《数据库系统概论》A班知识点总结

数据库系统概论（第4版）知识点总结【A班】1第一章绪论三次演变：层次/网状结构、关系系统、第一代数据库系统家族。1.1概述1.1.1四个重要概念：1、数据Data（=符号+语义）2、数据库DB长期存储（不是永久），有组织（一定的格式），可共享，大量特征：可共享、冗余度小、数据独立性高3、数据库管理系统DBMS6条主要功能P5程序不直接操作DB中的数据，而是DBMS的接口4、数据库系统DBS（在不引起混淆情况下简称“数据库”）【了解】四个概念，数据模型构成要素及关系1.1.2数据库管理技术的产生和发展数据管理包括：分类，组织，编码，存储，检索和维护数据管理技术经历的3个阶段：人工管理，文件系统，数据库系统各自特点P91.1.3DBS的特点1、数据结构化数据库系统vs文件系统P92、数据的共享性高，冗余度低，易扩充3、数据独立性高物理独立性，逻辑独立性4、数据由DBMS统一管理和控制1.2数据模型1.2.1两类数据模型1、概念模型。2、逻辑模型和物理模型数据库系统概论（第4版）知识点总结【A班】21.2.2数据模型的组成要素1、数据结构2、数据操作增删改查3、数据的完整性约束条件1.2.3概念模型基本概念：1、实体客观存在，相互区别2、属性基本表中第一列就是一个属性，用来描述实体的某一特性3、码唯一标识实体，属性集4、域相同数据类型，值的集合5、实体型6、实体集7、联系一种表示方法：实体-联系方法（E-R图）P171.2.4最常用数据模型模型与外模型的关系：一对多模型与应用的关系：一对多1.2.4.1层次模型满足下面两个条件的基本层次联系的集合为层次模型。(1)有且只有一个结点没有双亲结点，这个结点称为根结点；(2)根以外的其它结点有且只有一个双亲结点层次模型如何描述信息世界(1)每个节点表示一个记录类型（实体）。(2)每个记录类型可包含若干个字段。(3)记录（类型）之间的联系用节点之间的连线（有向边）表示。几点说明：(1)各个记录类型及其字段都必须命名。(2)各个记录类型、同一记录类型中的各个字段不能重名。(3)一个层次模型实际上只包含有限个记录类型和字段数。(4)子女记录值不能脱离双亲记录值而独立存在。1、多对多联系在层次模型中的表示数据库系统概论（第4版）知识点总结【A班】3首先必须将多对多分解为一对多联系，方法：冗余结点法，虚拟结点法P222、存储结构邻接法，链接法3、优缺点P241.2.4.2网状模型满足下面两个条件的基本层次联系的集合为网状模型。(1)允许一个以上的结点无双亲；(2)一个结点可以有多于一个的双亲。网状模型如何描述信息世界(1)每个节点表示一个记录类型（实体）。(2)每个记录类型可包含若干个字段。(3)记录（类型）之间的联系用节点之间的连线（有向边）表示。两点说明(1)两个节点之间允许有多种联系。(2)要为每个联系命名。优点1、能够更为直接地描述现实世界，如一个结点可以有多个双亲。2、具有良好的性能，存取效率较高。缺点1、结构比较复杂，而且随着应用环境的扩大，数据库的结构就变得越来越复杂，不利于最终用户掌握。2、DDL、DML语言复杂，用户不容易使用。1.2.4.3关系模型1、术语关系（Relation）：一个关系对应通常说的一张表。元组（Tuple）：表中的一行即为一个元组。属性（Attribute）：表中的一列即为一个属性，给每一个属性起一个名称即属性名。主码（Key）：表中的某个属性组，它可以唯一确定一个元组。域（Domain）：属性的取值范围。分量：元组中的一个属性值。关系模式：对关系的描述规范条件中最基本的一条就是：关系的每一个分量必须是不可分的数据项，不允许表中还有表。2、优缺点优点（1）建立在严格的数学概念的基础上（2）概念单一。数据结构简单、清晰，用户易懂易用数据库系统概论（第4版）知识点总结【A班】4实体和各类联系都用关系来表示。对数据的检索结果也是关系。（3）关系模型的存取路径对用户透明具有更高的数据独立性，更好的安全保密性简化了程序员的工作和数据库开发建立的工作缺点（1）存取路径对用户透明导致查询效率往往不如非关系数据模型（2）为提高性能，必须对用户的查询请求进行优化增加了开发数据库管理系统的难度1.3DBS的结构1.3.1数据库系统模型的概念型(type)：是指对某一类数据的结构和属性的说明。值(value)：是型的一个具体赋值。模式：是对数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述，它仅仅涉及到型的描述，不涉及到具体的值。实例：模式的一个具体值称为模式的一个实例。几点说明：1、一个模式可有很多实例。2、模式反映数据的结构及联系，实例反映的是某一时刻数据库的状态。3、模式相对稳定，而实例相对变动。1.3.2三级模式结构1.3.2.1模式1、一个数据库只有一个模式模式的地位：是数据库系统模式结构的中间层与数据的物理存储细节和硬件环境无关2、与具体的应用程序、开发工具及高级程序设计语言无关3、定义模式时的要求定义数据的逻辑结构（数据项的名字、类型、取值范围等）定义数据之间的联系定义与数据有关的安全性、完整性要求1.3.2.2外模式1、模式与外模式的关系：一对多外模式通常是模式的子集。一个数据库可以有多个外模式，反映不同的用户的应用需求、看待数据的方式、对数据保密的要求等方面的存在差异。数据库系统概论（第4版）知识点总结【A班】5对模式中同一数据，在外模式中的结构、类型、长度、保密级别等都可以不同。2、外模式与应用的关系：一对多同一外模式可以为某一用户的多个应用系统所使用。一个应用程序只能使用一个外模式。3、外模式是保证数据库安全的一个有力措施1.3.2.3内模式1、内模式描述的内容记录的存储方式（顺序存储，按照B树结构存储，按hash方法存储）索引的组织方式数据是否压缩存储数据是否加密数据存储记录结构的规定2、一个数据库只有一个内模式1.3.3二级映象功能与数据独立性1、外模式/模式映象（多对一），模式/内模式映象（一对一）2、二级映象实现三级模式结构间的联系和转换，使用户可以逻辑地处理数据，不必关系数据的底层表示方式和存储方式3、外模式/模式映象功能保证了数据的逻辑独立性4、模式/内模式映象功能保证了数据的物理独立性1.4DBS的组成1、数据库2、数据库管理系统（及其开发工具）3、应用系统4、数据库管理员5、用户第二章关系数据库2.1关系数据结构及形式化定义2.1.1关系1、域（Domain）基数：域中所包含值的个数。2、笛卡尔集（CartesianProducts）数据库系统概论（第4版）知识点总结【A班】6n元组（简称元组），分量3、关系（Relation）目（或度），候选码，主码，主属性，全码三种类型：基本表，查询表，视图表基本关系的6条性质：（1）列是同质的（2）不同的列可出自同一个域，称其中的每一列为一个属性，不同的属性要给予不同的属性名。（3）列的顺序无所谓（4）任意两个元组不能完全相同（5）行的顺序无所谓（6）分量必须取原子值2.1.2关系模式关系模式对关系的描述静态的、稳定的关系关系模式在某一时刻的状态或内容动态的、随时间不断变化的关系模式和关系往往统称为关系，可通过上下文加以区别2.2关系操作特点：集合操作方式，也称为一次一集合。非关系数据模型的数据操作方式：一次一记录。分类：关系代数，关系演算2.3关系的完整性2.3.1实体完整性2.3.2参照完整性外码，参照关系，被参照关系（目标关系）2.3.3用户定义的完整性2.4关系代数2.4.1传统的集合运算并（插入、添加），差（删除），交（先修改后删除），笛卡尔积（元组连接）数据库系统概论（第4版）知识点总结【A班】72.4.2专门的关系运算几个重要记号P542.4.2.1选择（also限制）σF(R)={t|tR∧F(t)='真'}。从行的角度进行的运算2.4.2.2投影πA(R)={t[A]|tR}。从列的角度进行运算2.4.2.3连接RS={trts|trRtsStr[A]ts[B]}等值连接，自然连接，外连接2.4.2.4除运算R÷S={tr[X]|trR∧πY(S)Yx}。从行和列角度进行运算实际含义：有一个现实意义的集合，希望在另一个集合中找出“包含”该集合的元组集。2.4.2.5【补】复合运算例1：查询至少选修了1、3号课程的学生学号例2：查询选修了2号课程的学生学号例3：查询选了全部课程的学生学号2.5【自学】关系演算2.5.1元组关系演算语言ALPHAALPHA语言主要有：GET,PUT,HOLD,UPDATE,DELETE,DROP基本格式：操作语句工作空间名（表达式）：操作条件聚集函数：COUNT,TOTAL,MAX,MIN,AVG2.5.2域关系演算语言QBE数据库系统概论（第4版）知识点总结【A班】8第三章SQL3.1特点3.1.1综合统一数据定义语言DDL：生成表格。数据操作语言DML：输入调取数据。数据控制语言DCL：管理用户访问。3.1.2高度非过程化只需提出“做什么”，有利于提高数据的独立性。Q(Question)：为何SQL不需了解存储路径？A(Answer)：引入了虚表-视图。3.1.3面向集合的操作方式3.1.4以同一种语言结构提供多种使用方式自含式语言，嵌入式语言3.1.5语言简洁，易学易用9个动词P813.2基本概念基本表：一个关系就对应一个表。一个（或多个）基本表对应一个存储文件。一个表可以带若干索引，索引也存放在存储文件中。存储文件：逻辑结构组成了关系数据库的内模式。物理结构是任意的。视图：1、从一个或几个基本表导出的表。2、一个虚表，即数据库中只存放视图的定义而不存放视图对应的数据，这些数据仍存放在导出视图的基本表中。3、概念上与基本表等同，用户可以在视图上再定义视图。3.3数据定义？思考：为什么SQL不提供修改模式、视图、索引的操作3.3.1模式的定义与删除【例1】定义一个学生-课程模式S-TCREATESCHEMA“S-T”AUTHORIZATIONWANG;如果没有指定模式名，那么模式名隐含为用户名数据库系统概论（第4版）知识点总结【A班】9【例2】删除模式ZHANGDROPSCHEMAZHANGCASCADE；CASCADE(级联)删除模式的同时把该模式中所有的数据库对象全部删除RESTRICT(限制)如果该模式中定义了下属的数据库对象（如表、视图等），则拒绝该删除语句的执行。3.3.2基本表的定义、删除和修改3.3.2.1定义基本表CREATETABLEStudent(SnoCHAR(5)NOTNULLUNIQUE,SnameCHAR(20)UNIQUE,SsexCHAR(1),SageINT,SdeptCHAR(15));几点注意：1、先写属性名（如Sno），再写数据类型（如CHAR(5)）。2、除了最后一行，每一行都有逗号。3、多个完整性条件中间用空格隔开。【查询】数据类型P863.3.2.2模式与表1、每一个基本表都属于某一个模式2、一个模式包含多个基本表3、定义基本表所属模式：3个方法P863.3.2.3修改基本表3.3.2.4删除基本表3.3.3索引的建立与删除加快查询速度建立索引的原则：（1）索引的建立由DBA和表的属主完成，维护由DBMS完成。（2）大表应当建索引，小表则不必建索引（3）对于一个基本表，不要建立过多的索引（4）根据查询要求建索引数据库系统概论（第4版）知识点总结【A班】10【例1】Student表按学号升序建唯一索引CREATEUNIQUEINDEXStusnoONStudent(Sno);3.4数据查询3.4.1单表查询（一般查询）SELECTFROMWHERESELECT子句：指定要显示的属性列FROM子句：指定查询对象(基本表或视图)WHERE子句：指定查询条件GROUPBY子句：对查询结果按指定列的值分组，该属性列值相等的元组为一个组。通常会在每组中作用集函数。HAVING短语：筛选出只有满足指定条件的组ORDERBY子句：对查询结果表按指定列值的升序或降序排序SELECT语句，列名