《数据库原理》知识点总结归纳.docx

资源描述

《数据库原理》知识点总结归纳.docx

《《数据库原理》知识点总结归纳.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《数据库原理》知识点总结归纳.docx（59页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

《数据库原理》知识点总结归纳.docx

《数据库原理》知识点总结归纳

数据库系统概述

一、有关概念

1．数据

2．数据库（DB）

3．数据库管理系统（DBMS）

Access

桌面DBMSVFP

SQLServer

Oracle

客户机/服务器型DBMSMySQL

DB2

4．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、数据管理技术的发展

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

数据面向的对象

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，它是应用程序的一部分。

独立性差

数据库与应用系统完全分开

概念模型

一、模型的三个世界

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，姓名，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，但可以多次续借。

4．实体型：

即二维表的结构

例student（no，name，sex，age，dept）

5．实体集：

即整个二维表

三、实体间的联系：

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：

①E-R图作为用户与开发人员的中间语言。

②E-R图可以等价转换为层次、网状、关系模型。

举例：

学校有若干个系，每个系有若干班级和教研室，每个教研室有若干教员，其中有的教授

和副教授每人各带若干研究生。

每个班有若干学生，每个学生选修若干课程，每门课程有若干学生选修。

用E-R图画出概念模型。

数据模型

一、层次模型：

用树型结构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。

查找层次数据库中的记录，速度较慢。

二、网状模型：

用图结构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：

在实体型的基础上，注明主码。

关系模型：

指一个数据库中全部二维表结构的集合。

2．特点：

关系模型是建立在严格的数学理论的基础上的；

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。

数据库系统结构

一、数据库系统的体系结构

单机结构：

DBMS、数据库、开发工具、应用系统安装在一台计算机上。

C/S结构：

局域网结构

客户机：

装开发工具、应用系统

服务器：

装DBMS、数据库

B/S结构：

Internet结构

服务器：

装DBMS、数据库、开发工具、应用系统

客户机：

装IE即可

三、数据库系统的模式结构

1．三级模式

模式：

是数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述。

Ü模式只涉及数据库的结构；

Ü模式既不涉及应用程序，又不涉及数据库结构的存储；

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：

描述数据库结构的存储，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：

负责对数据库进行统一的管理与控制。

数据定义：

即定义数据库中各对象的结构

②数据操纵：

包括对数据库进行查询、插入、删除、修改等操作。

数据控制：

包括安全性控制、完整性控制、并发控制、数据库恢复。

2．DBMS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、基本概念

1．码：

能唯一标识元组的属性集。

2．候选码：

一个属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，则称F是关系R的外码。

例：

student（sno,sname,ssex,sage,sdept）

Sc（sno,cno,grade）

Sc的主码为：

（sno,cno）；外码为：

sno

关系的数学定义

一、域（domain）

1．定义：

域是一组具有相同类型的值的集合。

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，则D1×D2×D3称为笛卡尔积。

2．笛卡尔积D1×D2×D3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：

笛卡儿积的一部分元组称为关系。

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相同，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,姓名,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的结构完全相同，则：

R∪S：

由属于R或属于S的元组组成。

R∩S：

由既属于R又属于S的元组组成。

R－S：

由属于R而不属于S的元组组成。

思考：

（R∩S）∪（R－S）=？

R×S：

设R有m个属性，K1个元组；S有n个属性，K2个元组，则R×S含有（m+n）个属性，（K1×K2）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中选择若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，若有公共属性，则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：

①自然连接：

两关系至少有一个公共属性。

②对于R的每个元组，S都从第一个元组开始判断，若两元组的公共属性值相同，则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R（x，y）和S（y，z），则R÷S=P（x），其中x，y，z为属性组。

求解过程：

①求R中x可以取哪些值，并求各值的象集。

②求S在属性组y上的投影K。

③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如下图，求R÷S。

解：

在关系R中，A可以取四个值，a1，a2，a3，a4。

a1的象集为{（b1，c2），（b2，c3），（b2，c1）}

a2的象集为{（b3，c7），（b2，c3）}

a3的象集为{（b4，c6）}

a4的象集为{（b6，c6）}

S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R÷S={a1}

结论：

如何写关系代数表达式？

答：

①查询涉及多个关系时，一般使用∞→

。

②查询涉及“否定”时，一般用差运算。

③查询涉及“全部”时，一般用除运算。

查询涉及“至少”时，一般用×

关系数据库规范化理论

函数依赖

一、有关概念：

R表

961

高明

962

DBS

高飞

962

高飞

962

高明

963

高明

1．函数依赖：

任给R（U），U为属性集，x、y为U的子集，如果对于x的每个值，y有唯一确定的值与之对应，则称x决定y，或y函数依赖于x。

记为：

x→y。

例：

KH→KM

XM→DZ

（XH,KH）→CJ

KH→（KM,XM）

2.完全函数依赖：

若x→y，且对于x的所有真子集x′,都有x′y，则称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：

KH→KM

则

结论：

若x→y，且x只包含一个属性，则

。

3．部分函数依赖：

若x→y，且存在x的一个真子集x′,满足x′→y，则称x部分决定y，或y部分函数依赖于x。

记为：

。

例1：

（KH,KM）→XM

但KM→XM

则

例2：

（XH,KH）→DZ

但KH→DZ

则

4．传递函数依赖：

若x→y,y→z,但y∕x,则

例：

KM→XM,XM→DZ,但XM∕KM

二、平凡函数依赖与非平凡函数依赖

设x→y，如果y是x的子集，则该依赖是平凡的。

如：

Sno,sname→sno

如果y中至少有一个属性不在x中，则该依赖是非平凡的。

如：

Sno,sname→sname,sdept

如果y中没有一个属性在x中，则该依赖为完全非平凡的。

三、函数依赖的推理规则

设有关系R，x、y、z为R的一个属性集，则有：

自反律：

若

，则x→y。

增广律：

若x→y，则xz→yz。

传递律：

若x→y，y→z，则x→z。

注意传递律与传递函数依赖的区别。

合并律：

若x→y，x→z,则x→yz。

分解律：

若x→yz，则x→y，x→z。

关系模式的规范化

一、问题提出

R表

961

高明

962

DBS

高飞

962

高飞

962

高明

963

高明

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；

应尽可能避免插入、删除异常；

消去关系中不合适的属性依赖关系。

二、范式

什么叫范式？

指一个关系的非主属性函数依赖于主码的程度。

什么叫关系规范化？

指一个关系从低级范式向高级范式的转换过程。

应用：

关系规范化理论应用在逻辑结构设计阶段。

三、关系模式的规范化

1．第一范式（1NF）

定义：

若关系R的所有属性不能再分，则R∈1NF

存在问题

原因：

存在非主属性对主码的部分依赖。

解决办法：

消除非主属性对主码的部分依赖，

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；将满足部分依赖的属性集组成另一个关系；

R1表R2表

961

高明

962

DBS

高飞

962

高飞

962

963

R1主码：

（XH,KH）

R2主码：

2．第二范式（2NF）

定义：

若关系R∈1NF，且它的每个非主属性都完全依赖于主码，则称R∈2NF。

存在问题：

●冗余大：

R1必要冗余，R2冗余可以修改。

●修改麻烦

●插入异常：

如新来的教师没有上课，则该教师的信息就没办法插入R2表中。

●删除异常：

若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。

KH→XM，XM→DZ，但XMKH

∴

[传递依赖必须有两个非主属性]

解决办法：

将R2一分为二

R21表R22表

高明

DBS

高飞

R21主码：

R22主码：

3．第三范式（3NF）

定义：

若关系R∈2NF，且它的每个非主属性都不传递依赖于主码，则称R∈3NF。

规范化过程

非规范关系

↓使每个属性都不能再分

1NF

↓消去非主属性对主码的部分依赖

2NF

↓消去非主属性对主码的传递依赖

3NF

4．结论

若R∈1NF，且主码只含一个属性，则R一定为2NF。

若R∈2NF，且只有0~1个非主属性，则R一定为3NF。

3NF一般控制了数据冗余，一般避免了操作异常。

范式并非越高越好，适可而止。

数据库设计

一、数据库设计的步骤

①需求分析：

了解分析用户的需要、要求。

②概念结构设计：

根据需求分析的结果画概念模型（即E-R图）。

③逻辑结构设计：

将E-R图转换为某一种数据模型，并优化。

物理结构设计

⑤数据库实施

数据库运行与恢复

概念结构设计

一、局部E-R图设计

1．确定局部范围

通常把系统涉及的各个部门或各个主要功能作为局部。

2．确定实体与属性

①属性是不能再分的数据项；

联系只发生在两实体之间；

原则上，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。

逻辑结构设计

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。

（2）1：

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。

班长（XH，XM，NL，BH）

班级（BH，RS）

（3）1：

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。

学生（XH，XM，NL，BH）

班级（BH，RS，XH）

班长的学号

（4）m：

n联系：

必须转换为一个关系模式，并且不能消化。

例：

学生（sno，sname，ssex，sage，sdept）

课程（cno，cname，credit）

选修（sno，cno，grade）

（5）多元联系：

不能消化

例：

物理结构设计与数据库实施

1．物理结构设计

在逻辑设计的基础上，为每个关系模式选择合适的存储结构与存储方式。

选择存储结构：

即决定每个表的记录顺序。

选择存取方式：

即决定为哪些属性建立非聚集索引，以便加快查找速度。

一般把经常查询的属性名指定为非聚集索引。

2．数据库实施

主要工作：

定义数据库结构；

组织数据入库；

编写应用程序；

数据库试运行；

SQLServer2005系统入门

一、运行环境

最低处理器速度：

600MHZ（推荐1GB或者更快）

最小内存：

512MB（推荐1GB或者更大）

可用硬盘空间：

1.6GB

二、SQLServer2005的主要组件

1．服务：

用于启动SQLServer2005服务器

单击“开始”菜单，选择“控制面板”|“管理工具”|“服务”选项，将“SQLServer（MSSQLSERVER）”选项置为“自动”，即随操作系统的启动而自动启动。

安装时默认为“自动”。

2．配置管理器（ConfigurationManager）：

用于启动SQLServer2005服务器

注意：

“服务”窗口中显示的是操作系统中全部的服务程序，而“配置管理器”窗口中显示的仅仅是与SQLServer2005有关的服务程序。

3．SQLServerManagementStudio（简称SSMS，管理工作室）

组合了对象资源管理器、查询编辑器的功能。

对象资源管理器用于管理数据库服务器中的所有数据库对象；

4．SSMS查询编辑器：

主要用于输入、执行和保存Transact-SQL命令

创建和使用数据库

一、数据库文件

1．一个数据库至少有一个主要数据文件和一个事务日志文件。

如果数据库很大，可以使用一个主要数据文件、多个次要数据文件和多个事务日志文件。

主数据文件（.mdf）

次数据文件（.ndf）

事务日志文件（.ldf）：

用来记录对数据库对象的所有更新操作。

2．系统数据库

Master数据库、Model数据库

二、创建数据库

1．打开数据库：

Use数据库名

2．删除数据库：

Dropdatabase数据库名

三、修改数据库

1．分离和附加数据库

2．备份和还原数据库

3．数据的导入和导出

数据库的备份和恢复

1．将数据库备份到一个备份文件中：

Backupdatabase数据库名todisk=’路径\文件名’

2．将备份文件恢复到数据库中：

Restoredatabase数据库名fromdisk=’路径\文件名’

创建和使用表

数据类型

1．字符型

char（n）：

定长字符型，n表示字符数，取值为1~8000。

若缺省n，则默认为1。

varchar（n）：

变长字符型

Text：

可以存储任意长的字符串

说明：

标准字符型：

每个英文字母、数字算1个字符，每个汉字算2个字符，每个字符占1个字节。

2．统一码字符型

每个英文字母、数字、汉字算1个字符，每个字符占2个字节。

nchar（n）：

n表示字符数，取值为1~4000。

nvarchar（n）

ntext：

可以存储任意长的统一码字符串。

例：

设某表的结构如下：

nochar（6）,namenchar（6）

则no可以赋予3个汉字，name可以赋予6个汉字

3．整型

取值范围

所占字节数

Bigint

Int

Smallint

-32768~+32767

Tinyint

0~255

bit

0,1

即逻辑型

4．实型

精确数值型

Decimal（p,s）

Numeric（p,s）

精度P：

表示全部数字的位数（不计小数点和正负号）

S：

表示小数位数，若缺省S，则默认为0

P-S：

表示整数位数

近似数值型

Real精确到7位有效数字

Float精确到15位有效数字

5．贷币型

Money：

占8个字节，保留4位小数

Smallmoney：

占4个字节，保留4位小数

字符串常量：

由单引号括住的字符序列

贷币型常量：

可以是一个实型常量

6．日期时间型

Datetime、Smalldatetime

若省略日期部分，则默认为：

’1900-1-1’

若省略时间部分，则默认为：

’00:

00:

00’

日期格式：

’yyyy-mm-dd’

时间格式：

’hh:

mm:

ss’

使用对象资源管理器创建和管理表

一、创建表

1．在一个表中只能定义一个标识字段。

2．只有整型和精确数值型（decimal、numeric）字段才能指定为标识字段。

3．把某个字段指定为公式字段。

二、设置约束

1．主键约束：

每个表中只能有一列或一个组合被指定为主键，主键中的各个列不能为空值。

2．外键约束：

创建外键约束，就是定义两个表的永久关联，这两个表分别称为主键表、外键表。

外键表中外键的值只能是主键表中主键的有效值或空值。

3．唯一性约束：

主键约束与唯一性约束的区别是：

（1）在一个表中只能定义一个主键约束，但可定义多个唯一性约束；

（2）指定为主键约束的列不能取空值，但指定为唯一性约束的列允许取空值。

4．唯一性约束：

用于限制输入到一列或多列的值的范围，保证数据库的数据完整性。

5．默认值约束：

T-SQL

一、SQL语言的特点

SQL语言集数据定义、数据查询、数据操纵、数据控制的功能于一体。

动词

数据定义

Create、drop

数据查询

select

数据操纵

Insert、delete、update

数据控制

Grant、revoke

所有的DBMS都支持SQL语言。

T-SQL基础

一、创建和使用数据库

1．创建数据库

createdatabase数据库名

2．使用数据库

Use数据库名

3．删除数据库

dropdatabase数据库名

二、定义表

1．创建表

createtable表名（属性名类型，…，属性名类型）

指定标识字段：

identity（标识种子，标识增量）

指定公式字段：

属性名as表达式

例：

createtablestudent

（nointidentity（1,1）,

nam

展开阅读全文