數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論重點(diǎn)定義整理

1、數(shù)據(jù)：描述事物的符號記錄，是數(shù)據(jù)庫中的基本對象數(shù)據(jù)庫：是長期儲存在計(jì)算機(jī)內(nèi)、有組織的、可共享的大量數(shù)據(jù)的集合數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)3大基本特點(diǎn)：永久存儲、有組織、可共享數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DBMS）：是位于用戶與操作系統(tǒng)之間的一層數(shù)據(jù)管理軟件數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)主要功能：1.數(shù)據(jù)定義功能；2.數(shù)據(jù)組織、存儲和管理；3.數(shù)據(jù)操縱功能；4.數(shù)據(jù)庫的事務(wù)管理和運(yùn)行管理；6.其他功能數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（DBS、簡稱數(shù)據(jù)庫）：指在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中引入數(shù)據(jù)庫后的系統(tǒng)，由數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（及其開發(fā)工具）、應(yīng)用系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理員構(gòu)成人工管理階段特點(diǎn)：1.數(shù)據(jù)不保存；2.應(yīng)用程序管理數(shù)據(jù)；3.數(shù)據(jù)不共享；4.數(shù)據(jù)不具有獨(dú)立性文件系統(tǒng)階段特

2、點(diǎn)：1.數(shù)據(jù)可長期保存；2.由文件系統(tǒng)管理數(shù)據(jù)文件系統(tǒng)缺點(diǎn)：1.數(shù)據(jù)共享性差，冗余度大；2.數(shù)據(jù)獨(dú)立性差數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)特點(diǎn)：1.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化（與文件系統(tǒng)的本質(zhì)區(qū)別）；2.數(shù)據(jù)的共享性高，冗余度低，易擴(kuò)充；3.數(shù)據(jù)獨(dú)立性高；4.數(shù)據(jù)由DBMS統(tǒng)一管理和控制數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化：所謂“整體”結(jié)構(gòu)化是指在數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)不再僅僅針對某一個應(yīng)用，而是面向全組織；不僅數(shù)據(jù)內(nèi)部結(jié)構(gòu)化，而且整體是結(jié)構(gòu)化的，數(shù)據(jù)之間具有聯(lián)系。在每個文件系統(tǒng)中每個文件內(nèi)不是有結(jié)構(gòu)的，即文件由記錄構(gòu)成，每個記錄由若干屬性組成數(shù)據(jù)獨(dú)立性包括：數(shù)據(jù)的物理獨(dú)立性和數(shù)據(jù)的邏輯獨(dú)立性物理獨(dú)立性：指用戶的應(yīng)用程序與存儲在磁盤上的數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)是相互獨(dú)立的邏輯

3、獨(dú)立性：指用戶的應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)庫的邏輯結(jié)構(gòu)是相互獨(dú)立的，即數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)改變了，用戶程序也可以不變DBMS提供的數(shù)據(jù)控制功能：1.數(shù)據(jù)的安全性保護(hù)；2.數(shù)據(jù)的完整性檢查；3.并發(fā)控制；4.數(shù)據(jù)庫恢復(fù)數(shù)據(jù)模型應(yīng)滿足三方面要求：一是能比較真實(shí)的模擬現(xiàn)實(shí)世界；二是容易為人所理解；三是便于在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)模型是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的核心和基礎(chǔ)第一類是概念模型，也成信息模型，它是按用戶的觀點(diǎn)來對數(shù)據(jù)和信息建模，主要用于數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)第二類的邏輯模型主要包括層次模型、網(wǎng)狀模型、關(guān)系模型、面向?qū)ο竽Ｐ秃蛯ο箨P(guān)系模型，它是按計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的觀點(diǎn)對數(shù)據(jù)建模，主要用于DBMS的實(shí)踐第二類中的物理模型是對數(shù)據(jù)最底層的抽象，它描述數(shù)

4、據(jù)在系統(tǒng)內(nèi)部的表示方式和存取方式，在磁盤和磁帶上的存儲方式和存取方式，是面向計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)模型的組成要素：1.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；2.數(shù)據(jù)操作；3.數(shù)據(jù)的完整性約束條件概念模型用途：用于信息世界的建模，是現(xiàn)實(shí)世界到信息世界的第一層抽象，是數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)人員進(jìn)行數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的有力工具，也是數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)人員和用戶之間進(jìn)行交流的語言對概念模型的基本要求：一方面應(yīng)該具有較強(qiáng)的語義表達(dá)能力，能夠方面、直接地表達(dá)應(yīng)用中的各種語義知識；另一方面應(yīng)該簡單、清晰、易于用戶理解實(shí)體：客觀存在并可相互區(qū)別的事物屬性：實(shí)體所具有的某一特性碼：唯一標(biāo)識實(shí)體的屬性集域：屬性的取值范圍實(shí)體型：具有相同屬性的實(shí)體必然具有的特征和性質(zhì)。用實(shí)體

5、名及其屬性名集合來抽象和刻畫同類實(shí)體，成為實(shí)體型實(shí)體集：同一類型實(shí)體的集合聯(lián)系：實(shí)體內(nèi)部的聯(lián)系通常是指組成實(shí)體的各屬性之間的聯(lián)系；實(shí)體之間的聯(lián)系通常是指不同實(shí)體集之間的聯(lián)系兩個實(shí)體型之間的聯(lián)系分為三種：一對一聯(lián)系、一對多聯(lián)系、多對多聯(lián)系關(guān)系模型：1.關(guān)系數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；2.操縱和完整性約束；3.存儲結(jié)構(gòu)關(guān)系：一個關(guān)系對應(yīng)通常說的一張表元組：表中的一行即為一個元組屬性：表中的一列即為一個屬性碼（碼鍵）：表中的某個屬性組，它可以唯一確定一個元組域：屬性的取值范圍分量：元組中的一個屬性值關(guān)系的完整性約束條件包括：實(shí)體完整性、參照完整性、用戶定義的完整性關(guān)系的兩個不變性：實(shí)體完整性和參照完整性的關(guān)

6、系模型必須滿足的完整性約束條件數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級模式結(jié)構(gòu)指數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是由外模式、模式和內(nèi)模式三級構(gòu)成模式（邏輯模式）：是數(shù)據(jù)庫全體數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和特征的描述，是所有用戶的公共數(shù)據(jù)視圖。它是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)模式結(jié)構(gòu)的中間層，既不涉及數(shù)據(jù)的物理存儲細(xì)節(jié)和硬件環(huán)境，也與具體的應(yīng)用程序、所使用的開發(fā)工具及高級程序設(shè)計(jì)語言無關(guān)。一個數(shù)據(jù)庫只有一個模式外模式（子模式、用戶模式）：是數(shù)據(jù)庫用戶能夠看見和使用的局部數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和特征的描述，是數(shù)據(jù)庫用戶的數(shù)據(jù)視圖，是與某一應(yīng)用有關(guān)的數(shù)據(jù)的邏輯表示。通常是模式的子集，一個數(shù)據(jù)庫可以有多個外模式。外模式是保證數(shù)據(jù)庫安全性的一個有力措施內(nèi)模式（存儲模式）：一個數(shù)據(jù)庫只能有

7、一個內(nèi)模式，是數(shù)據(jù)物理結(jié)構(gòu)和存儲方式的描述，是數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫內(nèi)部的表示方式外模式/模式映射、模式/內(nèi)模式映射保證了數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)能夠具有較高的邏輯獨(dú)立性和物理獨(dú)立性候選碼：若關(guān)系中的某一屬性組的值能唯一的標(biāo)識一個元組主碼：若一個關(guān)系中有多個候選碼，則選定其中一個為主碼候選碼的諸稱為主屬性。不包含在任何候選碼中的屬性稱為非主屬性或非碼屬性全碼：在最極端的情況下，關(guān)系模式中的所有屬性是這個關(guān)系模式的候選碼關(guān)系的三種類型：基本關(guān)系（又稱基本表、基表）、查詢表、視圖表基本表是實(shí)際存在的表，它是實(shí)際存儲數(shù)據(jù)的邏輯表示查詢表是查詢結(jié)果對應(yīng)的表視圖表是基本表或其他視圖表導(dǎo)出的表，是虛表，不對應(yīng)實(shí)際存儲的數(shù)

8、據(jù)關(guān)系模式：關(guān)系的表述關(guān)系模型基本操作：1.查詢操作；2.插入、刪除、修改操作查詢操作分為：選擇、投影、連接、除、并、差、交、笛卡爾積（5種基本操作）關(guān)系操作特點(diǎn)：集合操作方式，即操作的對象和結(jié)果都是集合，也稱一次一集合的方式。非關(guān)系數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)操作方式則是一次一記錄的方式關(guān)系數(shù)據(jù)語言分類：1.關(guān)系代數(shù)語言（ISBL）；2.關(guān)系演算語言（元組關(guān)系演算語言APLHA、QUEL，域關(guān)系演算語言QBE）3.具有關(guān)系代數(shù)和關(guān)系演算雙重特點(diǎn)的語言（SQL）等值連接和自然連接的區(qū)別和聯(lián)系：1.連接運(yùn)算符是“=”的連接運(yùn)算成為等值連接，他是從關(guān)系R和S的廣義笛卡爾積中選取A、B屬性值相等的那些元組；2.自

9、然連接是一種特殊的等值連接，他要求兩個關(guān)系中進(jìn)行比較的分量必須是相同的屬性組，并且結(jié)果中把重復(fù)的屬性列去掉SQL集數(shù)據(jù)查詢、數(shù)據(jù)定義（CREATE、DROP、ALTER）、數(shù)據(jù)操縱（INSERT、UPDATE、DELETE）和數(shù)據(jù)控制（GRANT、REVOKE）功能于一體SQL兩種使用方法：交互式、嵌入式SQL主要特征包括：1.綜合統(tǒng)一；2.高度非過程化；3.面向集合的操作方式；4.以同一種語法結(jié)構(gòu)提供多種使用方式；5.語言簡潔，易學(xué)易用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的三類安全性問題：技術(shù)安全類、管理安全類和政策法律類TCSEC/TDI從以下四個方面來描述安全性級別劃分的標(biāo)準(zhǔn)：安全策略、責(zé)任、保證和文檔GRANT

10、語句向用戶授予權(quán)限，REVOKE語句收回授予的權(quán)限數(shù)據(jù)庫完整性是指數(shù)據(jù)的正確定和相容性數(shù)據(jù)庫的完整性和安全性的區(qū)別和聯(lián)系：數(shù)據(jù)庫的完整性是為了防止數(shù)據(jù)庫存在不符合語義的數(shù)據(jù)，也就是防止數(shù)據(jù)庫中存在不正確的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)的安全性是保護(hù)數(shù)據(jù)庫防止惡意的破壞和非法的存取。因此，完整性檢查和控制的防范對象是不合語義的、不正確的數(shù)據(jù)，防止它們進(jìn)入數(shù)據(jù)庫。安全性控制的防范對象是非法用戶和非法操作，防止他們對數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的非法存取為維護(hù)數(shù)據(jù)庫的完整性，DBMS必須能夠：1.提供定義完整性約束條件的機(jī)制；2.提供完整性檢查的方法；3.違約處理實(shí)體完整性規(guī)則：若屬性（指一個或一組屬性）A是基本關(guān)系R的主屬性，則A不能

11、取空值參照完整性規(guī)則：若屬性（或?qū)傩越M）F是基本關(guān)系R的外碼，它與基本關(guān)系S的主碼Ks相對應(yīng)（基本關(guān)系R和S不一定是不同的關(guān)系），則對于R中每個元組在F上的值必須為：1.或者取空值（F的每個屬性值均為空值）；2.或者等于S中某個元組的主碼值關(guān)系模型的實(shí)體完整性在CREATE TABLE中用PRIMARY KEY定義。對單屬性構(gòu)成的碼有兩種說明方法，一種是列級約束條件，另一種是第一位表級約束條件。對多屬性構(gòu)成的碼只有一種說明方法，即定義為表級約束條件關(guān)系模式存在的問題：1.數(shù)據(jù)容易太大；2.更新異常；3.插入異常；4.刪除異常函數(shù)依賴：設(shè)R(U)是屬性集U上的關(guān)系模式。X,Y是U的自己。若對于R

12、(U)的任意一個可能的關(guān)系r，r中不可能存在兩個元組在X上的屬性值相等，而在Y上的屬性值不相等，則稱X函數(shù)確定Y或Y函數(shù)依賴于X，記作XY規(guī)范化：一個低一級范式的關(guān)系模式，通過模式分解可以轉(zhuǎn)換為若干個高一級范式的關(guān)系模式的集合，這種過程就叫做規(guī)范化第一范式：每一個分量必須是不可分的數(shù)據(jù)項(xiàng)，滿足了這個最低要求的關(guān)系模式就屬于1NF2NF：若R1NF，且每一個非主屬性完全函數(shù)依賴于碼，則R2NF3NF：關(guān)系模式R中若不存在這樣的碼X，屬性組Y及非主屬性Z（Z不是Y的真子集）使得XY，YZ成立，YZ，則稱R3NFBCNF：關(guān)系模式R1NF.若XY且Y不是X真子集時(shí)X必含有碼，則RBCNF一個關(guān)系模式

13、R不屬于2NF，就會產(chǎn)生以下問題：1.插入異常；2.刪除異常；3.修改異常模式分解的3個定義：分解具有“無損連接性”；分解要“保持函數(shù)依賴”；分解既要“保持函數(shù)依賴”，優(yōu)雅具有“無損連接性”數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的一般定義：對于一個給定的應(yīng)用環(huán)境，構(gòu)造（設(shè)計(jì)）優(yōu)化的數(shù)據(jù)庫邏輯模式和物理結(jié)構(gòu)，并據(jù)此建立數(shù)據(jù)庫及應(yīng)用系統(tǒng)，使之能夠有效的存儲和管理數(shù)據(jù)，滿足各種用戶的應(yīng)用需求，包括信息管理要求和數(shù)據(jù)操作要求信息管理要求：在數(shù)據(jù)庫中應(yīng)該存儲和管理哪些數(shù)據(jù)對象數(shù)據(jù)操作要求：對數(shù)據(jù)對象需要進(jìn)行哪些操作，如查詢、增、刪、改、統(tǒng)計(jì)等操作數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)目標(biāo)：為用戶和各種應(yīng)用系統(tǒng)提供一個信息基礎(chǔ)設(shè)施和高效率的運(yùn)行環(huán)境高效率的運(yùn)行

14、環(huán)境包括：數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的存取效率、數(shù)據(jù)庫存儲空間的利用率、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)運(yùn)行管理的效率等都是高的數(shù)據(jù)可設(shè)計(jì)的特點(diǎn)：1.數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的基本規(guī)律：“三分技術(shù)，七分管理，十二分基礎(chǔ)數(shù)據(jù)”；2.結(jié)構(gòu)（數(shù)據(jù)）設(shè)計(jì)和行為（處理）設(shè)計(jì)相結(jié)合概念結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)：1.能真實(shí)、充分地反映現(xiàn)實(shí)世界，包括事物和事物之間的聯(lián)系，能滿足用戶對數(shù)據(jù)的粗粒要求，是實(shí)現(xiàn)世界的一個真實(shí)模型；2.易于理解，從而可以用它和不熟悉計(jì)算機(jī)的用戶交換意見，用戶積極的參與是數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)成功的關(guān)鍵；3.易于更改，當(dāng)應(yīng)用環(huán)境和應(yīng)用要求改變時(shí)，容易對概念模型修改和擴(kuò)充；4.易于向關(guān)系、網(wǎng)狀、層次等各種數(shù)據(jù)模型轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì)概念結(jié)構(gòu)的四種方法：自頂向下、自底向上、

15、逐步擴(kuò)張、混合策略最經(jīng)常采用的策略是自底向上方法，即自頂向下的進(jìn)行需求分析，然后自底向上的設(shè)計(jì)概念結(jié)構(gòu)三種抽象：分類、聚集、概括游標(biāo)是系統(tǒng)為用戶開設(shè)的一個數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，存放SQL語句的執(zhí)行結(jié)果，每個游標(biāo)區(qū)都有一個名字查詢優(yōu)化的優(yōu)點(diǎn)不僅在于用戶不必考慮如何最好的表達(dá)查詢以獲得較好的效率，而且在于系統(tǒng)可以比用戶程序的“優(yōu)化”做得更好查詢優(yōu)化的總目標(biāo)：選擇有效的策略，求得給定關(guān)系表達(dá)式的值，使得查詢代價(jià)最小（實(shí)際上是較?。┐鷶?shù)優(yōu)化策略是通過對關(guān)系代數(shù)表達(dá)式的等價(jià)變化來提高查詢效率物理優(yōu)化就是要選擇高效合理的操作算法或存取路徑，求得優(yōu)化的查詢計(jì)劃，達(dá)到查詢優(yōu)化的目標(biāo)事務(wù)是用戶定義的一個數(shù)據(jù)庫操作序列，這些操作要么全做要么全部做，是一個不可分割的工作單位事務(wù)通常以BEGIN TRANSACTION開始，以COMMIT或ROLLBACK結(jié)束。COMMIT表示提交，即提交事務(wù)的所有操作ROLLBACK表示回滾，即在事務(wù)運(yùn)行過程中發(fā)生了某種故障，事務(wù)不能繼續(xù)執(zhí)行，系統(tǒng)將事務(wù)中對數(shù)據(jù)庫的所有已完成的操作全部撤銷，回滾到事務(wù)開始時(shí)的狀態(tài)事務(wù)的四個特性（ACID特性）：原子性、一致性、隔離性、持續(xù)性原子性：事務(wù)是數(shù)據(jù)庫的