第01周 数据库系统概述与数据模型

第1周 | MySQL数据库 —— 数据库系统概述与数据模型

你每天刷校园一卡通、用购物 App、去图书馆借书，背后都有「数据库」在干活。这一周我们先不写代码，把数据库最底层的概念一次搞清楚，再动手把身边一个场景真正「设计」成数据库。

一、数据 ≠ 信息：先搞清两个词

数据（Data）：描述事物的符号记录。不只是数字，文字、图形、图像、声音、视频都是数据。

信息（Information）：数据经过加工、解释后，对人有意义、有使用价值的内容。

一句话：数据是原材料，信息是加工后的产品。 同一串 20260829，在日历里是「日期」，在学号里是「编号」——脱离语境，数据本身没意义。

再往上走一层（了解）：数据 → 信息 → 知识，抽象程度逐层提升。比如「成绩 85」是数据，「小明数学 85 分」是信息，「数学平均分逐年上升、要改教学」是知识。

二、数据是怎么被「管」起来的（三阶段）

数据不是天生就躺在数据库里的。人类管理数据，走了三个阶段：

阶段	数据保存	共享性	独立性	典型问题
人工管理（50 年代中前）	不保存	不能共享	差（程序绑死数据）	冗余大、改数据要改程序
文件系统（50 年代后～60 年代中）	存磁盘	较差	一般	文件各自为政、冗余大
数据库系统（60 年代后至今）	结构化集中存	高	高	由 DBMS 统一管控，基本解决前两者问题

我们这门课学的，就是第三个阶段用到的 MySQL（一种数据库管理系统）。

三、DB、DBMS、DBS 到底谁包含谁（重点）

这三个词最爱混，记住「包含关系」就通了。

3.1 数据库（DB，Database）

长期存储在计算机内、有组织的、可共享的大量数据的集合。 比如学校里「学生信息」这一整批数据。

3.2 数据库管理系统（DBMS）

夹在用户和操作系统之间的一层软件，是数据库系统的核心。它负责：建库建表（数据定义）、增删改查（数据操纵）、安全管理与并发控制（运行管理）。常见的 DBMS 有 MySQL、Oracle、SQL Server、PostgreSQL。

3.3 数据库系统（DBS）

引入数据库后的整个计算机系统，由五部分组成：DB ＋ DBMS ＋ 应用系统（如图书管理软件）＋ 人员（DBA、用户、开发员）＋ 硬件/操作系统。

3.4 一句话记住关系

DB 由 DBMS 管着；DBMS 是 DBS 的核心；DBS = DB + DBMS + 应用 + 人。

![DB / DBMS / DBS 关系示意图]

四、数据模型三要素

数据模型是把现实世界抽象成计算机能存的数据的「蓝图」。任何数据模型都由三要素组成：

要素	性质	作用
数据结构	静态	描述对象（实体）和对象间联系，决定数据库「长什么样」
数据操作	动态	允许对数据做什么（查询、增/删/改）及其规则
完整性约束	限定条件	保证数据正确有效的规则（如学号不能重复、成绩 0–100）

记法：静态结构 + 动态操作 + 约束条件 = 数据模型三要素。

五、三种数据模型，为什么关系模型赢了

5.1 层次模型：树形结构（一对多），代表 IBM IMS，早期，已少用。 5.2 网状模型：图结构（多对多），代表 DBTG 系统，早期，已少用。 5.3 关系模型（重点）：用二维表表达数据，每行一条记录，每列一个属性。

例如一张「学生」关系：

学号	姓名	性别	班级
20260101	张三	男	25计算机应用1班
20260102	李四	女	25计算机应用1班

关系模型优点：结构直观、有扎实数学基础（关系代数）、上手容易——所以 MySQL 这类关系型数据库成了当今主流。

难点前置：现实世界先画成概念模型（最常用 E-R 图：实体/属性/联系），再转成关系模型（建表）。这节课先建立这个转换思想，下几周会专门练 E-R 图画法。

![E-R 图转关系模型示意图]

六、动手做：把「图书馆借书」建模成数据库（操作教程）

光看概念容易忘，跟着做一遍就懂了。目标：用本周知识，把一个真实场景设计成数据库「草图」。

6.1 找实体和属性

• 学生：学号、姓名、班级
• 图书：书号、书名、作者、状态（在馆/借出）
• 管理员：工号、姓名

6.2 找联系

• 一名学生可以借多本图书 → 「借」联系（学生—图书）
• 一名管理员管理多本图书 → 「管理」联系（管理员—图书）

6.3 画 E-R 图

把上面的实体、属性、联系画成图（实体用矩形、属性用椭圆、联系用菱形）：

![图书馆借书 E-R 图]

6.4 把 E-R 图转成关系表（建表思路）

每个实体变成一张表，联系也变成表，并标出「主键」（唯一标识一行）：

• 学生（学号, 姓名, 班级）
• 图书（书号, 书名, 作者, 状态）
• 管理员（工号, 姓名）
• 借阅（学号, 书号, 借期, 还期）　← 这里「学号+书号」共同指向另外两张表，是后面的「外键」雏形

这张「设计稿」就是后面真正用 SQL 建表前的蓝图。能画到这一步，本周重点就掌握了。

七、动手试：用表格体验「关系模型」，并分清它和数据库

不装任何软件也能感受关系模型：

1. 打开 WPS 表格 / Excel，新建空白表。
2. 输入一张「学生」表：列写 学号 / 姓名 / 性别 / 班级，随便填 3~5 行。
3. 观察：这就是「关系模型 = 二维表」最直观的样子。
4. 思考区别：表格里你能随手插一列「备注」、改某个单元格，别人也能直接改；而真正的数据库里，表结构由 DBMS 统一定义，有约束（学号不能重复）、有权限、能多人同时安全访问、断电也不丢。
5. 结论：电子表格是关系模型的「雏形」，数据库是「被 DBMS 严格管理的二维表集合」。

八、常见易混点

现象（易错认识）	正确说法
把「数据库」和「数据库系统」当一回事	DB 只是数据集合；DBS 还含 DBMS、应用和人，范围更大
以为 MySQL 里某个库就是 DBMS	MySQL 是 DBMS（软件）；里面建的 school 库才是 DB
分不清「数据结构」和「数据操作」	数据结构是「长什么样」（静态），数据操作是「能干什么」（动态）
认为关系模型就是 Excel 表格	关系模型是带主外键、有完整性约束、由 DBMS 管控的二维表，不止电子表格
觉得数据模型只指关系模型	数据模型分层次 / 网状 / 关系三类，关系模型只是当前最主流的一种

九、小测验（不翻书试试）

1. 解释「数据、DB、DBMS、DBS」四个概念，并说明包含关系。
2. 数据管理经历了哪几个阶段？数据库系统有哪四个主要特点？
3. 什么是数据模型？它由哪三要素组成？举三种常见模型。

参考教材：《数据库技术基础（MySQL版）》王立力 / 上海交通大学出版社（模块 1）。文中 ![...] 为配图占位，发布时换成手绘或截图即可。

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【声明】本文由 AI 辅助生成，仅供 MySQL 数据库教学参考，如有疑误以教材为准。