数据库系统原理【一】

一、考试介绍

第一章：数据库系统概论

1、数据库基本概念

a、什么是数据？

数据（data）是描述事物的符号记录，是指利用物理符号记录下来的、可以鉴别的信息。

数据是信息存在的一种形式，只有通过解释或处理的数据才能成为有用的信息。

b、什么是数据库？

数据库（Database， DB）是指长期储存在计算机中的有组织的、可共享的数据集合。

数据要按照一定的数据模型组织、描述和存储，具有较小的冗余度、较高的数据独立性，系统易于扩展，并可以被多个用户分享。

c、数据库中存储的数据的三个基本特点

1. 永久存储
2. 有组织
3. 可共享

d、数据库管理系统及其功能

数据库管理系统（DBMS）是专门用于建立和管理数据库的一套软件，介于应用程序和操作系统之间。

它可以做：

• 数据定义功能
• 数据操纵功能
• 数据库的运行管理功能
• 数据库的建立和维护功能
• 数据组织、存储和管理功能
• 其他功能【网络通信功能】

e、数据库系统的构成

2、数据管理技术的发展

a、人工管理阶段

b、文件系统阶段

**使用文件系统的优点：**物理数据独立性

c、数据库系统阶段

1. 数据集成（主要目的）
2. 数据共享性高
3. 数据冗余小
4. 数据一致性
5. 数据独立性高：数据定义与使用数据的应用程序分离称为数据独立。
6. 实施统一管理与控制：数据的安全性、完整性并发控制与故障恢复等，即数据库保护。
7. 减少应用程序开发与维护的工作量。

3、数据库系统的结构

a、数据库系统的结构分类

从用户的角度分类：

从数据库管理员的角度分类：

数据库系统的三级模式结构

模式也称为概念模式或逻辑模式，是数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述，是所有用户的公共数据视图。数据库的核心，也是数据库设计的关键。

外模式也称为子模式或用户模式。

内模式也称为存储模式。

b、数据库系统的三级模式结构

三级模式结构的俩层映像与数据独立性。

模式/内模式映像
保证了数据与程序的物理独立性

外模式/模式映像
保证了数据与程序的逻辑独立性

c、客户/服务器（C/S）结构

d、浏览器/服务器（B/S）结构

4、数据模型

1、什么是模型

**模型（Model）**是现实世界特征的模拟和抽象表达。

数据模型是对现实世界数据特征的抽象，描述的是数据的共性内容。

2、数据的特征

静态特征：

1. 数据的基本结构
2. 数据间的联系
3. 数据取值范围的约束

动态特征：
4. 指对数据可以进行符合一定规则的操作。

3、数据模型组成要素

4、数据模型的分类

5、什么是概念层数据模型

6、信息世界涉及的基本概念

7、概念模型的表示方法

8、什么是逻辑层数据模型

9、逻辑模型的类型

10、物理层数据模型

第二章：关系数据库

1.关系数据库概述

a.关系数据库的产生历史

b.关系数据模型的组成要素

2.关系数据模型

a.表（Table）

b.关系（Relation）

c.列(Column)

d.行（Row）

e.码或键（Key）

f.超码或超键（Super Key）

g.候选码或候选键（Candidate Key）

h.主属性（Primary Attribute）或非主属性（Nonprimary Attribute）

i.主码或主键（Primary Key）

j.全码或全键（All Key）

k.外码或外键（Foreign Key）

l.参照关系（Referencing Relation）和被参照关系（Referenced Relation）

m.域（Domain）

n.数据类型（Data Type）

o.关系模式（Relation Schema）

p.关系数据库（Relation Database）

q.关系数据库对关系的限定/要求：

r.基本的关系操作

s.关系数据语言的分类

t.关系代数的运算符

u.传统的集合运算

U代表并
俩个关系必须有相同的属性个数。

- 代表差
俩个关系必须有相同的属性个数

n 代表交

x 代表笛卡尔积

v.专门的关系运算

w.关系的完整性约束

数据库的数据完整性是指数据库中数据的正确性、相容性、一致性。

举例：

分类：

1. 实体完整性约束
   主码的组成不能为空，主属性不能是空值NULL
2. 参照完整性约束
   定义外码和主码的引用规则
   要么外码等于主码中某个元祖的主码值，要么为空值（NULL）
3. 用户定义完整性约束
   域完整性约束（针对某一应用环境的完整性约束）、其他

3.关系数据库的规范化理论

a.关系模式中可能存在的冗余和异常问题

1) 数据冗余 -> 更新异常 -> 插入异常 -> 删除异常

2）

b.函数依赖与关键字

函数依赖：

关系中属性间的对应关系。

分类：

• 完全函数依赖
• 部分函数依赖
• 传递函数依赖

关键字的定义：

设R为任一给定关系，U为其所包含的全部属性集合，X为U的子集，若有完全函数依赖X -> U,则X为R的一个候选关键字。

c.范式与关系规范化过程

第一范式1NF

设R为任一给定关系，如果R中每个列与行的交点处的取值都是不可再分的基本元素，则R为第一范式。

第二范式2NF

设R为任一给定关系，若R为1NF，
且其所有非主属性都完全函数依赖于候选关键字，则R为第二范式。

第三范式3NF

设R为任一给定关系，若R为2NF，
且其每一个非主属性都不传递函数依赖于候选关键字，则R为第三范式。

第三范式的改进形式BCNF

设R为任一给定关系，X、Y为其属性集，F为其函数依赖集，若R为3NF，且其F中所有函数依赖X -> Y(Y不属于X)中的X必包含候选关键字，则R为BCNF。