資料庫系統概念期中考知識點整理

• 轉眼間學期就已經過半了，也迎來了幾個科目的期中考，資料庫首當其衝。前幾天忙著各種複習資料庫，手寫了一份挺詳細的複習提綱，記錄了比較經常考查的知識點

• 如有錯誤，歡迎指出

具體內容

• 資料、資料庫、資料庫系統、資料庫管理系統的概念

  • (1) 資料(Data)：描述事物的符號記錄稱為資料

  • (2) 資料庫(DB)：資料庫是長期儲存在計算機內的、有組織的、可共享的資料集合

  • (3) 資料庫管理系統(DBMS)：資料庫管系統是位於使用者與作業系統之間的一層資料管理軟體，用於科學地組織和儲存資料、高效地獲取和維護資料

  • (4) 資料庫系統(DBS)：資料庫系統是指在計算機系統中引入資料庫後的系統構成，一般由資料庫、資料庫管理系統（及其開發工具）、應用系統、資料庫管理員構成

  • –> 上述後三者之間的關係：DBS包含DB、DBMS

• 概念模型中的術語

  • 實體：客觀存在並可以相互區分的事物叫實體

  • 屬性：實體所具有的某一特性，一個實體可由若干個屬性來刻畫

  • 碼：唯一標識實體的屬性集稱為碼

  • 域：域是一組具有相同資料型別的值的組合

  • 實體型：具有相同屬性的實體具有相同的特徵和性質，用實體名極其屬性名集合來抽象和刻畫同類實體，稱為實體型

  • 實體集：同型實體的集合稱為實體集

• 目前資料庫領域最常用的邏輯資料模型有：

  • 層次模型

  • 網狀模型

  • 關係模型

• 實體聯絡圖（E-R圖）

  • 實體型：用矩形表示，矩形框內寫明實體名

  • 屬性：用橢圓表示，並用無向邊將其與對應的實體連線起來

  • 聯絡：用菱形表示，菱形框內寫明聯絡名，並用無向邊分別與有關實體連線起來，同時在無向邊旁標明聯絡的型別（1:1或1:n或m:n）

  • –> 例：教學管理規定：

    • 1、一個學生可以選修多門課，一門課有若干個學生選修

    • 2、一個教師可以講授多門課，一門課只有一個教師講授

    • 3、一個學生選修一門課，僅有一個成績

    • 學生的屬性有學號、姓名；教師的屬性有教師編號、教師姓名；課程的屬性有課程號、課程名

  • 根據以上的語義畫出相應的E-R圖：

  

• 資料庫系統的三級模式結構：

  

  • 外模式：亦稱子模式或使用者模式，是資料庫使用者（包括應用程式設計師和終端使用者）能夠看見和使用的區域性資料的邏輯結構和特徵的描述，是資料庫使用者的資料檢視，是與某一應用有關的資料和邏輯表示

  • 模式：亦稱邏輯模式，是資料庫中全體資料的邏輯結構和特徵的描述，是所有使用者的公共資料檢視。模式描述的是資料的全域性邏輯結構，外模式涉及的是資料的區域性邏輯結構，通常是模式的子集

  • 內模式：亦稱儲存模式，是資料在資料庫系統內部的表示，即對資料的物理結構和儲存方式的描述

  • –> 資料庫系統在這三級模式之間提供了兩層映像：外模式/模式映像和模式/內模式映像。這兩層映像保證了資料庫系統中的資料能有較高的邏輯獨立性和物理獨立性

• 資料庫應用程式的編寫基於外模式

  • 外模式所針對的使用者包括應用程式設計師以及終端使用者

• 對資料庫中進行增加記錄型別或增加資料項，要使應用程式儘可能不變，應該調整外模式/模式映像

• 要保證資料庫的物理資料獨立性，需要修改的是模式/內模式映像

• 在資料庫發展的幾個階段中，資料獨立性最高的是資料庫系統階段

• 模式/外模式用於解決資料的邏輯獨立性

• 資料庫資料的正確性和相容性是資料庫的完整性

• 資料庫三級模式體系結構主要的目標是確保資料庫的資料獨立性

• 簡述資料庫系統從哪些方面來保證資料的安全性

  • 1、身份認證：提供使用者標識和密碼的確認

  • 2、使用者操作物件的許可權：通過授權機制

  • 3、檢視：只顯示使用者可以作用的屬性和記錄

  • 4、儲存過程：通過儲存過程提高系統的安全性

• 資料庫系統與檔案系統的主要區別：

  • 檔案系統不能解決資料冗餘和資料獨立性問題，而資料庫系統可以解決

• 資料的邏輯獨立性是指：

  • 模式改變，外模式和應用程式不變

• 資料庫管理系統有哪些功能：

  • 資料庫管理系統(DBMS)是位於使用者與作業系統之間的一個數據管理軟體，它主要包括以下幾個功能：

    • 1、資料定義：DBMS提供資料描述語言(DDL)，使用者可以通過它來定義資料物件

    • 2、資料操縱：DBMS還提供了資料操縱語言(DML)，實現對資料庫的基本操作：查詢、插入、刪除和修改

    • 3、資料庫的執行管理：這是DBMS的核心部分，它包括併發控制，安全性檢查、完整性約束條件的檢查和執行，發生故障後的恢復等

    • 4、包括資料庫初始資料的輸入和轉換，資料庫的轉儲和恢復，資料庫的重組等

• 資料庫設計的6個階段

  • 1、需求分析

  • 2、概念結構設計

  • 3、邏輯結構設計

  • 4、物理結構設計

  • 5、資料庫實施

  • 6、資料庫執行和維護

• 資料庫系統的資料獨立性體現在：

  • 不會因為資料儲存結構和資料邏輯結構的變化而影響應用程式

• 獨立性和映像之間的關係：

  • 要保證資料庫的資料獨立性，應修改三級模式之間的兩層映像

  • 要保證資料庫的資料邏輯獨立性，應修改模式/外模式映像

  • 要保證資料庫的資料物理獨立性，應修改模式/內模式映像

  • –> 其中，資料獨立性包括了資料邏輯獨立性和資料物理獨立性

• 區分不同實體的依據是：屬性

• 什麼是資料完整性？

  • 資料的完整性是指儲存在資料庫中的資料的一致性和正確性

• 關係資料庫中資料完整性約束的分類：

  • 域完整性約束：列的值域的完整性

  • 實體完整性約束：若屬性A是關係R的主屬性，則屬性A不能取空值，且不能出現重複值

  • 參照完整性約束：若屬性F是關係R的外碼，它與關係S的主碼Ks相對應，則對於R中每個元組在F上的取值只能為以下兩種情況之一：

    • 取空值

    • 等於S中某個元組的主碼值

  • 使用者自定義完整性約束：針對某一具體關係資料庫的約束條件，反映某一具體應用所涉及的資料必須滿足的語義要求

• 資料庫從哪些方面來保證資料的完整性？

  • 1、列級約束：資料型別、寬度、預設值、檢查約束、是否空值、唯一約束

  • 2、主鍵約束

  • 3、外來鍵約束

  • 4、使用者自定義約束：主要通過觸發器完成

• 什麼是事務？

  • 事務是使用者定義的一個數據庫操作序列，是資料庫中不可分割的最基本的工作單元，也是資料庫恢復和併發控制的基本單元

• 事務的主要特徵(ACID)

  • 原子性(A)：事務包含的程式作為資料庫的邏輯工作單元，它所做的資料修改工作要麼全部執行，要麼都不執行

  • 一致性©：一個事務在執行之前和執行之後資料庫都必須處於一致性狀態

  • 隔離性(I)：併發的事務是隔離的，即一個事務內部的操作及正在操作的資料必須是封鎖起來的，不被其他企圖進行修改的事務看到

  • 永續性(D)：一旦一個事務提交，DBMS保證它對資料庫中資料的改變是永久性的