[数据库]数据库原理知识点梳理

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知识点梳理框架


附：知识点梳理文本：
数据库原理

信息与数据

• 信息：现实世界事物的存在方式和运动状态反应的综合
  
  
  
  • 源于物质和能量：信息不能脱离物质而存在，信息的传递和获取都需要消耗能量
    
  • 可以被感知：不同信息源感知形式不同，如感官，仪表盘
    
  • 可存储、加工、传递、再生：如大脑的存储就叫记忆
    
  
  
• 数据：纪录信息的可识别符号，信息的表现形式
  
  
  
  • 同一信息可以有不同的表现形式，信息本身不随数据形式的变化而变化
    
  
  
• 数据与信息的联系
  
  
  
  • 表示与被表示
    
    
    
    • 信息＝数据＋处理
      
    
    
  
  

数据库演变

• 人工管理
  
  
  
  • 数据不保存
    
    
    
    • 数据 + 程序 => 内存 => 处理 => 完成 => 释放
      
    
    
  • 无专门管理软件
    
    
    
    • 逻辑结构和物理结构均由应用程序决定
      
    
    
  • 数据不共享
    
    
    
    • 数据面向程序单独定义
      
    
    
  • 数据不独立
    
    
    
    • 程序与数据强依赖
      
    
    
  
  
• 文件系统
  
  
  
  • 数据以文件形式保存
    
  • 由文件系统管理数据
    
    
    
    • 数据组织成具有一定结构文件
      
      
      
      • 共享性差、冗余度大、易造成数据不一致
        
      
      
    
    
  • 设备独立性
    
    
    
    • 程序只需要考虑文件路径，不需考虑物理结构
      
      
      
      • 独立性仍然较差
        
      
      
    
    
  
  
• 数据库系统
  
  
  
  • 数据结构化
    
  • 共享性高，冗余度底
    
    
    
    • 一组数据可为多个应用和用户共同使用
      
    
    
  • 独立性高
    
    
    
    • 物理独立性
      
      
      
      • 存储结构、存取方式、存储设备
        
      
      
    • 逻辑独立性
      
      
      
      • 数据定义、数据类型、数据关系
        
      
      
    
    
  • 数据控制
    
    
    
    • 安全性
      
      
      
      • 口令验证
        
      • 权限管理
        
      
      
    • 完整性
      
      
      
      • 正确性
        
        
        
        • 数据合法性如 data type
          
        
        
      • 有效性
        
        
        
        • 数据范围如月份
          
        
        
      • 相容性
        
        
        
        • 同事实多表示如性别不能同时男女
          
        
        
      
      
    • 并发
      
      
      
      • 多应用多用户同时使用
        
      
      
    • 数据恢复
      
      
      
      • 错误、故障恢复
        
      
      
    
    
  
  

数据库系统

• 用户
  
  
  
  • 终端用户
    
  • 应用程序员
    
  • 数据库管理员（DBA）
    
    
    
    • 设计、建立、管理、维护数据库
      
      
      
      • 数据库设计
        
      • 存取结构、存取策略
        
      • 帮助终端用户和应用程序员
        
      • 定义安全性和完整性
        
      • 监督数据库使用和运行
        
      • 改进数据库
        
      
      
    
    
  
  
• 软件系统
  
  
  
  • 应用系统
    
  • 应用开发工具
    
  • 数据库管理系统（DBMS）
    
  • 操作系统
    
    
    
    • 管理计算机资源
      
    
    
  
  
• 数据库
  

数据库系统模式结构

• 模式：数据库中全体数据的逻辑结构和特征描述
  
  
  
  • 实例：模式的具体值
    
    
    
    • 例
      
      
      
      • 模式：员工基本情况数据库
        
      • 实例：A公司、B公司员工基本情况
        
      
      
    
    
  
  
• 数据库三级模式
  
  
  
  • 外模式（用户级）
    
    
    
    • 一个数据库有多个外模式
      
      
      
      • 保证数据安全性
        
      • DBMS提供子模式定义语言
        
      
      
    
    
  • 模式（概念级）
    
    
    
    • 一个数据库只有一个模式
      
      
      
      • 定义逻辑结构
        
      • 定义数据关系
        
      
      
    
    
  • 内模式（物理级）
    
    
    
    • 一个数据只有一个内模式
      
      
      
      • 记录存储模式
        
      • DBMS提供内模式定义语言
        
      
      
    
    
  
  
• 数据库二级映像
  
  
  
  • 外模式／模式映像
    
    
    
    • 确定局部逻辑结构与全局逻辑结构的关系
      
    
    
  • 模式／内模式映像
    
    
    
    • 确定全局逻辑结构与存储结构之间的对应关系
      
    
    
  
  

数据库管理系统（DBMS）

• DBMS组成
  
  
  
  • 语言编译处理程序
    
    
    
    • 数据定义语言（DDL）编译程序
      
      
      
      • 源模式编译为数据库结构信息描述
        
      
      
    • 数据操纵语言（DML）编译程序
      
      
      
      • 转换成可执行的增删改查
        
      
      
    
    
  • 系统运行控制程序
    
    
    
    • 系统总控制程序
      
      
      
      • 控制协调各程序的活动
        
      
      
    • 安全性控制程序
      
      
      
      • 权限管理
        
      
      
    • 完整性控制程序
      
      
      
      • 完整性约束
        
      
      
    • 并发控制程序
      
      
      
      • 协调多应用、多用户
        
      
      
    • 数据存取更新
      
      
      
      • 对数据的增删改查操作
        
      
      
    
    
  • 系统建立、维护程序
    
    
    
    • 装配程序
      
      
      
      • 初始数据库的数据装入
        
      
      
    • 重组程序
      
      
      
      • 数据库性能降低时重组
        
      
      
    • 系统恢复程序
      
      
      
      • 恢复到以前的某个正确状态
        
      
      
    
    
  • 数据字典
    
    
    
    • 描述数据库中有关信息的数据目录，如数据库三级模式、数据类型、用户名、用户权限等有关数据库系统的信息
      
    
    
  
  
• DBMS数据存取
  
  
  
  • 用户使用特定操作语言向DBMS发出存取请求
    
  • DBMS将请求转换成代码指令
    
  • DBMS检查三级模式和二级映像
    
  • DBMS对数据库执行存取操作
    
  • DBMS接收存取操作结果
    
  • DBMS数据结果进行必要的处理（如格式转换）
    
  • DBMS将处理结果返回给用户
    
  
  

数据模型

• 三个世界
  
  
  
  • 现实世界
    
    
    
    • 客观描述
      
      
      
      • 事物总体、事物个体、特征、事物联系
        
      
      
    
    
  • 信息世界
    
    
    
    • 现实世界在人脑中的反映
      
      
      
      • 实体（一辆汽车）
        
        
        
        • 实体型（汽车）
          
        • 实体集（所有汽车）
          
        
        
      • 属性
        
        
        
        • 实体具有的某一特性
          
        
        
      • 键
        
        
        
        • 能唯一标识实体的属性
          
        
        
      • 域
        
        
        
        • 属性取值范围
          
        
        
      • 联系
        
        
        
        • 1对1
          
        • 1对n
          
        • n对n
          
        
        
      
      
    
    
  • 计算机世界
    
    
    
    • 字段
      
      
      
      • 标记实体属性的命名单位
        
      
      
    • 记录
      
      
      
      • 字段的有序集合
        
      
      
    • 文件
      
      
      
      • 同一类记录的集合
        
      
      
    • 关键字
      
      
      
      • 唯一标识文件中记录的字段
        
      
      
    
    
  
  

实体联系模型（概念模式）

• 基本组成
  
  
  
  • 实体型（矩形框）
    
  • 属性（椭圆框）
    
  • 联系（菱形框）
    
  
  
• 联系类型
  
  
  
  • 两个实体间的联系
    
  • 三个及三个以上实体间的联系
    
  • 同一实体集内部各实体间的联系
    
  
  

数据模型

• 层次模型（树）
  
  
  
  • 特点
    
    
    
    • 每棵树有且仅有一个节点没有双亲，此为根节点
      
    • 根以外的其他节点有且仅有一个双亲节点
      
    • 父子节点之间的联系是1对n关系
      
    
    
  • 数据操纵与完整型约束
    
    
    
    • 主要操纵：增删改查
      
    • 插入子节点必须要有双亲节点
      
    • 删除双亲节点必须同时删除子节点
      
    • 修改时必须修改所有相应记录
      
    
    
  • 优缺点
    
    
    
    • 优点
      
      
      
      • 结构简单、层次分明
        
      • 联系简单，查询效率高
        
      • 良好的数据完整性支持
        
      
      
    • 缺点
      
      
      
      • 不能表示三个及以上实体型联系
        
      • 对插入、删除限制太强
        
      • 查询子节点必须通过双亲节点
        
      
      
    
    
  
  
• 网状模型
  
  
  
  • 特点
    
    
    
    • 有一个以上的节点没有双亲节点
      
    • 允许节点有多个双亲节点
      
    • 允许两个节点之间有多种联系
      
    
    
  • 数据操纵与完整性约束
    
    
    
    • 主要操纵：增删改查
      
    • 允许插入未确定双亲节点的子节点
      
    • 允许只删除双亲节点
      
    • 修改时只需要更新指定记录
      
    
    
  • 优缺点
    
    
    
    • 优点
      
      
      
      • 更为直接的描述复杂客观世界
        
      • 良好的性能和存储效率
        
      
      
    • 缺点
      
      
      
      • 数据结构复杂
        
      • DDL、DML语言复杂
        
      • 加重编码应用程序负担（记录间的联系本质是通过存取路径实现，应用程序需要指定存取路径）
        
      
      
    
    
  
  
• 关系模型
  
  
  
  • 特点
    
    
    
    • 由表名、表头、表体组成的规范二维表
      
    • 每个二维表表示关系
      
    • 基本要素：关系、元组、属性、域、分量、关键字、关系模式、关系实例
      
    
    
  • 数据操纵与完整性约束
    
    
    
    • 主要操纵：增删改查
      
    • 实体完整性
      
    • 参照完整性
      
    • 用户自定义完整性
      
    
    
  • 优缺点
    
    
    
    • 优点
      
      
      
      • 严格的数据支持
        
      • 结构简单清晰
        
      • 存取路径透明
        
      
      
    • 缺点
      
      
      
      • 查询效率底
        
      
      
    
    
  
  

关系数据库

• 关系模型结构和定义
  
  
  
  • 关系形式化定义
    
    
    
    • 域（值域）：一组具有相同数据类型的值的集合
      
    • 笛卡尔积：D1xD2x...Dn={(d1,d2,...,dn)|属于Di}
      
      
      
      • 笛卡尔积即为一个二维表、表的框架由域构成，行为一个元组，每列来自同一个域
        
      
      
    • 关系：笛卡尔积的任一子集称为定义在域上的n元关系
      
    
    
  • 关系的性质
    
    
    
    • 列是同质的
      
      
      
      • 每列需要来自同一个域，同一数据类型
        
      
      
    • 不同列可以来自同一域
      
    • 列的顺序可以任意交换
      
    • 关系中的元组顺序可任意
      
    • 关系中不允许存在相同的元组
      
    • 关系中每一个分量必须是原子的（不可再分）
      
    
    
  
  
• 关系的键与完整性
  
  
  
  • 键
    
    
    
    • 候选键：能唯一标识关系中元组的一个属性或属性集
      
      
      
      • 特点
        
        
        
        • 唯一性
          
        • 最小性
          
        
        
      
      
    • 主关系键（主键）：候选键中用以增删改查的操作变量
      
    • 主属性：包含在主关系键中的各个属性
      
    • 非码属性：不包含在任何候选键中的属性
      
    • 外部关系键：X是A中的一个（组）属性，非A表主键、是B表主键，则X是A的外部关系键
      
    
    
  • 关系完整性
    
    
    
    • 实体完整性
      
      
      
      • 主关系键的值不能为空或部分为空
        
      
      
    • 参照完整性
      
      
      
      • 外部关系键要么为某一个值、要么为空
        
      
      
    • 用户自定义完整性
      
      
      
      • 必须满足针对某一具体关系的约束语义要求（如月份）
        
      
      
    
    
  
  
• 关系代数
  
  
  
  • 运算对象
    
  • 运算结果
    
  • 运算符
    
    
    
    • 集合运算
      
      
      
      • 并、差、交、笛卡尔积
        
      
      
    • 专门的关系运算符
      
      
      
      • 选取、投影、连接、自然连接、除
        
      
      
    • 算术比较运算符
      
      
      
      • 大于、大于等于、小于、小于等于、等于、不等于
        
      
      
    • 逻辑运算符
      
      
      
      • 与、或、非
        
      
      
    
    
  
  

大燕废帝

请问有习题册可以推荐吗

美国酸奶

专门的习题册我还真没做过，这种主要是实操，自己装一个数据库，多用自然就能理解了。

宝宝宸

请问一下   把数据存在数据库里和把数据存在本地文件夹里有什么区别呢

用户红岩石头

见数据库的简介：数据库，又称为数据管理系统，简而言之可视为电子化的档案柜——储存电子档案的处所，使用者可以对档案中的资料执行新增、撷取、更新、删除等操作。（来源于维基百科）
简而言之，数据库相当于一个管理系统，更加方便地存储与查询数据。

黄辉泓诚信消防

幕布的排版么哈哈哈

帆舟

想问问作者，我是统计的学生，必修了数据库原理，有没有什么未来方向可以推荐下，谢谢！

做个正常人

想问问有比较好的慕课推荐么

胡为民

您好，您看的哪本书？
数据库原理及应用教程 微课版吗？

紫易

数据库相比本地文件夹还有共享数据，同步更改的功能。