数据库期末复习 第1章

技术基础知识点

一、 四个基本概念

数据(Data)

是数据库中存储的基本对象，数据库中的数据具有永久储存、有组织和可共享三个特点。

数据(Data)的定义：描述事物的符号记录

数据库(Database,简称DB)

长期储存在计算机内、有组织的、可共享的大量数据的集合、

基本特征

数据按一定的数据模型组织、描述和储存、可为各种用户共享、冗余度较小

数据独立性较高、易扩展、

数据库管理系统(DBMS)

数据库管理系统是在操作系统支持下的系统软件。它具有如下功能：

数据定义功能

       提供数据定义语言(DDL)、定义数据库中的数据对象

数据组织、存储和管理

       分类组织、存储和管理各种数据、确定组织数据的文件结构和存取方式

       实现数据之间的联系、提供多种存取方法提高存取效率

数据操纵功能

    提供数据操纵语言(DML)、实现对数据库的基本操作(查询、插入、删除和修改)

数据库的事务管理和运行管理

    数据库在建立、运行和维护时由DBMS统一管理和控制、

保证数据的安全性、完整性、多用户对数据的并发使用、发生故障后的系统恢复

数据库的建立和维护功能(实用程序)

    数据库初始数据装载转换、数据库转储、介质故障恢复、数据库的重组织、

性能监视分析等

其它功能

        DBMS与网络中其它软件系统的通信、两个DBMS系统的数据转换、

        异构数据库之间的互访和互操作、

数据库系统(DBS)

数据库、数据库管理系统（及其开发工具）、应用系统、数据库管理员(DBA)组成的储存、管理、处理和维护数据的系统。

二、  数据管理技术的产生和发展

数据管理

定义：对数据进行分类、组织、编码、存储、检索和维护，是数据处理的中心问题

数据管理技术的发展过程

人工管理阶段(20世纪40年代中--50年代中)

文件系统阶段(20世纪50年代末--60年代中)

数据库系统阶段(20世纪60年代末--现在)

三、  数据库系统的特点 

1.数据结构化

整体数据的结构化是数据库的主要特征之一    

数据的共享性高，冗余度低，易扩充、数据独立性高

2.数据独立性高

（1）物理独立性

指用户的应用程序与存储在磁盘上的数据库中数据是相互独立的。

当数据的物理存储改变了，应用程序不用改变。

（2）逻辑独立性

指用户的应用程序与数据库的逻辑结构是相互独立的。

数据的逻辑结构改变了，用户程序也可以不变。

数据独立性是由DBMS的二级映像功能来保证的

3.数据由DBMS统一管理和控制

DBMS提供的数据控制功能

(1)数据的安全性（Security）保护

保护数据，以防止不合法的使用造成的数据的泄密和破坏。

(2)数据的完整性（Integrity）检查

将数据控制在有效的范围内，或保证数据之间满足一定的关系。

(3)并发（Concurrency）控制

对多用户的并发操作加以控制和协调，防止相互干扰而得到错误的结果。

(4)数据库恢复（Recovery）

将数据库从错误状态恢复到某一已知的正确状态。

四、  数据模型：概念模型、逻辑模型和物理模型

1.数据模型应满足三方面要求：

能比较真实地模拟现实世界、容易为人所理解、便于在计算机上实现。

概念模型也称信息模型

它是按用户的观点来对数据和信息建模，用于数据库设计。与具体的数据库无关。

逻辑模型主要包括[网状模型、层次模型、关系模型、面向对象模型等]

关系模型和面向对象模型等，按计算机系统的观点对数据建模，用于DBMS实现。

物理模型是对数据最底层的抽象

描述数据在系统内部的表示方式、存取方法，在磁盘磁带上的存储方式和存取方法。

2. 数据模型的组成要素：数据结构、数据操作、数据的完整性约束条件

数据结构：描述数据库的组成对象，以及对象之间的联系是对系统静态特性的描述。

数据操作：对数据库中各种对象(型)的实例(值)允许执行的操作及有关的操作规则

数据操作的类型：查询、更新(包括插入、删除、修改)

数据的完整性约束条件:

是一组完整性规则的集合。包括参照完整性，实体完整性、数据和用户自定义完整性。

五、 关系模型

1.基本术语

关系(Relation)：一个关系对应通常说的一个二维表。

元组(Tuple)：表中的一行即为一个元组。关系是元组的集合

属性(Attribute)：表中的一列即为一个属性，给每一个属性起一个名称即属性名

主码(Key)：表中的某个属性组，它可以唯一确定一个元组。

域(Domain)：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，一般表示为关系名（属性1，属性2，…，属性n）

数据操作是集合操作，操作对象和操作结果都是关系，即若干元组的集合。

2、 关系数据理论

（1）.函数依赖的概念

（2）.关系模式Student<U, F>中存在的问题

 数据冗余太大. 更新异常  插入异常. 删除异常

原因：由存在于模式中的某些数据依赖引起的

解决方法：通过分解关系模式来消除其中不合适的数据依赖

（3）.范式基础

1NF 关系R中的每个属性不可再分，则R∈1NF。

2NF若R∈1NF，且每一个非主属性完全函数依赖于码，则R∈2NF。

3NF若R∈3NF，则每一个非主属性既不部分依赖于码也不传递依赖于码。

能根据范式概念判断关系所属范式。 

六、 数据库系统的三级模式结构

1. 基本概念

外模式（也称子模式或用户模式），

数据库用户（包括应用程序员和最终用户）能够看见和使用的局部数据的逻辑结构和特征的描述，是数据库用户的数据视图，是与某一应用有关的数据的逻辑表示。一个数据库可以有多个外模式，每个用户只能看见和访问所对应的外模式中的数据。

模式（也称逻辑模式）

数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述，是所有用户的公共数据视图，一个数据库只有一个模式。

内模式（也称存储模式）

数据物理结构和存储方式的描述，是数据在数据库内部的组织方式。一个数据库只有一个内模式。

2. 数据库的二级映像功能与数据独立性 

外模式/模式映像：保证数据的逻辑独立性

当模式改变时，数据库管理员修改有关的外模式／模式映象，使外模式保持不变应用程序是依据数据的外模式编写的，从而应用程序不必修改，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/内模式映象：保证数据的物理独立性

定义了数据全局逻辑结构与存储结构之间的对应关系。

当数据库的存储结构改变时，数据库管理员修改模式／内模式映象，使模式保持不变，应用程序不受影响。保证了数据与程序的物理独立性，简称数据的物理独立性。

这两层映像保证了数据库系统中的数据具有较高的逻辑独立性和物理独立性。

七、 数据库系统的组成

数据库、数据库管理系统（及其开发工具）、应用系统、数据库管理员（DBA）

八、 数据库设计

数据库设计的基本步骤:

1.需求分析：了解与分析用户需求

2.概念结构设计：画E-R图        掌握实体之间的三种关系及含义

3.逻辑结构设计：将E-R图转化为表。要熟悉转换的原则。

4.物理结构设计：选取存取结构和存取方法

5.数据库实施阶段

6.数据库运行和维护阶段

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