2022年数据库基础知识点.docx
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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思数据库一、数据库系统基本概念1、数据库的基本概念(1)信息:信息是现实世界事物的存在方式或运动状态的反映,是对事物间相 互联系、相互作用的描述;信息具有可感知、可储备、可加工、可传递和可再生 的自然属性;(2)数据:数据是描述现实世界事物的符号记录;(3)信息与数据的关系:数据是信息的符号表示,或称载体;信息是数据的内 涵,是数据的语义说明;(4)数据库:数据库是按肯定结构组织并可以长期储备在运算机内的、在规律 上保持一样的、可共享的大量相关联数据的集合;(5)数据库中的数据通常分为两部分:用户数据和系统数
2、据(6)系统数据:亦称为数据字典,包括对数据库的描述信息、数据库的储备管 理信息、数据库的掌握信息、 用户治理信息和系统事务治理信息等;数据字典亦称为元数据或系统目录;(7)数据库治理系统:是位于用户和操作系统之间的一个定义、操纵、治理、构建和爱护数据库的系统软件,是数据库和用户之间的一个接口;(8)数据库治理员( DBA)的职责:确定数据库中的信息内容和结构 确定数据库的储备结构和储备策略 定义数据的安全性要求和完整性约束 监控数据库的使用和运行 数据库的性能改进 定期对数据库进行重组和重构,以提高系统的性能(9)系统分析员的职责:负责应用系统的需求分析和规范说明 确定系统的软硬件配置并参与
3、数据库系统的概要设计(10)数据库设计人员的职责:参与用户需求调查和系统分析 负责数据库中数据的确定、数据库各级模式的设计(11)1968 年,美国 IBM公司推出第一个数据库治理系统 IMS 12 1970 年,美国 IBM公司的高级讨论员 相关概念;奠定了关系数据库的理论基础;2、数据库方法的主要特点(1)数据库方法的优势:数据库系统自描述特点 数据结构化数据共享性高、冗余度小、易扩充 数据独立性高 由 DBMS进行统一的数据治理和掌握(2)DBMS的数据掌握功能:E.F.Codd 提出了关系数据模型及其供应数据库数据的安全性爱护,限制非授权的拜访名师归纳总结 - - - - - - -第
4、 1 页,共 19 页精选学习资料 - - - - - - - - - 读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思供应数据库的备份和复原功能 供应定义和确保数据库完整性检查 供应并发掌握功能 供应高效的数据查询处理和优化 供应多用户界面 3、数据库系统的构成成分(P2)(1)构成:数据库操作系统、数据库治理系统、应用开发工具、应用系统、数 据库治理员、数据库用户 4、数据库技术的讨论领域(1)数据库治理系统软件的讨论 讨论的目的:提高系统的性能和提高用户的生产率(2)数据库设计技术和方法的讨论(3)数据库理论的讨论二、数据模型1、数据模型基本概念和主要成分(1)数据模型: 数据模型是用来描述数据库
5、数据的结构、定义在结构上的操纵,以及数据间的约束的一组概念和定义,描述了数据库的静态特点与动态行为,为 数据库的表示和操纵供应框架;(2)数据模型应满意的三点要求:能比较真实地模拟现实世界 简单为人所懂得 便于在运算机上实现(3)数据模型组成的要素:数据结构:以一种统一的方式描述基本数据项的类型与性质以及数据与数 据间的关联 数据操作:表示数据模型的动态结构 数据约束:既刻画了数据静态特点,也表示了数据动态行为准就 主要是数据完整性约束(4)数据模型是数据库系统的核心和基础;2、数据模型的抽象层次和相互关联 3、各抽象层次的主要数据模型(1)数据模型的分类:概念层模型、规律层模型、物理层模型(
6、2)概念层模型:简称概念模型,是现实世界到信息世界的语义抽象,主要用 于数据库概念设计;(3)规律层模型:简称规律模型,用于描述数据库数据的整体规律结构;传统的规律模型是基于记录的模型,分为:层次模型、网状模型和关系模 型;面对对象模型不是传统的基于记录的模型;(4)物理层模型:简称物理模型,描述规律模型的物理实现,是数据库最底层的抽象;它确定数据的物理储备结构、能;数据储备路径以及调整、 优化数据库的性物理模型的设计目标是提高数据库性能和有效利用储备空间名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 19 页精选学习资料 - - - - - - - - - 读书之法 ,在循序而渐进
7、,熟读而精思4、概念数据模型 E-R模型(1)概念模型用于信息世界的建模,与详细的DBMS无关(2)几个概念:实体:客观存在并可以相互区分的事物称为实体;属性:实体所具有的某一特性称为属性;域:属性的取值范畴称为该属性的域;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:同类实体的集合,称为实体集;(3)两个实体型之间的联系:一对一联系 1:1 一对多联系 1:n 多对多联系( m:n)一对一联系是一对多联系的例,一对多联系是多对多联系的特例(4)概念模型的表示方法实体- 联系模型( E-R模型)(5)E-R模型是一个图示化模型,供应了表示实体型、属性和联系的方法;实体
8、型:用矩形表示,矩形框内写明实体名属性:用椭圆形表示,并用无向边将其与相应的实体型连接起来;联系:用菱形表示,菱形框内写明联系名,并用无向边分别与有关实体连接起来,同时在无向边旁边标注上联系的类型(1:1、1:n 或 m:n)注: 联系型本身也是一种实体型,也可以有属性(6)E-R模型的两个优点:接近人的思维方式,简单懂得 与运算机无关,用户简单接受(7)E-R 模型由于其易懂得性且易于向关系模型转换,成为数据库概念设计的 最一般的模型 5、常用的规律数据模型(1)规律数据模型分类:层次数据模型、网状数据模型、关系数据模型、面对对象数据模型,以及对象(2)层次模型和网状模型- 关系数据模型层次
9、模型主要反映现实世界中实体间的层次关系,是以树状结构表示各类 实体以及他们的联系 层次模型的储备结构通过邻接法、 链接法和邻接 - 链接混合法实现数据的存 储链接;层次模型引入冗余数据和指针来实现实体的多对多联系(3)关系模型 关系模型是目前最常用的一种数据模型关系模型用二维表格结构表示各类实体及实体间的联系,一个关系数据库 一般由多张二维表组成,每张二维表称为一个关系;二维表的表头称为关系模式;二维表中的数据称为关系实例,简称关系(4)面对对象模型 面对对象模型既是概念模型又是规律模型 6、数据库系统的三级模式结构和数据独立性(1)从数据库治理系统角度看,数据库系统常采纳三级模式结构:外模式
10、、模 式及内模式;这是数据库系统内部的系统结构;名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 19 页精选学习资料 - - - - - - - - - 读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思(2)从数据库最终用户角度看,数据库系统的结构分为集中式结构、分布式结 构、客户机 / 服务器结构以及面对 Web应用的三层和 n 层体系结构;这是数据库 系统外部的体系结构;(3)型:是指对某一类数据的结构和属性的描述,值是型的一个详细赋值;数 据库的型是固定不变的,而数据库的值是随时间变化的;数据库的型亦称为数据库的内涵,数据库的值亦称为数据库的外延(4)数据库的模式:是数据库中全体数据的规律
11、结构和特点的描述,它仅仅涉 及“ 型” 的描述,不涉及详细的“ 值”;(5)在某个特定时刻,数据库中的数据被称为一个数据库状态,也称为数据库 的详细值的当前集合;每个模式机构都有它自己实例的当前集合;(6)数据库系统的三级模式:外模式、模式、内模式;这是数据库系统内部的 体系结构或总体结构;模式:也称规律模式或概念模式;一个数据库只能有一个模式;外模式:也称子模式或用户模式;一个数据库可以有多个外模式;内模式:也称物理模式或储备模式;一个数据库只能有一个内模式;(7)外模式 / 模式映像:保证数据与程序的规律独立性, 简称数据的规律独立性;(8)模式 / 内模式映像:保证数据与程序的物理独立性
12、, 简称数据的物理独立性;(9)数据模型和数据库系统的三级模式和两层映像的体系结构是整个数据库系 统的核心和基础;三、关系数据模型1、关系数据库系统基本概念(1)关系数据模型由关系数据结构、关系操作集合和关系完整性约束三大要素 组成;(2)关系数据结构:(3)关系操作集合:关系操作的特点:集合操作方式;这种操作方式也称为一次一个集合的方式;菲关系数据模型的数据操作方式就为一次一个记录方式;用户不必恳求 DBA为他建立特别的存取路径, 存取路径的挑选由 DBMS的优 化机制来完成;用户不必要求助于循环和递归来完成数据的重复操作;两种表示方式:代数方式和规律方式(4)关系完整性约束:数据库的数据完
13、整性指数据库中数据的正确性、一样性和相容性2、关系模型的数据结构和基本术语(1)关系:一个关系对应一个二维表,二维表名就是关系名;(2)属性:在二维表中的列(字段) ,称为属性;(3)关系模式: 在二维表中的行定义 (记录的型),即对关系的描述称为关系模 式;(4)元组:在二维表中的行(记录的值) ,称为元组;(5)重量:元组中的一个属性值(6)候选码或候选键 : 假如在关系的一个码或键中,不能从中移去任何一个属名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 19 页精选学习资料 - - - - - - - - - 读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思性,否就它就不是这个关系的码或键
14、,选键;就称这样的码或键为该关系的候选码或候(7)超码或超键:假如在关系的一个码中移去某个属性,它仍旧是这个关系的 码,就称这样的码或键为该关系的超码或超键;每个关系至少有一个默认的超码或超键,这个关系的最大超码或超键;即该关系的全部属性的集合, 也是(8)主码或主键:在一个关系中的如干个候选码或候选键中指定一个用来唯独 标识该关系的元组,就称这个被指定的候选码或候选键为该关系的主码或主键;(9)主属性和非主属性:关系中包含在任何一个候选码中的属性称为主属性或 码属性,不包含在任何一个候选码中的属性称为非主属性或非码属性;(10)外码或外键: 当关系中的某个属性 (或属性组) 虽然不是这个关系
15、的主码 或只是主码的一部分,但却是另一个关系的主码时,称该属性(或属性组)为这个关系的外码或外键;(11)参照关系与被参照关系:参照关系也称从关系,被参照关系也称主关系;以外码为主码的关系称为被参照关系,外码所在的关系称为参照关系;(12)以数学的观点定义关系称为关系的形式定义:用集合论的观点定义关系: 关系是一个度为 K的元组的有限集合, 即这个关 系有如干个元组,每个元组有 K 个属性值(把关系看成一个集合,集合中的元 素是元组;)用值域的概念来定义关系:关系是属性值域笛卡儿积的一个子集(13)关系数据库对关系的限定:每一个属性是不行分解的 每一个关系仅仅有一种关系模式同的每一个关系模式中
16、的属性必需命名,在同一个关系模式中, 属性名必需是不在关系中元组的次序是无关紧要的,可任意交换;在关系中属性的次序是五关紧要的,可任意交换;同一个关系中不答应显现候选码或候选键值完全相同的元组 3、关系操作的特点、关系代数(1)关系代数的操作可分为三类:基于传统集合论的操作:从行的角度进行的,有并、交、差、笛卡儿积特地的关系操作: 分为一元操作和二元操作; 一元操作有挑选和投影, 二元操作有连接和除 扩充的关系操作 : 主要有广义投影、赋值、外连接、半连接、集合、外部并(2)并、差、笛卡儿积、挑选、投影是五种基本的操作;(3)基于传统集合论的关系操作是集合上的标准数学操作,包括并、交、差、笛卡
17、儿积四种操作,它们都是二元操作;前三种操作必需满意相容性条件;(4)假如两个关系满意相容性条件,就这两个关系具有相同的属性个数,并且 每对相对应的属性都具有相同的域;(5)P42-P49.相应操作的定义,以及关系代数;4、关系的完整性约束(1)关系数据模型的完整性约束主要包括实体完整性约束、参照完整性约束和 用户定义完整性约束;(2)实体完整性和参照完整性是关系模型必需满意的完整性约束条件,应当由名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 19 页精选学习资料 - - - - - - - - - 读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思关系数据库治理系统( DBMS)自动支持(3)实
18、体完整性约束现;实体完整性约束是对关系中主码或主键属性值的约束;由实体完整性规章实实体完整性规章:如属性 A 是关系 R的主属性,就属性 A 不能取空值;由此可见:实体完整性约束是对关系的约束 每个关系必需有主码,主码的值唯独,用于标识关系的元组 组成主码的属性都不能取空值, 而不仅仅是主码属性集整体不能取空值(4)参照完整性约束不仅两个或两个以上的关系间可以存在参照关系,能存在参照关系;外码不肯定要与相应的主码同名同一个关系的属性间也可参照完整性规章:如属性(或属性组)F 是关系 R的外码,它与关系S 的主码 K 相对应(关系 R和 S 不肯定是不同的关系) ,就对于 R中每个元组在 F 上
19、的 值必需:或者取空值( F 的每个属性值均为空值)或者等于 S 中某个元组的主码值 参照完整性规章中, R和 S可以是同一个关系(5)用户定义完整性约束 主要是对属性的取值进行限定,所以主要是域完整性约束 域完整性约束是对属性的值域的约束,是指对关系中属性取值的正确性限 制,包括数据类型、精度、取值范畴、是否答应空值、是否有默认值等;取值范畴又分为静态定义和动态定义两种;域完整性约束仍包括定义属性间的依靠关系,这包括函数依靠和多值依靠;留意:多个属性具有相同的域是可能的,可以有相同的域;四、关系数据库基本语言 SQL 1、SQL的基本概念和主要特点(1)SQL的语言特点:综合统一 高度非过程
20、化 面对集合的操作方式 敏捷的使用方式甚至在同一个关系中的不同属性也语言简洁,易学易用,功能强(2)SQL语言集数据定义语言 (DDL)、数据操纵语言(DML)、数据掌握语言(DCL)的功能于一体;(3)SQL语言的动词名师归纳总结 SQL功能动词第 6 页,共 19 页数据查询select 数据定义Createdropalter - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思数据操纵 Insertupdatedelete 数据掌握 Grantrevoke 4SQL 的数据类型( P56-57)预定义数据类型 构造数据类型 用
21、户定义数据类型大对象类型(5)SQL语言支持数据库三级模式结构,其中,外模式对应于视图和部分基本 表;模式对应于基本表;内模式对应于储备文件;(6)元组对应于表中的行,属性对应于表中的列,详细如下:一个 SQL数据库模式是该数据库中基本表的集合一个关系对应于一个SQL表,行对应于元组,列对应于属性一个表中可以有多个索引,索引可以存放在储备文件中储备文件的规律结构组成了 SQL数据库的内模式 一个 SQL表可以是一个基本表,也可以是一个视图 一个基本表可以跨一个或多个储备文件存放,一个储备文件也可以存放一个或多个基本表 SQL用户可以是应用程序,也可以是用户 SQL环境是 SQL数据存在和 SQ
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