數(shù)據(jù)庫(kù)知識(shí)點(diǎn)綱要

1、弟一章數(shù)據(jù)（Data）：數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)的基本對(duì)象。即：對(duì)現(xiàn)實(shí)世界中客觀事物的符號(hào)表示（描述事物的符號(hào)記錄），可以是 數(shù)值數(shù)據(jù)，也可以是非數(shù)值數(shù)據(jù)，如聲音、圖像等。數(shù)據(jù)庫(kù)（DB）：長(zhǎng)期儲(chǔ)存在計(jì)算機(jī)內(nèi)的、有組織的、可共享的數(shù)據(jù)集合。按一定的數(shù)據(jù)模型組織、描述和儲(chǔ)存數(shù)據(jù)。 數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)（DBMS）: 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。為用戶或應(yīng)用程序提供訪問(wèn)DB的 方法。主要功能：數(shù)據(jù)定義功能2.數(shù)據(jù)組織、存儲(chǔ)和管理（文件結(jié)構(gòu)和存取方式）數(shù)據(jù)操縱功能（查詢、插入、刪除、修改等）DB的事務(wù)管理和運(yùn)行管理（以保證數(shù)據(jù)的安全性、完整性、并發(fā)使用及故障恢復(fù)）DB的建立和維護(hù)功能（數(shù)據(jù)輸入和

2、轉(zhuǎn)換、DB轉(zhuǎn)儲(chǔ)、恢復(fù)、DB的重組織、性能監(jiān)視、分析功能等）其它功能數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)（DBS）：指在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中引入數(shù)據(jù)庫(kù)后的系統(tǒng)。一般由數(shù)據(jù)庫(kù)、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)、應(yīng)用系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù) 管理人員構(gòu)成。數(shù)據(jù)庫(kù)管理技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展：人工管理階段：（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：（1）數(shù)據(jù)可以長(zhǎng)期保存（2）由文件系統(tǒng)管理數(shù)據(jù)（3）數(shù)據(jù)共享性差，冗余度大（4）數(shù)據(jù)獨(dú)立性差 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)：（1）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化（2）數(shù)據(jù)共享性好，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)一管理和控制概念模型：也稱信息模型，是按用戶的觀點(diǎn)建模，主要用于數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)邏輯模型：

3、（網(wǎng)狀、層次、對(duì)象關(guān)系模型）是按計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的觀點(diǎn)建模，主要用于DBMS的實(shí)現(xiàn)物理模型：描述數(shù)據(jù)在系統(tǒng)內(nèi)部的表示方式和存取方法數(shù)據(jù)模型的組成要素:數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)操作、數(shù)據(jù)完整性約束條件。概念模型：1）實(shí)體（Entity）：客觀存在并可以相互區(qū)別的事物，可以是具體的對(duì)象，也可以是抽象的事件。2）屬性（Attribute）：實(shí)體所具有的某一特性3）碼（Key）：唯一標(biāo)識(shí)實(shí)體的屬性集4）域（Domain）：屬性的取值范圍5）實(shí)體型（Entity Type）:某一實(shí)體屬性的集合6）實(shí)體集（Entity Set）：性質(zhì)相同的同類實(shí)體的集合7）聯(lián)系（Relationship）：實(shí)體內(nèi)部的聯(lián)系及實(shí)體之間的聯(lián)系

4、實(shí)體型之間聯(lián)系的類型：一對(duì)一聯(lián)系（1:1） 一對(duì)多聯(lián)系（1:n）多對(duì)多聯(lián)系（m:n）最常用的邏輯模型：層次模型、網(wǎng)狀模型、關(guān)系模型層次模型：（1）有且只有一個(gè)結(jié)點(diǎn)沒(méi)有雙親結(jié)點(diǎn)，該結(jié)點(diǎn)稱為根結(jié)點(diǎn)；（2）根以外的其他結(jié)點(diǎn)有且只有一個(gè)雙親結(jié)點(diǎn)。網(wǎng)狀模型：（1）允許一個(gè)以上的結(jié)點(diǎn)沒(méi)有雙親；（2）一個(gè)結(jié)點(diǎn)可以有多于一個(gè)的雙親。關(guān)系模型：關(guān)系：一個(gè)關(guān)系對(duì)應(yīng)通常說(shuō)的一張表。元組：表中的一行（一條記錄）屬性：表中的一列（字段、數(shù)據(jù)項(xiàng)）主碼：表中的某個(gè)屬性組，可以唯一確定一個(gè)元組。域：屬性的取值范圍分量：某一元組中的一個(gè)屬性值；分量為最小單位，不可分。關(guān)系模式：對(duì)關(guān)系的描述，一般表示為：關(guān)系名（屬性1，屬性2,

5、，屬性n）完整性約束：實(shí)體完整性參照完整性用戶定義完整性外模式、模式、內(nèi)模式定義：模式：數(shù)據(jù)庫(kù)中全體數(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，綜合了所有用戶的需求外模式：是數(shù)據(jù)庫(kù)用戶(包括應(yīng)用程序員和最終用戶)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(kù)用戶的 數(shù)據(jù)視圖，是與某一應(yīng)用有關(guān)的數(shù)據(jù)的邏輯表示內(nèi)模式：是數(shù)據(jù)物理結(jié)構(gòu)和存儲(chǔ)方式的描述是數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)部的表示方式模式/內(nèi)模式映象：定義模式與內(nèi)模式之間的對(duì)應(yīng)性，模式/內(nèi)模式映象是唯一的，當(dāng)DB存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)改變時(shí)，由DBA 對(duì)各個(gè)模式/內(nèi)模式的映象作相應(yīng)改變，可使模式保持不變，從而應(yīng)用程序不必修改，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)與程序的物理獨(dú) 立性。外

6、模式/模式映象：定義外模式和模式之間的對(duì)應(yīng)性，同一個(gè)模式可以有任意多個(gè)外模式；每一個(gè)外模式，數(shù)據(jù) 庫(kù)系統(tǒng)都有一個(gè)外模式/模式映象。當(dāng)模式改變時(shí)，由DBA對(duì)各個(gè)外模式/模式的映象作相應(yīng)改變，可使外模式保持 不變，從而應(yīng)用程序不必修改，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)與程序的邏輯獨(dú)立性。% * 弟二章 笛卡爾積：給定一組域D1，D2，Dn，(允許部分或全部相同)。D1，D2，Dn的笛卡爾積為：D1XD2XXDn= (d1，d2，dn)|diEDj，j = 1，2，n 候選碼：若關(guān)系中的某一屬性組的值能唯一的標(biāo)識(shí)一個(gè)元組，稱該屬性組為候選碼。主碼：若一個(gè)關(guān)系有多個(gè)候選碼，則選定其中的一個(gè)為主碼。主屬性：主碼的諸屬性稱為主

7、屬性。非碼屬性：不包含在任何候選碼中的屬性稱為非碼屬性。全碼：關(guān)系模式的所有屬性組是這個(gè)關(guān)系模式的候選碼，稱為全碼。外部碼：關(guān)系R的某一屬性組X不是R的碼，但是其他某一關(guān)系的碼，稱X為R的外部碼。實(shí)體完整性：若屬性A是基本關(guān)系R(u)(AEu)上的主屬性，則屬性A不能取空值。參照完整性：若屬性(或?qū)傩越M)F是關(guān)系R的外碼，它與基本關(guān)系S的主碼、相對(duì)應(yīng)(基本關(guān)系R和S不一定 是不同的關(guān)系)，則對(duì)于R中每個(gè)元組在F上的取值必須為：或者取空值(F的每個(gè)屬性值均為空值)；或者等于S 中的某個(gè)元組的主碼值。用戶定義完整性：用戶自定義完整性是針對(duì)某一具體數(shù)據(jù)的約束條件，反映某一具體應(yīng)用所涉及的數(shù)據(jù)必須滿

8、足的語(yǔ)義要求，由應(yīng)用環(huán)境決定。選擇：在關(guān)系R中選擇滿足給定條件的元組，記作：oF (R) = t | t ER A F(t)=真投影：關(guān)系R上的投影是從R中選擇若干屬性列組成新的關(guān)系。記做：nA (R) = tA | t ER連接：連接運(yùn)算是從兩個(gè)關(guān)系的笛卡爾積中選取屬性間滿足一定條件的元組。記做：除運(yùn)算：R與S的除運(yùn)算得到一個(gè)新的關(guān)系P(X)，P是R中滿足下列條件的元組在X屬性列上的投影：元組在X 上分量值x的象集Yx包含S在Y上投影的集合。記作：R9S = trX | trER八Yx HY(S) 看例題pptP45*弟三早1.SQL特點(diǎn)：綜合統(tǒng)一、高度非過(guò)程化、面向集合的操作方式、以同一種

9、語(yǔ)法結(jié)構(gòu)提供多種使用方式、語(yǔ)言簡(jiǎn)潔， 易學(xué)易用。nz? -3弟五早函數(shù)依賴：設(shè)R(U)是一個(gè)屬性集U上的關(guān)系模式，X和Y是U的子集。若對(duì)于R(U)的任意一個(gè)可能的關(guān)系r，r 中不可能存在兩個(gè)元組在X上的屬性值相等，而在Y上的屬性值不等，則稱“X函數(shù)確定Y”或 “Y函數(shù)依賴 于X”，記作X-Y。完全函數(shù)依賴：在R(U)中，如果X-Y，并且對(duì)于X的任何一個(gè)真子集X，都有或Y，則稱Y對(duì)X完全函數(shù)依賴。記作 ；若X-Y，但Y 不完全函數(shù)依賴于X，則稱Y對(duì)X部分函數(shù)依賴，記作。3.傳遞函數(shù)依賴：在犬0中?，如果X-Y，(Y X),YX，Y-Z，則稱Z對(duì)X傳遞函數(shù)依賴。主碼：設(shè)K為關(guān)系模式R中的屬性或?qū)傩?/p>

10、組合。若K FU,則K稱為R的一個(gè)侯選碼。若關(guān)系模式R有多個(gè) 候選碼，則選定其中的一個(gè)做為主碼。外部碼：關(guān)系模式R中屬性或?qū)傩越MX并非R的碼，但X是另一個(gè)關(guān)系模式的碼，則稱X是R的外部碼，也 稱外碼。范式定義：1NF的定義：如果一個(gè)關(guān)系模式R的所有屬性都是不可分的基本數(shù)據(jù)項(xiàng)，則RE1NF。2NF的定義:若關(guān)系模式RE1NF，并且每一個(gè)非主屬性都完全函數(shù)依賴于R的碼，則RE2NF。3NF的定義: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 c Y),使得X-Y，(Y-X)Y-Z 成立，則稱RU，F(xiàn)E3NF。BCNF的定義:設(shè)關(guān)系模式RU，F(xiàn)E1NF，若X-Y且YX時(shí)X必含有碼，則R

11、U，F(xiàn)EBCNF。習(xí)題：設(shè)關(guān)系模式R有n個(gè)屬性 設(shè)關(guān)系模式R有n個(gè)屬性 設(shè)關(guān)系模式R有n個(gè)屬性1、設(shè)有關(guān)系模式R(ABCD)4NF的定義:關(guān)系模式RU，F(xiàn)E1NF，如果對(duì)于R的每個(gè)非平凡多值依賴X一Y(Y c X)，X都含有碼，則稱R E4NF。在模式R上可能成立的函數(shù)依賴有多少個(gè)？在模式R上可能成立的平凡的函數(shù)依賴有多少個(gè)？ 在模式R上可能成立的非平凡的函數(shù)依賴有多少個(gè)? F是R上成立的函數(shù)依賴之集，F(xiàn)=AB-CD, A-D。(1)說(shuō)明R不是2NF模式的理由。 將R分解成2NF模式集。2、設(shè)有關(guān)系模式R(ABC), F是R上成立的函數(shù)依賴之集，F(xiàn)=C-B,B-A。 (1)說(shuō)明R不是3NF模式

12、的理由。 將R分解成3NF模式集。弟六早數(shù)據(jù)字典：內(nèi)容：數(shù)據(jù)項(xiàng)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)流、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、處理過(guò)程E-R圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換(綜合題)第七章事物的特性：ACID原子性(Atomicity)事務(wù)是數(shù)據(jù)庫(kù)的邏輯工作單位，事務(wù)中包括的諸操作要么都做，要么都不 做。一致性(Consistency)事務(wù)執(zhí)行的結(jié)果必須是使數(shù)據(jù)庫(kù)從一個(gè)一致性狀態(tài)變到另一個(gè)一致性狀態(tài)。隔離性(Isolation) 一個(gè)事務(wù)的執(zhí)行不能被其他事務(wù)干擾。一個(gè)事務(wù)內(nèi)部的操作及使用的數(shù)據(jù)對(duì)其他并發(fā)事務(wù)是隔離的 并發(fā)執(zhí)行的各個(gè)事務(wù)之間不能互相干擾。持續(xù)性(Durability) 一個(gè)事務(wù)一旦提交，它對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)的改變就應(yīng) 該是永久性的

13、。接下來(lái)的其他操作或故障不應(yīng)該對(duì)其執(zhí)行結(jié)果有任何影響。事物：是用戶定義的一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)操作序列，這些操作要么全做，要么全不做，是一個(gè)不可分割的工作單位。故障的種類及恢復(fù)：事務(wù)內(nèi)部故障：(1)發(fā)生事務(wù)故障時(shí)，夭折的事務(wù)可能已把對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的部分修改寫(xiě)回磁盤(pán)。(2)事務(wù)故障的恢復(fù):撤消事務(wù)(UNDO)(3)強(qiáng)行回滾(ROLLBACK)該事務(wù)(4)清除該事務(wù)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的所有修改，使得這個(gè)事務(wù)象根本沒(méi)有啟動(dòng)過(guò)一樣。系統(tǒng)故障：清除尚未完成的事務(wù)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的所有修改:系統(tǒng)重新啟動(dòng)時(shí)，恢復(fù)程序要強(qiáng)行撤消(UNDO)所有未完成事務(wù)。將緩沖區(qū)中已完成事務(wù)提交的結(jié)果寫(xiě)入數(shù)據(jù)庫(kù):系統(tǒng)重新啟動(dòng)時(shí)，恢復(fù)程序需要重做(REDO)所有

14、已提交的事務(wù)。介質(zhì)故障：裝入數(shù)據(jù)庫(kù)發(fā)生介質(zhì)故障前某個(gè)時(shí)刻的數(shù)據(jù)副本重做自此時(shí)始的所有成功事務(wù)，將這些事務(wù)已提交的結(jié)果重新記入數(shù)據(jù)庫(kù)。恢復(fù)的實(shí)現(xiàn)技術(shù)：數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)：靜態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)：在系統(tǒng)中無(wú)運(yùn)行事務(wù)時(shí)進(jìn)行轉(zhuǎn)儲(chǔ).轉(zhuǎn)儲(chǔ)開(kāi)始時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)處于一致性狀態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)期間不允許對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的任何存取、修改活動(dòng).優(yōu)點(diǎn)：實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單.缺點(diǎn)：降低了數(shù)據(jù)庫(kù)的可用性:轉(zhuǎn)儲(chǔ)必須等用戶 事務(wù)結(jié)束.新的事務(wù)必須等轉(zhuǎn)儲(chǔ)結(jié)束動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)：轉(zhuǎn)儲(chǔ)操作與用戶事務(wù)并發(fā)進(jìn)行，轉(zhuǎn)儲(chǔ)期間允許對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行存取或修改優(yōu)點(diǎn):不用等待正在運(yùn)行的用戶 事務(wù)結(jié)束.不會(huì)影響新事務(wù)的運(yùn)行.缺點(diǎn)：不能保證副本中的數(shù)據(jù)正確有效登陸日志文件：事務(wù)故障恢復(fù)和系統(tǒng)故障恢復(fù)必須用日志文件。動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)方式

15、中，必須建立日志文件，后援副本和日志文件綜合起來(lái)有效地恢復(fù)數(shù)據(jù)庫(kù)。靜態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)方式中，也可以建立日志文件。當(dāng)數(shù)據(jù)庫(kù)破壞后可重新裝入后援副本把數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)到轉(zhuǎn)儲(chǔ)結(jié)束時(shí)刻的正確 狀態(tài)，然后利用日志文件，把已完成的事務(wù)進(jìn)行重做處理，對(duì)故障發(fā)生時(shí)尚未完成的事務(wù)進(jìn)行撤銷處理。日志文件內(nèi)容：各個(gè)事務(wù)的開(kāi)始、結(jié)束標(biāo)記。各個(gè)事務(wù)的所有更新操作。日志文件中的一個(gè)日志記錄登記日志文件原則：（1）登記的次序嚴(yán)格按并行事務(wù)執(zhí)行的時(shí)間次序（2）必須先寫(xiě)日志文件，后寫(xiě)數(shù)據(jù)庫(kù) 寫(xiě)日志文件操作：把表示這個(gè)修改的日志記錄寫(xiě)到日志文件。寫(xiě)數(shù)據(jù)庫(kù)操作：把對(duì)數(shù)據(jù)的修改寫(xiě)到數(shù)據(jù)庫(kù)中。事務(wù)并發(fā)執(zhí)行帶來(lái)的問(wèn)題：（1）可能會(huì)存取和存儲(chǔ)不正確的數(shù)據(jù)，破壞事務(wù)的隔離性和數(shù)據(jù)庫(kù)的一致性。（2）DBMS 必須提供并發(fā)控制機(jī)制（3）并發(fā)控制機(jī)制是衡量一個(gè)DBMS性能的重要標(biāo)志之一。并發(fā)操作帶來(lái)的數(shù)據(jù)不一致性丟失修改：丟失