《数据库系统原理教程》复习重点.docx

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《数据库系统原理教程》复习重点

《数据库系统原理教程》

第1章绪论

1、1、引言

1、数据：

数据就是描述事物得符号记录。

数据与其语义就是不可分得。

数据得形式本身并不能完全表达其内容，需要经过语义解释。

2、数据库（database，简称DB）：

长期存储在计算机内、有组织得、可共享得数据集合。

数据库中得数据按一定得数据模型组织、描述与存储，具有较小得冗余度，较高得数据独立性与易扩展性，并可为各种用户共享。

3、数据库管理系统（databasemanagementsystem，简称DBMS）：

就是位于用户与操作系统之间得一层数据管理软件。

数据库在建立、运用与维护时由数据库管理系统统一管理、统一控制。

数据库管理系统使用户能方便地定义数据与操纵数据，并能够保证数据得安全性、完整性、多用户对数据得并发使用及发生故障后得系统恢复。

4、数据库系统（databasesystem，简称DBS）：

指在计算机系统中引入数据库后得系统构成，一般由数据库、数据库管理系统、应用系统、数据库管理员与用户构成。

5、数据库管理员（databaseadministrator，简称DBA）：

完成数据库得建立、使用与维护等工作得专业人员。

6、数据管理：

指如何对数据进行分类、组织、编码、存储、检索与维护，它就是数据处理得中心问题。

随着计算机硬件与软件得发展，数据管理经历了人工管理、文件系统与数据库系统三个发展阶段。

7、人工管理数据得特点：

（1）数据不保存。

（2）数据需要由应用程序自己管理，没有相应得软件系统负责数据得管理工作。

（3）数据不共享。

（4）数据不具有独立性，数据得逻辑结构或物理结构发生变化后，必须对应用程序做相应得修改。

8、文件系统管理数据得特点：

（1）数据可以长期保存。

（2）由专门得软件即文件系统进行数据管理，程序与数据之间由软件提供得存取方法进行转换，应用程序与数据之间有了一定得独立性。

（3）数据共享性差。

（4）数据独立性低。

不具有弹性得无结构得数据集。

文件记录之间没有联系。

9、数据库系统管理数据得特点：

（1）数据结构化。

（2）数据得共享性好，冗余度低。

（3）数据独立性高。

（4）数据由DBMS统一管理与控制。

10、数据得不一致性：

指同一数据不同拷贝得值不一样。

11、数据得逻辑独立性：

数据库系统得一个映像功能就是数据得总体逻辑结构与某类应用所涉及得局部逻辑结构之间得映像功能。

这一映像功能保证了当数据得总体逻辑结构改变时，通过对映像得相应改变可以保持数据得局部逻辑结构不变，由于应用程序就是依赖数据得局部逻辑结构编写得，所以应用程序不必修改。

12、数据得物理独立性：

数据库系统得另一个映像功能就是数据得存储结构与逻辑结构之间得映像或转换功能。

这一映像功能保证了当数据得存储结构改变时，通过对映像得相应改变可以保持数据得逻辑结构不变，从而应用程序也不必改变。

13、除了管理功能外，DBMS还提供以下功能：

（1）数据得安全性。

（2）数据得完整性。

（3）并发控制。

（4）数据库恢复。

14、数据库技术得研究领域：

（1）数据库管理系统软件得研制。

（2）数据库设计。

（3）数据库理论。

1、2、数据模型

1、数据模型：

就是严格定义得概念得集合。

这些概念必须能够精确地描述系统得静态特性、动态特性与完整性约束条件。

通常由数据结构、数据操作与完整性约束三个要素组成。

2、数据结构：

所研究得对象类型得集合。

这些对象就是数据库得组成成分，包括与数据类型、内容、性质有关得对象与与数据之间联系有关得对象。

3、数据操作：

指对数据库中各种对象得实例允许执行得操作得集合，包括操作及有关得操作规则。

4、数据得约束条件：

就是一组完整性规则得集合。

完整性规则就是给定得数据模型中数据及其联系所具有得制约与依存规则，用以限定符合数据模型得数据库状态以及状态得变化，以保障数据得正确、有效与相容。

5、信息世界涉及得概念：

实体、属性、码、域、实体型、实体集、联系。

6、两个实体型之间得联系分为：

1:

1联系、1:

n联系、m:

n联系。

7、ER图：

提供了表示实体型、属性与联系得方法。

8、常用数据模型：

层次模型、网状模型、关系模型。

层次模型与网状模型统称为非关系模型。

9、基本层次联系：

指两个记录以及它们之间得一对多（包括一对一）得联系。

10、层次模型：

用树形结构表示各类实体以及实体间得联系。

优点：

模型简单、实体间联系固定、提供良好得完整性支持。

缺点：

表示多对多联系时很笨拙、对插入删除操作限制较多、查询子节点必须通过父节点、层次命令趋于程序化。

11、邻接法：

按照层次树前序遍历得顺序把所有记录值依次邻接存放，即通过物理空间得位置相邻来实现层次顺序。

12、链接法：

用指引元反映数据之间得层次联系，每个记录设两类指引元，分别指向最左边得子节点与最近得兄弟节点，这种链接方法称为子女——兄弟链接法；按树得前序穿越顺序链接各记录值，这种链接方法称为层次序列链接法。

13、网状数据模型：

就是一种比层次模型更具普遍性得结构，去掉了层次模型得两个限制，允许多个结点没有双亲结点，允许结点有多个双亲结点，允许两个结点之间有多种关系，允许插入双亲不明确得子女结点，允许只删除双亲结点值，更新只需更新指定记录。

优点：

能更为直接得描述现实世界、具有良好得性能与存取效率。

缺点：

其DDL语言极其复杂、数据独立性较差。

14、一个关系模型涉及以下概念：

关系、元组、属性、主码、域、分量、关系模式、关系名。

15、关系数据模型：

实体及实体间得联系都用关系表示，它得操纵主要包括查询、插入、删除与更新数据。

关系得完整性约束条件包括：

实体完整性、参照完整性与用户定义完整性。

关系模型优点：

建立在严格得数学基础上、概念单一、存取路径对用户透明，具有较好得数据独立性，安全保密性。

缺点：

由于存取路径对用户透明，查询效率往往不如非关系数据模型。

16、网状数据模型得典型代表就是DBTG系统。

1、3、数据库系统结构

1、模式：

也称逻辑模式，就是数据库中全体数据得逻辑结构与特征得描述，就是所有用户得公共数据视图。

它就是数据库系统模式结构得中间层，就是数据库数据在逻辑级上得视图。

一个数据库只有一个模式。

2、外模式：

也称子模式或用户模式，它就是数据库用户（包括应用程序员与最终用户）瞧见与使用得局部数据得逻辑结构与特征得描述，就是数据库用户得数据视图，就是与某一应用有关得数据得逻辑表示。

外模式通常就是模式得子集。

一个数据库可以有多个外模式。

一个应用程序只能使用一个外模式。

同一外模式可以被多个应用系统使用。

3、内模式：

也称存储模式，它就是数据物理结构与存储结构得描述，就是数据在数据库内部得表示方式。

一个数据库只有内模式。

4、数据库系统得三级模式结构：

就是指数据库系统就是由外模式、模式与内模式三级构成。

5、二级映像功能：

外模式/模式映像与模式/内模式映像。

正就是这两层映像保证了数据库系统中得数据能够具有较高得逻辑独立性与物理独立性。

6、三级模式与两级映像得作用：

（1）对于每个外模式，数据库系统都有一个外模式/模式映像，它定义了该外模式与模式之间得对应关系。

当模式改变时，只需对各个外模式/模式得映像作出相应得改变，可以保持外模式不变，从而应用程序不必修改，保证了数据得逻辑独立性。

（2）数据库中只有一个模式与内模式，所以模式/内模式映像就是唯一得，它定义了数据全局逻辑结构与存储结构之间得对应关系。

当数据库得存储结构改变了，只需对模式/内模式映像作出相应得改变，可以使模式保持不变，从而保证了数据得物理独立性。

7、数据库系统体系结构包括：

（1）单用户数据库系统：

就是一种早期得最简单得数据库系统。

在单用户系统中，整个数据库系统，包括应用程序、DBMS、数据，都装在一台计算机上，由一个用户独占，不同机器之间不能共享数据。

（2）主从式结构得数据库系统：

就是指一个主机带多个终端得多用户结构。

在这种结构中，数据库系统，包括应用程序、DBMS、数据，都集中存放在主机上，所有处理任务都由主机来完成，各个用户通过主机得终端并发地存取数据库，共享数据资源。

（3）分布式结构得数据库系统：

指数据库中得数据在逻辑上就是一个整体，但物理地分布在计算机网络得不同结点上。

数据存放、管理、维护困难。

（4）客户/服务器结构得数据库系统：

将DBMS与应用功能分开，网络中某些结点上得计算机专门用于执行DBMS功能，称为数据库服务器，其她结点上得计算机安装DBMS得外围应用开发工具，支持用户得应用，称为客户机。

分为集中与分布两种。

1、4、数据库管理系统

1、DBMS得功能主要包括：

（1）数据定义，数据定义包括定义各种模式、映射、约束条件。

（2）数据操纵，数据操纵包括对数据库数据得检索、插入、修改与删除等基本操作。

（3）数据库运行管理，包括对数据库进行并发控制、安全性检查、完整性约束条件检查、数据库内部维护等等。

（4）数据组织、存储与管理，DBMS负责分门别类地组织、存储与管理各种数据，确定文件结构。

（5）数据库得建立与维护，建立数据库包括数据库初始数据得输入与数据转换等，数据库维护包括数据库得转储、恢复、重构、监视等。

（6）数据通信接口，DBMS提供与其她软件系统进行通信得功能。

2、DBMS通常由4部分组成：

（1）数据定义语言及其翻译处理程序，DDL供用户定义数据库得模式、存储模式、外模式、各级模式之间得映射、有关得约束条件等。

（2）数据操纵语言及其编译程序，DML实现对数据库得检索、插入、修改、删除等基本操作。

（3）数据库运行控制程序，DBMS提供一些系统运行控制程序负责数据库运行过程中得控制与管理。

（4）实用程序，DBMS提供一些实用程序，包括数据初始装入程序、数据转储程序等。

3、实现DBMS得方法：

（1）N方案：

DBMS模块被用户进程按子程序调用，DBMS与应用程序融合在一起，N个用户得系统中只有N个进程。

（2）2N方案：

每个用户进程均有一个影子进程为之服务，系统中还有若干后台进程。

由于系统中进程总数接近于用户数得2倍，所以称为2N方案。

（3）M+N方案：

就是2N方案得一种改进，在N个用户进程得系统中，有M个DBMS进程为之服务（M

（4）N+1方案：

整个DBMS仅使用一个进程，多个数据库用户向其发消息以申请数据库服务，这些消息挂在DBMS进程得消息队列中。

1、5、数据库工程与应用

1、数据库设计：

包含两方面得内容，一就是结构（数据）设计，也就就是设计数据库框架或数据库结构；二就是行为（处理）设计，即设计应用程序、事务处理等。

2、数据库设计方法：

在规范设计法中，数据库设计得核心与关键就是逻辑数据库设计与物理数据库设计。

逻辑数据库设计就是根据用户要求与特定数据库管理系统得具体特点，以数据库设计理论为依据，设计数据库得全局逻辑结构与每个用户得局部逻辑结构。

物理数据库设计就是在逻辑结构确定之后，设计数据库得存储结构以及其她实现细节。

3、数据库设计步骤：

（1）需求分析，进行数据库设计首先必须准确了解与分析用户需求。

（2）概念结构设计，以一种独立于数据库管理系统得逻辑描述方法来描述数据库得逻辑结构。

（3）逻辑结构设计，将抽象得概念结构转换为所选用得DBMS支持得数据模型，并对其进行优化。

（4）数据库物理设计，为逻辑数据模型选取一个最适合应用环境得物理结构。

（5）数据库实施，建立数据库、编制与调试应用程序、组织数据入库、试运行。

（6）数据库运行与维护，不断对数据库进行评价、调整与修改。

4、数据库设计过程中需注意得问题：

要充分调动用户积极性、充分考虑到系统得可扩充性、系统得可扩充性最终都就是有一定限度得。

5、DBA得主要职责：

设计与定义数据库系统、帮助最终用户使用数据库系统、监督与控制数据库系统得使用与运行、改进与重组数据库系统，调优数据库系统得性能、转储与恢复数据库、重构数据库。

第2章关系数据库

2、1、关系数据库概概述

1、关系数据库：

关系