数据库知识点重点章节总结教学内容.docx

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数据库知识点重点章节总结教学内容

数据库知识点重点章节总结

1.基本概念

（1）数据库（DB）:

是一个以一定的组织形式长期存储在计算机内的，有组织的可共享的相关数据概念

（2）数据库管理系统（DBMS）；是位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件，是数据库系统的核心（3）数据库系统（DBS）；计算机系统中引入数据库后的系统构成（4）实体；凡是现实世界中存在的可以相互区别开，并可以被我们所识别的事物.概念等对象均可认为是实体（5）属性；是实体所具有的某些特征,通过属性对实体进行刻画.实体由属性组成（6）码；唯一标识实体的属性集称为码（7）域；属性的取值范围称为该属性的域

（8）实体型；具有相同属性的实体必然具有共同的特征和性质。

用实体名和属性名集合来抽象和刻画同类实体，称为实体型。

（9）实体集；同一类型实体的集合。

（10）1:

1联系：

如果实体集E1中每个实体至多和实体集E2中的一个实体有联系，反之亦然，那么E1和E2的联系称为“1:

1联系”。

1:

N联系：

如果实体集E1中每个实体可以与实体集E2中任意个（零个或多个）实体有联系，而E2中每个实体至多和E1中一个实体有联系，那么E1和E2的联系是“1:

N联系”。

M:

N联系：

如果实体集E1中每个实体可以与实体集E2中任意个（零个或多个）实体有联系，反之亦然，那么E1和E2的联系称为“M:

N联系”。

（11）现实世界（现实世界是指我们要管理的客户存在的各种事物.事物之间的发生.变化过程）、观念世界（信息世界）、数据世界

2.数据管理技术的发展阶段

人工管理阶段（数据不保存,系统没有专用的软件对数据进行管理,数据不共享,数据不具有独立性）、文件系统阶段（数据以文件形式可长期保存下来,文件系统可对数据的存取进行管理,文件组织多样化,程序与数据之间有一定独立性）、数据库系统阶段（数据结构化,数据共享性高,冗余少于且易扩充,数据独立性高,有统一的数据控制功能）

3.数据库系统的特点

（1）数据结构化

（2）共享性高，冗余度低，易扩充

（3）独立性高

（4）由DBMS统一管理和控制

4.DBMS的数据控制功能

（1）数据的安全性保护

（2）数据的完整性检查

（3）并发控制

（4）数据库恢复

5.数据模型的组成要素

数据结构数据结构是所研究的对象类型的集合，是刻画一个数据模型性质最重要的方

面，是对系统静态特性的描述。

数据操作数据操作是指对数据库中各种对象（型）的实例（值）允许执行的操作的集

合，包括操作及有关的操作规则。

是对系统动态特性的描述。

数据的约束条件数据的约束条件是一组完整性规则的集合。

完整性规则是给定的数据

模型中数据及其联系所具有的制约和依存规则，以保证数据的正确、有效、相容。

6.最常用的数据模型

层次、网状、关系、面向对象模型

7.关系模型

Ø关系:

一张表

Ø元组:

表中的一行

Ø属性:

表中的一列

Ø主码:

表中的某个属性组，它可以唯一确定一个元组

Ø域:

属性的取值范围

Ø分量:

元组中的一个属性值

Ø关系模式:

对关系的描述。

表示为：

关系名（属性1，属性2,…属性n）

8.关系数据模型优缺点

（1）建立在严格的数学概念基础之上

（2）概念单一

（3）存取路径对用户透明

9.数据库系统的三级模式结构

内模式、外模式、模式

二级映射

10.数据库系统的组成：

数据库、软件系统、硬件系统、数据库管理员四部分组成。

11.数据描述

概念设计、逻辑设计和物理设计等各阶段中数据描述的术语，概念设计中实体间二元联系的描述（1:

1，1:

N，M:

N）。

12.数据模型

数据模型的定义:

是专门用来抽象,表示和处理现实世界中的数据和信息的工具。

两类数据模型（概念模型和逻辑模型）,逻辑模型的形式定义（逻辑模型是按计算机观点对数据建模，主要包括层次模型、网络模型、关系模型、面向对象模型、对象关系模型；物理模型是对数据最底层的抽象，它描述数据在系统内部的表示方式和存取方法。

），ER模型，层次模型、网状模型、关系模型和面向对象模型的数据结构以及联系的实现方式。

13.DB的体系结构

三级结构，两级映象，两级数据独立性，体系结构各个层次中记录的联系。

14.DBMS（数据库管理系统）DBMS的工作模式、主要功能和模块组成。

DBMS的工作模式有六点：

接受应用程序的数据请求和处理请求；

将用户的数据请求转换成低层指令；

实现对DB的操作；

从对DB的操作中接受查询结果；

对查询结构进行处理；

将处理结果返回给用户。

DBMS的主要功能有DB的定义、操纵、保护、维护和数据字典等五个功能。

15.DBS（数据库系统）DBS的组成（DBS由DB、硬件、软件和DBA等四个部分组成），DBA（DBA是控制数据整体结构的一组人员，负责DBS的正常运行，承担创建、监控和维护DB结构的责任。

），DBS的全局结构（数据库用户有四类：

DBA，专业用户，应用程序员，终端用户。

DBMS的查询处理器有四个模块：

DML编译器，嵌入型DML预编译器，DDL编译器，查询运行核心程序。

DBMS的存储管理器有四个模块：

授权和完整性管理器，事务管理器，文件管理器，缓冲区管理器。

磁盘存储器中有五种数据结构：

数据文件，数据字典，索引文件，统计数据组织和日志。

），DBS结构的分类。

第二章关系数据库

1.基本概念

关系，候选码，主码，主属性，非主属性，键

2.完整性约束

实体完整性、参照完整性、用户定义完整性

3.笛卡儿积

4.关系的性质

Ø列是同质的

Ø不同的列可出自同一个域，每一列为一个属性，不同的属性要有不同的属性名

Ø列的顺序无所谓

Ø任意两个元组不能完全相同

Ø行的顺序无所谓

Ø分量必须取原子值，即每一个分量必须是不可分的数据项

5.关系的完整性

实体完整性、参照完整性、用户定义的完整性

6.关系代数

（1）并、交、差、广义笛卡儿积

（2）选择

（3）投影

（4）连接：

等值连接、自然连接

超键（SuperKey）：

在关系中能惟一标识元组的属性集称为关系模式的超键。

候选键（CandidateKey）：

不含有多余属性的超键称为候选键。

也就是在候选键中，若要再删除属性，就不是键了。

主键：

（PrimaryKey）：

用户选作元组标识的一个侯选键称为主键。

一般，如不加说明，则键是指主键。

外键：

（ForeignKey）：

如果关系R中属性K是其他模式的主键，那么K在模式R中称为外键

例如：

学生（学号，姓名，性别，驾驶证号）假定学生不重名

超键：

（学号，姓名），（学号，性别），（学

号，姓名，性别），（姓名，性别）等等 

候选键：

学号，姓名 

主键：

你在数据库定义的时候，如果选择学号作为

键，那么学号就是候选键

外键：

驾驶证号

本章的重要概念

（1）基本概念

关系模型，关键键（主键和外键），关系的定义和性质，三类完整性规则，ER模型到关系模型的转换规则。

（2）关系代数

五个基本操作，四个组合操作，七个扩充操作。

第三章SQL语言

1.SQL的特点

Ø综合统一

Ø高度非过程化

Ø面向集合的操作方式

Ø以同一种语法结构提供两种使用方式

Ø语言简洁，易学易用

2.表

（1）创建表createtable

createtablestudent

（Snochar（5）notnull,

Snamechar（20）unique,

Ssexchar

（1）,

Sageint,

Sdeptchar（15））;

（2）createtablecustomer（

customer_namechar（20）notnull,

customer_streetchar（30）,

customer_citychar（30）,

primarykey（customer_name））;

（3）createtableaccount（

account_numberchar（10）notnull,

branch_namechar（15）,

balanceint,

primarykey（account_number）,

foreignkey（branch_name）referencebranch（branch_name）,

check（balance>=0））;

（2）修改表altertable

（3）删除表droptable

3.索引

（1）创建索引createindex

（2）删除dropindex

4.查询select

（1）格式

（2）单表查询：

选择列、满足条件、排序、分组、集函数

（3）连接查询

（4）嵌套查询

IN、比较、（ANY或ALL）、EXISTS

（5）集合查询

5.更新数据INSERT、UPDATE、DELETE

6.视图

（1）建立视图Createview

（2）视图的作用

7.数据控制

（1）授权Grant

（2）收回权限Revoke

本章的重要概念

（1）SQL数据库的体系结构，SQL的组成。

（2）SQL的数据定义：

SQL模式、基本表和索引的创建和撤销。

（3）SQL的数据查询；SELECT语句的句法，SELECT语句的三种形式及各种限定，基本表的联接操作，SQL中的递归查询。

（4）SQL的数据更新：

插入、删除和修改语句。

（5）视图的创建和撤销，对视图更新操作的限制。

（6）嵌入式SQL：

预处理方式，使用规定，使用技术，卷游标，动态SQL语句。

第四章关系数据库的规范化设计

1.函数依赖、部分函数依赖、完全函数依赖、传递依赖

2.1NF、2NF、3NF、BCNF

模式的分解

关系模式的分解需要遵循两个主要原则：

1.满足无损连接分解的要求。

2.既要满足无损连接分解的要求，又要满足保持函数依赖

无损分解的测试方法

算法4.3无损分解的测试的算法：

如何判断是否是无损分解

构造一张k行n列的表格，每列对应一个属性Aj（1≤j≤n），每行对应一个模式Ri（1≤i≤k）。

如果Aj在Ri中，那么在表格的第i行第j列处填上符号aj，否则填上bij。

把表格看成模式R的一个关系，反复检查F中每个FD在表格中是否成立，若不成立，则修改表格中的值。

修改方法如下：

对于F中一个FDX→Y，如果表格中有两行在X值上相等，在Y值上不相等，那么把这两行在Y值上也改成相等的值。

如果Y值中有一个是aj，那么另一个也改成aj；如果没有aj，那么用其中一个bij替换另一个值（尽量把下标ij改成较小的数）。

一直到表格不能修改为止。

（这个过程称为chase过程）

若修改的最后一张表格中有一行是全a，即a1a2…an，那么称ρ相对于F是无损分解，否则称损失分解。

无损分解的测试方法

第一范式（1NF）

1NF的定义

如果一个关系模式R的所有属性都是不可分的基本数据项，则R∈1NF

即不能以集合、序列等作为属性值。

第一范式是对关系模式的最起码的要求。

不满足第一范式的数据库模式不能称为关系数据库

但是满足第一范式的关系模式并不一定是一个好的关系模式

第二范式（2NF）

（回顾）定义4.14对于FDW→A，如果存在X⊂W有X→A成立，那么称W→A是局部依赖（A局部依赖于W）；否则称W→A是完全依赖。

完全依赖也称为“左部不可约依赖”。

（回顾）定义4.15如果A是关系模式R的候选键中属性，那么称A是R的主属性；否则称A是R的非主属性。

定义4.16如果关系模式R是1NF，且每个非主属性完全函数依赖于候选键，那么称R是第二范式（2NF）的模式。

如果数据库模式中每个关系模式都是2NF，则称数据库模式为2NF的数据库模式。

第三范式（3NF）

（回顾）定义4.17如果X→Y，Y→A，且Y→X和A∈Y，那么称X→A是传递依赖（A传递依赖于X）。

定义4.18如果关系模式R是1NF，且每个非主属性都不传递依赖于R的候选键，那么称R是第三范式（3NF）的模式。

如果数据库模式中每个关系模式都是3NF，则称其为3NF的数据库模式。

›将2NF的关系模式规范化为3NF的关系模式，其方法是消除2NF的关系模式中非键属性对键的传递依赖。

本章重要概念

（1）关系模式的冗余和异常问题。

（2）FD的定义、逻辑蕴涵、闭包、推理规则、与关键码的联系；平凡的FD；属性集的闭包；推理规则的正确性和完备性；FD集的等价。

（3）无损分解的定义、性质、测试；保持依赖集的分解。

（4）关系模式的范式：

1NF，2NF，3NF，BCNF。

分解成2NF、3NF模式集的算法。

第五章数据库设计

1.数据库设计的六个阶段

需求分析、概念结构设计、逻辑结构设计物理结构设计、数据库实施、数据库运行和维护

2.需求分析：

数据字典：

数据项、数据结构、数据流、数据存储和处理过程

3.概念结构设计

（1）是整个数据库设计的关键，它通过对用户需求进行综合、归纳与抽象，形成一个独立于具体DBMS的概念模型

（2）E-R图：

基本表示方法

4.逻辑结构设计

是将概念结构转换为某个DBMS所支持的数据模型，并对其进行优化

5.物理设计

（1）为逻辑数据模型选取一个最适合应用环境的物理结构（包括存储结构和存取方法）

6.实施阶段

设计人员运用DBMS提供的数据语言及其宿主语言，建立数据库，编制与调试程序，组织数据入库，并进行试运行

7.运行和维护阶段

◆数据库应用系统经过试运行后即可投入正式运行。

◆重构，重组织

本章重要概念

（1）DBS生存期及其7个阶段的任务和工作，DBD过程的输入和输出。

（2）概念设计的重要性、主要步骤。

逻辑设计阶段的主要步骤。

（3）ER模型的基本元素，属性的分类，联系的元数、连通词、基数。

采用ER方法的概念设计步骤。

（4）ER模型到关系模型的转换规则。

采用ER方法的逻辑设计步骤。

（5）ER模型的扩充：

弱实体，超类和子类。

第七章系统实现技术

1.事务

（1）概念

（2）特性：

原子性、一致性、隔离性、持续性

2.故障种类事务

内部的故障、系统故障、介质故障

3.恢复的实现技术

（1）数据转储：

转储状态、转储方式

（2）日志：

基本格式和内容、日志的作用、登记日志文件

并发控制

1.问题：

丢失修改、不可重复读、读“脏”数据

2.封锁共享锁、排它锁

3.一级封锁协议

（1）事务T在修改数据R之前必须先对其加X锁，直到事务结束才释放

（2）解决的问题：

防止丢失修改

4.二级封锁协议

（1）一级封锁协议加上事务T在读取数据R前必须先对其加S锁，读完后即可释放S锁

（2）解决的问题：

防止丢失修改、防止读“脏”数据

5.三级封锁协议

（1）一级封锁协议加上事务T在读取数据R前必须先对其加S锁，直到事务结束才释放。

（2）解决的问题：

防止丢失修改、防止读“脏”数据、防止不可重复读

6.活锁和死锁

（1）死锁的预防：

一次封锁法，顺序封锁法

（2）死锁的诊断：

超时法，等待图法

（3）死锁的解除：

选择一个处理死锁代价最小的事务，将其撤消，释放此事务持有的所有锁，使其它事务得以继续进行下去。

本章重要概念

事务的定义，COMMIT和ROLLBACK的语义，事务的ACID性质

恢复的定义、基本原则和实现方法，故障的类型，检查点技术，REDO和UNDO操作，运行记录优先原则。

并发操作带来的三个问题，X锁、S锁、活锁、饿死和死锁

完整性的定义，完整性子系统的功能，完整性规则的组成。

SQL中的三大类完整性约束，SQL3中的触发器技术。

安全性的定义、级别，权限，SQL中的安全性机制，几种常用的安全性措施，自然环境的安全性。