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前言
【前言】
在万物互联的数字期间，数据已成为驱动社会运转的新能源。当我们每天用手机点外卖、刷短视频、扫码付出时，无数看不见的数据库正在幕后编织这张精密的数据网络。从银行的焦点交易系统到超市的收银终端，从医院的电子病历到社交平台的点赞记载，数据库技能如同数字期间的中央枢纽，冷静支撑着现代文明的每一次数据交互。
本文将带您穿越纷繁复杂的应用表象，回到技能最本真的起点。我们将从"数据如何被有序存储"这个根本命题出发，用庖丁解牛的方式层层分析数据库的焦点概念。您将不仅明白表、字段、索引这些基础构件，更能洞察事务处理背后的精妙逻辑，领会范式设计中的哲学思考，终极创建起完整的数据库认知坐标系。无论您是刚刚接触编程的开发者，还是盼望夯实基础的技能管理者，这里都将为您打开一扇通往数据本质的大门。
1. 数据（data）
数据：数据（data）是数据库中存储的基本对象。
对于数据，大多数人的第一个反应就是数字，例如 93、1000，99.5、-330.86、¥6 880、$726 等。实在数字只是最常见的一种数据，是对数据的一种传统和狭义的明白。广义的明白认为数据的种类很多，例如文本（text）、图形（graph）、图像（image）、音频（audio）、视频（video）、互联网上的博客、微信中的聊天记载、门生的档案记载、个人的网购记载、医院的患者病历等，都是数据。
为了认识世界，互换信息，人们需要形貌事物。
可以对数据做如下==定义：形貌事物的符号记载称为数据。==形貌事物的符号可以是数字，也可以是文字、图形、图像、音频、视频等。
数据有多种体现形式，它们都可以颠末数字化后存入盘算机。
在现代盘算机系统中数据的概念是广义的。早期的盘算机系统主要用于科学盘算，处理的数据是数值型数据，如整数、实数、浮点数等。现在的盘算机存储和处理的对象非常广泛，用于表示这些对象的数据也随之变得越来越复杂。
数据的体现形式还不能完全表达其内容，需要颠末解释，数据和关于数据的解释是不可分的。
例如，93 是一个数据，它可以是一个门生某门课程的考试成绩，也可以是某个人的体重,
还可以是盘算机科学与技能专业 2018 级的门生人数。数据的解释是指对数据含义的说明，数据的含义称为数据的语义，数据与其语义是不可分的。在一样平常生存中，人们可以直接用天然语言（如汉语）形貌事物。
例如，可以如许形貌某校一个盘算机科学与技能专业门生的基本情况：学号为 20180002、姓名为刘晨的女生，1999 年 9 月 1 日出生，盘算机科学与技能专业。在盘算机中则常用如下的形式形貌： （20180002, 刘晨，女，1999-9-1, 盘算机科学与技能）
即把门生的学号、姓名、性别、出生日期、主修专业等组织在一起，构成一条记载。这里的门生记载就是形貌门生的数据，如许的数据是有结构的。记载是盘算机中表示和存储数据的一种
格式或一种方法。
2. 数据库(DB)
数据库(database,DB)： 顾名思义，是存放数据的仓库。只不过这个仓库是在盘算机存储设备上，而且数据是按肯定的格式存放的。
人们收罗一个应用所需要的大量数据之后，应将其生存起来以供进一步加工处理，并从中抽取有效信息。在数据收罗本领越来越方便的本日，数据量急剧增加，已往人们把数据存放在文件柜里，现在存储在数据库中是最佳选择。借助数据库技能生存和管理大量复杂的数据，可以充分地利用这些宝贵的信息资源。
所谓数据库，就是恒久存储在盘算机内有组织、可共享的大量数据的聚集。
数据库中的数据按肯定的数据模型组织、形貌和存储，具有较小的数据冗余( dataredundancy)、较高的数据独立性( dataindependency) 和可扩展性( scalability), 并可为各种用户共享。
3. 数据库管理系统(DBMS)
了解数据和数据库的开端概念之后，下一个标题就是如何科学地组织和存储这些数据，以及如何高效地处理和维护数据。完成该任务的即为数据库管理系统。
数据库管理系统:是位于用户与操纵系统之间的数据管理软件。它和操纵系同一样是盘算机的基础软件，也是一类大型复杂的软件系统。
它的主要功能包罗以下几个方面:
- 数据定义功能。数据库管理系统提供数据定义语言( datadefinition language, DDL)
,用户通过它可以方便地对存储在数据库中的数据对象的构成与结构进行定义。
- 组织、存储和管理功能。数据库管理系统要分类组织、存储和管理各种数据，包罗数据字典、用户数据、数据存取路径等。要确定以何种文件结构和存取方式在存储器上组织这些数据，以及如何实现数据之间的联系。数据组织和存储的基本目的是进步存储空间利用率和方便存取，可提供多种存取方法(如索引查找、哈希查找、顺序查找等)来进步存取效率。
- 数据库管理系统还提供数据操纵语言( datamanipulation language, DML),
用户可以利用它操纵数据，实现对数据库的基本操纵，如查询、插入、删除和修 改等。
- 数据库的事务管理和运行管理功能。数据库在创建、运行和维护时由数据库管理系统同一管理和控制，以包管事务的正确运行、数据的安全性与完整性、多用户对数据的并发利用，以及发生故障后的系统规复。
- 数据库的创建和维护功能。数据库的创建和维护功能包罗数据库初始数据的输入和转换功能，数据库的转储和规复功能，数据库的重组、性能监督和数据分析等功能。这些功能通
常是由一些实用程序或管理工具完成的。
- 其他功能包罗数据库管理系统与网络中其他软件系统的通信功能、一个数据库管理系统与另一个数据库管理系统或文件系统的数据转换功能、异构数据库之间的互访和互操纵功能等。
4. 数据库系统(DBS)
数据库系统(database system, DBS):是指引入数据库后的盘算机系统，一般是指由数据库、数据库管理系统(及其应用开发工具)、应用系统和数据库管理员(database administrator, DBA)构成的存储、管理、处理和维护数据的系统。
应当指出的是，数据库的创建、利用和维护等工作只靠一个数据库管理系统远远不敷，还要有专门的人员来完成，这些人被称为数据库管理员。
数据库系统可以用图 1. 1 表示。其中数据库提供数据的存储功能，数据库管理系统提供数
据的组织、存取、管理和维护等基础功能，应用系统根据应用需求利用数据库，数据库管理员负责数据库管理系统的运行。图 1.2是引入数据库管理系统后盘算机系统的层次结构。
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