数据库知识点重点章节总结教学内容Word文档格式.docx
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(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
元组:
表中的一行
属性:
表中的一列
主码:
表中的某个属性组,它可以唯一确定一个元组
域:
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。
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
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
列是同质的
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
列的顺序无所谓
任意两个元组不能完全相同
行的顺序无所谓
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
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
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
综合统一
高度非过程化
面向集合的操作方式
以同一种语法结构提供两种使用方式
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
(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。
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
(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
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。
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。
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