(完整word版)数据库基本概念

1、数据库基本概念一、数据库系统的基本概念1) DB :即数据库(Database)，是统一管理的相关数据的 集合。长期储存在计算机内，有结构的、集成的、可共享的、统一管理的 数据集合。 DB 能为各种用户共享， 具有最小冗 余度 ，数据间联系密切，而 又有较高的数据独立性 。2) DBMS :即数据库管理系统 (Database Management System),是位于应用软件与 操作系 统之间的一层数据管理软件 ， 为用户或应用程序提供访问 DB 的方法，包括 DB 的建 立、查询、更新及各种数据控制。 DBMS 总是基于某种数据模型 。3) DBS :即数据库系统(Database Sy

2、stem),是实现有组织地、动态地存储大量关联数据， 方 便多用户访问的计算机软件、 硬件和数据 资源 组成的系统, 即采用了数据库技术的计算 机系统。4) DBA: 负责数据库系统的安全控制与正常运行。 利用 DBMS 提供的各种工具访问数据库。5) 1:1联系：如果实体集 E1中的每个实体最多只能和实体集E2中的一个实体有联系，反之亦然，那么实体集E1对E2的联系称为 一对一联系”记为“1 1”6) 1：N 联系 ：如果实体集 E1 中每个实体与实体集 E2 中任意个(零个或多个)实体有联系，而E2中每个实体至多和 E1中的一个实体有联系，那么E1对E2的联系是 一对多联系 ”,记为 “1

3、: N”。7) M : N联系：如果实体集E1中每个实体与实体集 E2中任意个(零个或多个)实体有 联系, 反之亦然,那么 E1 对 E2 的联系是 “多对多联系 ”,记为 “M: N”。8) 概念模型 :概念模型是现实世界到机器世界的一个中间层次。 现实世界的事物反映到人 的脑子中来,人们把这些事物抽象为一种既不依赖于具体的计算机系统又不为某一DBMS 支持的概念模型,然后再把概念模型转换为计算机上某一DBMS 支持的数据模型。表示方法很多,最常用的实体 联系方法( ER 图)9) 数据模型 :模型是对现实世界的抽象。 在数据库技术中, 表示实体类型及实体类型间联 系的模型 称为 “数据模型

4、 ”。 它可分为两种类型: 概念数据模型和结构数据模型 。10) 数据模型 :数据模型应包含: 数据结构、数据操作、数据完整性约束 三部分。 它主要有: 层次、网状、关系 三种模型。11) 层次模型 :用 树型结构表示实体类型及实体间联系的数据模型。12) 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模型。13) 关系模型 :是目前 最流行 的数据库模型。 其主要特征是用 二维表格 结构表达实体集, 用 外鍵 表示实体间联系。 关系模型是由若干个关系模式组成的集合。关系模型的概念单 一,无论实体还是实体之间的联系都用关系来表示, 对数据的检索结果也是 关系(即表), 所以结构 简

5、单、清晰,用户易懂易用 。适用于 集合操作,有标准语言 。14) DDL :数据定义语言 ( Data Definition Language), 用于定义数据库的三级结构,包括外 模式、概念模式、内模式及其相互之间的映象,定义数据的完整性、安全控制等约束。15) DML :数据操纵语言 ( Data Manipulation Language), 由 DBMS 提供,用于让用户或 程 序员 使用,实现对数据库中数据的操作。1.1 文件系统阶段的数据管理有些什么缺陷？文件系统有三个缺陷:(1) 数据冗余性(redundancy)。由于文件之间缺乏联系，造成每个应用程序都有对应的 文件, 有可能

6、同样的数据在多个文件中重复存储。( 2)数据 不一致性 ( inconsistency) 。这往往是由数据冗余造成的,在进行更新操作时, 稍不谨慎, 就可能使同样的数据在不同的文件中不一样。（ 3）数据 联系弱 （poor data relationship） 。这是由文件之间相互独立，缺乏联系造成的。1.2 数据库阶段的数据管理有些什么特点？（1）采用 复杂的数据模 型表示数据结构（2）有较高的数据 独立性 （数据结构分成用户的逻辑结构、整体逻辑结构和物理结构三级）（3）数据库系统为用户 提供方便的用户接口 ，可以使用查询语言、 终端命令或程序方式操 作数据， 也可以用程序方式操作数据库。（

7、4）系统提供了四个方面 的数据控制功能 ：数据库的恢复、 并发控制、 数据完整性和数据 安全性， 以保证数据库中数据是安全的、正确的和可靠的。（5）对数据的操作不一定以记录为单位，还可以数据项为单位，增加了系统的灵活性。1.3 你怎样理解实体、属性、记录、字段这些概念的类型和值的差别？试举例 说明。实体（ entity） ：是指客观存在可以相互区别的事物。实体可以是具体的对象，如：一个学 生，一辆汽车等； 也可以是抽象的事件，如：一次借书、一场足球赛等。属性（ attribute）: 实体有很多特性，每一个特性称为属性。每个属性有一个值域， 其类型 可以是整数型、实数型、字符串型。比如，学生（

8、实体）有学号、姓名、年龄、性别等属性， 相应值域为字符、字符串、整数和字符串型。字段（field）:标记实体属性的命名单位称为字段或数据项。它是可以命名的最小信息单位，所以又称为数据元素或初等项。字段的命名往往和属性名相同，比如，学生有学号、姓名、 年龄、性别等字段。记录（ record）: 字段的有序集合称为记录。 一般用一个记录描述一个实体， 所以记录又可 以定义为能完整地描述一个实体的字段集。如：一个学生记录，由有序的字段集（学号、姓 名、年龄、性别等）组成。1.4 试述 DBMS 的主要功能。DBMS 主要功能包括：数据定义、数据操纵、数据控制、数据库保护、存储管理及维护功 能。数据控

9、制功能包含（数据安全性控制、完整性控制、数据库恢复及并发控制），常见的 DBMS 有 Visual Foxpro 、SQL Server、Oracle、Sybase、DB2 等1.5 试叙 DBMS 对数据库的保护功能。DBMS 对数据库的保护主要通过四个方面实现：（1）数据库的 恢复 。（ 2）数据库的 并发控制 。（ 3）数据库的 完整性控制 。（ 4）数据库的 安全性控制 。1.6 试叙 DBMS 对数据库的维护功能。DBMS 中有一些程序提供给数据库管理员运行数据库系统时使用，这些程序起着数据库维 护的功能。主要有四个实用程序：（ 1） 数据装载程序 （loading）（ 2）备份程

10、序 （backup）（ 3） 文件重组织 程序（ 4） 性能监控 程序1.7 DBS 由哪几个部分组成？由数据库、 数据库管理系统、数据库应用系统、数据库管理员及计算机软、硬件平台构成，其中 数据库管理系统是数据库系统的 基础与核心 。1.8 什么样的人是 DBA ？DBA 应具有什么素质？ DBA 的职责是什么？DBA 是控制数据整体结构的人，负责 DBS 的正常运行。 DBA 可以是一个人，在大型 系统中也可以是由几个人组成的小组。DBA 承担创建、 监控和维护整个数据库结构的责任。DBA 应具有下列素质：(1) 熟悉企业全部数据的性质和用途；(2) 对用户的需求有充分的了解；(3) 对系

11、统的性能非常熟悉。DBA 的主要职责有五点：( 1)概念模式定义(2) 内模式定义(3) 根据要求修改数据库的概念模式和内模式(4) 对数据库访问的授权(5) 完整性约束的说明1.9 使用 DBS 的用户有哪几类？使用 DBS 的用户有四类：1) DBA 2)专业用户 3)应用程序员 4)最终用户二、关系数据库的基本概念(1) 关系模型 ：用二维表格结构表示实体集，外键表示实体间联系的数据模型称为关系模型。(2) 关系模式 ：关系模式实际上就是记录类型。它的定义包括：模式名，属性名，值域名以 及模式的主键。 关系模式不涉及到物理 存储 方面的描述，仅仅是对数据特性的描述。(3) 关系实例 ：元

12、组的集合称为关系和实例，一个关系即一张二维表格。关系表由行与列组 成。(4) 属性 ：实体的一个特征。在关系模型中，字段称为属性。(5) 域：在关系中，每一个属性都有一个取值范围，称为属性的值域，简称域。(6) 元组 ：在关系中，记录称为元组。元组对应表中的一行；表示一个实体。(7) 超键 ：在关系中能唯一标识元组的属性集称为关系模式的超键。(8) 候选键 ：不含有多余属性的超键称为候选键。(9) 主键：用户选作元组标识的一个候选键为主键。(单独出现，要先解释 “候选键 ”)(10) 外键：某个关系的主键相应的属性在另一关系中出现，此时该主键在就是另一关系的外 键，如有两个关系S和SC,其中S

13、#是关系S的主键，相应的属性 S#在关系SC中也出现， 此时S#就是关系SC的外键。(11) 实体完整性约束 ：这条规则要求关系中元组在组成主键的属性上不能有空值。如果出现空值，那么主键值就起不了唯一标识元组的作用。(12) 参照完整性约束 ：这条规则要求 “不引用不存在的实体 ”。 其形式定义如下：如果属性集 K 是关系模式 R1 的主键， K 也是关系模式 R2 的外键，那么 R2 的关系中， K 的取值只 允许有两种可能，或者为空值，或者等于 R1 关系中某个主键值。(13) 用户定义完整性约束 ：针对某一具体关系数据库的约束条件。反映某一具体应用所涉及 的数据必须满足的语义要求。如：某

14、一属性值必须取唯一值、某些属性值的取值范围等。(14) 过程性语言 ：在编程时必须给出获得结果的操作步骤，即“干什么 ”和“怎么干 ”。如 Pascal和 C 语言 等。(15) 非过程性语言 ：编程时只须指出需要什么信息，不必给出具体的操作步骤。SQL 语言属于非过程性语言。2.1 为什么关系中的元组没有先后顺序 ?因为关系是一个元组的集合， 而元组在集合中的顺序无关紧要。 因此不考虑元组间的顺序，即没有行序。2.2为什么关系中不允许有重复元组？因为关系是一个元组的集合，而集合中的元素不允许重复出现，因此在关系模型中对关系作了限制，关系中的元组不能重复，可以用键来标识唯一的元组。2.3关系与

15、普通的表格、文件有什么区别？关系是一种规范化了的二维表格，在关系模型中，对关系作了下列规范性限制：1）关系中每一个属性值都是不可分解的。2）关系中不允许出现相同的元组（没有重复元组）。3）由于关系是一个集合，因此不考虑元组间的顺序，即没有行序。4）元组中，属性在理论上也是无序的，但在使用时按习惯考虑列的顺序。2.4笛卡尔积、等值联接、自然联接三者之间有什么区别？笛卡尔积对两个关系 R和S进行乘操作，产生的关系中元组个数为两个关系中元组个 数之积。等值联接则是在笛卡尔积的结果上再进行选择操作，从关系R和S的笛卡儿积中选择对应属性值相等的元组；自然连接则是在等值联接（以所有公共属性值相等为条件 ）

16、的基础上再行投影操作，并去掉重复的公共属性列。当两个关系没有公共属性时，自然连接就转化我笛卡尔积。三、SQL语言1）SQL （结构化查询语言）：SQL语言是关系数据库的标准语言，SQL是一种典型的非过程化的语言，易学习。2）数据文件：一个数据库可以有一个或多个数据文件，每个数据文件只属于一个数据库，当有多个数据文件时，只有一个文件被定义为主要数据文件，用来存储数据库的启动信息和部分或全部数据，扩展名为MDF。其他数据文件被称为次数据文件，用来存储主数据文件没存储的其他数据，扩展名为NDF。3）日志文件（事务日志文件）：用来记录数据库更新信息的文件。利用这些更新信息可以用来恢复数据库。事务日志文

17、件最小为512KB，扩展名为LDF。每个数据库可以有一个或多个日志文件。4）SQL语言组成部分： 数据定义语言（DDL : Data Definition Language）定义数据的逻辑结构以及数据项之间的关系。数据操纵语言（DML : Data Manipulation Language）更改数据库，包括增加新数据、删除旧数据、修改已有数据等。数据查询语言（DQL:Data Query Lan guage）按照一定的查询条件从数据库对象中检索符合条件的数据。数据 控制语言（DCL : Data Control Language ）控制对数据库的操作，包括基本表和视图等 对象的授权、完整性规

18、则的描述、事务开始和结束控制语句等。5）SQL功能动词数据查询SELECT数据操纵INSERT，UPDATE，DELETE数据控制GRANT， REVOKE数据定义CREATE， DROP， ALTER6）创建数据库命令格式:Create DataBase 数据库名ON（ Name= =逻辑文件名 ',FILENAME = 操作系统主数据文件名 ',SIZE = 字节数 ,MAXSIZE = 最大字节数 |UNLIMITED,FILEGROWTH = 增容字节数或比例 ）Log On（ Name= =逻辑文件名 ',FILENAME = 操作系统日志文件名 ',

19、SIZE = 字节数 ,MAXSIZE = 最大字节数 |UNLIMITED,FILEGROWTH = 增容字节数或比例 ）7）删除数据库命令： DROP DATABASE 数据库名8）常用数据类型： CHAR （字符型）， INT （整型）， FLOAT （实型）， DATETIME （日 期类型）9）常用约束表达： 空值（ NULL ）、默认值约束（ DEFAULT ）、唯一性约束（ UNIQUE ）、 主键约束（ Primary Key ）、外键约束 （Foreign Key References 主键表名（主键名） ） 、值 域约束（用户定义完整性约束）（ CHECK ）10）定义表命

20、令：Create Table 表名（V列名V数据类型列完整性约束，,n,<表完整性约束 >）；11）修改表命令： Alter Table< 表名 >增加 ADD< 新列名 ><数据类型 >完整性约束删除DROP<列名 > 或 <完整性约束名>修改ALTER < 列名 ><数据类型 >；12）删除表命令： DROP Table 表名13）数据更新：包含数据的插入、删除和修改14）插入数据命令： INSERTINTO<表名 >（属性列1 >,<属性列2 >）VALUES（&

21、lt;常量1 >,<常量2>X插入单行元组）INSERTINTO<表名 >（< 属性列1 >,<属性列2>）SELECT （可插入多行元组 ）15）修改数据命令： UPDATE < 表名 >SET<列名 >= <表达式 >,< 列名 >=<表达式 >WHERE< 条件 >16）删除数据命令：DELETEFROM 表名WHERE 条件 17）查询数据库命令：SELECT ALL|DISTINCT 列名表 （指出要检索的目标列）FROM 表名或视图名 ，表名或视图名 WHE

22、RE 条件表达式 （要满足的谓词条件）GROUP BY 列名 1 HAVING 条件表达式 ORDER BY 列名 2 ASC|DESC 18）消除重复的行使用 DISTINCT短语19）WHERE子句常用查询条件比较=><>=<=!= <> !> !<Not+上述运算符确定范围（注意要包括边界值）BETWEENAN，NOT BETWEEN- AND确定集合IN , NOT IN字符匹配LIKE , NOT LIKE空值IS NULL , IS NOT NULL多重条件AND , OR20）字符匹配常用通配符有：，,F21）外连接查询书写规则：（不考）FROM 表1 连接类型 JOIN 表2 ON （连接条件）FROM 表1, 表2 Where 连接条件22） 等值连接和自然连接：等值连接：即根据两个表的对应列值相等的原则进行连接。连接条件的形式往往是主键=外键”,即按一个表的主键值与另一个表的外键值相同的原则进行连接。如果要去掉重复列，就要用SELECT子