接下来把数据库系统拆开，看看里面有哪四样东西，各自管什么。
第一是四个组成部分的名字和它们在图上的位置，考试常考“下列哪项不属于数据库系统的组成”。第二是 DBMS 的六项功能，每一项都对应教材后面的某一章，这里先混个脸熟，知道它管哪一摊事就够了。
从这一板块起，DBMS、DB、DBS 三个缩写会不停出现。它们是三个不同范围的东西，DB 是数据，DBMS 是管数据的软件，DBS 是包括人和机器在内的整体，课后练习第 1 题专门考这一点。
一个数据库系统，除了软件和数据，还需要什么？
数据库是按数据模型组织、长期存放在计算机里、可共享的数据和数据对象的集合。
“有组织”是按数据模型摆放，不是随手一堆。“可共享”是多个用户、多个程序同时用同一份。“长期存储”是关机之后还在，不是算完就丢的内存数据。括号里列的表、视图、存储过程、触发器，是后面第 5、7、15、16 章会一一见到的东西。
图书馆的书按分类号上架是有组织，全校师生都能借是共享，书一直放在那里是长期存储。一堆随手扔在地上的书，哪怕数量更多，也不叫图书馆。
你电脑里的“下载”文件夹，算不算一个数据库？
数据库系统由数据库、用户、硬件系统、软件系统四部分组成，图上用户在最外层，数据库在最里层。
从上往下是用户、应用系统、DBMS、操作系统、数据库，硬件垫在最底下。两个人物的位置有讲究：应用程序员对着应用开发工具，因为他写程序。数据库管理员对着 DBMS，因为他直接管数据库本身。虚线框住的软件系统包括应用系统、开发工具、DBMS 和操作系统四层。
一家餐厅：顾客是用户，菜单和服务员是应用系统，厨房总管是 DBMS，水电煤气是操作系统和硬件，冷库里的食材是数据库。顾客从来不进冷库，一切经由服务员和厨房。
图里 DBA 为什么画在 DBMS 旁边，而不是应用系统旁边？
三类用户按离数据的远近排：最终用户只用现成的程序，应用程序员写程序，数据库管理员管数据库本身。
校园卡系统：刷卡吃饭的学生是最终用户，写刷卡程序的公司是应用程序员，学校信息中心里管服务器、备份数据、给食堂开权限的人是 DBA。
备份、权限、性能这些直接针对数据库本身的工作属于 DBA。A 和 D 是最终用户在做事，B 是应用程序员的工作。
在你用过的系统里，你属于哪一类用户？
软件系统里 DBMS 是核心，所有对数据库的操作请求都必须经过它。
没有任何程序或用户能绕开 DBMS 直接改磁盘上的数据文件，这正是安全和一致能得到保证的前提。DBMS 自己不直接操作硬件，它借助操作系统去读写磁盘，所以图上操作系统在它下面。
MySQL、Oracle、SQL Server、PostgreSQL、SQLite 都是 DBMS，本课程用的是 MySQL。它们的功能框架和下面几页讲的一样，差别在性能、价格和适用场景。
DBMS 像银行柜台。你不能自己走进金库拿钱，存取都要经过柜员，柜员核对身份、记账、保证账目一致，正因为一切都经过他，银行才管得住钱。
为什么不让程序直接读写数据库文件，非要绕一道 DBMS？
六项功能可以归成三组：定义和操纵数据，运行时的管理与维护，对外通信和对内存储。
数据定义功能对应第 4、5 章建库建表，数据操纵功能对应第 5、6 章的增删改查，数据库运行管理功能对应第 8 章安全、第 9 章并发、第 10 章恢复，数据库建立和维护功能对应第 10 章的备份还原，数据通信接口对应第 17 章用 Python 连接 MySQL，数据组织存储和管理对应第 7 章索引。这张图相当于全书的目录。
一家仓库要做的事也是这六样：定货架规格，收发货物，日常看门和盘点，建仓和搬仓，跟外面的物流对接，决定货物怎么摆放才好找。
六项功能里，你觉得普通用户最常直接用到的是哪一项？
DDL 定义数据长什么样，DML 对数据做增删改查，两者合起来就是 SQL 的主体。
分清两者只看动作对象：动的是结构（建表、删表、改表的列）就是 DDL，动的是表里的数据（查一行、插一行、改一行、删一行）就是 DML。课件里 Create、Drop、Alter 对结构，Select、Insert、Update、Delete 对数据。
盖房子时画图纸、定房间是 DDL，往房间里搬家具、换家具、扔家具是 DML。图纸定了之后天天在做的是搬家具，所以 DML 用得最多。
“把王芳的年龄改成 20”，用的是 DDL 还是 DML？
运行管理的四个控制是 DBMS 区别于文件系统的关键：安全、完整、并发、恢复。
有人偷看或乱改别人的数据，靠安全性控制。年龄输成 200 岁，靠完整性控制拦下。两个人同时抢最后一张票，靠并发控制保证只卖出一张。机器突然断电，靠数据恢复把数据库退回到最近的正确状态。建立和维护功能说的是装入初始数据、转储、重组这些管理员的日常工作。
两个人同时抢同一张票，只剩一张，系统该怎么办？
对外，DBMS 要能和别的软件、别的 DBMS 交换数据。对内，它要决定数据在磁盘上怎么摆才省空间、找得快。
通信接口做的是三件事：用户程序连 DBMS，一个 DBMS 连另一个 DBMS，DBMS 和文件系统互相导入导出。数据组织存储管的是三样东西怎么放：数据字典、用户数据、存取路径，目标是存储空间利用率高，增删查改快。
仓库管理员决定货物怎么摆、要不要建一套索引卡，这是组织存储。和别的仓库交换货物时要用统一的包装规格，这是通信接口。
把 Excel 里的一张表导入 MySQL，用的是 DBMS 的哪一项功能？
七步可以归成三段：接到请求并翻译，逐层查模式找到数据在哪，取出来处理后交还给用户。
第（3）步依次检查外模式、外模式/模式映像、模式、模式/内模式映像和存储结构，这条路线正是下一板块要讲的三级模式与二级映像，DBMS 每执行一条语句都要沿着它走一遍。第（2）步的“解释转换成机器代码指令”，就是把用户写的 SQL 翻译成机器能执行的操作。
这七步在一台普通电脑上通常只要几毫秒，快到用户察觉不到。慢下来往往是因为第（4）步在磁盘上找数据找得久，第 7 章的索引就是为了缩短这一步。
七步里，哪一步用到了三级模式？
小明下单、服务员理解、查货架位置、取货、拿到、打包、收到，七步与 DBMS 的存取过程一一对应。
服务员查“饮料在哪个大类、可乐在饮料里的哪一类、放在几号货架第几层”，三个问题正对应外模式、模式、内模式，说明三级模式本质上是 DBMS 找数据的路线图。
如果服务员不知道货架的位置，七步会在哪一步卡住？