數據庫知識總結

一、數據庫理論知識

1.1概述

1、4個基本概念：

數據：（描述事物的符號記錄）
數據庫：（永久存儲、有組織、可共享）
數據庫系統：（由DB、DBMS、DBA、應用程序組成的存儲，管理，處理和維護數據的系統）
數據庫管理系統：（用戶與操作系統之間的一層數據管理軟件）

2、數據管理技術的發展：人工管理—>文件系統—>數據庫系統

3、數據庫系統的特點：

數據結構化、共享度高冗余度低、數據獨立性高、有DBMS統一管理和控制（數據的安全性保護，完整性檢查，并發控制，數據庫恢復）

1.2數據模型

1、數據模型是對現實世界數據特征的抽象；數據模型是數據庫系統的核心和基礎

2、兩類數據模型：

概念模型：（信息模型，用用戶的觀點來建模，主要用來數據庫設計）
邏輯模型：（按計算機系統的觀點來就建模，主要用來數據庫管理系統的實現）和物理模型

現實世界--->信息世界--->機器世界

3、數據模型的組成要素：數據結構、數據操作、數據的完整性約束條件

4、概念模型：具有較強的語義表達能力，實體之間有一對一，一對多，多對多等多種類型，模型用實體-聯系方法來表達，即E-R模型

5、邏輯模型中常用的數據模型：層次模型（一對一、一對多）、網狀模型（可多對多）、關系模型

層次模型：樹形結構中的層次關系表示，指針有向邊；優：數據結構比較清晰、層次數據庫中的查詢效率較高。缺：多對多的聯系就不適合，增刪查改的限制較多，編寫復雜網狀模型：更直接的描述現實世界，有更好的性能，存取效率較高；結構復雜，不易使用操作關系模型：關系--->表、元組--->行或記錄、屬性--->列、分量-->一條幾句中的一個列值、非規范關系-->表中有表。關系模型的存取路徑對用戶透明，剛搞的數據獨立性，更好的安全。關系的完整性約束條件：實體完整性，參照完整性和用戶定義完整性

1.3數據庫系統的結構

1、數據模型是以 type—value （模式是相對穩定的，實例是相對變動的）

2、三級模式：

外模式（子模式或用戶模式）：是數據庫用戶的數據視圖，是與某一應用有關的數據邏輯表示，應用程序（一個數據庫可有多個外模式）模式（邏輯模式）：是數據庫中全部用戶的邏輯結構和特征的描述，是所以用戶的公共數據視圖（中間層）（一個數據庫只有一個外模式） 內模式（存儲模式）：是數據物理結構和存儲方式的描述。（一個數據庫只有一個外模式）

3、數據庫的二級映像：

外模式/模式映像：（當模式發生改變時，通過改變映像，是外模式保不變）數據的邏輯獨立性
模式/內模式映像：（當內模式發生改變時，通過改變映像，是模式保持不變）數據的物理獨立性

二、關系數據庫

關系：域：一組具有相同數據類型的值的集合；
笛卡爾積：域上的一種集合運算；
基數：一個域允許的不同取值的個數；
候選碼、主碼、主屬性、非主屬性、外鍵（不是關系A 的主鍵，但是關系B的主鍵，則是A 的外鍵）

2.1概念

1、操作：增（insert）刪（delete）查（query）改（update）
查：選擇（select）、投影(project)、并(union)、差(except)、笛卡爾積（m+n列的關系表）、連接(join)、除(divide)、交(intersection)

2、具有關系代數和關系演算語言雙重特點的語言：SQL(高度非過程化）

3、完整性約束：

實體完整性：針對基本關系而言的、主碼不能為空，為唯一標識的
參照完整性：（相互引用）外鍵（空值/另一個關系中對應有的數據）
用戶定義完整性：（語義要求）

2.1關系代數

4、關系代數運算符有：

**傳統的集合運算符**（行，交并差笛卡爾積）和專門的關系運算符（行及列選擇，投影，連接，除）**專門的關系運算符：** 1、選擇（selection，>,<,<>,非） 2、投影（projection，列） 3、連接（join）等值連接，自然連接（去掉多余重復部分）、外連接（其他屬性不刪掉，用空值表示），左外連接，右外連接 4、除（division）（多用于至少，全部...R÷S=T T中包含所有在R中不在S中的屬性及其值，且T的元組與S 的元組的所有組合都在R中，R(X,Y)÷S(Y)=T(X).)

例子：

三、關系數據庫標準語言SQL（結構化查詢語言）

3.1概念

1、SQL的特點：綜合統一、高度非過程化、面向集合的操作方式、以同一種語法結構提高多種使用方式、語言簡潔易學易用
2、基本表與視圖的區別與聯系

基本表是本身獨立存在的表，在關系數據庫管理系統中一個關系對應一個基本表。
視圖是一個或幾個基本表導出的表，它本身不獨立存在于數據庫中，即數據庫中只存在視圖的定義而不存放視圖對應的數據，這個數據仍然在導出視圖的基本表中，因此視圖是一個虛表。

3.2數據定義

1、關系數據庫系統支持三級模式結構，其模式，外模式，內模式中的基本對象有模式、表、視圖、索引SQL標準不提供修改模式定義和修改視圖定義的操作，如果想修改這些對象只能先刪除再重建

六、關系數據理論

6.1問題的提出

1、如何構造一個合適的數據庫模式（即應該構造幾個關系模式，即關系數據庫邏輯設計問題，關系模型的背景）
2、數據依賴是一個關系內部屬性與屬性之間的一種約束關系，這種約束關系是通過屬性間值的相等與否體現出來的數據間相關聯系（已經提出來的數據依賴有：函數依賴（FD)、多值依賴(MVD)、連接依賴
3、關系模型存在以下問題：數據冗余、更新異常、插入異常、刪除異常

6.2規范化

1、依賴關系：

1、X->Y,Y不包含于X，則稱X->Y是非平凡的函數依賴 2、X->Y,Y包含于X（Y<=X)，則稱X->Y是非平凡的函數依賴 3、在R(U)中，如果X->Y，對于X的人惡化一個真子集X'，都有X'不->Y,則稱Y對X是完全函數依賴關系記：X-F>Y 4、若X->Y，但Y不完全函數依賴于X，則稱Y對X部分函數依賴，記X-P>Y 5、如果X->Y,Y不->X,Y->Z則Z對X傳遞依賴 6、候選碼（主碼的集合）、主碼（能唯一確定這個關系的碼）、超碼（候選碼是最小的超碼）、外碼（關系模型R中的屬性或者屬性組X不是R的碼，但X 是另一個關系模式的碼，則X是R 的外碼）

2、范式：關系數據庫中的關系是要滿足異地那個要求的，滿足不同程度要求的為不同范式

3、第一范式1NF：滿足每一個分量都是不可分的數據項的關系模式

4、第二范式2NF：若R為第一范式，且每一個非主屬性完全函數依賴于任何一個候選碼，則R為第二范式。即有三種情況①不能有部分函數。②全碼（全部屬性為主屬性）。③單屬性。單候選碼一定為第二范式

5、第三范式3NF：每一個非主屬性既不傳遞依賴于碼，也不部分依賴于碼

6、BCNF：在第三范式的基礎上，若每一個決定因素都包含碼（①、所有非主屬性對每一個碼都是完全函數依賴。②、所有主屬性對每一個不包含它的碼也是完全函數依賴。③、沒有任何屬性完全函數依賴于非碼的任何一組屬性

7、多值依賴：具有對稱性、具有傳遞性、函數依賴可以看成多值依賴的特殊情況

多值函數與函數依賴的基本區別：多值依賴的有效性與屬性集的范圍有關；若函數依賴X->Y在R(U)上成立，則對于任何Y'包含于Y均有X->Y'成立。而多值依賴X->->Y在R(U)上成立，不能斷言對于任何Y'包含于Y均有X->->Y'成立

8、第四范式4NF：就是限制關系模式的屬性之間不允許有非平凡且非函數依賴的多值依賴

9、1NF---------消除非主屬性對碼的部分函數依賴------->2NF----消除非主屬性對碼的傳遞函數依賴------>3NF------消除主屬性對碼的部分和傳遞函數依賴----->BCNF---------消除非平凡且非函數依賴的多值依賴------------>4NF

七、數據庫設計

7.1數據庫設計概述

1、數據庫設計是指對于一個給定的應用環境，構造（設計）優化的數據庫邏輯模式和物理結構，并據此建立數據庫及其應用環境，使之能夠有效的存儲和管理數據，滿足各種用戶的應用需求，包括信息管理要求（在數據庫張應該存儲和管理哪些數據對象）和數據操作（增刪查改等）要求

2、數據庫設計的特點：

三分技術、七分管理、十二分的基礎數據（對數據的收集、整理、組織和不斷的更新）；結構（數據）設計和行為（處理）設計相結合 （即數據庫設計和應用系統設計相結合）；

3、有哪些數據庫設計方法：
新奧爾良方法、基于E-R模型的設計方法、3NF（第三范式）的設計方法、面向對象的數據庫設計方法、統一建模語言方法

4、數據庫設計的基本步驟：

1需求分析階段、2概念設計階段（E-R圖）、3邏輯設計階段（數據模型）、4物理設計階段（物理存儲安排等）、5數據庫實施階段、6數據庫運行和維護階段
1，2可獨立于任何數據庫管理系統

5、E-R圖：實體（長方形）、屬性（橢圓形）、聯系（菱形） ①確定實體和屬性 ②實體間的聯系 參與聯系的實體型的數目稱為聯系的度（二元聯系、三元聯系、N元聯系）

6、如果一個實體型的存在依賴于其他實體型的存在，則這個實體型叫做弱實體型，否則為強實體型。

7、屬性：①作為屬性，不能再有具有需要描述的性質 ②屬性部與其他實體具有聯系

8、各子系統的E-R圖之間的沖突主要有三類：屬性沖突、命名沖突、結構沖突

八、數據庫編程

SQL編程技術可以有效的克服SQL語言實驗復雜應用方面的不足，提高應用系統和數據庫管理系統間的互操作性

8.1嵌入式SQL

1、嵌入式SQL是將SQL語句嵌入程序設計語言中，對于嵌入式SQL語言，數據庫管理系統一般采用預編譯方法處理（即由數據庫管理系統的預處理程序對源程序進行掃描，識別出嵌入式SQL語句，把它們轉換成主語言調用語句，以使主語言的編譯程序將純的主語言程序編譯成目標碼）

2、在嵌入式SQL中為了快速區分SQL語句和主語言語句，所有的SQL 語句都必須加前綴

數據庫縮寫解釋：DB（DateBase)數據庫 , DBS（DateBase System)數據庫系統 , DBMS（DateBase Manage System)數據庫管理系統 , DDL(Data Definition Language)數據定義語言 , DML(Data Manipulation Language)數據操縱語言 , DBTGData Base Task Group)數據庫任務組 ， DCL (Data Control Language) 數據控制語言

總結

以上是生活随笔為你收集整理的数据库理论知识总结的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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