数据库概念总结

2020-02-22 14:20

数据是描述事物的符号记录。

数据库是长期存储(永久存储)在计算机内、有组织的、可共享的大量数据的集合。

数据库管理系统是位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件。包括:数据定义功能,数据组织、存储和管理,数据操纵功能,数据库的事务管理和运行管理,数据库的建立和维护功能,其他功能。

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、应用系统、数据库管理员构成。 数据库管理技术经理了人工管理阶段、文件系统管理阶段、数据库系统阶段。

数据库系统的特点:数据结构化,数据的共享性高、冗余度低、易扩充,数据独立性高,数据由DBMS统一管理和控制。 数据独立性包括:数据的物理独立性和数据的逻辑独立性。 数据库操作:查询、更新(插入、删除、修改)。 DBMS的数据控制功能:

数据的完整性检查,数据的安全性保护,并发控制,数据库恢复。 两类数据模型:

概念模型,逻辑模型和物理模型。 数据模型的组成要素:

数据结构,数据操作(数据库主要有查询和更新两大操作),完整性约束。 信息世界中的基本概念:

实体:客观存在并可相互区别的事物称为实体。 属性:实体所具有的某一特性称为属性。 码:唯一标识实体的属性集称为码。 域:一组具有相同数据类型的值的集合。

实体型:用实体名及其属性名集合来抽象和刻画同类实体,称为实体型。 实体集:同一类型实体的集合称为实体集。 实体型之间的联系:一对一、一对多、多对多。

E-R方法(E-R模型):实体型(矩形)、属性(椭圆)、联系(菱形)。

常用逻辑数据模型:层次模型、网状模型、关系模型、面向对象模型、对象关系模型。 关系模型:每个关系的数据结构是一张规范化的二维表。主要概念有: 关系:一个关系对应一张表。 元组:表中的一行。 属性:表中的一列。

码:也称码键,表中的某个属性组,它可唯一确定一个元组。 域:属性的取值范围。 分量:元组中的一个属性值。 关系模式:对关系的描述。

关系的完整性约束:实体完整性、参照完整性、用户定义完整性。 数据库系统三级模式结构:外模式、模式、内模式。

模式:也称逻辑模式,是数据库中全体的逻辑结构和特征的描述,是所有用户的公共数据视图。 外模式:也称子模式或用户模式,是数据库用户能够看见和使用的局部数据的逻辑结构和特征的描述。

内模式:也称存储模式,一个数据库只有一个内模式。是数据物理结构和存储方式的描述,是数据在数据库内部的表示方式。 数据库的两层映像:外模式/模式映像、模式/内模式映像。

外模式/模式映像:保证了数据与程序的逻辑独立性,简称数据的逻辑独立性。 模式/内模式:保证了数据与程序的物理独立性,简称数据的物理独立性。 笛卡尔积是域上面的一种集合运算。 关系:是一张二维表。

候选码:若关系中的某一属性组能唯一标识一个元组,则称该属性组为候选码。 主码:若一个关系有多个候选码,则选定其中一个为主码。 主属性:候选码的诸属性。

非主属性:不包含任何候选码中的属性。

全码:关系模式的所有属性是这个关系模式的候选码,称为全码。 基本表是实际存在的表,它是实际存储数据的逻辑表示。

视图表式由基本表或其他视图表导出的表,是虚表,不对应实际存储的数据。

实体完整性规则:若属性(一个或一组属性)A是基本关系R的主属性,则A不能取空值。主码不能取空值。

参照完整性规则:若属性F是基本关系R的外码,它与基本关系S的主码Ks相对应,则对于R中每个元组F上的值,或者取空值、或者等于

S中某个元组的主码值。

传统集合运算是二目运算,包括并、交、差、笛卡尔积四种运算。 专门的关系运算包括选择、投影、连接、除运算。

SQL功能:数据查询、数据操纵、数据定义、数据控制。

SQL特点:1.综合统一;2.高度非过程化;3.面向集合的操作方式;4.以同一种语法结构提供多种使用方式;5.语言简洁、易学易用。 视图的作用:简化用户操作,使用户能以多角度看待同一数据,对重构数据库提供了一定程度的逻辑独立性,对机密数据提供安全保护,适当利用视图可以更清晰的表达查询。

数据库的安全性:指保护数据以防止不合法的使用所造成的数据泄密、更改或破坏。 存取控制机制主要包括:定义用户权限并登记到数据字典中,合法权限检查。 数据库完整性是指数据的正确性和相容性。

触发器:是用户定义在关系表上的一类由事件驱动的特殊过程。一旦定义,任何用户对表的增、删、改均由服务器自动激发相应的触发器,在DBMS核心层进行完整性控制。

规范化的基本思想:逐步消除数据依赖中不适合的部分,使模式中的各关系模式达到某种程度的“分离”,即“一事一地”的模式设计原则。 规范化过程:

1NF消除非主属性对码的部分函数依赖消除决定因素非码的非平凡函数依赖2NF消除非主属性对码的传递函数依赖3NF消除非主属性对码的部分和传递函数依赖BCNF消除非平凡且非函数依赖的多值依赖

数据库设计的6个阶段:需求分析(最困难);概念结构设计(关键);逻辑结构设计(E-R转换为关系);物理结构设计;数据库实施;数据库运行和维护。

数据库恢复机制和并发控制机制是数据库管理系统的重要组成部分。

事务是用户定义的一个数据库操作序列,这些操作要么全做要么全不做,是一个不可分割的工作单位。 事务的四个特性:原子性、一致性、隔离性、持续性。

数据库系统中可能发生的故障种类:事务内部的故障、系统故障、介质故障、计算机病毒。 建立冗余数据最常用的技术是数据转储和登记日志文件。

数据转储:分为静态转储(系统中无运行事务时进行的转储操作)和动态转储(转储期间允许对数据库进行存取或修改)。 登记日志文件:可以用来进行事务故障恢复和系统故障恢复,并协助后备副本进行介质故障恢复。

事务故障的恢复:事务故障是指事务在运行至正常终止点前被终止,这时恢复子系统应利用日志文件撤销(UNDO)此事务已对数据库进行的修改。

系统故障的恢复:撤销故障发生时未完成的事务,重做已完成的事务。 介质故障的恢复:重装数据库,重做已完成的事务。

并发操作带来的数据不一致性主要包括:丢失修改、不可重复读、读“脏”数据。 基本的封锁类型有两种:排它锁(X锁,写锁),共享锁(S锁,读锁)。

可串行化的调度:多个事务的并发执行是正确的,当且仅当其结果与按其一次序串行地执行这些事务时的结果相同。 可串行性是并发事务正确调度的准则。一个给定的并发调度,当且仅当它是可串行化的,才认为是正确调度。

试述等值连接与自然连接的区别和联系。

答:连接运算符是“=”的连接运算称为等值连接。它是从关系R与S的广义笛卡尔积中选取A,B属性值相等的那些元组 自然连接是一种特殊的等值连接,它要求两个关系中进行比较的分量必须是相同的属性组,并且在结果中把重复的属性列去掉。

4NF


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