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Lec1 Introduction
数据库定义
什么是数据库？
- 数据库：长期存储在计算机内的、大量的、集成的数据集合
- 数据库管理系统（DBMS，Database Manage System）：数据库+用于访问、更新、管理数据的程序
数据库有什么优势？
- 高效管理大量数据，可扩展性
- 减少开发应用所需的时间
- 数据独立性：物理存储方式改变、数据库的逻辑结构改变，上层应用不用改
- 数据集成、安全性
- 并发性、鲁棒性
和数据库系统相对的是文件系统（File-processing system）。文件系统有更高的权限，文件间彼此独立。
文件系统有什么缺点？（为什么还要数据库系统？）
- 有大量冗余和不一致数据：不同文件中数据重复，冗余可能导致不一致
- 访问数据困难：访问逻辑写死在程序里。每个新需求都要改代码
- 数据独立，难以修改和共享
- 完整性问题：数据有约束规则时，需要不同文件各自检查
- 原子性问题：一组操作要么全做完，要么全不做，不能只做一半（如转账），在故障时难以避免“部分完成”的错误状态
- 并发性差：多个用户同时访问同一个文件
- 权限管理
数据库概念
模式 (Schema)指数据库的结构定义，比如有哪些表、字段、数据类型、约束、关系。类似表的表头。
实例 (Instance)指数据库里实际存储的数据内容。
对不同的操作，需要不同层面看待数据库：
- 物理层面（内模式）：文件格式、存储位置等
- 逻辑层面（模式）：表增加字段、拆表、合并表等
- 视图层面（外模式）：给不同用户开放的窗口
物理数据独立性和逻辑数据独立性分别通过模式/内模式映象、外模式/模式映象实现。
数据模型指描述数据、数据关系、限制等的概念工具。
- E-R模型：从现实世界中抽象出实体和实体间的关系，画成图
- 关系模型：一组用于表示数据和数据之间的关系的表格
数据库语言
数据库语言指用于定义和处理数据库的语言，包括：
- 数据定义语言 (DDL, Data Definition Language)：用于定义和管理数据库模式，如CREATE、ALTER。DDL编译后存在被称为数据字典的文件中。数据字典中包含元数据，如数据库模式、约束、授权等。
- 数据操纵语言 (DML, Data Manipulation Language)：用于对表中的数据进行增删改查，如INSERT、SELECT。分为过程型DML（告诉它怎么做）和非过程型DML（告诉它做什么）。
- 数据控制语言 (DCL, Data Control Languag)：用于权限和访问控制，如GRANT、REVOKE。
SQL（Structured Query Language）是最主流的关系数据库标准语言，由上面三部分构成。
应用程序 (application program) 依靠嵌入式SQL查询来访问数据库内的数据。一般，应用程序通过API向数据库发送DML和DDL语句，JDBC为Java的API，ODBC为C和其他语言的API。