1.1数据与信息1.1.1数据与信息信息是关于显示世界事物的存在方式或运动状态反应的综合。特征①依附于物质载体和能量②信息是可以感知的③信息是可存储、加工、传递和再生的。数据是描述事物的符号记录是信息的具体表现形式有文本、图像、音频等多种表现形式。数据是信息的符号表示或载体信息是数据的内涵。信息数据数据处理1.1.2数据管理技术的产生和发展数据管理技术的好坏将直接影响数据处理的效率数据管理是数据处理的中心环节。1.2数据库DatabaseDB数据库是长期存储在计算机中有组织、可共享的大量数据集合。基本特点包括永久存储有组织、可共享、冗余度小、数据独立性高以及易扩展。数据库管理数据。1.3数据模型1.3.1数据模型的分类数据模型按不同的应用层次可以分成三种类型分别为概念模型逻辑模型物理模型①概念模型—按照用户的观点来对数据和信息建模。是现实世界到信息世界的第一层抽象也是设计人员和用户之间交流的语言。E-R图实体-联系方法②逻辑模型—按照计算机系统的观点对数据建模主要用于DBMS的实现包括层次模型、网状模型、关系模型、面向对象数据模型等。③物理模型—是对数据最底层的抽象描述数据在系统内部的表示方法和存取方法是面向计算机系统的。1.3.2数据模型的组成数据模型由数据结构、数据操作、数据的完整性约束条件三部分组成。数据模型三要素①数据结构描述数据的类型、内容和性质以及数据间的联系静态特征。②数据操作允许对数据执行的操作及规则动态特征。③数据约束数据应遵守的完整性规则。1.3.3实体—联系方法1.3.4常用数据模型层次模型、网状模型、关系模型、面向对象数据模型等关系型数据库管理系统RDBMS1.4数据库系统DBS数据库系统是由数据库、DBMS、应用开发系统和数据库管理员组成的。1.4.1数据库系统的特点数据库系统核心特点①数据结构化本质区别②数据冗余度小、共享性高、易扩展避免了数据的不一致性③数据独立性高④数据由DBMS统一管理和控制包括安全性、完整性、并发控制和恢复能力【了解】数据库管理员(DBA)负责全面管理和控制数据库系统。主要职责有: ①决定数据库中的信息内容和结构②决定数据库的存储结构和存取策略③定义数据的安全性要求和完整性约束条件④监控数据库的使用和运行⑤负责数据库性能的改进和数据库的重组及重构工作。1.4.2数据库系统的三级模式结构模式型:数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述。模式反映的是数据的结构及其联系。实例值: 模式的一个具体值。 实例反映的是数据库某一时刻的状态。1外模式又称用户模式、子模式位于概念模式和应用之间是用户与数据库系统之间的接口是数据库用户能够看见和使用的局部数据的逻辑结构和特征的描述。外模式可以有多个。2模式又称逻辑模式、概念模式是对数据库全部数据的整体逻辑结构和特征的描述。一个数据库系统只能有一个模式。3内模式又称存储模式、物理模式是整个数据库的底层表示是对数据库中数据物理结构和存储方式的描述是数据在数据库内部的表示方式。一个数据库系统只能有一个内模式。1.4.3数据库的两级映像及数据独立性保证数据库系统中的数据具有较高独立性。应用程序与数据库的数据结构之间相互独立互不影响数据独立性。方便用户使用简化用户接口保证数据库安全性有利于数据的共享性。1.4.4用户通过DBMS访问数据库的过程1.5数据库管理系统DBMSDBMS是位于用户和操作系统之间的一层数据管理软件用于建立、使用和维护数据库。例如MySQL它属于计算机系统软件主要功能为数据定义、数据操纵、数据库运行管理功能、数据库的建立和维护功能。数据库管理系统管理数据库。1.6数据库应用系统DBAS数据库应用系统指为特定应用开发的包含数据库系统和应用程序的计算机系统。1.6.1单用户结构定义个人计算机上的单用户数据库系统整个数据系统都安装在一台计算机上为一个用户独占不同机器间无法共享数据。核心特征基本实现DBMS的核心功能但数据完整性、安全性、并发控制能力不足适合小型单机场景。数据存储层业务处理层界面表示层都在单台PC上典型产品:Microsoft Access、Visual FoxPro。1.6.2集中式结构定义采用一台主机多个用户终端的数据库系统数据库系统应用程序、DBMS、数据集中存储在主机所有处理任务由主机完成用户通过终端并发存取、共享数据。核心特征优点易于管理、控制与维护缺点主机性能要求高终端数量过多时会成为“瓶颈”使系统性能下降系统可靠性完全依赖主机主机故障则整体瘫痪。数据存储层、业务处理层在主机上界面表示层在各个终端上。1.6.3分布式结构定义数据逻辑上是一个整体但物理上分布在网络不同节点每个节点可独立处理本地数据执行局部应用也可同时存取/处理多个异地数据库中数据执行全局应用。核心特征优点适应地理分散的企业需求如跨区域公司缺点数据分布导致处理、管理、维护难度大频繁访问远程数据时性能受网络传输制约。界面表示层在终端业务处理层在应用服务器数据存储层在数据库服务器。1.6.4客户机/服务器结构(C/S)定义将DBMS功能与应用系统分层分为“客户机”与“服务器”两部分。客户机处理用户界面、接收数据生成数据库服务请求并发送给服务器最终呈现结果服务器执行DBMS核心功能如数据存储、查询处理接收并处理客户机请求返回结果。核心特征优点系统性能较好仅返回处理结果减少数据传输量客户机处理一部分内容服务器负载轻。缺点应用程序需重复安装在每台客户机资源浪费大规模部署时安装维护代价极高应用维护困难安全性差。界面表示层、业务处理层在客户机上数据存储层在数据库服务器上。1.6.5浏然器/服务器结构(B/S)定义将应用程序移至服务器端客户端仅需通过浏览器访问无需安装额外应用。核心机制核心组件Web服务器负责接收浏览器的HTTP请求从数据库获取数据并翻译成HTML文件返回给浏览器通信流程浏览器↔Web服务器HTTP协议↔应用服务器CGI/API接口↔DBMSODBC/JDBC接口↔数据库。核心特征优点客户端界面统一用户学习成本低服务器端分层Web、应用、数据库服务器开发与维护代价低支持数万级以上用户访问适用场景需大规模用户访问、简化客户端维护的互联网/企业级应用。界面表示层在客户机上数据存储层、业务处理层在数据库服务器上。