1.数据库系统基本概念
1)数据库系统(DBS)是一个采用了数据库技术,有组织地、动态地存储大量相关联数据,方便多用户访问的计算机系统。广义上来讲,DBS是由数据库、硬件、软件和人员组成。
2)数据库(DB):数据间联系密切、冗余度小、独立性较高、易扩展,并且可为各类用户共享。
3)数据库管理系统(DBMS)是数据库系统管理系统的核心软件。其主要功能包括数据定义功能、数据操作功能、数据库的运行管理和数据库的建立与维护。
4)数据库管理员(DBA),负责数据库的总体信息控制。
5)DBMS提供数据定义语言(DDL),用户可以对数据库的结构描述,包括外模式、模式和内模式定义;数据库的完整性定义;安全保密定义,如口令、级别和存储权限等,这些定义存储在数据字典中,是DBMS运行的基本依据。
6)数据操纵语言(DML),实现对数据库中数据的基本操作,如检索、插入、删除和修改。
7)DBMS特点:数据结构化且统一管理;有较高的独立性;数据控制功能(数据的安全性和完整性、并发控制、故障恢复)
8)DBMS分类:关系型数据库系统、面向对象的数据库系统、对象关系数据库系统
2.数据库系统的三级模式结构
视图层:描述整个数据库的某个部分。
逻辑层:描述数据库中存储什么数据以及这些数据间存在什么关系。
物理层:描述数据在存储器是如何存储的。
概念模式:也称模式。是数据库中全部数据的逻辑结构和特征的描述,只设计型的描述,不涉及具体的值。
外模式:也称用户模式或子模式。是用户与数据库系统的接口,是用户用到的那部分数据的描述(关键词:视图)。
内模式:也称存储模式,是数据物理结构和存储方式的描述,是数据在数据库内部的表示方式。定义所有的内部记录类型、索引、文件的组织方式,以及数据控制方面的细节。
3.两级映像
1)模式/内模式的映像:实现了概念模式到内模式之间的相互转换。
2)外模式/模式的映像:实现了外模式到概念模式之间的相互转换。
4.数据的独立性
1)数据的物理独立性:是指当数据库的内模式发生改变时,数据的逻辑结构不变。当数据的物理结构改变时,需要修改模式/内模式映像。
2)数据的逻辑独立性:是指用户的应用程序与数据库的逻辑结构是相互独立的。当数据的逻辑结构改变时,需要修改外模式/模式映像。
数据模型的三要素:数据结构、数据操作和数据的约束条件。
5.E-R模型
属性:
1)简单属性和复合属性:简单属性是原子的、不可再分的,复合属性可以细分为更小的部分。
2)NULL属性: 表示无意义或不知道。
3)派生属性:派生属性可以从其它属性得来。
E-R模型下午题常考的几种情况:
1)两方联系:两个实体之间产生联系。说明中的句子类似BA,AB。
2)三方联系:当同一个联系需要三方同时参与的时候就是三方联系。说明中的句式类似AB,BC。
3)弱实体:一个实体的存在必须以另一个实体为前提。
4)聚合:将联系作为实体,与其它实体产生联系。即两个实体A和B先产生联系,联系本身再和C产生联系,需要用方框把A和B之间的联系框起来。
5)子实体:一个实体集可以按照某些特征区分为几个子实体。
6)同一实体集内的联系:同一实体集内的两个实体之间相互存在着一定的联系。
PS:三方联系和聚合的区别:三方联系必须要三方实体同时参与,而聚合是有先后顺序的,两个实体先产生联系,再与第三个实体产生联系。
TIPS:需求分析、概念结构设计(E-R图)、逻辑结构设计(关系模式)三者是相互关联的。
6.关系的相关名词
1)候选码:若关系中的某一属性或属性组的值能唯一标识一个元组,则称该属性或属性组为候选码。
2)主码:主键,若一个关系有多个候选码,则选定其中一个为主码。
一个关系模型只能有一个主码,候选码可以有多个。
3)主属性:包含在任何候选码中称为主属性,不包含在任何候选码中称为非主属性。
4)全码:关系模型的所有属性组是这个关系模式的候选码,称为全码。
5)元组/记录:行
6)字段/数据项:列
7)元数:属性的个数(列数)
8)基数:记录的个数(行数)
关系的三种类型:基本关系(基本表)、查询表、视图表
关系完整性约束的分类:实体完整性、参照完整性、用户定义完整性
7.关系代数运算
1)并:关系R和S具有相同的关系模式(元数相同)
2)差:关系R和S具有相同的关系模式(元数相同)
3)广义笛卡尔积:两个元数分别为m和n的关系R和S的广义笛卡尔积是一个(m+n)列的元组的集合。若关系R和S分别有P和Q个元组,则R和S的广义笛卡尔积共有P*Q个元组。
4)投影:从关系的垂直方向进行运算
5)选择:从关系的水平运算开始运算
PS:无引号6:表示第6列;有引号‘6’:表示数字6
7)交:关系R和S具有相同的关系模式(元数相同)
8)连接:笛卡尔积为无条件连接,其它的连接为有条件连接
自然连接:要求两个关系中进行比较的分量必须是相同的属性组,并且在结果集中将重复属性列去掉。(即从水平方向运算也从垂直方向运算)
9)除:同时从水平方向运算也从垂直方向运算
10)外连接:
左外连接:左侧为准,右侧填充
右外连接:右侧为准,左侧填充
全外连接:左右都填充
在关系运算中,笛卡尔积(更耗费时间)、连接运算最费时间和空间