4.1資料庫系統的基本概念
(1)資料(Data)：描述事物的符號記錄。
(2)資料庫(DataBase)：長期儲存在計算機內的、有組織的、可共享的資料集合。
(3)資料庫管理系統的概念
資料庫管理系統(DataBase Management System，DBMS)是資料庫的機構，它是一種系統軟體，負責資料庫中的資料組織、資料操作、資料維護、資料控制及保護和資料服務等。為完成以上6個功能，DBMS提供了相應的資料語言;資料定義語言(負責資料的模式定義與資料的物理存取構
建);資料操縱語言(負責資料的操縱);資料控制語言(負責資料完整性、安全性的定義)。資料庫管理系統是資料庫系統的核心，它位於使用者和作業系統之間，從軟體分類的角度來說，屬於系統軟體。
(4)資料庫技術發展經歷了3個階段。
人工管理階段→檔案系統階段→資料庫系統階段
(5)資料庫系統的特點：整合性、高共享性、低冗餘性、資料獨立性、資料統一管理與控制等。
(6)資料庫系統的內部機構體系：三級模式(概念模式、內模式、外模式)和二級對映(外模式/概念模式的對映、概念模式/內模式的對映)構成了資料庫系統內部的抽象結構體系。
4.2資料模型
資料模型是資料特徵的抽象，從抽象層次上描述了系統的靜態特徵、動態行為和約束條件，描述的內容有資料結構、資料操作和資料約束。有3個層次：概念資料模型、邏輯資料模型和物理資料模型。
(1)E—R模型：提供了表示實體、屬性和聯絡的方法。實體間聯絡有“一對一”、“一對多”和“多對多”。
(2)E-R模型用E-R圖來表示。
(2)層次模型：利用樹形結構表示實體及其之問聯絡。其中節點是實體，樹枝是聯絡，從上到下是一對多關係。
(3)網狀模型：用網狀結構表示實體及其之間聯絡。是層次模型的擴充套件。網路模型以記錄型為節點，反映現實中較為複雜的事物聯絡。
(4)關係模型：採用二維表(由表框架和表的元組組成)來表示，可進行資料查詢、增加、刪除及修改操作。關係模型允許定義“實體完整性”、“參照完整性”和“使用者定義的完整性”三種約束。
•鍵(碼)：二維表中唯一能標識元組的最小屬性集。
•候選鍵(候選碼)：二維表中可能有的多個鍵。
•主鍵：被選取的一個使用的鍵。
4.3關係代數
(1)關係代數的基本運算：投影、選擇、笛卡爾積。
(2)關係代數的擴充運算：交、連線與自然連線、除。
4.4資料庫設計與管理
1.資料庫設計概述
•基本思想：過程迭代和逐步求精。
•方法：面向資料的方法和麵向過程的方法。
•設計過程：需求分析→概念設計→邏輯設計→物理設計→編碼→測試→執行→進→步修改。
2.資料庫設計的需求分析
需求收集和分析是資料庫設計的第一階段，常用結構化分析方法(自頂向下、逐層分解)和麵向物件的方法，主要工作有繪製資料流程圖、資料分析、功能分析、確定功能處理模組和資料間關係。
資料字典：包括資料項、資料結構、資料流、資料儲存和處理過程，是對系統中資料的`詳盡描述。
3.資料庫的設計
(1)資料庫的概念設計：分析資料問內在的語義關聯，以建立資料的抽象模型。
(2)資料庫的邏輯設計：從E-R圖向關係模型轉換，邏輯模式規範化，關係檢視設計可以根據使用者需求隨時建立。實體轉換為元組，屬性轉換為關係的屬性，聯絡轉換為關係。
(3)資料庫的物理設計：是資料在物理裝置上的儲存結構與存取方法，目的是對資料庫內部物理結構作出調整並選擇合理的存取路徑，以提高速度和儲存空間。
4.資料庫管理
資料庫管理包括資料庫的建立、資料庫的調整、資料庫的重組、資料庫的安全性與完整性控制、資料庫故障恢復和資料庫的監控。
