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数据库原理基本概念

复习#

核心问题:

  • DBMS 是什么?有哪些功能?
  • 数据库的逻辑结构从大到小怎么分层?
  • 数据模型的三要素是什么?
  • 关系模型用什么组织数据?
  • E-R 图的三要素和图元是什么?
  • 联系的三种类型(1:1、1、m)怎么区分?
  • 常量为什么加定界符?变量呢?
  • 数据库、数据库系统(DBS)、DBMS 有何区别?

Q&A#

DBMS 是什么?有哪些功能?
数据库、表、字段、数据、长度的层级关系?
数据模型是哪三要素?和”数据”有何区别?
E-R 图的三要素和图元是什么?
联系 1:1 / 1 / m 怎么区分?
常量定界符和完整性规则?
数据库、DBS、DBMS 怎么区分?


数据库管理系统(DBMS)#

DBMS: Database Management System(数据库管理系统)

核心概念

DBMS 是位于用户与操作系统之间、用于管理数据库的系统软件。它负责建立、使用和维护数据库,统一管理数据的定义、存取、控制和管理。

主要功能:

  • 数据定义(建表、改表结构)
  • 数据操纵(增删改查)
  • 数据控制(权限、安全、并发)
  • 数据库的建立与维护

数据库的逻辑结构#

从用户(逻辑)视角看到的数据组织方式。从上到下分层:数据库 → 表 → 字段 → 数据 → 长度。

层级含义例子
数据库存放数据的仓库,一个库含多张表学生信息库
表(关系)由行和列组成的二维表,是关系模型的基本单位学生表
字段(列/属性)表中一列,定义了该列数据的类型、长度、约束姓名 VARCHAR(20)
数据(行/元组)表中一行对应一条具体记录(一个实体)张三,2021级…
长度字段允许存储的数据长度VARCHAR(20) 的 20
三级模式结构(了解)
  • 外模式(视图):用户看到的局部逻辑结构
  • 模式(概念):整体的逻辑结构
  • 内模式(存储):数据在物理存储上的结构

数据库逻辑结构主要指中间层的模式。


数据模型#

数据模型(Data Model): 对现实世界数据及其联系的抽象描述,是数据库系统设计的核心工具。

三要素 🔴 必会
  1. 数据结构:描述数据的组成形式(如关系模型中数据用二维表组织)
  2. 数据操作:对该类数据的允许操作(增删改查、更新、插入、删除)
  3. 完整性约束:对数据取值及相关关系的限制(见下节”逻辑表达式”)

数据 vs 数据模型:数据是实际存储的具体内容;数据模型是组织、描述这些数据的一套规则与框架。

常见数据模型:

模型特点,用结构例子
层次模型树形结构,父子一对多组织机构
网状模型图/网状,节点可多父交通网络
关系模型二维表,最通用关系数据库如 MySQL
面向对象模型以对象/类组织现代数据库扩展

概念模型 — 实体联系方法(E-R 图)#

概念模型(E-R 模型): 面向用户、与具体 DBMS 无关的模型,用于把现实世界抽象成可理解的图表。应用最广泛的正是 实体—联系方法(Entity-Relationship),绘制成 E-R 图。

E-R 图三要素 🔴 必会
要素图元含义
实体型 / 实体矩形一类事物的集合(学生)/ 一个具体个体(张三)
联系菱形实体型之间的关系(选课)
属性椭圆实体或联系的特征(学号、成绩)

连接规则:

  • 实体型与实体型之间用联系连接,并标出联系的类型:
    • 1:1(一对一:一个班长管一个班)
    • 1(一对多:一个班级有多个学生)
    • m(多对多:一个学生选多门课、一门课被多学生选)
  • 每个实体/联系下连它的属性,主键属性可加下划线。
绘制步骤
  1. 找出实体型,画矩形
  2. 找出实体间的联系,画菱形并标基数(1:1 / 1 / m)
  3. 为每个实体和联系补属性,画椭圆并连线
    检查:联系两头必须连着实体型,属性必须连着实/联系,不能悬空。

逻辑表达式与完整性规则#

表达式: 由常量、变量、运算符、函数组成的计算式。

常量的定界符规则 🔴 常考
  • 常量要加定界符(如字符串用引号 '张三',区分于列名)
  • 变量(字段名/列名)不加定界符

一句话记忆:变量裸奔,常量带帽。

完整性规则(判断表达式): 用表达式作为约束条件来保证数据的正确与一致。这类表达式返回布尔值(真/假),用来判断数据是否合法。

常见完整性约束:

  • 实体完整性:主键不能为空
  • 参照完整性:外键值必须来自被引用的主表
  • 用户定义完整性:用 CHECK 等表达式限制取值范围(如年龄 0~150)

数据库、数据库系统(DBS)与 DBMS#

概念辨析 🔴 常考点
概念含义
数据 Data描述事物的符号记录(原始事实)
数据库 DB长期存储在计算机内、有组织、可共享的数据集合
数据库管理系统 DBMS管理数据库的系统软件(建库、存取、控制)
数据库系统 DBS数据库 + DBMS + 应用程序 + 数据库管理员(DBA)+ 用户 + 硬件 —— 是整个系统

一句话关系:DB 是”库”,DBMS 是”管库的软件”,DBS 是”整套系统”。DBS 包含 DB 和 DBMS。

三级模式 + 两级映像(数据独立性)

三级模式: 外模式(用户视图)→ 模式(全局逻辑)→ 内模式(物理存储)。

两级映像实现数据独立性:

  • 外模式/模式映像 → 逻辑独立性(改全局逻辑,不用改用户视图)
  • 模式/内模式映像 → 物理独立性(改存储,不影响逻辑与用户)

概念模型 E-R 图示例(学生-课程)#

把三要素落到一个完整例子上:

  • 实体型: 学生、课程
  • 联系: 选课(m)
  • 属性: 学生←{学号(主键)、姓名、专业};课程←{课程号(主键)、课程名、学分};选课←{成绩}
学生(M) ── 选课(m:n) ── 课程(N)
│ 学号◯│ │↑
姓名 专业 课程号 课程名 学分
成绩(a n)

绘制要点:矩形=实体,菱形=联系(标 m),椭圆=属性,主键属性加下划线◯。


作业#

教材 P.239 第 7、8 题

数据库原理基本概念
https://entropy.lighterever.com/posts/数据库原理基本概念/
作者
Lighterever
发布于
2026-09-13
许可协议
CC BY-NC-SA 4.0