数据库原理知识点总结.doc
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1、. . 数据库系统概述一、有关概念1数据2数据库DB3数据库管理系统DBMS Access桌面DBMS VFP SQL ServerOracle客户机/效劳器型DBMS MySQLDB24数据库系统DBS数据库DB数据库管理系统DBMS开发工具应用系统二、数据管理技术的开展1数据管理的三个阶段人工管理文件系统数据库系统数据能否保存不能保存可以保存可以保存数据面向的对象某一应用程序某一应用程序整个应用系统数据的共享程度无共享,一组数据只能对应一个应用程序。共享性差,一个数据文件只能对应一个应用程序。共享性高数据的独立性不独立,它是应用程序的一局部。独立性差数据库与应用系统完全分开概念模型一、模型
2、的三个世界1现实世界2信息世界:即根据需求分析画概念模型即E-R图,E-R图与DBMS无关。3机器世界:将E-R图转换为某一种数据模型,数据模型与DBMS相关。注意:信息世界又称概念模型,机器世界又称数据模型二、实体及属性1实体:客观存在并可相互区别的事物。2属性:3关键词码、key:能唯一标识每个实体又不含多余属性的属性组合。一个表的码可以有多个,但主码只能有一个。例:借书表学号,书号,书名,作者,定价,借期,还期规定:学生一次可以借多本书,同一种书只能借一本,但可以屡次续借。4实体型:即二维表的构造例 student(no,name,sex,age,dept)5实体集:即整个二维表三、实体
3、间的联系:1两实体集间实体之间的联系 1:1联系 1:n联系 m:n联系2同一实体集内实体之间的联系1:1联系 1:n联系 m:n联系四、概念模型常用E-R图表示实体型:属性:联系:说明: E-R图作为用户与开发人员的中间语言。 E-R图可以等价转换为层次、网状、关系模型。举例:学校有假设干个系,每个系有假设干班级和教研室,每个教研室有假设干教员,其中有的教授和副教授每人各带假设干研究生。每个班有假设干学生,每个学生选修假设干课程,每门课程有假设干学生选修。用E-R图画出概念模型。 数据模型一、层次模型:用树型构造表示实体之间的联系。每个结点代表一个实体型。只能直接处理一对多含一对一的实体关系
4、。查找层次数据库中的记录,速度较慢。二、网状模型:用图构造表示实体之间的联系。每个结点代表一个实体型。可以处理多对多的实体关系。查找网状数据库中的记录,速度最快。三、关系模型:用二维表表示实体之间的联系。1重要术语:关系:一个关系就是一个二维表;元组:二维表的一行,即实体;关系模式:在实体型的根底上,注明主码。关系模型:指一个数据库中全部二维表构造的集合。2特点:关系模型是建立在严格的数学理论的根底上的;关系模型的存取路径对用户透明;查找关系数据库中的记录,速度最慢。小结:数据有三种类型,DBMS就有三种类型,DB亦有三种类型。数据库系统构造一、数据库系统的体系构造单机构造:DBMS、数据库、
5、开发工具、应用系统安装在一台计算机上。C/S构造:局域网构造客户机:装开发工具、应用系统效劳器:装DBMS、数据库B/S构造:Internet 构造效劳器:装DBMS、数据库、开发工具、应用系统客户机:装IE即可三、数据库系统的模式构造1三级模式模式:是数据库中全体数据的逻辑构造和特征的描述。 模式只涉及数据库的构造; 模式既不涉及应用程序,又不涉及数据库构造的存储;外模式:是模式的一个子集,是与某一个应用程序有关的逻辑表示。特点:一个应用程序只能使用一个外模式,但同一个外模式可为多个应用程序使用。内模式:描述数据库构造的存储,但不涉及物理记录。2两级映象外模式/模式映象:保证数据库的逻辑独立
6、性;模式/内模式映象:保证数据库的物理独立性;3两级映象的意义使数据库与应用系统完全分开,数据库改变时,应用系统不必改变。数据的存取完全由DBMS管理,用户不必考虑存取路径。数据库管理系统1 DBMS的功能:负责对数据库进展统一的管理与控制。数据定义:即定义数据库中各对象的构造 数据操纵:包括对数据库进展查询、插入、删除、修改等操作。数据控制:包括平安性控制、完整性控制、并发控制、数据库恢复。2DBMS的组成:DDL语言 DML语言DCL语言实用程序注意:SQL集DDL,DML,DCL功能于一体;所有应用程序通过SQL语句才能访问数据库一、根本概念1码:能唯一标识元组的属性集。2候选码:一个属
7、性集既能唯一标识元组,且又不含有多余属性,一个关系模式可以有多个候选码。3主码:任选候选码中的一个。4主属性:主码中包含的各个属性。5非主属性:不包含在主码中的各个属性。6外码:设F是关系R的一个属性,不是R的主码,但却是另一个关系S的主码,那么称F是关系R的外码。例:student ( sno, sname, ssex, sage, sdept) Sc ( sno,o, grade)Sc的主码为:sno,o;外码为:sno关系的数学定义一、域( domain)1定义:域是一组具有一样类型的值的集合。2域的基数:域中所含数据的个数。二、笛卡尔积1定义:给定一组域D1,D2,D3,那么D1D2D
8、3称为笛卡尔积。2笛卡尔积D1D2D3对应一个二维表,所含元组的个数等于各个域的基数之积。三、关系1定义:笛卡儿积的一局部元组称为关系。2关系的目或度:一个关系所含属性的个数。3关系的性质任意两个元组不能完全一样,但属性名允许重复。四、关系的完整性1实体完整性:指关系的所有主属性都不能取空值。注意:实体完整性不仅仅是主码整体不能取空值。2参照完整性:指一个关系外码的取值必须是相关关系中主码的有效值或空值。例:班级( 班名,人数)学生(学号,性别,密码,班名)在学生表中,班名的取值必须是班级表班名的值或空值。关系代数一、传统的集合运算设关系R、S的构造完全一样,那么:RS:由属于R或属于S的元组
9、组成。RS:由既属于R又属于S的元组组成。RS:由属于R而不属于S的元组组成。思考:RSRS=?RS:设R有m个属性,K1个元组;S有n个属性,K2个元组,那么RS含有(m+n)个属性,(K1K2)个元组。二、专门的关系运算1选择:从关系R中选择满足条件的元组。记为:2投影:从关系R中选择假设干属性组成新的关系,并把新关系的重复元组去掉。记为:3条件连接:将两关系按一定条件连接成一个新关系,记为:说明:条件连接:两关系可以没有公共属性,假设有公共属性,那么新关系含有重复属性。4自然连接:将两关系按公共属性连接成一个新的关系,并把新关系的重复属性去掉。记为:说明:自然连接:两关系至少有一个公共属
10、性。对于R的每个元组,S都从第一个元组开场判断,假设两元组的公共属性值一样,那么产生一个新元组添加到新关系中,最后把新关系中的重复属性去掉。5除:给定关系Rx,y和Sy,z,那么RS=Px,其中x,y,z为属性组。求解过程:求R中x可以取哪些值,并求各值的象集。求S在属性组y上的投影K。检查每个象集是否包含K注:除不是一个必须的运算,可以由其它运算符代替。例:设有关系R,S如下列图,求RS。RABCSBCDa1b1c2b1c2d1a2b3c7b2c1d1a3b4c6b2c3d2a1b2c3a4b6c6a2b2c3a1b2c1解:在关系R中,A可以取四个值,a1,a2,a3,a4。a1的象集为b
11、1,c2,b2,c3,b2,c1a2的象集为b3,c7,b2,c3a3的象集为b4,c6a4的象集为b6,c6S在B,C上的投影K为b1,c2,b2,c3,b2,c1显然只有a1的象集包含K,故RS=a1结论:如何写关系代数表达式?答:查询涉及多个关系时,一般使用。查询涉及“否认时,一般用差运算。查询涉及“全部时,一般用除运算。查询涉及“至少时,一般用关系数据库规X化理论函数依赖一、有关概念:R表XHKHKMXMDZCJ961C1OS高明D170962C2DBS高飞D272962C4AI高飞D280962C1OS高明D175963C1OS高明D1901函数依赖:任给RU,U为属性集,x、y为U
12、的子集,如果对于x的每个值,y有唯一确定的值与之对应,那么称x决定y,或y函数依赖于x。记为:xy。例:KHKMXMDZ(XH,KH) CJKH(KM,XM)2. 完全函数依赖:假设xy,且对于x的所有真子集x,都有xy,那么称x完全决定y,或y完全函数依赖于x。记为:。例1:(XH,KH) CJ但XH CJ KH CJ故例2:KHKM那么 结论:假设xy,且x只包含一个属性,那么。3局部函数依赖:假设xy,且存在x的一个真子集x,满足xy,那么称x局部决定y,或y局部函数依赖于x。记为:。例1:(KH,KM)XM但 KMXM那么例2:(XH,KH)DZ但 KHDZ那么 4传递函数依赖:假设x
13、y,yz,但y x,那么例:KMXM,XMDZ,但XM KM二、平凡函数依赖与非平凡函数依赖设xy,如果y是x的子集,那么该依赖是平凡的。如:Sno,snamesno如果y中至少有一个属性不在x中,那么该依赖是非平凡的。如:Sno,snamesname,sdept如果y中没有一个属性在x中,那么该依赖为完全非平凡的。三、函数依赖的推理规那么设有关系R,x、y、z为R的一个属性集,那么有:自反律:假设,那么xy。增广律:假设xy,那么xzyz。传递律:假设xy,yz,那么xz。注意传递律与传递函数依赖的区别。合并律:假设xy,xz,那么xyz。分解律:假设xyz,那么xy,xz。关系模式的规X化
14、一、问题提出R表XHKHKMXMDZCJ961C1OS高明D170962C2DBS高飞D272962C4AI高飞D280962C1OS高明D175963C1OS高明D190答:存在问题 数据冗余大; 修改麻烦; 插入异常:应该插入到DB中的数据插不进去。如:新开课程没有学生选修时,新开课程的课程号、课程名插不进去。 删除异常:不应该删除的数据被删掉。如选修某门课的学生毕业了,在删除学生信息的同时,把课程信息也删除掉。结论:一个好的关系模式应满足:冗余应尽可能少;应尽可能防止插入、删除异常;消去关系中不适宜的属性依赖关系。二、X式什么叫X式?指一个关系的非主属性函数依赖于主码的程度。什么叫关系规
15、X化?指一个关系从低级X式向高级X式的转换过程。应用:关系规X化理论应用在逻辑构造设计阶段。三、关系模式的规X化1第一X式1NF定义:假设关系R的所有属性不能再分,那么R1NF存在问题原因:存在非主属性对主码的局部依赖。解决方法:消除非主属性对主码的局部依赖,将关系R一分为二,将满足完全依赖的属性集组成一个关系;将满足局部依赖的属性集组成另一个关系;R1表 R2表XHKHCJKHKMXMDZ961C170C1OS高明D1962C272C2DBS高飞D2962C480C4AI高飞D2962C175963C190R1主码:XH,KHR2主码:KH2第二X式2NF定义:假设关系R1NF,且它的每个非
16、主属性都完全依赖于主码,那么称R2NF。存在问题:l 冗余大: R1必要冗余,R2冗余可以修改。l 修改麻烦l 插入异常:如新来的教师没有上课,那么该教师的信息就没方法插入R2表中。l 删除异常:假设某位教师只授一门课,当该门课不开时,该教师的信息亦被删除。原因:存在非主属性对主码的传递依赖。KHXM,XMDZ,但XM KH传递依赖必须有两个非主属性解决方法:将R2一分为二R21表 R22表KHKMXMXMDZC1OS高明高明D1C2DBS高飞高飞D2C4AI高飞R21主码:KHR22主码:XM3第三X式3NF定义:假设关系R2NF,且它的每个非主属性都不传递依赖于主码,那么称R3NF。规X化
17、过程非规X关系使每个属性都不能再分1NF消去非主属性对主码的局部依赖2NF消去非主属性对主码的传递依赖3NF4结论假设R1NF,且主码只含一个属性,那么R一定为2NF。假设R2NF,且只有01个非主属性,那么R一定为3NF。3NF一般控制了数据冗余,一般防止了操作异常。X式并非越高越好,适可而止。 数据库设计 一、数据库设计的步骤需求分析:了解分析用户的需要、要求。概念构造设计:根据需求分析的结果画概念模型即E-R图。逻辑构造设计:将E-R图转换为某一种数据模型,并优化。物理构造设计数据库实施数据库运行与恢复 概念构造设计一、局部E-R图设计1确定局部X围 通常把系统涉及的各个部门或各个主要功
18、能作为局部。2确定实体与属性属性是不能再分的数据项;联系只发生在两实体之间;原那么上,能够作为属性,就不要作为实体。二、合并成总体E-R图1消除各局部E-R图的冲突问题。2按公共实体名合并,生成初步E-R图。3消除冗余的属性和冗余的联系,生成总体E-R图。 逻辑构造设计一、联系的属性和主码1联系的属性:必须包含相关联的各实体型的主码。2联系的主码1:1联系:可以是相关联的任一实体型的主码。1:n联系:必须是n方实体型的主码。m:n联系:必须是相关联的各实体型的主码之和。二、E-R图向关系模型的转换1把每个实体型转换为一个关系模式。21:1联系:可以消化到相关联的任一实体型对应的关系模式中。NL
19、XMXHBHXHBHRS班级管理班长11班长( XH, XM, NL,BH)班级BH,RS31:n联系:可以消化到n方实体名对应的关系模式中。例:一个班级有多名学生,每名学生只能属于一个班级。每一个班级有一名班长,他是学生中的一员。XHXMNL学生1n班长组成XH组成BH11班级BHRS学生XH,XM,NL,BH班级BH,RS,XH 班长的学号4m:n联系:必须转换为一个关系模式,并且不能消化。sagessexsname例:sdeptogradesno选修理工creditameo课程sno学生mn学生(sno,sname, ssex, sage, sdept)课程o,ame,credit选修s
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