数据库（DB）

数据库即存放数据的仓库，它的标准定义是：数据库是长期存储在计算机内、有组织的、大量的、可共享的数据集合。

从定义来看，数据库是数据的集合，它包含两种数据：

• 一种是用户直接使用的数据，比如学车成绩管理系统中学生的基本信息、学籍信息、成绩信息等
• 一种是数据库定义信息，比如数据库名称、数据表的定义、数据库账户、权限等

数据库定义信息通常存放在一个“数据字典”中，数据字典是数据库管理系统工作的一句，数据库管理系统借助数据字典来理解数据库中数据的组织，并完成对数据库中数据的管理与维护。数据字典是由数据库管理系统自动生成并维护的一组表和视图。

数据库管理系统（DBMS）

数据库只是数据的集合。对数据库中数据进行管理与操纵、科学组织和存储数据、高效获取和维护数据、建立用户账户和分配权限以及向用户提供各种操作功能是数据库管理系统的任务。

DBMS是数据库系统的核心组成部分，数据库的一切操作都是通过DBMS进行。DBMS总是基于数据模型，因此可以把它看成是某种数据模型在计算机系统上的具体实现。根据所采用的数据模型的不同，DBMS可以分为网状型、层次型、关系型和面向对象型等。

如果用户要对数据库进行操作，实际上是由DBMS把操作用发起的应用程序带到外部级、概念级，再导向内部级，进而操纵数据。一个DBMS的主要目标是使数据作为一种可管理的资源来处理。

数据库系统

数据库系统是指在计算机系统中引入数据库后的系统，一般由数据库、数据库管理系统（及其开发工具）、应用系统和数据库管理员构成。通常在不引起混淆的前提下，人们将数据库系统简称为数据库。

数据库三级模式

概念模式：

概念模式也称为模式，是对数据库中全局数据逻辑结构的描述，是全体用户公共的数据视图。这种描述是一种抽象描述，不涉及任何硬件平台和环境，也与具体软件环境无关。

概念模式主要描述数据的概念记录类型及其关系，还包括数据间的一些语义约束。

外模式：

外模式也称为子模式或用户模式。它是数据库用户能够看到和使用的局部数据的逻辑结构和特征的描述，是数据库用户的数据视图，是与某一应用有关的数据的逻辑表示。

外模式通常是模式的子集，一个模式可以有多个外模式。由于它是各个用户的数据视图，如果不同的用户在应用需求、看待数据的方式、对数据的保密要求等方面存在差异，其外模式描述就有可能不同。

内模式：

内模式也称存储模式，一个模式只有一个内模式。它是数据物理结构和存储方式的描述，定义所有的内部记录类型、索引和文件的组织形式、以及数据控制方面的细节。但内模式并不涉及到物理记录，也不涉及到设备的约束。比内模式更接近物理存储的访问的那些软件机制是操作系统的一部分，即文件系统。

数据库二级映像

数据库系统的三种模式之间有很大差别，为了实现用户和数据之间的透明化，DBMS提供了两种映像。

外模式/模式映像：

数据库的每一种外模式都有一个外模式/模式映像，它定义了外模式与模式之间的对应关系，外模式/模式映像一般在外模式中定义。

模式描述的是数据的全局逻辑结构，外模式描述的是数据的局部逻辑结构，一个模式可以有多个外模式。

如果模式需要进行修改，比如数据重新定义、增加新的关系、属性等，那么只需要对外模式/模式映像进行相应的修改，而外模式不需要改变，当然基于外模式的应用程序也不需要改变。从而保证了数据与程序之间的独立性，这就是数据的独立性。

模式/内模式映像：

模式/内模式映像是唯一的，因为数据库只有一个模式和内模式。该映像定义了模式和内模式之间的对应关系，即数据全局逻辑结构和存储结构之间的对应关系。

模式/内模式映像一般在模式中描述。当数据库的存储结构发生变化时，只需要对模式/内模式映像进行相应改变，可以使模式保持不变，因此应用程序也不需要改变，这就是数据的物理独立性。

数据模型

• 概念数据模型：概念数据模型是一种面向客观世界、面向用户的模型，与具体的数据库管理系统、计算机平台无关。计算机世界是不能直接表示现实世界中的事物的，需要将事物抽象到信息世界，整理出它的概念模型。因此概念模型是从现实世界到机器世界的一个中间层次。
• 逻辑数据模型：逻辑模型是一种面向数据库系统的模型，它是概念模型到计算机之间的中间模型。概念模型只有在转换成逻辑模型之后才能在数据库中得以表示。目前逻辑模型种类很多，包括：层次模型（树结构）、关系模型（二维表结构）、网状模型（图结构）、面向对象模型（对象结构）等。
• 物理数据模型：物理模型是一种面向计算机物理表示的模型，此模型是数据模型在计算机上物理结构的表示。

通常数据模型由数据结构、数据操纵和完整性约束三部分组成，这也称为数据模型的三大要素。

数据完整性约束

• 实体完整性规则：若属性A是基本关系R的主属性，则属性A不能取空值。
• 参照完整性规则：参照完整性规则就是定义外鉴于逐渐之间的引用规则。若属性（或属性组）F是基本关系R的外键，它与基本关系S的主键Ks相对应，则对于R中每个元组F的取值必须为：取空值或者等于S中某个元组的主键值。
• 用户自定义完整性：就是针对某一具体关系数据库的约束条件，反应某一具体应用所涉及的数据必须满足的语义要求。关系模型应提供定义和检查这类完整的机制，以便用统一的系统方法处理它们。

数据仓库

支持大量数据信息存储的技术叫做数据仓储或数据仓库。当把几个小型数据库集成为一个大型数据库，并为一个较广泛的组织服务时，如果该数据库存储历史数据，提供决策支持、数据汇总、制度数据，并且实质上充当所有向它提供数据的相关成品数据库的数据接收器，那么它通常叫做数据仓库。

定义：数据仓库是面向主题的、完整的、非易失的、随时间变化的、用于支持决策管理的数据集合。