1.2 数据库系统
1.2.1 基本概念
数据、数据库、数据库管理系统和数据库系统是与数据库技术密切相关的4个基本概念。
1. 数据
描述事物的符号记录称为数据（Data）。描述事物的符号可以是数字，也可以是文字、图形、图像、声音等。数据有多种表现形式，它们都可以经过数字化后存入计算机。
2. 数据库
数据库（Database，DB）是存储在计算机存储设备上，结构化的相关数据的集合。它不仅存放数据，而且还存放数据之间的联系。数据库中的数据是以文件的形式存储在存储介质上的，它是数据库系统操作的对象和结果。
3. 数据库管理系统
数据库管理系统（Database Management System，DBMS）是位于用户与操作系统之间的帮助用户建立、使用和管理数据库的数据管理软件。用户使用的各种数据库命令以及应用程序的执行，都要通过数据库管理系统来统一管理和控制。数据库管理系统还承担着数据库的维护工作，按照数据库管理员规定的要求，保证数据库的安全性和完整性。数据库管理系统通常可实现数据定义、数据操纵、数据控制和数据通信4种功能。
4. 数据库系统
数据库系统（Database System，DBS）是指在计算机系统中引入数据库后构成的系统，除必要的计算机软硬件外，主要包括数据库、数据库管理系统（及其开发工具）、应用系统、数据库管理员和用户等。应当指出的是，数据库的建立、使用和维护等工作只靠一个DBMS是远远不够的，还要有专门的人员来完成，这些人员称为数据库管理员（Database Administrator，DBA）。
1.2.2 数据库系统的特点
数据库系统主要有如下特点。
1. 数据共享性好
数据共享是数据库系统最重要的特点。数据库中的数据能够被多个用户、多个应用程序所共享。数据共享可以大大减少数据冗余，节约存储空间，给数据应用带来很大的灵活性。
2. 数据独立性强
在数据库系统中，应用程序与数据是相互独立的，因此，对数据结构的修改不会对应用程序产生影响或者不会有大的影响，而对应用程序的修改也不会对数据产生影响或者不会有大的影响。
3. 数据结构化
数据库中的数据是以一定的逻辑结构存放的，这种结构是由数据库管理系统所支持的数据模型决定的。数据库系统不仅可以表示事物内部各数据项之间的联系，而且还可以表示事物和事物之间的联系。只有按一定结构组织和存放的数据，才便于对它们实现有效的管理。
4. 统一的数据控制功能
由于多个用户可以同时使用同一个数据库，因此必须提供必要的数据安全保护措施，包括安全性控制措施、完整性控制措施和并发操作控制措施等。
1.2.3 数据库系统的组成
数据库系统主要由5部分组成：数据库、数据库管理系统及相关软件、数据库管理员、数据库应用系统和用户。数据库系统可以用图1.4表示。
图1.4 数据库系统
1. 数据库
在一个数据库系统中，可以根据需要创建多个数据库，并且数据库中的数据通常可以被多个用户共享。
2. 数据库管理系统及相关软件
数据库管理系统是整个数据库系统的核心，它可以对数据库进行集中统一的管理。除了数据库管理系统之外，一个数据库系统还必须有其他相关软件的支持，如操作系统、编译系统、应用软件开发工具等。
3. 数据库管理员
数据库管理员是对整个数据库系统进行全面维护和管理的人员。
4. 数据库应用系统
数据库应用系统（Database Application System，DBAS）是利用数据库系统资源开发的面向某一类实际应用的应用软件，如学生成绩管理系统、人事工资管理系统、产品销售管理系统等。
5. 用户
用户也称最终用户，他们可以通过应用系统的用户接口使用数据库。
1.2.4 数据库系统的抽象级别
DBMS中的数据被描述为逻辑模式、物理模式和外模式三级抽象，如图1.5所示。
图1.5 DBMS中的抽象级别
（1）逻辑模式：描述存储在数据库中数据的逻辑结构，包括数据对象信息（如学生和老师的信息）以及数据对象之间的联系信息（如选课信息）。逻辑模式设计不是想当然的，获得好的逻辑模式的过程称为数据库设计。本书第5章将讨论数据库设计。
（2）物理模式：描述逻辑模式在磁盘等二级存储设备上是如何实际存储的。
（3）外模式：为终端用户的需求而设计。任何给定的数据库只有一个逻辑模式和一个物理模式，但它可以有多个外模式。我们可以通过视图实现每一个外模式对应一个用户组。