数据库系统概论：数据模型与独立性

"数据库系统概论笔记整理，涵盖了数据库系统、数据模型、外模式、内模式、层次模型和数据独立性等内容。" 数据库系统是计算机科学中的重要组成部分，它包括了数据库（DB）、数据库管理系统（DBMS）以及数据库系统（DBS）。数据库是存储在计算机内的、有组织、可共享的大量数据集合，这些数据具有低冗余度、高数据独立性和良好的可扩展性。数据库管理系统作为基础软件，负责数据的定义、组织、存储、管理、操纵以及事务和运行管理等功能。数据库系统则进一步包含了数据库管理系统、应用开发工具、应用程序和数据库管理员，共同完成数据的存储、处理和维护。 在数据库的发展历程中，经历了人工管理、文件系统和数据库系统三个阶段。数据库系统的引入极大地提高了数据的共享性和独立性，并通过数据结构化、减少冗余和增强扩充性实现了更高效的数据管理。数据独立性分为物理独立性和逻辑独立性，保证了数据在存储方式改变或逻辑结构变化时，不影响应用程序的正常运行。 数据模型是数据库系统的核心，分为概念模型和逻辑模型（物理模型）。概念模型，如信息模型，是从用户角度对数据和信息进行建模；逻辑模型包括层次模型、网状模型、关系模型和面向对象模型，它们描述数据如何组织和操作；而物理模型关注数据在系统内部的具体表示和存储方式。数据模型通常由数据结构、数据操作和数据约束三部分组成。 层次模型是一种早期的数据库模型，其中数据以树形结构组织，每个节点只有一个父节点，但可以有多个子节点。这种模型便于表示具有层级关系的数据，如组织结构或文件系统。 数据独立性是数据库系统的关键特性，确保数据的逻辑结构与物理结构之间，以及用户看到的逻辑视图（外模式）与实际存储的内模式之间可以独立变化。这使得数据库可以灵活地进行优化和调整，同时不影响到应用程序的正常使用。 本章内容介绍了数据库系统的基本概念、发展阶段、主要特点以及数据模型的重要性和分类，为深入学习数据库理论和技术打下了坚实的基础。