数据库.数据库管理系统.数据库系统三者之间的关系是

数据库.数据库管理系统.数据库系统三者之间的关系是,第1张

数据库系统DBS(Data Base System)包含数据库DB(Data Base)和数据库管理系统DBMS(Database Management System)。

拓展资料

数据库系统:

数据库系统是为适应数据处理的需要而发展起来的一种较为理想的数据处理系统,也是一个为实际可运行的存储、维护和应用系统提供数据的软件系统,是存储介质 、处理对象和管理系统的集合体。

数据库系统必须满足以下几个要求:

①能够保证数据的独立性。数据和程序相互独立有利于加快软件开发速度,节省开发费用。

②冗余数据少,数据共享程度高。

③系统的用户接口简单,用户容易掌握,使用方便。

④能够确保系统运行可靠,出现故障时能迅速排除;能够保护数据不受非受权者访问或破坏;能够防止错误数据的产生,一旦产生也能及时发现。

⑤有重新组织数据的能力,能改变数据的存储结构或数据存储位置,以适应用户 *** 作特性的变化,改善由于频繁插入、删除 *** 作造成的数据组织零乱和时空性能变坏的状况。

⑥具有可修改性和可扩充性。

⑦能够充分描述数据间的内在联系。

常见的数据库系统:

MySQL

MySQL是一个快速的、多线程、多用户和健壮的SQL数据库服务器。MySQL服务器支持关键任务、重负载生产系统的使用,也可以将它嵌入到一个大配置(mass- deployed)的软件中去。

SQL Server

SQL Server 提供了众多的Web和电子商务功能,如对XML和Internet标准的丰富支持,通过Web对数据进行轻松安全的访问,具有强大的、灵活的、基于Web的和安全的应用程序管理等。

Oracle

Oracle产品系列齐全,几乎囊括所有应用领域,大型,完善,安全,可以支持多个实例同时运行,功能强。能在所有主流平台上运行。完全支持所有的工业标准。采用完全开放策略。可以使客户选择最适合的解决方案。对开发商全力支持。

数据库:

数据库(Database)是按照数据结构来组织、存储和管理数据的仓库,它产生于距今六十多年前,随着信息技术和市场的发展,特别是二十世纪九十年代以后,数据管理不再仅仅是存储和管理数据,而转变成用户所需要的各种数据管理的方式。数据库有很多种类型,从最简单的存储有各种数据的表格到能够进行海量数据存储的大型数据库系统都在各个方面得到了广泛的应用。

数据库的特点:

⑴ 实现数据共享

数据共享包含所有用户可同时存取数据库中的数据,也包括用户可以用各种方式通过接口使用数据库,并提供数据共享。

⑵ 减少数据的冗余度

同文件系统相比,由于数据库实现了数据共享,从而避免了用户各自建立应用文件。减少了大量重复数据,减少了数据冗余,维护了数据的一致性。

⑶ 数据的独立性

数据的独立性包括逻辑独立性(数据库中数据库的逻辑结构和应用程序相互独立)和物理独立性(数据物理结构的变化不影响数据的逻辑结构)。

⑷ 数据实现集中控制

文件管理方式中,数据处于一种分散的状态,不同的用户或同一用户在不同处理中其文件之间毫无关系。利用数据库可对数据进行集中控制和管理,并通过数据模型表示各种数据的组织以及数据间的联系。

⑸数据一致性和可维护性,以确保数据的安全性和可靠性

主要包括:①安全性控制:以防止数据丢失、错误更新和越权使用;②完整性控制:保证数据的正确性、有效性和相容性;③并发控制:使在同一时间周期内,允许对数据实现多路存取,又能防止用户之间的不正常交互作用。

⑹ 故障恢复

由数据库管理系统提供一套方法,可及时发现故障和修复故障,从而防止数据被破坏。数据库系统能尽快恢复数据库系统运行时出现的故障,可能是物理上或是逻辑上的错误。比如对系统的误 *** 作造成的数据错误等。

数据库的种类:

数据库通常分为层次式数据库、网络式数据库和关系式数据库三种。而不同的数据库是按不同的数据结构来联系和组织的。

数据库管理系统:

数据库管理系统(Database Management System)是一种 *** 纵和管理数据库的大型软件,用于建立、使用和维护数据库,简称DBMS。它对数据库进行统一的管理和控制,以保证数据库的安全性和完整性。用户通过DBMS访问数据库中的数据,数据库管理员也通过dbms进行数据库的维护工作。它可使多个应用程序和用户用不同的方法在同时或不同时刻去建立,修改和询问数据库。大部分DBMS提供数据定义语言DDL(Data Definition Language)和数据 *** 作语言DML(Data Manipulation Language),供用户定义数据库的模式结构与权限约束,实现对数据的追加、删除等 *** 作。

主要功能:

1.数据定义:DBMS提供数据定义语言DDL(Data Definition Language),供用户定义数据库的三级模式结构、两级映像以及完整性约束和保密限制等约束。DDL主要用于建立、修改数据库的库结构。DDL所描述的库结构仅仅给出了数据库的框架,数据库的框架信息被存放在数据字典(Data Dictionary)中。

2.数据 *** 作:DBMS提供数据 *** 作语言DML(Data Manipulation Language),供用户实现对数据的追加、删除、更新、查询等 *** 作。

3.数据库的运行管理:数据库的运行管理功能是DBMS的运行控制、管理功能,包括多用户环境下的并发控制、安全性检查和存取限制控制、完整性检查和执行、运行日志的组织管理、事务的管理和自动恢复,即保证事务的原子性。这些功能保证了数据库系统的正常运行。

4.数据组织、存储与管理:DBMS要分类组织、存储和管理各种数据,包括数据字典、用户数据、存取路径等,需确定以何种文件结构和存取方式在存储级上组织这些数据,如何实现数据之间的联系。数据组织和存储的基本目标是提高存储空间利用率,选择合适的存取方法提高存取效率。

5.数据库的保护:数据库中的数据是信息社会的战略资源,所以数据的保护至关重要。DBMS对数据库的保护通过4个方面来实现:数据库的恢复、数据库的并发控制、数据库的完整性控制、数据库安全性控制。DBMS的其他保护功能还有系统缓冲区的管理以及数据存储的某些自适应调节机制等。

6.数据库的维护:这一部分包括数据库的数据载入、转换、转储、数据库的重组合重构以及性能监控等功能,这些功能分别由各个使用程序来完成。

7.通信:DBMS具有与 *** 作系统的联机处理、分时系统及远程作业输入的相关接口,负责处理数据的传送。对网络环境下的数据库系统,还应该包括DBMS与网络中其他软件系统的通信功能以及数据库之间的互 *** 作功能。

常见的数据库:

达梦数据库

SYBASE

DB2

ORACLE

MySQL

ACCESS

Visual Foxpro

MS SQL Server

Informix

PostgreSQL

参考链接:百度百科 - 数据库系统百度百科 - 数据库百度百科 - 数据库管理系统

在关系数据库中有型和值两种类型结构。关系模式是型,关系是值,关系模式是对关系的描述。

描述一个关系需要从以下两个方面来定义:第一方面,关系实质上是一个二维表,表的每一行为一个元组,每一列为一个属性。一个元组就是该关系所涉及的属性集的笛卡儿积的一个元素。关系是元组的集合,因此关系模式必须指出这个元组集合的结构,即它由哪些属性构成,这些属性来自哪些域,以及属性与域之间的映象关系。

第二方面,一个关系通常是由赋予它的元组语义来确定的。元组语义实质上是一个n目谓词(n是属性集中属性的个数)。凡使该n目谓词为真的笛卡儿积中的元素(或者说凡符合元组语义的那部分元素)的全体就构成了该关系模式的关系。

1.3.1关系数据库基本概念关系数据中,关系模式涉及众多概念、术语,初学者对这方面不容易把握与理解,以下用通俗易懂的语言来对这些概念及术语作简单的介绍。

1.关系关系(Relation)是指数据库中实体的信息,也就是数据库中二维表的数据。一个关系就是一个数据库表的值,表中的内容是对应关系模式在某个时刻的值,称为一个关系。例如,关系A表示数据库有一张名字为A的数据表所记录的所有数据。关系数据库中每一个关系都具有以下六方面的性质:((1)列是同质的。即每一列中的分量为同一类型的数据,来自同一个域。

(2)不同的列可出自同一个域,称其中的每列为一个属性,不同的属性要给予不同的属性名。

(3)列的顺序无所谓。即列的次序可以任意交换。

(4)任意两个元组不能完全相同。

(5)行的顺序无所谓。即行的次序可以任意交换。

(6)分量必须取原子值。即每一个分量都必须是不可分的数据库属性。

2.模式模式(Schema)是数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述,是所有用户的公共数据视图,也称逻辑模式。有以下几方面性质:((1)一个数据库只有一个模式。

(2)模式是数据在逻辑级上的视图。

(3)以某一种数据模型为基础。

定义模式时不仅要定义数据的逻辑结构,包括数据项的构成、名字、类型、取值范围等,而且要定义与数据有关的安全性、完整性要求,定义这些数据之间的联系。

3.关系模式关系模式(RelationSchema)描述的是与关系相对应的二维表的表结构,即关系中包含哪些属性,属性来自哪些域,以及与域之间的映象关系。

关系模式与关系的区别:((1)关系模式描述了关系数据结构和语义,是关系的型。而关系是一个数据集合,是关系模式的值,是关系模式的一个实例。

(2)关系实际上就是关系模式在某一时刻的状态或内容。关系模式是静态的、稳定的,而关系是动态的、随时间不断变化的,因为数据库 *** 作会不断地更新数据库中的数据。

4.元组元组(Tuple)是关系数据库中的基本概念,一个关系表中的每行就是一个元组。也就是说数据库表中的每条记录都是一个元组,表结构的每列就是一个属性,在二维表里,元组也称为记录。元组可表示一个关系或关系之间的联系。

一般情况下,一个关系数据表中的每条记录均有一个唯一的编号(记录号),这个编号也叫元组号。

5.码码(Key)是关系数据库系统中的基本概念。所谓码,就是能唯一标识实体的属性集,是整个属性集,而不是单个属性。在关系数据库中,码包括多种类型,如超码、候选码和主码。

((1)超码(SuperKey)。超码是一个或多个属性的集合,这些属性可以在一个实体集中唯一地标识一个实体。如果K是一个超码,那么K的任意超集也是超码,也就是说如果K是超码,那么所有包含K的集合也是超码。例如,学生是一个实体,则学生的集合是一个实体集,而超码用来在学生的集合中区分不同的学生。假设学生(实体)具有多个属性:学号,身份z号,姓名,性别。因为通过学号可以找到唯一一个学生,所以{学号}是一个超码,同理{学号,身份z号}、{学号,身份z号,姓名}、{学号,身份z号,姓名,性别}、{身份z号}、{身份z号,姓名}、{身份z号,姓名,性别}也是超码。在这里,因为不同的学生可能拥有相同的姓名,所以姓名不可以区别一个学生,即{姓名}不是一个超码,{性别}、{姓名,性别}也不是。

(2)候选码(CandidateKey)。候选码是可以唯一标识一个元组的最少的属性集合。候选码是从超码中选出的,因此候选码也是一个或多个属性的集合。因为超码的范围太广,很多是无用的,所以候选码是最小超码,它们的任意真子集都不能成为超码。例如,如果K是超码,那么所有包含K的集合都不能是候选码;如果K,J都不是超码,那么K和J组成的集合{K,J}有可能是候选码。

虽然超码可以唯一标识一个实体,但是可能大多数超码中含有多余的属性,所以需要候选码。

例如学生表,学生(学号,姓名,年龄,性别,专业),其中的学号是可以唯一标识一个元组,所以学号可以作为候选码。既然学号都可以作候选码,那么学号和姓名这两个属性的组合就可以唯一区别一个元组。此时的学号可以成为码,学号和姓名的组合也可以成为码,但是学号和姓名的组合不能成为候选码,因为即使去掉姓名属性,剩下的学号属性也完全可以唯一地标识一个元组。也就是说,候选码中的所有属性都是必需的,缺少任何一个属性,都不能唯一标识一个元组。

(3)主码(PrimaryKey)。主码是从多个候选码中任意选出一个作为主键,这个被选中的候选码就称为主码。如果候选码只有一个,那么候选码就是主码。虽然说主码的选择是比较随意的,但在实际开发中还是需要一定的经验,不然开发出来的系统会出现问题。一般来说,主码都应该选择那些从不或者极少变化的属性。

例如,在一个职工实体中,职工(职工号,姓名,入职时间,部门,岗位,工资,职级,工龄,电话),职工号可以用来唯一确定实体中的一个元组,所以职工号是一个候选码。如果实体属性——姓名、入职时间、部门三者组合也能唯一地确定一个元组,则(姓名,入职时间,部门)也是一个候选码。在上述两个候选码中任选一个均可作为职工实体的主码,一般来说直接选择职工号作为实体的主码是最为简单方便的。

1.3.2关系模式的定义关系是数据库二维表中的数据记录,关系模式是数据库二维表的表结构,关系是动态的,关系模式是静态的。

关系模式可由六个元素来描述,分别是R、U、D、dom、I、F。其中,R为关系的名称;

U为组成该关系的属性名的集合;D为U集合中属性的域集合;dom为属性集U向域集D的映射;I为完整约束集合;F为属性间数据的依赖关系集合。

一个关系模式通常表示为R(U,D,dom,I,F),也可以忽略其他元素,直接简化为R(U)或R(A1,A2,A3,…,An),其中A1,A2,A3,…,An为属性名。

例如,在一个选课模块中,包含“学生”“课程”“选修”等关系实体。“学生”实体的属性有SNO(学号)、SNAME(姓名)、AGE(年龄)、SEX(性别)、SDEPT(系部),其中“学号”为主键;“课程”实体的属性有CNO(课程号)、CNAME(课程名称)、CDEPT(系部)、TNAME(教师),其中“课程号”为主键;“选修”实体的属性有GRADE(成绩)、SNO(学号)、CNO(课程号),其中“学号”和“课程号”为联合主键。学生和课程之间是多对多的关联关系,即一个学生可以同时选修多门课程,一门课程也可以同时被多个学生选修。这种多对多的关联关系可以通过“选修”关系实体作为中间桥接实体,变成两个一对多的实体关联关系,如图所示。

图学生选课实体

66037833981

从图的实体关系图中可以得到选课模块的实体关系模式集——学生关系、课程关系、选修关系,具体关系模式如下:学生关系模式Student(SNO,SNAME,AGE,SEX,SDEPT);

课程关系模式Course(CNO,CNAME,CDEPT,TNAME);

选修关系模式StudentCourse(SNO,CNO,GRADE)。

对以上定义的三个关系模式实例化,插入初始化数据后,可得到学生、课程、选修三个关系的实例,如图所示。图中矩形框圈住部分为选课模块中的关系模式(表结构);椭圆框圈住部分为选课模块中的关系(数据)。整个选课模块的表环境由关系模式与关系两部分共同组成,缺一不可。关系模式的分解标准关系模式的规范化过程实际上就是关系模式的“分解”过程,即把逻辑上独立的信息放在独立的关系模式中。分解是解决数据冗余的主要方法,也是规范化的一条原则——关系模式有冗余问题就要分解。

数据库设计者在进行关系数据库设计时,应参照模式规范化理论,尽可能使数据库模式保持高的标准。一般尽量把关系数据库设计成巴斯−科德范式(BCNF)的模式集,如果设计成巴斯−科德范式(BCNF)模式集时达不到保持函数依赖的标准,那么只能降低要求,设计成第三范式(3NF)的模式集,以达到保持函数依赖和无损分解的基本要求。

学生、课程、选修三个关系的实例

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1.分解的定义一个关系模式可以分解成众多子关系模式,分解方式不同,得到的子关系模式也不同。

关系模式的分解是指把某一个关系模式按照某一种方式进行分解得到的所有子关系模式。

如关系模式R按照某一种方式分解,可以得到一个关系集ρ={R1,R2,…,Rn}。其中属性集U=U1∪U2∪…∪Un,并且不能存在Ui⊆Uj,1≤i,j≤n。

函数依赖关系集F=F1∪F2∪…∪Fn,其中F1,F2,…,Fn是F在U1,U2,…,Un上的投影。

2.分解的标准把低级的关系模式分解成高级的关系模式的方法不是唯一的,只要能够保证分解后的关系模式与原关系模式等价,就是一个完整、标准的分解方法。关系模式的标准分解方法应同时达到以下两方面的要求:((1)分解具有无损连接性。

(2)分解要保持函数依赖性。

具有无损连接性的分解保证信息不会丢失,但无损连接不一定能解决插入异常、删除异常、修改复杂、数据冗余等问题,如要解决这些问题,则要考虑更高的关系数据范式理论原则。


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