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数据库原理与应用总结报告姓名：学号：201090519134班级：文自1021分数： 一、数据库的作用、意义及发展趋势数据库，顾名思义，是存放数据的仓库。只不过这个仓库是在计算机存储设备上，而且数据是按一定的格式存放的。人们收集并抽取出一个应用所需要的大量数据之后，应将其保存起来，以供进一步加工处理，进一步抽取有用信息。而数据库就是长期存储在计算机内、有组织的、可共享的大量数据的集合。数据库中的数据按一定的数据模型组织、描述和储存，具有较小的冗余度、较高的数据独立性和易扩展性，并可为各种用户共享。 概括的讲，数据库具有永久存储、有组织、可共享三个基本特点。 数据库的发展的三个阶段：数据库的发展经历了三个阶段第一代数据库系统(是指层次和网状数据库系统)，第二代数据库系统（支持关系数据库模型的关系数据库系统），第三代数据库系统。第二代数据库系统的数据模型虽然描述的了现实世界数据的结构和一些重要的相互联系，但是仍不能捕捉和表达数据对象所具有的丰富而重要的语义，因此只能属于语法模型。第三代的数据库系统将以更丰富的数据模型和更强大的数据管理功能为特征，从而满足更加广泛复杂的新应用的要求。 数据库的发展趋势：数据库的发展集中表现在数据模型的发展。从最初的层次、网状数据模型发展到关系数据模型，数据库技术产生了巨大的飞跃。随着数据库应用领域的扩展，数据对象的多样化，传统的关系数据模型开始暴露出许多弱点，如对复杂对象的表示能力较差，语义表达能力较弱，缺乏灵活丰富的建模能力，对文本、时间、空间、声音、图像和视频等数据类型的处理能力差等。为此，人们提出并发展了许多新的数据模型。这些尝试是沿着如下几个方向进行的。 对传的关系模型（1NF）进行扩充，引入少数构造器，使得它能表达比较复杂的数据类型，增强其结构建模能力，这样的数据模型称为复杂数据模型。 新提出和发展的数据模型相关关系模型相比关系模型来说增加了全新的关系构造器和关系处理原语以表达复杂的结构和丰富的语义。这类模型中比较有代表性的是函数数据模型（FDM）、语义数据模型（SDM）、RM/T模型以及E-R模型等，常常统称它们为语义数据模型。 将上述语义数据模型和OO程序设计方法结合起来，提出了面向对象的数据模型。 XML数据模型。随着互联网的迅速发展，Web上各种半结构化，非结构化数据源已经成为重要的信息来源，XML已成为网上数据交换的标准和数据界的研究热点。人们研究和提出了多种XML数据模型，还没有公认的统一的XML数据模型。二、以下是现实生活中的几个数据库实例：火车站售票系统国家税务局税务管理系统学校学生成绩管理系统图书馆图书管理系统学校学生选课系统三、数据库各方面的知识点总结：第一章、数据库的发展沿着数据模型展开，以下是对于数据模型的的总结。 概念模型 层次模型 格式化数据模型 网状模型 模型逻辑模型 关系模型和物理模型 面向对象模型对象关系模型数据模型：也是一种模型，它是对现实世界数据特征的抽象。也就是说，数据模型是用来描述数据、组织数据和对数据进行操作的。概念模型：概念模型用于信息世界的建模，是现实世界对到信息世界的第一层抽象，是数据库设计人员进行数据库设计的有力工具，数据库设计人员和用户之间进行交流的工具（E-R图）。层次模型：用树型结构表示实体及实体间联系的数据模型，树中每一个节点代表一个记录类型，树状结构表示实体型之间的联系。网状模型：用有向图结构表示实体类型及实体间联系的数据结构模型。关系模型：用二维表的形式表示实体和实体间联系的数据模型。 数据结构数据模型的组成要素 数据操作 完整性约束实体模型,两个实体间的联系可分为3类：（1）一对一联系（1：1） 如：学生与宿舍，观众与座位等。（2）一对多联系（1：n） 如：导员与学生、省与市等。（3）多对多联系（n：m） 如：学生与课程，图书与读者，工厂与产品等。数据库系统结构及其组成 数据库(DB) 数据库管理系统（DBMS）及其开发工具 数据库系统（DBS） 应用系统 数据库管理员 (DBA)实际的数据库管理系统产品很多，它们支持不同的数据模型，使用不同的数据库语言，建立在不同的操作系统之上，数据的存储结构也各不相同，但它们在体系结构上通常都具有相同的特征，即采用三级模式结构并提供二级映像功能。数据库系统的三级模式结构：外模式（或用户模式）、模式、内模式。两层映像：外模式/模式映像、模式/内模式映像。正是这两层映像保证了数据库系统中的数据能够具有较高的数逻辑独立性和物理独立性。第二章 关系数据库关系数据库是支持关系模型的数据库系统，由关系数据结构、关系操作集合和关系完整性约束三部分组成。 关系数据库的数据结构：域：属性的取值范围，如人的年龄一般在1-100岁之间。学生年龄属性的域应是（1438），性别的域是（男，女），系别的域是一个学校所有系名的集合；关系：二维表；元组：表中的一行即为一个元组；属性；表中的一例即为一个属性，属性（学号，姓名，性别，系别，年龄和籍贯）；主码：表中的某个属性组，它可以唯一确定一个元组；分量：元组中的一个属性值；关系模型：对关系的描述，一般表示为：关系名（属性1，属性2，属性N）关系数据模型的操纵关系数据模型的操纵主要包括查询、插入、删除和更新数据。这些操作必须满足关系的完整性约束条件。关系的完整性约束条件包括3大类：实体完整性、参照完整性和用户定义的完整性。 查询操作 选择、投影、连接、除、并、差、交笛卡尔积关系操作 插入、删除、修改操作关系操作的特点：操作对象和操作结果都是集合。而非关系数据模型的数据操作方式则为一次一个记录的方式。 关系代数语言 例如：ISBL关系数据语言 元组关系演算语言 例如：APLHA,QUEL关系演算语言 域关系演算语言 例如：QBE具有关系代数和关系演算双重特点的语言 例如：SQL关系完整性约束条件关系的完整性共分为三类：实体完整性、参照完整性、用户定义完整性。实体的完整性规则：若属性A是基本关系R的主属性，则属性A不能取空值。即主属性不能为空。参照的完整性规则：若F是基本关系R的外码，它与基本关系S的主码Ks相对应(基本关系R和S不一定是不同的关系)则对于R中每个元组在F上的值必须为： 或者取空值(F的每个属性值均为空值)；即外码可以为空。 或者等于S中某个元组的主码值。用户定义的完整性：针对某一具体的关系数据库的约束条件，由应用的环境决定。关系代数 关系代数是一种抽象的查询语言，它用对关系的运算来表达查询。 集合运算符 并、差、交、笛卡尔积 专门的关系运算符 选择、投影、连接、除运算关系代数用到的运算符 算术比较符 逻辑运算符第三章 关系数据库标准语言SQLSQL：即结构化查询语言，是关系数据库的标准语言。数据定义 关系数据库系统支持三级模式结构，其模式、外模式、内模式中的基本对象有表、视图和索引。因此SQL的数据定义功能包括模式定义、表定义、视图和索引的定义。 定义模式在SQL模式中，模式定义语句如下：CREATE SCHEMA AUTHORIZATION，如果没有指定,那么隐含为. 删除模式：在SQL中，删除语句为：DROP SCHEMA其中，CASCADE和RESTRICT两者必选其一。基本表的定义删除与修改 定义基本表：CREATE TABLE(列级完整性约束条件 ，列级完整性约束条件，) 修改基本表：ALTER TABLEADD完整性约束条件 DROP MODIFY 删除基本表：DROP TABLE索引的建立与删除 建立索引：REATEUNIQUECLUSTERINDEXON(，) 删除索引：DROP INDEX数据查询数据库查询是数据库的核心操作，SQL语言提供了SELECT语句进行数据库的查询。格式如下： SELECTALL | DISTINCT， FROM， WHERE GROUP BYHAVINGORDER BYASC | DESC ;单表查询 连接查询等值与非等值连接查询：连接查询的WHERE子句中用来连接两个表的条件称为连接条件或连接谓词，其一般格式为：.其中比较运算符主要有：、=、=、!=（或）等。此外连接谓词还可以使用下面形式：.BETWEEN.AND.嵌套查询：带有IN谓词的子查询、带有比较运算符的子查询、带有ANY（SOME）或ALL谓词的子查询、带有EXISTS谓词的子查询集合查询数据更新插入数据插入元组的INSERT语句的格式为：INSERTINTO(,) VALUES(,)；插入子查询结果的INSERT语句的格式为 INSERTINTO(,) 子查询；修改数据修改操作又称为更新操作，其语句的一般格式为:UPDATE 基本表名SET 列名=值表达式,列名=值表达式.WHERE 条件表达式删除数据删除语句的一般格式为： DELETE FROMWHERE;视图创建视图格式为：CREATE VIEW(,) ASWITH CHECK OPTION；删除视图的格式为： DROP VIEWCASCADE;视图的作用：能够简化用户的操作；视图使用户能以多种角度看待同一数据；驶入对重构数据库提供了一定程度的逻辑独立性；能够对机密数据提供安全保护；适当的利用视图可以更清晰的表达查询。第四章 数据库安全性所谓计算机系统安全性，是指计算机系统建立和采取的各种安全保护措施，以保护计算机系统中的硬件、软件及数据，防止其因偶然或恶意的原因使系统遭到破坏，数据遭到更改或泄露。概括起来，计算机系统的安全性问题可分为三大类：技术安全类、管理安全类、政策法律类。数据库安全控制GRANT语句向用户授予权限，REVOKE语句收回授予权限GRANT语句的一般格式为： GRANT, ON , TO, WITH GRANT OPTION;REVOKE语句的一般格式： REVOKE, ON , FROM ,CASCADE|RESTRICT;对数据库模式的授权由DBA在创建用户时实现CREATE USER语句一般格式为： CREATE USER WITHDBA|RESOURCE|CONNECT;第五章 数据库完整性数据库的完整性是指数据的正确性和相容性。 数据库的完整性和安全性是两个不同的概念。数据的完整性是为了防止数据库中存在不符合语义的数据，也就是防止数据库中存在不正确的数据。数据的安全性是保护数据库防止恶意的破坏和非法存取。因此，完整性检查和控制的防范对象是不合语义的，不正确的数据，防止它们进入数据库。安全性控制的防范对象是非法用户和非法操作，防止它们对数据库数据的非法存取。触发器SQL 使用CREATE TRIGGER命令建立触发器，其一般格式为 CREATE TRIGGER |BEFORE |AFTER |ON FOR EACH | ROW |STATEMENT| WHEN 删除触发器 删除触发器的SQL语法如下： DROP TRIGGER ON ;第六章 关系数据理论范式：关系数据库中的关系是要满足一定要求的，满足不同程度要求的为不同范式。满足最低要求的叫第一范式，简称1NF。在第一范式中满足进一步要求的为第二范式，其余以此类推。R为第几范式就可以写成RxNF.对于各种范式之间的联系有：1NF2NF3NFBCNF4NF5NF1NF: 若关系模式R的每一个分量是不可再分的数据项，则关系模式R属于第一范式。2NF: 若关系模式R1NF，且每一个非主属性完全依赖于码，则关系模式R2NF。3NF: 若关系模式R中不存在这样的码X，属性组Y及非主属性Z(ZY)使得XY， YZ成立，Y不依赖于X，则关系模式R3NF。BCNF(巴克斯范式): 若关系模式R1NF，若XY且Y不包含于X时，X必含有码，则RBCNF。4NF: 若关系模式R1NF，如果对于R的每个平凡多值依赖 XY（ Y不包含于X）时，X必含有码，则称R4NF。第七章 数据库的设计数据库设计的目标是为用户和各种应用系统提供一个信息基础设施和高效率的运行环境。高效率的运行环境包括：数据库数据的存放效率，数据库存储空间的利用率、数据库系统运行管理的效率等都是高的。需求分析概念结构设计逻辑结构设计数据库的物理设计数据库的实施和维护在数据库运行阶段，对数据库经常性的维护工作主要是由DBA完成的，它包括在：数据库的存储和恢复；数据库的安全性和完整性控制；数据库性能的监督、分析和改造、数据库的重组织与重构造。第八章 数据库编程嵌入式SQL主变量：嵌入式SQL语句中可以使用主语言的程序变量来输入或输出数据。SQL语句中使用的主语言程序变量简称为主变量。主变量根据其作用的不同，分为输入主变量和输出主变量。输入主变量由应用程序对其赋值，SQL语句引用；输出主变量由SQL语句对其赋值或设置状态信息，返回给应用程序。游标：游标是系统为用户开设的一个数据缓冲区，存放SQL语句的执行结果，每个游标区都有一个名字。用户可以通过游标逐一获取记录，并赋给主变量，交由主语言进一步处理。建立数据库连接：建立数据库连接的ESQL语句是： EXEC SQL CONNECT TO targetAS connection-nameUSER user-name;其中，target是要连接的数据库服务器，它可以是一个常见的服务器标识串。关闭数据库连接：关闭数据库连接的ESQL语句是：EXEC SQL DISCONNECT connection-name;其中connection-name是ESEC SQL CONNECT所建立的数据库连接。存储过程创建存储过程：CREATE Procedure 过程名（参数1，参数2，参数3，）AS;执行存储过程：CALL/PERFPRM Proucedure(参数1，参数2，);删除存储过程：DROP PROCEDURE过程名（）；ODBC编程配置数据源 初始化环境 建立连接 分配语句句柄 执行SQL语句 结果集处理 中止处理第九章 关系查询处理和查询优化关系数据库系统的查询处理查询处理几个阶段：查询分析、查询检查、查询优化和查询执行。代数优化关系代数表达式等价代换规则：连接、笛卡尔积交换律；连接笛卡尔积的结合律；投影的串接定律；选择的串接定律；选择与投影操作的交换律；选择与笛卡尔积的交换律；选择与并的分配律；选择与差运算的分配律；选择与自然连接的分配律；投影与笛卡尔积的分配律；投影与并的分配律。物理优化基于启发式规则的存取路径选择优化；基于代价的优化。第十章 数据库恢复技术事务的基本概念概念：事务是用户定义的一个操作序列，这些操作要么全做要么全不做，是一个不可分割的工作单位，是数据库环境中的逻辑工作单位。事务和程序是两个概念，一般程序包含多个事务。事务的开始与结束可以由用户显式控制。如果用户没有显式地定义事务，则由DBMS按缺省规定自动划分事务。在SQL语言中，定义事务的语句有三条：BEGIN TRANSACTION事务开始COMMIT事务提交ROLLBACK事务回滚事务的四个特性：原子性、一致性、隔离