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数据库复习总结
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2018-03-18
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第一章
数据库是长期储存在计算机内的、有组织的、集成的、可共享的数据的集合
数据库是个通用化的综合性的数据集合,它可以供各种用户共享且具有最小的冗余度
和较高的数据与程序的独立性。
数据库技术的本质是交换。
数据库的核心应用是数据的查询。
数据库管理系统是处理数据库访问的软件,是数据库系统的核心。位于用户与操作系
统之间的一层数据管理软件,提供数据库的用户接口,目的:提供一个可以方便地、有效
地存取数据库信息的环境,是一个系统软件。功能:提供并完成三级模式和两级转换,把
用户在外模式上对数据库的操作转化到存储数据库中去执行;数据库定义功能 DDL;数据
库存取功能 DML(宿主型嵌入式,自主型交互式);数据库运行功能(数据控制功能,包
括并发控制、存取功能、完整性约束条件的检查和执行);数据库的建立和维护功能(由
DBMS 的实用程序完成)
数据库系统是指在计算机系统中引入数据库后的系统
一个数据库系统有:计算机硬件,数据库,数据库管理系统,数据库应用系统和数据
库管理员。(数据库,用户,软件,硬件)
数据库管理员负责管理、监督、维护数据库系统的正常运行,负责全面管理和控制数
据库系统
数据库系统层次结构图:
信息系统的核心是数据库
信息为构成一定含义的一组数据或经过加工的数据。
数据是信息的载体,信息则是数据加工的结果。
数据处理(信息处理):利用计算机对各种形式的数据进行处理。它包括:数据采集、
整理、编码和输入,有效地把数据组织到计算机中,由计算机对数据进行一系列存储、加
工/计算、分类、检索、传输、输出等操作过程。
数据管理:数据处理的一系列活动中,数据收集、存储、分类、传输等操作作为基本
操作,这些基本操作环节称为数据管理。
数据管理技术是解决上述基本环节的,而其它环节(加工/计算、输出等操作)是由应
用程序实现的。
数据处理的中心问题是数据管理。
数据管理的发展经历三个阶段:人工管理阶段、文件管理阶段、数据库系统阶段(数
据库设计时面向数据模型对象、数据共享、数据独立性、可控数据冗余度,数据的最小存
取单位是数据项、统一数据控制功能)
SPARC 三级模式是对数据的三个抽象级别描述:外模式(用户模式)、模式(逻辑模
式)、内模式(存储模式),三级模式都是处理数据的结构框架
用模式描述语言(模式 DDL)描述数据库中全部数据在逻辑上的视图,是所有用户的
公共视图,通常以某一种数据模型为基础,面向系统整体,归纳综合所有用户需求。
用外模式描述语言(外模式 DDL)描述用户数据(部分数据)的逻辑结构视图。外模式通
常是模式的子集,不同用户的外模式的描述可以不同;不同用户的外模式可以互相覆盖,
同一外模式可以为某一用户的多个应用所启用,一个应用程序只能启用一个外模式。是面
向用户的,尽量满足具体用户需求的模式.
内模式是数据在数据库系统内部的表示,即对数据的物理结构和存储方式的描述,用
内模式描述语言(内模式 DDL)来描述和定义。面向物理存储,仅考虑物理组织的最佳形式,从
具体的物理环境和概念模式的实际情况考虑采用相应的策略,又称物理模式.
外模式/模式映像,一般放在外模式中描述,当模式改变时,外模式/模式的映像要作
相应的改变,以保证外模式保持不变。保证了数据的逻辑独立性
模式/内模式映像,一般放在内模式中描述,当数据库的存储结构改变时,模式/内模
式的映像也必须作相应的修改,使得模式保持不变。保证了数据的物理独立性
为了将现实世界的信息转换为计算机机能够处理的数据,需要首先对现实世界的信息
建立与具体计算机系统无关的概念模型,再将概念模型转换为与计算机系统(所选取的
DBMS 产品)相关的逻辑数据模型
概念模型是对现实世界的第一层抽象,ER 模型(实体联系模型)是最著名的概念模型。
逻辑数据模型与具体 DBMS 相关,包括层次、网状及关系模型等。关系型数据库采用的是
关系模型。
第二章
信息的三种世界是指现实世界、信息世界和计算机世界(也称数据世界)
概念模型是将数据从现实世界向抽象世界(信息世界)转换的第一步模型,概念模型
的基本概念有:
实体:客观存在且可以相互区分的事物或概念称作实体
属性:实体所具有的某一特征,一个实体可以由若干个属性来刻画
码(键):唯一标识一个实体的属性或属性集,当一个实体集中包含多个码时,通常
要选定一个作为主码,其他的码就是候选码。(实体集中不能唯一标识实体属性的叫次
码)
实体型(Enty Type):具有相同属性的实体具有共同的特征和性质,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。例如:学生(学号、姓名、年龄、性别、系、
年级)是一个实体型。
实体集(Enty Set):同型实体的集合称为实体集。如,全体学生就是一个实体集
联系:两类(1)实体内部的联系,如组成实体的属性之间的联系(2)实体之间的联
系
实体与实体之间的联系主要包括:1:1 联系,1:N 联系以及 M:N 联系
概念模型反映实体型及其联系的结构形式
用 E-R 表示的概念模型与 DBMS 所支持的数据模型相独立,是各种数据模型的共同基
础
如果某个部门的概念模型中涉及的实体和实体属性较多,可以把实体及其属性在另一个
图上画出,或通过数据字典的方式表示(即文字说明方式),联系的属性必须在 E-R 上标
出,不能通过数据字典。
数据库不仅反映数据本身的内容,同时也反映数据之间的关系联系。
数据模型是数据库系统中用于提供信息表示和操作手段的形式架构,可以抽象、表示
和处理现实中的数据和信息。
数据模型三要素是:数据结构(最重要),数据操作,数据约束条件
数据模型应满足三方面的要求:能比较真实地模拟现实世界;容易被人们理解;便于
在计算机上实现。
当前流行的基本数据模型有三类:层次模型(最早使用)、网状模型、关系模型,它
们之间的根本区别在于数据之间的联系的表示方式不同(记录型之间的联系方式不同)
按照三类数据模型设计和实现不同的 DBMS 和数据库系统
关系模型的基本数据结构是关系,即二维表格。
关系运算理论是关系查询语言的基础,关系查询语言根据其理论基础的不同,可划分
为三类:
关系代数:查询操作是以集合操作为基础的运算。
(不考)关系演算:查询操作是以谓词演算为基础的运算。
关系逻辑:查询操作是以 if-then 逻辑操作为基础的运算。
并、交、差、笛卡尔积、投影和选择是关系代数的最基本的操作,并构成了关系代数
运算的最小完备集。在这个基础上,关系代数和关系演算在关系的表达和操作能力上是等
价的。
关系代数的运算对象是关系,结果也是关系。其操作分为两大类:
(1) 传统的集合操作:并,交,差,笛卡尔积;
(2) 专门的关系操作:投影(列角度),选择(行角度),连接,除法(行和列角
度)等等
笛卡尔积:将关系 R 和 S 中的元组按照全组合的方式进行“拼接”,就得到了 R 和 S 的笛
卡尔积。
投影:从关系 R 中选取若干属性列构成新关系的操作,即为投影。投影是对关系的垂
直分割。
选择:从关系 R 中选择满足给定条件的元组构成新关系的操作,即为选择。选择是对
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