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数据库系统概念知识点总结.pdf
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更新于2023-03-03
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数据库系统概念,知识点总结 方便期末复习 清晰明了可复制文字 中文笔记,术语带有英文标注 重点知识详细简明
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第
1
章
引
言
基
本
概
念
数据(Data):数据库中存储的基本对象 数据库(Database,简称DB):长期储存在计算机内、有组织的、
可共享的大量数据集合 数据库管理系统(DataBase-Mangement System, DBMS):由一个互相关联的数
据集合和一组用以访问这些数据的软件组成
数
据
库
系
统
的
目
标
(
文
件
处
理
系
统
的
弊
端
)
1. 数据的冗余和不太一致(data redundancy and inconsistency)
2. 数据访问困难(difficulty in accessing data)
3. 数据孤立(data isolation)
4. 完整性问题(integrity problem)
5. 原子性问题(atomicity problem)
6. 并发访问异常(concurrent-access anomaly)
7. 安全性问题(security problem)
数
据
视
图
数
据抽
象
1. 物理层(physical level):描述数据实际上是怎么存储的,含数据结构
2. 逻辑层(logical level):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
3. 视图层(view level):最高层的抽象,描述整个数据库的某个部分
实
例
和
模
式
实例(instance):特定时刻存储在数据库中的信息的集合 模式(schema):数据库的总体设计
物理数据独立(physical data independence):修改物理层不影响逻辑层 逻辑数据独立(logical data
dependency):修改应用层不影响逻辑层
数
据
模
型
(data model)
数据模型是一个描述了数据、数据联系、数据语义以及一致性约束的概念工具的集合。提供了一种描述
物理层、逻辑层以及视图层数据库设计的方式 分类:
1. 关系模型(relational model):用表的集合来表示数据与数据之间的关系
2. 实体-联系模型(entity-relationship, ER)
3. 基于对象的数据模型(object-based data model):可以看成是E-R模型模型增添了封装、方法和对
象标识等概念
4. 半结构化数据模型(semistructured data model):允许相同类型的数据项含有不同属性集的数据
定义。
数
据
库
语
言
1. 数据操纵语言(Data-Mainpulation Language, DML):访问或操纵数据
分类
过程式DML(procedural DML)
声明式DML(declarative DML, nonprocedural):与上一个不同的是,只需说明需要什
么数据,而不用说明如何获取这些数据,如SQL
DDL作为输入,输出放在数据字典(data dictionary),数据字典可以看作一张特殊的表,数据
字典包含了元数据(metadata),元数据是关于的数据的数据
2. 数据定义语言(Data-Definition Language, DDL):定义数据库的模式
一致性约束
1. 域约束(domain constraint):某个范围取值
2. 参照完整性(referential integrity)
3. 断言(assertion):数据库需要时刻满足的某一条件
4. 授权(authorization)
数
据
存
储
和
查
询
1. 存储管理器(Storage Management)
1. 权限及完整性管理器(authorization and integrity manager)
2. 事务管理器(transaction manager):故障也能保证一致
并发控制管理器(concurrency-control manager)
恢复管理器(recovery manager):满足atomicity 和 durability
3. 文件管理器(file manager)
4. 缓冲区管理器(buffer manager)
5. 数据文件(data file)
6. 数据字典(data dicitonary):储存关于数据库结构的元数据
7. 索引(index)
2. 查询处理器
1. DDL解释器
2. DML编译器
3. 查询执行引擎(query evaluation engine)
事
务
(transaction)
定义:数据库应用中完成单一逻辑功能的操作集合 见14章
用
户
与
管
理
员
无知的用户(Naive users): 只使用先前写好的应用程序
老练的用户(sophisticated user):使用数据库查询语言或数据分析程序
应用程序员(application programmer):编写应用程序
专门的用户(specialized users):编写特定的数据库应用,如知识库、专家系统
数据库管理员(database adminstrator, DBA)
第
一
部
分
关
系
数
据
库
第
2
章
关
系
模
型
关
系
数
据
库
关系数据库基于关系模型,使用一系列表来表达数据以及这些数据之间的关系 关系:表 元组(tuple):
行 属性(attribute):列
码
(key)
超码(superkey):唯一标识一个元组
候选码(candicate key):最小超码,其真子集不为超码
主码(primary key):候选码之一
外码(foreign key):另一个关系模式的主码 r1有r2的主码R2,R2在r1上称作参照r2的外码。关系
r1也被称作外码依赖的参照关系(referencing relation),r2叫做外码的被参照关系(referenced
relation)
第
6
章
形式
化
关
系
查
询
关
系
代
数
关系代数是一种过程化的查询语言。
1. 选择(select)运算 形式: 条件: = , ≠ , < , ≤ , ≥ , ^ , v , ﹁
2. 投影(project)运算 形式:
3. 并运算 形式:
4. 差集(set-difference) 形式:
5. 笛卡尔乘积(Cartesian product) 形式:
6. 更名运算 形式: 表示将E更名为x,并返回E,若E是n元的, 则表示将各列更
名为 例子: ,选择非最大值
7. 附加的关系代数运算
1. 交集 , =
2. 自然连接
3. 赋值运算符 ,
4. 外连接:中文课本P132
左连接
右连接
全连接
8. 扩展的关系代数运算
1. 广义投影:选择的col可以与某个运算结合,如
2. 聚集 (符号类似G) ,还有 count_distinct
第
二
部
分
数
据
库
设计
第
7
章
数
据
库
设计
和
E-R
模
型
基
本
概
念
1. 实体集(entity set):相同类型的实体集合
实体(entity):现实世界中可区别于所有其他对象的一个“事物”或“对象”。
实体集的外延(extension):实体集的实体的实际集合
2. 联系集:相同类型联系的集合 联系(relationship):多个实体之间的相互联系
3. 属性:将实体集映射到域的函数
域(domain)(值集, value set):属性可取值的集合
分类
简单(simple),复合( composite)
单值(simgle-valued), 多值(multivalued):一对一,多对一
派生(derived):由其他属性推导得到的
4. 度(degree):参与联系集的实体的数量
约
束
映
射
基
数
(mapping cardinality)
(
基
数
比
率
)
表示一个实体通过联系集能关联到的实体的个数
1. one-to-one
2. one-to-many
3. many-to-one
4. many-to-many
参
与
(participation)
约
束
实体参与联系的比例
Total participation
Partial participation
实
体
-
联
系
图
(E-R diagram)
基
本
结
构
1. 矩形:实体
2. 菱形:联系集
3. 矩形下部分:属性,主码划横线
4. 线段:将实体集连接到联系集
5. 虚线:将联系集的描述属性(descriptive attribute)连接到联系集
6. 双线:实体在联系集的参与度-全部参与
7. 双菱形:连接到弱实体集的标志性联系集
其他内容:中文课本P172
映
射
基
数
1. 箭头指向“一”
2. 横线指向“多”
3. 横线上可设置"min..max",*表示任意 注:双线表示全部参与
复
杂
的
属
性
+-------------------+ |Name | +-------------------+ |Simple | |Composite | | a1 | | a2 | |{Multivalued}|
|DeriveValue()| +-------------------+
角
色
(role)
定义:实体在联系中扮演的功能称为实体的角色 在矩形和菱形之间的连线上标注角色名称
弱
实
体
集
弱实体集(week entity set):没有足够的属性以形成主码的实体集
弱实体集必须与另一个称为标识(identifying)或属主实体集(owner entity set)关联在一起才能有意
义
弱实体集与其标识实体集相连的联系称为标识性联系(identifying relationship)
分辨符(disciminator):区分弱实体集中的实体,E-R图中用下虚线表示
主码:标注的主码和其分辨符
弱实体集在标志性联系中是全部参与的
强实体集(strong entity set):有主码的实体集
转
为
关
系
模
式
多值属性在关系模式中被分解成多个简单的单值属性。
1. 强实体集的表:
属性:各个属性
主码:原来的主码
2. 弱实体集的表:
属性:标识的主码、弱实体集的属性(这就导致了弱实体集的联系集的表一般是冗余的,所
以一般不用弱实体集的联系集的表)
主码:标识的主码和弱实体的分辨符
3. 联系集的表:
属性:参与集的主码、联系集的描述属性
主码(针对二元联系集):
1. 多对多:参与集的主码(此法也适合n元的多对多)
2. 一对一:任何一个参与集的主码即可
3. 一对多(多对一):“多”的一方的主码(此法也适合n元的多对一或一对多)
模式的合并:实体集A到实体集B的联系集AB是多对一(或一对一)的联系,且实体集A是全部参与,那
么可以将A和AB简化为A‘,A’比A多了B的主码(作为外码)。如果A不是全部参与的话,这样做合并会
导致空值(B主码那一列)的出现。
实
体
-
联
系
设计
问
题
1. 用实体集还是用属性
2. 用实体集还是联系
3. 二元还是n元联系:n元可以转二元
扩
展
的
E-R
特
性
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