數(shù)據(jù)庫概念總結(jié)1

數(shù)據(jù)是描述事物的符號記錄。

數(shù)據(jù)庫（Database，簡稱DB）是長期存儲（永久存儲）在計算機內(nèi)、有組織的、可共享的大量數(shù)據(jù)的集合。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DatabaseManagementSystem，簡稱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。

DBMS的主要功能：1、數(shù)據(jù)定義功能2、數(shù)據(jù)組織、存儲和管理2、數(shù)據(jù)操縱功能

3、數(shù)據(jù)庫的事務(wù)管理和運行管理4、數(shù)據(jù)庫的建立和維護(hù)功能

數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（DatabaseSystem，簡稱DBS）是指在計算機系統(tǒng)中引入數(shù)據(jù)庫后的系統(tǒng)，一般由數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫管理系

統(tǒng)、應(yīng)用系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理員構(gòu)成。

數(shù)據(jù)庫管理技術(shù)經(jīng)理了人工管理階段、文件系統(tǒng)管理階段、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段。

數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的優(yōu)點：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化，數(shù)據(jù)的共享性高、冗余度低、易擴(kuò)充，數(shù)據(jù)獨立性高，數(shù)據(jù)由DBMS統(tǒng)一管理和控制。數(shù)據(jù)獨立性包括：數(shù)據(jù)的物理獨立性和數(shù)據(jù)的邏輯獨立性。

DBMS必須包括以下功能：1.數(shù)據(jù)的安全性保護(hù)；2.數(shù)據(jù)的完整性檢查；3.并發(fā)控制；4.數(shù)據(jù)庫恢復(fù)。

數(shù)據(jù)模型構(gòu)成：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)操作、完整性約束。數(shù)據(jù)庫操作：查詢、更新（插入、刪除、修改）。

概念模型包括：實體、屬性、碼、域（屬性的取值范圍）、實體型、實體集、聯(lián)系。實體型之間的聯(lián)系：一對一、一對多、多對多。

E-R方法（E-R模型）：實體型（矩形）、屬性（橢圓）、聯(lián)系（菱形）。

常用數(shù)據(jù)模型：層次模型、網(wǎng)狀模型、關(guān)系模型、面向?qū)ο竽Ｐ�、對象關(guān)系模型。關(guān)系是一張規(guī)范化的二維表，關(guān)系（表），元組（行），屬性（列）。關(guān)系的完整性約束：實體完整性、參照完整性、用戶定義完整性。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)三級模式結(jié)構(gòu)：外模式、模式、內(nèi)模式。

模式：也稱邏輯模式，是數(shù)據(jù)庫中全體的邏輯結(jié)構(gòu)和特征的描述，是所有用戶的公共數(shù)據(jù)視圖。外模式：也稱子模式或用戶模式，是數(shù)據(jù)庫用戶能夠看見和使用的局部數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和特征點描述。

內(nèi)模式：也稱存儲模式，一個數(shù)據(jù)庫只有一個內(nèi)模式。是數(shù)據(jù)物理結(jié)構(gòu)和存儲方式的描述，是數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫內(nèi)部的表示方式。

數(shù)據(jù)庫的兩層映像：外模式/模式映像、模式/內(nèi)模式映像。

外模式/模式映像：保證了數(shù)據(jù)與程序的邏輯獨立性，簡稱數(shù)據(jù)的邏輯獨立性。模式/內(nèi)模式：保證了數(shù)據(jù)與程序的物理獨立性，簡稱數(shù)據(jù)的物理獨立性。

域是一組具有相同數(shù)據(jù)類型的值的集合。笛卡爾積是域上面的一種集合運算。關(guān)系是一張二維表。

基本表是實際存在的表，它是實際存儲數(shù)據(jù)的邏輯表示。查詢表是查詢結(jié)果對應(yīng)的表。

視圖表是由基本表或其他視圖表導(dǎo)出的表，是虛表，不對應(yīng)實際存儲的數(shù)據(jù)。

實體完整性規(guī)則：若屬性（一個或一組屬性）A是基本關(guān)系R的主屬性，則A不能取空值。主碼不能取空值。外碼：設(shè)F是基本關(guān)系R的一個或一組屬性，但不是關(guān)系R的碼。Ks是基本關(guān)系S的主碼。如果F與Ks對應(yīng)，則稱F是R的外碼(ForeignKey)。

參照完整性規(guī)則：若屬性F是基本關(guān)系R的外碼，它與基本關(guān)系S的主碼Ks相對應(yīng)，則對于R中每個元組F上的值，或者取空值、或者等于S中某個元組的主碼值。用戶定義完整性：針對某一具體關(guān)系數(shù)據(jù)庫的約束條件。傳統(tǒng)集合運算是二目運算，包括并、交、差、笛卡爾積四種運算。專門的關(guān)系運算包括選擇、投影、連接、除運算。

SQL功能：數(shù)據(jù)查詢、數(shù)據(jù)操縱、數(shù)據(jù)定義、數(shù)據(jù)控制。SQL

特點：1.綜合統(tǒng)一；2.高度非過程化；3.面向集合的操作方式；4.以同一種語法結(jié)構(gòu)提供多種使用方式；5.語言簡

潔、易學(xué)易用。

數(shù)據(jù)庫完整性是指數(shù)據(jù)的正確性和相容性。

完整性檢查和控制的防范對象是不合語義的、不正確的數(shù)據(jù)，防止他們它們進(jìn)入數(shù)據(jù)庫。為維護(hù)數(shù)據(jù)庫的完整性，DBMS必須能夠：

1、提供定義完整性約束條件的機制2、提供完整性檢查的方法3、違約處理

規(guī)范化的基本思想：逐步消除數(shù)據(jù)依賴中不適合的部分，使模式中的各關(guān)系模式達(dá)到某種程度的“分離”，即“一事一地”的模式設(shè)計原則。規(guī)范化過程：

1NF消除非主屬性對碼的部分函數(shù)依賴消除決定因素非碼2NF的非平凡消除非主屬性對碼的傳遞函數(shù)依賴函數(shù)依賴3NF消除非主屬性對碼的部分和傳遞函數(shù)依賴BCNF消除非平凡且非函數(shù)依賴的多值依賴4NF

數(shù)據(jù)庫設(shè)計的

6個階段：需求分析（最困難）；概念結(jié)構(gòu)設(shè)計（關(guān)鍵）；邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計（E-R轉(zhuǎn)換為關(guān)系）；物理結(jié)構(gòu)設(shè)

計；數(shù)據(jù)庫實施；數(shù)據(jù)庫運行和維護(hù)。

數(shù)據(jù)庫恢復(fù)機制和并發(fā)控制機制是數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的重要組成部分。

事物是用戶定義的一個數(shù)據(jù)庫操作序列，這些操作要么全做要么全不做，是一個不可分割的工作單位。事物的四個特性：原子性、一致性、隔離性、持續(xù)性。

數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中可能發(fā)生的故障種類：事物內(nèi)部的故障、系統(tǒng)故障、介質(zhì)故障、計算機病毒。建立冗余數(shù)據(jù)最常用的技術(shù)是數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲和登錄日志文件。

數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲：分為靜態(tài)轉(zhuǎn)儲（系統(tǒng)中無運行事物時進(jìn)行的轉(zhuǎn)儲操作）和動態(tài)轉(zhuǎn)儲（轉(zhuǎn)儲期間允許對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行存取或修改）。登錄日志文件：可以用來進(jìn)行事物故障恢復(fù)和系統(tǒng)故障恢復(fù)，并協(xié)助后背副本進(jìn)行截肢故障恢復(fù)。

事物故障的恢復(fù)：是無故障是事物在運行至正常終止點前被終止，這是恢復(fù)子系統(tǒng)應(yīng)利用日志文件撤銷（UNDO）此事物已對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行的修改。

系統(tǒng)故障的恢復(fù)：插銷故障發(fā)生時未完成的事物，重做已完成的事物。介質(zhì)故障的恢復(fù)：重裝數(shù)據(jù)庫，重做已完成的事物。

并發(fā)操作帶來的數(shù)據(jù)不一致性主要包括：丟失修改、不可重復(fù)讀、讀“臟”數(shù)據(jù)。基本的封鎖類型有兩種：排它鎖（X鎖，寫鎖），共享鎖（S鎖，讀鎖）。

可串行化的調(diào)度：多個事物的并發(fā)執(zhí)行是正確的，當(dāng)且僅當(dāng)其結(jié)果與按其一次序串行地執(zhí)行這些事物時的結(jié)果相同。可串行性是并發(fā)失誤正確調(diào)度的準(zhǔn)則。一個給定的并發(fā)調(diào)度，當(dāng)且僅當(dāng)它是可串行化的，才認(rèn)為是正確調(diào)度。

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數(shù)據(jù)是描述事物的符號記錄。

數(shù)據(jù)庫（Database，簡稱DB）是長期存儲（永久存儲）在計算機內(nèi)、有組織的、可共享的大量數(shù)據(jù)的集合。

數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DatabaseManagementSystem，簡稱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。DBMS的主要功能：1、數(shù)據(jù)定義功能

2、數(shù)據(jù)組織、存儲和管理2、數(shù)據(jù)操縱功能

3、數(shù)據(jù)庫的事務(wù)管理和運行管理4、數(shù)據(jù)庫的建立和維護(hù)功能

數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（DatabaseSystem，簡稱DBS）是指在計算機系統(tǒng)中引入數(shù)據(jù)庫后的系統(tǒng)，一般由數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、應(yīng)用系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理員構(gòu)成。

數(shù)據(jù)庫管理技術(shù)經(jīng)理了人工管理階段、文件系統(tǒng)管理階段、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段。

數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的優(yōu)點：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化，數(shù)據(jù)的共享性高、冗余度低、易擴(kuò)充，數(shù)據(jù)獨立性高，數(shù)據(jù)由DBMS統(tǒng)一管理和控制。數(shù)據(jù)獨立性包括：數(shù)據(jù)的物理獨立性和數(shù)據(jù)的邏輯獨立性。

DBMS必須包括以下功能：1.數(shù)據(jù)的安全性保護(hù)；2.數(shù)據(jù)的完整性檢查；3.并發(fā)控制；4.數(shù)據(jù)庫恢復(fù)。數(shù)據(jù)模型構(gòu)成：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)操作、完整性約束。數(shù)據(jù)庫操作：查詢、更新（插入、刪除、修改）。

概念模型包括：實體、屬性、碼、域（屬性的取值范圍）、實體型、實體集、聯(lián)系。實體型之間的聯(lián)系：一對一、一對多、多對多。

E-R方法（E-R模型）：實體型（矩形）、屬性（橢圓）、聯(lián)系（菱形）。

常用數(shù)據(jù)模型：層次模型、網(wǎng)狀模型、關(guān)系模型、面向?qū)ο竽Ｐ�、對象關(guān)系模型。關(guān)系是一張規(guī)范化的二維表，關(guān)系（表），元組（行），屬性（列）。關(guān)系的完整性約束：實體完整性、參照完整性、用戶定義完整性。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)三級模式結(jié)構(gòu)：外模式、模式、內(nèi)模式。

模式：也稱邏輯模式，是數(shù)據(jù)庫中全體的邏輯結(jié)構(gòu)和特征的描述，是所有用戶的公共數(shù)據(jù)視圖。

外模式：也稱子模式或用戶模式，是數(shù)據(jù)庫用戶能夠看見和使用的局部數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和特征點描述。

內(nèi)模式：也稱存儲模式，一個數(shù)據(jù)庫只有一個內(nèi)模式。是數(shù)據(jù)物理結(jié)構(gòu)和存儲方式的描述，是數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫內(nèi)部的表示方式。

數(shù)據(jù)庫的兩層映像：外模式/模式映像、模式/內(nèi)模式映像。

外模式/模式映像：保證了數(shù)據(jù)與程序的邏輯獨立性，簡稱數(shù)據(jù)的邏輯獨立性。模式/內(nèi)模式：保證了數(shù)據(jù)與程序的物理獨立性，簡稱數(shù)據(jù)的物理獨立性。

域是一組具有相同數(shù)據(jù)類型的值的集合。笛卡爾積是域上面的一種集合運算。關(guān)系是一張二維表。

基本表是實際存在的表，它是實際存儲數(shù)據(jù)的邏輯表示。查詢表是查詢結(jié)果對應(yīng)的表。

視圖表是由基本表或其他視圖表導(dǎo)出的表，是虛表，不對應(yīng)實際存儲的數(shù)據(jù)。

實體完整性規(guī)則：若屬性（一個或一組屬性）A是基本關(guān)系R的主屬性，則A不能取空值。主碼不能取空值。

外碼：設(shè)F是基本關(guān)系R的一個或一組屬性，但不是關(guān)系R的碼。Ks是基本關(guān)系S的主碼。如果F與Ks對應(yīng)，則稱F是R的外碼(ForeignKey)。

參照完整性規(guī)則：若屬性F是基本關(guān)系R的外碼，它與基本關(guān)系S的主碼Ks相對應(yīng)，則對于R中每個元組F上的值，或者取空值、或者等于S中某個元組的主碼值。

用戶定義完整性：針對某一具體關(guān)系數(shù)據(jù)庫的約束條件。

傳統(tǒng)集合運算是二目運算，包括并、交、差、笛卡爾積四種運算。專門的關(guān)系運算包括選擇、投影、連接、除運算。

SQL功能：數(shù)據(jù)查詢、數(shù)據(jù)操縱、數(shù)據(jù)定義、數(shù)據(jù)控制。

SQL特點：1.綜合統(tǒng)一；2.高度非過程化；3.面向集合的操作方式；4.以同一種語法結(jié)構(gòu)提供多種使用方式；5.語言簡潔、易學(xué)易用。

數(shù)據(jù)庫完整性是指數(shù)據(jù)的正確性和相容性。

規(guī)范化的基本思想：逐步消除數(shù)據(jù)依賴中不適合的部分，使模式中的各關(guān)系模式達(dá)到某種程度的“分離”，即“一事一地”的模式設(shè)計原則。規(guī)范化過程：1NF消除非主屬性對碼的部分函數(shù)依賴消除決定因素非碼的非平凡函數(shù)依賴2NF消除非主屬性對碼的傳遞函數(shù)依賴3NF消除非主屬性對碼的部分和傳遞函數(shù)依賴BCNF消除非平凡且非函數(shù)依賴的多值依賴4NF

數(shù)據(jù)庫設(shè)計的6個階段：需求分析（最困難）；概念結(jié)構(gòu)設(shè)計（關(guān)鍵）；邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計（E-R轉(zhuǎn)換為關(guān)系）；物理結(jié)構(gòu)設(shè)計；數(shù)據(jù)庫實施；數(shù)據(jù)庫運行和維護(hù)。

數(shù)據(jù)庫恢復(fù)機制和并發(fā)控制機制是數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的重要組成部分。

事物是用戶定義的一個數(shù)據(jù)庫操作序列，這些操作要么全做要么全不做，是一個不可分割的工作單位。事物的四個特性：原子性、一致性、隔離性、持續(xù)性。

數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中可能發(fā)生的故障種類：事物內(nèi)部的故障、系統(tǒng)故障、介質(zhì)故障、計算機病毒。建立冗余數(shù)據(jù)最常用的技術(shù)是數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲和登錄日志文件。

數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲：分為靜態(tài)轉(zhuǎn)儲（系統(tǒng)中無運行事物時進(jìn)行的轉(zhuǎn)儲操作）和動態(tài)轉(zhuǎn)儲（轉(zhuǎn)儲期間允許對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行存取或修改）。

登錄日志文件：可以用來進(jìn)行事物故障恢復(fù)和系統(tǒng)故障恢復(fù)，并協(xié)助后背副本進(jìn)行截肢故障恢復(fù)。

事物故障的恢復(fù)：是無故障是事物在運行至正常終止點前被終止，這是恢復(fù)子系統(tǒng)應(yīng)利用日志文件撤銷（UNDO）此事物已對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行的修改。

系統(tǒng)故障的恢復(fù)：插銷故障發(fā)生時未完成的事物，重做已完成的事物。介質(zhì)故障的恢復(fù)：重裝數(shù)據(jù)庫，重做已完成的事物。

并發(fā)操作帶來的數(shù)據(jù)不一致性主要包括：丟失修改、不可重復(fù)讀、讀“臟”數(shù)據(jù)。基本的封鎖類型有兩種：排它鎖（X鎖，寫鎖），共享鎖（S鎖，讀鎖）。

可串行化的調(diào)度：多個事物的并發(fā)執(zhí)行是正確的，當(dāng)且僅當(dāng)其結(jié)果與按其一次序串行地執(zhí)行這些事物時的結(jié)果相同。可串行性是并發(fā)失誤正確調(diào)度的準(zhǔn)則。一個給定的并發(fā)調(diào)度，當(dāng)且僅當(dāng)它是可串行化的，才認(rèn)為是正確調(diào)度。

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