数据描述的三个领域详解数据库

1. 现实世界

　　现实世界是存在于人们头脑之外的客观世界，是客观事物及其互相的联系。例如学校教学管理中涉及的学生管理、教师管理、课程管理。管理者要求：每个学期开学时制作学生选修课程情况表，内容包括学号、姓名、课程名、选修课类别（类别分为必修、选修）；每个学期结束时制作学生选修课程成绩表，内容包括学号、姓名、课程名、选修课的类别、总评成绩；制作教师授课安排表，内容包括教师号、教师名，课程名，授课类别（授课类别分为主讲、辅导、实验）、学时数、班级数等。这就是现实世界，是数据库设计者接触到的最原始的数据，数据库设计者对这些原始数据进行综合、抽象成为数据库技术所能处理的数据。对现实世界的数据描述，就成为信息世界。

2. 信息世界

　　信息世界是现实世界的符号描述，即将客观世界用数据来描述。例如，学生是客观世界的个体，可以用一组数据（学号、姓名、性别、年龄、班级、成绩）来描述，有这样一组数据不见其人便可以了解该学生的基本情况。因此可以说信息世界就是我们所说的数据世界。信息世界中的术语包括：

（1） 实体。客观世界存在的、可以区别的事物称为实体。实体可以是具体的事物，例如学生李，教师张、数学课，也可以是抽象的事件，例如：本学期学生李选修了哪些课程，教师张教授了哪门课程，读者的一次借阅活动等。

（2） 属性。实体有很多特性，每个特性称为实体的一个属性，每个属性有一个类型。例如学生实体的属性有：学号、姓名、性别、年龄、班级、成绩，其中学号、姓名、班级的类型为字符型，性别的类型为逻辑型，年龄的类型为整型。

（3） 实体集。性质相同的实体的集合。例如全体学生的集合，全体教师集合等。

（4） 实体标识符。能够唯一标识实体的属性或属性的集合。如学生实体的属性：学号，能够唯一确定一个学生，因此可以作为学生实体集的标识符。

3. 机器世界

　　信息世界中的数据在机器世界中的存储，成为计算机的数据。机器世界中对数据的描述采用数据库技术的专业术语，对应于信息世界的术语有以下四个专业术语：

（1） 记录。对应于信息世界中的每一个实体的数据。例如学生这一实体的一组数据(20100301001，孤傲苍狼，男，20，计算机0901，87)就是一条记录

（2） 字段，对应于信息世界中的属性，在数据库技术中称为字段，学生实体中学号、姓名、性别、班级、成绩都是字段，每个字段都有它的类型、取值范围，字段的取值范围称为字段的域。

（3） 数据文件。对应于信息世界的实体集。由若干个相同类型记录组成的数据集合，在数据库系统中以文件（二维表）的形式存放。

（4） 关键字。能够唯一标识记录的字段或字段表达式，与信息世界中的实体标识符相对应，例如学生实体中的学号可以作为学生的关键字。

　　从客观世界到信息世界不是简单的数据描述，而是从客观世界中抽象出适合数据库技术研究的数据。同时要求这些数据能够很好地反映客观世界的事物；从信息世界到机器世界也不再是简单的数据对应存储，而是要设计数据的逻辑结构和物理存储结构。所谓数据的逻辑结构是指程序员或用户用以操作的数据形式，数据的逻辑结构是数据本身所具有的特性，是现实世界的抽象；所谓数据的物理结构是实际存储在存储设备上的数据。

    在数据库系统中，数据的逻辑结构于数据的物理结构之间可以差别很大，数据的逻辑结构面向程序员，数据的物理结构面向机器。数据库管理软件的功能之一，就是要能够把数据的逻辑结构映像为数据的物理结构，把数据的物理结构映像为数据的逻辑结构。