象：某一應(yīng)用程序
數(shù)據(jù)的共享程度：共享性差、冗余度大
數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化：記錄內(nèi)有結(jié)構(gòu),整體無(wú)結(jié)構(gòu)
數(shù)據(jù)的獨(dú)立性：獨(dú)立性差，數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)改變必須修改應(yīng)用程序
數(shù)據(jù)控制能力：應(yīng)用程序自己控制

缺點(diǎn)
數(shù)據(jù)共享性差，冗余度大
數(shù)據(jù)獨(dú)立性差

1.2.3 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)階段

時(shí)期：20世紀(jì)60年代末以來(lái)

產(chǎn)生的背景
應(yīng)用背景——大規(guī)模管理
硬件背景——大容量磁盤、磁盤陣列
軟件背景——有數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)
處理方式——聯(lián)機(jī)實(shí)時(shí)處理 , 分布處理 ,批處理

對(duì)應(yīng)關(guān)系圖

1.2.4 新一代數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)

分布式數(shù)據(jù)庫(kù)：數(shù)據(jù)分布在網(wǎng)絡(luò)上，但邏輯上屬于同一個(gè)系統(tǒng)
空間數(shù)據(jù)庫(kù)：主要描述、存儲(chǔ)和處理空間數(shù)據(jù)及其屬性
NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)
面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫(kù)
信息存儲(chǔ)與檢索：如數(shù)字圖書館等
數(shù)據(jù)挖掘與數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)

1.3 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的組成

最基本組成部分：數(shù)據(jù)庫(kù)、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)（及其開發(fā)工具）、應(yīng)用系統(tǒng)（硬件及軟件環(huán)境）

核心——數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)DBMS

1.3.1?數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的硬件

由于數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)量一般都比較大，而且DBMS具有的豐富的功能，使得其自身的規(guī)模很大，整個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)對(duì)硬件資源的要求很高。 要有足夠大的內(nèi)存，用來(lái)存放操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)緩沖區(qū)和應(yīng)用程序。 要有足夠大的硬盤空間存放數(shù)據(jù)庫(kù)，最好還要有足夠的存放備份數(shù)據(jù)的磁盤。

1.3.2?數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的軟件

DBMS（數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)）
OS（操作系統(tǒng)）
具有數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)接口的高級(jí)語(yǔ)言及其編程環(huán)境，以便開發(fā)應(yīng)用程序
實(shí)用工具，這些實(shí)用工具以DBMS為核心，一般是數(shù)據(jù)庫(kù)廠商提供的、隨DBMS軟件一起發(fā)行

1.3.3 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中包含的人員

數(shù)據(jù)庫(kù)管理員DBA
系統(tǒng)分析人員
數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)人員
應(yīng)用程序編寫人員
最終用戶

1.4 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的特點(diǎn)

1.4.1 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化

整體數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化是數(shù)據(jù)庫(kù)的主要特征之一

整體結(jié)構(gòu)化：
不再僅僅針對(duì)某一個(gè)應(yīng)用，而是面向全組織；
不僅數(shù)據(jù)內(nèi)部結(jié)構(gòu)化，整體是結(jié)構(gòu)化的，數(shù)據(jù)之間具有聯(lián)系；

數(shù)據(jù)庫(kù)中實(shí)現(xiàn)的是數(shù)據(jù)的真正結(jié)構(gòu)化：
數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)用數(shù)據(jù)模型描述，無(wú)需程序定義和解釋
數(shù)據(jù)可以變長(zhǎng)
數(shù)據(jù)的最小存取單位是數(shù)據(jù)項(xiàng)

1.4.2 數(shù)據(jù)的共享性高，冗余度低，易擴(kuò)充

數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)從整體角度看待和描述數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)面向整個(gè)系統(tǒng)，可以被多個(gè)用戶、多個(gè)應(yīng)用共享使用。

數(shù)據(jù)共享的好處：
減少數(shù)據(jù)冗余，節(jié)約存儲(chǔ)空間
避免數(shù)據(jù)之間的不相容性與不一致性
使系統(tǒng)易于擴(kuò)充

1.4.3 數(shù)據(jù)獨(dú)立性高

物理獨(dú)立性：指用戶的應(yīng)用程序與存儲(chǔ)在磁盤上的數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)是相互獨(dú)立的。當(dāng)數(shù)據(jù)的物理存儲(chǔ)改變了，應(yīng)用程序不用改變。

邏輯獨(dú)立性：指用戶的應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)庫(kù)的邏輯結(jié)構(gòu)是相互獨(dú)立的。數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)改變了，用戶程序也可以不變。

數(shù)據(jù)獨(dú)立性是由DBMS的二級(jí)映像功能來(lái)保證的。

1.4.4 數(shù)據(jù)由DBMS統(tǒng)一管理和控制

DBMS提供的數(shù)據(jù)控制功能
數(shù)據(jù)的安全性（Security）保護(hù)：保護(hù)數(shù)據(jù)，以防止不合法的使用造成的數(shù)據(jù)的泄密和破壞
數(shù)據(jù)的完整性（Integrity）檢查：將數(shù)據(jù)控制在有效范圍內(nèi)，或保證數(shù)據(jù)間滿足一定關(guān)系。
并發(fā)（Concurrency）控制：對(duì)多用戶的并發(fā)操作加以控制和協(xié)調(diào)，防止相互干擾而得到錯(cuò)誤的結(jié)果。
數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)（Recovery）：將數(shù)據(jù)庫(kù)從錯(cuò)誤狀態(tài)恢復(fù)到某一已知的正確狀態(tài)。