二级公共基础总结第四章数据库系统

4.1数据库系统的基本概念
数据:其实就是描述事物的符号记录。
数据的特性:具有一定的结构，可以分为类型和值，如整型、实型、字符型等。并且数据的值给出了符合原型的值，例如整数值15。
数据库:具有统一结构并存储在统一存储介质中的数据集合。它是各种应用程序数据的集成，可以由各种应用程序共享。
数据库中存储的数据是按照数据提供的数据模式存储的，具有集成和共享的特点。
数据库管理系统:一种系统软件，负责数据库中的数据组织、数据操作、数据维护、控制和保护以及数据服务。它是数据库的核心。
数据库管理系统的功能:
(1)数据模式的定义:即为数据库构建其数据框架；
(2)数据访问的物理构造:为数据模式的物理访问和构造提供有效的访问方法和手段；
(3)数据操作:为用户使用数据库中的数据提供方便，如查询、插入、修改、删除等。以及简单的算术运算和统计；
(4)数据完整性和安全性的定义和检查；
(5)数据库的并发控制和故障恢复；
(6)数据服务:如复制、翻转、重组、性能监控、分析等。
为完成上述六项功能，数据库管理系统提供了以下数据语言:
(1)数据定义语言:负责数据模式定义和数据物理访问构造；
(2)数据操作语言:负责数据操作，如查询、添加、删除、修改等。
(3)数据控制语言:负责数据完整性和安全性的定义和检查、并发控制、故障恢复等。
数据语言按其用法有两种结构形式:交互命令(也叫自含或自治语言)宿主语言(一般可以嵌入在某些宿主语言中)。
数据库管理员:规划、设计、维护和监控数据库的专业管理员。
数据库系统:由数据库(数据)、数据库管理系统(软件)、数据库管理员(人员)、硬件平台(硬件)、软件平台(软件)五部分组成的运行实体。
数据库应用系统:由数据库系统、应用软件和应用接口组成。
文件系统阶段:提供简单的数据共享和数据管理能力，但不能提供完整的、统一的、管理和数据共享能力。
层次数据库和网状数据库系统阶段:为数据的统一和共享提供了有力的支持。
关系数据库系统阶段
数据库系统的基本特征:数据集成、数据高共享低冗余、数据独立(物理独立和逻辑独立)、数据统一管理和控制。
数据库系统的三级模型:
(1)概念模型:数据库系统中全局数据逻辑结构的描述，所有用户的公共数据视图；
(2)外部模式:也叫子模式和用户模式。是用户的数据视图，即用户看到的数据模式；
(3)内部模式:也称为物理模式，它给出了数据库的物理存储结构和物理访问方法。
数据库系统的两级映射:
(1)概念模式到内部模式的映射；
(2)从外部图式到概念图式的映射。
4.2数据模型
数据模型的概念:它是对数据特征的抽象，从抽象层面描述系统的静态特征、动态行为和约束，为数据库系统的信息表和操作提供抽象框架。描述了数据结构、数据操作和数据约束。
E-R模型的基本概念
(1)实体:现实世界中的事物；
(2)属性:事物的特性；
(3)联系:现实世界中事物之间的关系。实体之间存在一对一、一对多和多对多的关系。
E-R模型三个基本概念之间的联系:实体是概念世界中的基本单位，属性有定义域，每个实体都可以取定义域中的值。一个实体的所有属性值称为元组。
E-R模型的图形化表示:(1)实体集表示；(2)属性表法；(3)联系表示。
层次模型的基本结构是树型结构，具有以下特点:
(1)每棵树有且只有一个无父节点，称为根；
(2)树中除了根以外的所有节点都只有一个父节点。
从图论上讲，网状模型是一个没有任何条件的无向图。
关系模型由二维表格表示，简称为表，由表框架和表元组组成。二维表是一种关系。
二维表中能标识一个元组的最小属性叫做键或码。从所有候选项中选择一个作为用户使用的键名主键。如果一个表中的属性是一个表b的键，则该属性集称为a的外键或外键.
关系中的数据约束:
(1)实体完整性约束:约束关系主键中的属性值不能为空；
(2)引用完整性约束:关系之间的基本约束；
(3)自定义完整性约束:它反映了数据在具体应用中的语义要求。
4.3关系代数
关系数据库系统的一个特点是它基于数据理论。有许多数据理论可以表示关系模型的数据操作，其中关系代数和关系演算是最重要的。
关系模型的基本操作:
(1)插入(2)删除(3)修改(4)查询(包括投影、选择和笛卡尔积运算)
4.4数据库设计与管理
数据库设计是数据应用的核心。
数据库设计的两种方法:
(1)面向数据:以信息需求为主，兼顾处理需求；
(2)流程导向:优先处理需求，兼顾信息需求。
数据库的生命周期:需求分析阶段、概念设计阶段、逻辑设计阶段、物理设计阶段、编码阶段、测试阶段、运行阶段和进一步修改阶段。
结构化分析方法和面向对象方法是需求分析中常用的方法。结构化分析(SA)方法以自顶向下和逐层的方式分析系统。用数据流图来表达数据和处理之间的关系。对于数据库设计，数据字典是详细的数据收集和数据分析的主要结果。