数据(Data)是数据库中存储的基本对象

数据库的定义: 数据库(Database,简称DB)是长期储存在计算机内、有组织的、可共享的大量数据的集合。

数据库的基本特征:1.数据按一定的数据模型组织、描述和储存2.可为各种用户共享3.冗余度较小4.数据独立性较高5.易扩展

DBMS: 是数据库系统中对数据进行管理的软件系统，它是数据库系统的核心组成部分。对数据库的一切操作，包括定义、查询、更新及各种控制，都是通过DBMS进行的

DBMS的用途::科学地组织和存储数据、高效地获取和维护数据

DBMS的主要功能: 数据定义功能; 数据操纵功能; 数据组织、存储和管理; 数据库的事务管理和运行管理;数据库的保护; 数据库的建立和维护功能;DBMS与网络中其它软件系统的通信;两个DBMS系统的数据转换;\异构数据库之间的互访和互操作

数据库系统（Database System，简称DBS） 是实现有组织、动态存储大量相关结构化数据、方便各类用户访问数据库的计算机软硬件资源的集合。

数据库系统的构成: 硬件支撑环境;数据库;软件系统;用户（数据库管理员，开发人员等） 数据库系统的特点（数据库管理数据的特点）：

数据结构化；数据的共享性高；减少数据冗余度；方便用户接口易扩充；具有较高的数据独立性；统一的数据管理与控制功能。

物理独立性： 指用户的应用程序与存储在磁盘上的数据库中数据是相互独立的。当数据的物理存储改变了，应用程序不用改变。

逻辑独立性： 指用户的应用程序与数据库的逻辑结构是相互独立的。数据的逻辑结构改变了，用户程序也可以不变。

数据独立性是由DBMS的二级映像功能来保证的。

数据模型分为两类（分属两个不同的层次）

(1) 概念模型 也称信息模型，它是按用户的观点来对数据和信息建模，用于数据库设计。

(2) 逻辑数据模型和物理模型

逻辑模型主要包括网状模型、层次模型、关系模型、面向对象模型等，按计算机系统的观点对数据建模，用于DBMS实现。

物理模型是对数据最底层的抽象，描述数据在系统内部的表示方式和存取方法，在磁盘或磁带上的存储方式和存取方法。

应如何对现实对象的模型化？解答：---两步抽象，现实世界中的客观对象抽象为概念模型；把概念模型转换为某一DBMS支持的数据模型

(1) 实体（Entity） 客观存在并可相互区别的事物称为实体。可以是具体的人、事、物或抽象的概念。

(2) 属性（Attribute） 实体所具有的某一特性称为属性。一个实体可以由若干个属性来刻画。

(3) 码（Key） 唯一标识实体的属性集称为码。

(4) 域（Domain） 属性的取值范围称为该属性的域。

(5) 实体型（Entity Type） 用实体名及其属性名集合来抽象和刻画同类实体称为实体型

(6) 实体集（Entity Set） 同一类型实体的集合称为实体集

(7) 联系（Relationship） 现实世界中事物内部以及事物之间的联系在信息世界中反映为实体内部的联系和实体之间的联系。实体内部的联系通常是指组成实体的各属性之间的联系，实体之间的联系通常是指不同实体集之间的联系

E-R图

实体型 ：用矩形表示，矩形框内写明实体名。

属性 ：用椭圆形表示，并用无向边将其与相应的实体连接起来

联系：用菱形表示，菱形框内写明联系名，并用无向边分别与有关实体连接起来，同时在无向边旁标上联系的类型（1:1、1:n或m:n）

联系的属性：联系本身也是一种实体型，也 可以有属性。如果一个联系具有属性，则这些属性也要用无向边与该联系连接起来

最常用的数据模型

非关系模型（层次模型、网状模型）、关系模型、 面向对象模型、对象关系模型 层次模型用树形结构来表示各类实体以及实体间的联系

关系数据模型的数据结构

关系（Relation）一个关系对应通常说的一张表

元组（Tuple）表中的一行即为一个元组

属性（Attribute）表中的一列即为一个属性，给每一个属性起一个名称即属性名 主码（Key）表中的某个属性组，它可以唯一确定一个元组。

域（Domain）属性的取值范围。

分量 ：元组中的一个属性值。

关系必须是规范化的，满足一定的规范条件，最基本的规范条件：关系的每一个分量必须是一个不可分的数据项, 不允许表中还有表。

关系的完整性约束条件：域完整性、 实体完整性、参照完整性、用户定义的完整性。 关系数据模型的优缺点：优点建立在严格的数学概念的基础上；概念单一；实体和各类联系都用关系来表示；对数据的检索结果也是关系；关系模型的存取路径对用户透明；具有更高的数据独立性，更好的安全保密性；简化了程序员的工作和数据库开发建立的工作。缺点存取路径对用户透明导致查询效率往往不如非关系数据模型；为提高性能，必须对用户的查询请求进行优化； 增加了开发DBMS的难度。

型” 和“值” 的概念：

型(Type)：对某一类数据的结构和属性的说明。值(Value)：是型的一个具体赋值 三级模式 外模式、概念模式和内模式

概念模式（也称逻辑模式或模式）数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述，所有用户的公共数据视图，综合了所有用户的需求。

? 一个数据库只有一个模式

? 模式的地位：是数据库系统模式结构的中间层

外模式（也称子模式或用户模式）

? 数据库用户（包括应用程序员和最终用户）使用的局部数据的逻辑结构和特

? 征的描述 数据库用户的数据视图，是与某一应用有关的数据的逻辑表示

? 内模式（也称存储模式）

? 是数据物理结构和存储方式的描述

? 是数据在数据库内部的表示方式

记录的存储方式

? 索引的组织方式

? 数据是否压缩存储

? 数据是否加密

? 数据存储记录结构的规定

? 一个数据库只有一个内模式

? 三级模式构成了二级映象，它在DBMS内部实现这三个抽象层次的联系和转换

? 外模式／模式映像

? 模式／内模式映像

? 模式：描述的是数据的全局逻辑结构

? 外模式：描述的是数据的局部逻辑结构

? 同一个模式可以有任意多个外模式

? 每一个外模式，数据库系统都有一个外模式／模式映象，定义外模式与模式之间的

对应关系

? 映象定义通常包含在各自外模式的描述中外模式／模式映象

外模式／模式映象

保证数据的逻辑独立性

?

? 当模式改变时，数据库管理员修改有关的外模式／模式映象，使外模式保持不变 应用程序是依据数据的外模式编写的，从而应用程序不必修改，保证了数据

与程序的逻辑独立性，简称数据的逻辑独立性。

模式／内模式映象

? 模式／内模式映象定义了数据全局逻辑结构与存储结构之间的对应关系。

保证数据的物理独立性

? 当数据库的存储结构改变了（例如选用了另一种存储结构），数据库管理员

修改模式／内模式映象，使模式保持不变

?

? 应用程序不受影响。保证了数据与程序的物理独立性，简称数据的物理独立性。 数据库的二级映像

? 保证了数据库外模式的稳定性

? 从底层保证了应用程序的稳定性，除非应用需求本身发生变化，否则应用程

序一般不需要修改

第二章

域是一组具有相同数据类型的值的集合

笛卡尔积

通俗的说，关系就是在域的笛儿积上取出与实际相关的元组。

候选码（Candidate key）

若关系中的某一属性组的值能唯一地标识一个元组，则称该属性组为候选码 简单的情况：候选码只包含一个属性

全码（All-key）

最极端的情况：关系模式的所有属性组是这个关系模式的候选码，称为全码（All-key） 主码

若一个关系有多个候选码，则选定其中一个为主码（Primary key） 主属性 候选码的诸属性称为主属性（Prime attribute） 不包含在任何侯选码中的属性称为非主属性（ Non-Prime attribute） 或非码属性（Non-key attribute）

外码（Foreign key）：如果关系模式R中的属性或属性组非该关系的码，但它是其它关系的码，那么该属性集对关系模式R而言是外码。

三类关系 基本关系（基本表或基表）

实际存在的表，是实际存储数据的逻辑表示 查询表

查询结果对应的表 视图表

由基本表或其他视图表导出的表，是虚表，不对应实际存储的数据 关系模式

对关系的描述

静态的、稳定的 关系

关系模式在某一时刻的状态或内容

动态的、随时间不断变化的

关系模式和关系往往统称为关系

关系数据库

在一个给定的应用领域中，所有关系的集合构成一个关系数据库 关系数据库的型与值

关系数据库的型: 关系数据库模式

对关系数据库的描述。 关系数据库模式包括

若干域的定义

在这些域上定义的若干关系模式

关系数据库的值: 关系模式在某一时刻对应的关系的集合，简称为关系数据库

实体完整性和参照完整性：

关系模型必须满足的完整性约束条件

用户定义的完整性：

应用领域需要遵循的约束条件，体现了具体领域中的语义约束

实体完整性规则（Entity Integrity）

若属性A是基本关系R的主属性，则属性A不能取空值

实体完整性规则的说明

(1) 实体完整性规则是针对基本关系而言的。一个基本表通常对应现 实世界的一个实体集。

(2) 现实世界中的实体是可区分的，即它们具有某种唯一性标识。

(3) 关系模型中以主码作为唯一性标识。

(4) 主码中的属性即主属性不能取空值。

主属性取空值，就说明存在某个不可标识的实体，即存在不可区

分的实体，这与第（2）点相矛盾，因此这个规则称为实体完整性

参照完整性规则

若属性（或属性组）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）

或者等于S中某个元组的主码值

2.笛卡尔积、等值连接、自然连接三者之间有什么区别?

答：笛卡尔积是一个基本操作，而等值连接和自然连接是组合操作。

设关系R的元数为r，元组个数为m；关系S的元数为s，元组个数为n。那么， 笛卡尔积RS的元数为r+s，元组个数为mn；

等值连接Ri=jS的元数也是r+s，但元组个数小于等于mn；

自然连接RS的元数小于等于r+s，元组个数也小于等于mn。

R和S

具有相同的目n（即两个关系都有n个属性）

相应的属性取自同一个域

R∪S

仍为n目关系，由属于R或属于S的元组组成

R∪S = { t|t ? R∨t ?S }

R - S

仍为n目关系，由属于R而不属于S的所有元组组成

R -S = { t|t?R∧t?S }

R∩S

仍为n目关系，由既属于R又属于S的元组组成

R∩S = { t|t ? R∧t ?S }

关系模式由五部分组成，即它是一个五元组：

R(U, D, DOM, F)

R： 关系名

U： 组成该关系的属性名集合

D： 属性组U中属性所来自的域

DOM： 属性向域的映象集合

F： 属性间数据的依赖关系集合

关系模式Student<U, F>中存在的问题

1. 数据冗余太大

2. 更新异常（Update Anomalies）

3. 插入异常（Insertion Anomalies）

4. 删除异常（Deletion Anomalies）

原因：由存在于模式中的某些数据依赖引起的

解决方法：通过分解关系模式来消除其中不合适的数据依赖

? 规范化理论 正是用来改造关系模式，通过分解关系模式来消除其中不合适的数据

依赖，以解决插入异常、删除异常、更新异常和数据冗余问题。

? 函数依赖

? 平凡函数依赖与非平凡函数依赖

? 完全函数依赖与部分函数依赖

? 传递函数依赖

R∩S = R –(R-S）

第二篇：数据库总结

重点大题：第三章的关系代数、第四章的SQL语言、第十章的E-R图、第十二章的关系模式的转换。其他为选择填空简答类型的。

第一章

数据：是描述事物特性的符号，包括数字、文字、图形、图像、声音等。数据不仅有多种表现形式，而且需要进行语义解释。

数据库：是长期储存在计算机内的、有组织的、大量的、可共享的数据集合。

数据库管理系统：是位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件。功能：完成数据库的建立、数据查询、数据更新、数据库的维护及运行管理等功能。

文件系统：数据可以长期保存；文件系统管理数据；数据共享性差，冗余度大：一个文件基本上对应一个应用程序；数据独立性差。

数据库系统：是指在计算机系统中引入数据库技术后的系统，一般由数据库、数据库管理系统（及开发工具）、应用系统、数据库管理员和用户构成。

数据库系统的特点 ：数据结构化；数据的共享性高，冗余度低，易扩充；数据独立性高；数据由DBMS统一管理和控制。

三级模式结构：外模式、模式和内模式。

第二章

数据模型的组成要素：数据结构、数据操作、数据的约束条件。

关系数据模型的操纵:主要有查询、插入、删除和更新。进行插入、删除、更新操作时要满足关系模型的完整性约束条件： 实体完整性、参照完整性、用户定义的完整性。

关系模型的优缺点：优点：关系模型是建立在严格的数学概念的基础上的。概念单一，其数据结构简单、清晰。关系模型的存取路径对用户透明，从而具有更高的数据独立性，更好的安全保密性，也简化了程序员的工作和数据库开发建立的工作。缺点：由于存取路径对用户透明，查询效率往往不如非关系数据模型。因此为了提高性能，必须对用户的查询请求进行优化，增加了开发数据库管理系统的负担。

第五章

数据库安全性控制的常用方法：用户标识和鉴定、存取控制、视图、审计、密码存储。

常用存取控制方法：自主存取控制、强制存取控制。

用户权限组成：数据对象、操作类型

数据对象：数据、数据库模式

授权GRANT语句的一般格式：

GRANT <权限>[,<权限>]...

[ON <对象类型> <对象名>]

TO <用户>[,<用户>]...

[WITH GRANT OPTION];

发出GRANT：DBA、数据库对象创建者（即属主Owner）、拥有该权限的用户

按受权限的用户 ：一个或多个具体用户、PUBLIC（全体用户） 

WITH GRANT OPTION子句:指定：可以再授予；没有指定：不能传播。

注：不允许循环授权。

回收REVOKE语句的一般格式为：

REVOKE <权限>[,<权限>]...

[ON <对象类型> <对象名>]

FROM <用户>[,<用户>]...;

创建数据库模式的权限 ：

CREATE USER语句格式（个人认为这个不用看）

CREATE  USER  <username>

［WITH］［DBA | RESOURCE | CONNECT］

第六章

关系模型的实体完整性：CREATE  TABLE中用PRIMARY KEY定义.单属性构成的码可以定义为列级约束条件或表级约束条件。对多个属性构成的码只能定义为表级约束条件。

插入或对主码列进行更新操作时，RDBMS按照实体完整性规则自动进行检查。包括：1. 检查主码值是否唯一，如果不唯一则拒绝插入或修改2. 检查主码的各个属性是否为空，只要有一个为空就拒绝插入或修改。

关系模型的参照完整性定义：在CREATE  TABLE中用FOREIGN KEY短语定义哪些列为外码，用REFERENCES短语指明这些外码参照哪些表的主码

参照完整性违约处理：1. 拒绝(NO ACTION)执行（默认策略）2. 级联(CASCADE)操作3. 设置为空值（SET-NULL）

                              第七章

事务：一个数据库操作序列，一个不可分割的工作单位，恢复和并发控制的基本单位

事务和程序比较：在关系数据库中，一个事务可以是一条或多条SQL语句,也可以包含一个或多个程序。一个程序通常包含多个事务。

定义事务的方式：显式、隐式。

显式定义方式：

BEGIN TRANSACTION                   BEGIN TRANSACTION

SQL 语句1                              SQL 语句1

     SQL 语句2                              SQL 语句2

     。。。。。                                  。。。。。

COMMIT                                ROLLBACK

隐式方式：当用户没有显式地定义事务时，DBMS按缺省规定自动划分事务

事务的ACID特性：原子性（Atomicity）一致性（Consistency）隔离性（Isolation）持续性（Durability ）

数据库的恢复：把数据库从错误状态恢复到某一已知的正确状态(亦称为一致状态或完整状态)

恢复操作的基本原理：冗余，利用存储在系统其它地方的冗余数据来重建数据库中已被破坏或不正确的那部分数据。

恢复机制涉及的关键问题：如何建立冗余数据（数据转储、登录日志文件）；如何利用这些冗余数据实施数据库恢复。

转储：是指DBA将整个数据库复制到磁带或另一个磁盘上保存起来的过程，备用的数据称为后备副本或后援副本。

转储可分为静态转储（静态海量转储和静态增量转储）和动态转储（动态海量转储和动态增量转储），转储方式有海量转储和增量转储。

静态转储：优点：实现简单。缺点：降低了数据库的可用性

动态转储：优点：不用等待正在运行的用户事务结束；不会影响新事务的运行。缺点：不能保证副本中的数据正确有效。

海量转储: 每次转储全部数据库

增量转储: 只转储上次转储后更新过的数据

海量转储与增量转储比较：从恢复角度看，使用海量转储得到的后备副本进行恢复往往更方便；但如果数据库很大，事务处理又十分频繁，则增量转储方式更实用更有效。

日志文件(log)：是用来记录事务对数据库的更新操作的文件。格式：以记录为单位的日志文件、以数据块为单位的日志文件

以记录为单位的日志文件内容：各个事务的开始标记、各个事务的结束标记、各个事务的所有更新操作。

每条日志记录的内容：事务标识、 操作类型、操作对象、更新前数据的旧值、更新后数据的新值。

以数据块为单位的日志文件，每条日志记录的内容：事务标识、被更新的数据块。

日志文件的作用：进行事务故障恢复、进行系统故障恢复、协助后备副本进行介质故障恢复

登记日志文件的基本原则：登记的次序严格按并发事务执行的时间次序；必须先写日志文件，后写数据库。

第八章

并发控制机制的任务：对并发操作进行正确调度、保证事务的隔离性、保证数据库的一致性

并发操作带来的数据不一致性：丢失修改、不可重复读、读“脏”数据。

封锁：就是事务T在对某个数据对象（例如表、记录等）操作之前，先向系统发出请求，对其加锁。加锁后事务T就对该数据对象有了一定的控制，在事务T释放它的锁之前，其它的事务不能更新此数据对象。

基本封锁类型：排它锁（X锁、写锁）、共享锁（S锁、读锁）。

一级封锁协议：事务T在修改数据R之前必须先对其加X锁，直到事务结束才释放。它可防止丢失修改。在一级封锁协议中，如果是读数据，不需要加锁的，所以它不能保证可重复读和不读“脏”数据。

二级封锁协议：一级封锁协议+事务T在读取数据R前必须先加S锁，读完后即可释放S锁。

它可以防止丢失修改和读“脏”数据。在二级封锁协议中，由于读完数据后即可释放S锁，所以它不能保证可重复读。

三级封锁协议：一级封锁协议 + 事务T在读取数据R之前必须先对其加S锁，直到事务结束才释放。三级封锁协议可防止丢失修改、读脏数据和不可重复读。

活锁：事务T1封锁了数据R，事务T2又请求封锁R，于是T2等待。T3也请求封锁R，当T1释放了R上的封锁之后系统首先批准了T3的请求，T2仍然等待。T4又请求封锁R，当T3释放了R上的封锁之后系统又批准了T4的请求……T2有可能永远等待，这就是活锁的情形。避免活锁：采用先来先服务的策略。

死锁：事务T1封锁了数据R1。T2封锁了数据R2。T1又请求封锁R2，因T2已封锁了R2，于是T1等待T2释放R2上的锁。接着T2又申请封锁R1，因T1已封锁了R1，T2也只能等待T1释放R1上的锁。这样T1在等待T2，而T2又在等待T1，T1和T2两个事务永远不能结束，形成死锁。解决死锁：预防死锁（一次封锁法、顺序封锁法）、死锁的诊断与解除。死锁的诊断：超时法、事务等待图法。死锁的解除：选择一个处理死锁代价最小的事务，将其撤消。释放此事务持有的所有的锁，使其它事务能继续运行下去。

                              第九章

数据库设计分6个阶段：需求分析、概念结构设计、逻辑结构设计、物理结构设计、数据库实施、数据库运行和维护。

                            第十一章

数据依赖：一个关系内部属性与属性之间的约束关系，现实世界属性间相互联系的抽象，数据内在的性质，语义的体现。类型：函数依赖、多值依赖。

函数依赖：设R(U)是一个属性集U上的关系模式，X和Y是U的子集。若对于R(U)的任意一个可能的关系r，r中不可能存在两个元组在X上的属性值相等， 而在Y上的属性值不等， 则称 “X函数确定Y” 或  “Y函数依赖于X”，记作X→Y。 

非平凡的函数依赖、平凡的函数依赖、完全函数依赖、部分函数依赖、传递函数依赖、直接依赖、候选码、主码、外码这些概念都要知道。

范式(Normal Form)是符合某一种级别的关系模式的集合. 种类：第一范式(1NF)、第二范式(2NF)、第三范式(3NF)、BC范式(BCNF)、第四范式(4NF)、第五范式(5NF)。知道几种范式的包含关系。

1NF:如果一个关系模式R的所有属性都是不可分的基本数据项，则R∈1NF。第一范式是对关系模式的最起码的要求，不满足第一范式的数据库模式不能称为关系数据库。但是满足第一范式的关系模式并不一定是一个好的关系模式。

2NF：若R∈1NF，且每一个非主属性完全函数依赖于码，则R∈2NF。

3NF：若关系模式R<U，F> 中不存在这样的码X、属性组Y及非主属性Z（Z ? Y）, 使得X→Y ，Y → X，Y→Z成立，则称R<U，F> ∈ 3NF。（若R∈3NF，则每一个非主属性既不部分依赖于码也不传递依赖于码。）

BCNF：关系模式R<U，F>∈1NF，若X→Y且Y ? X时X必含有码，则R<U，F> ∈BCNF。

若R∈BCNF：所有非主属性对每一个码都是完全函数依赖。所有的主属性对每一个不包含它的码，也是完全函数依赖。没有任何属性完全函数依赖于非码的任何一组属性。

                                 第十二章

逻辑结构设计的任务：基本E-R图转换为与选用DBMS产品所支持的数据模型相符合的逻辑结构。

转换内容：将E-R图转换为关系数据库模式：将实体、实体的属性和实体之间的联系转换为关系模式。

实体型间的联系有以下不同情况 ：

(1)一个1:1联系：转换为一个独立的关系模式，与某一端实体对应的关系模式合并

(2)一个1:n联系：转换为一个独立的关系模式，与n端对应的关系模式合并

(3) 一个m:n联系转换为一个关系模式。

(4)三个或三个以上实体间的一个多元联系转换为一个关系模式。

(5)具有相同码的关系模式可合并

数据模型的优化：得到初步数据模型后，还应该适当地修改、调整数据模型的结构，以进一步提高数据库应用系统的性能，这就是数据模型的优化。方法：1、确定数据依赖2、消除冗余的联系3、确定所属范式4、按照需求分析阶段得到的各种应用对数据处理的要求，分析对于这样的应用环境这些模式是否合适，确定是否要对它们进行合并或分解。5、按照需求分析阶段得到的各种应用对数据处理的要求，对关系模式进行必要的分解，以提高数据操作的效率和存储空间的利用率（分解方法：水平分解、垂直分解）。

                              第十五章

ODBC:Open DataBase Connecting。

ODBC产生的原因：1、由于不同的数据库管理系统的存在，在某个RDBMS下编写的应用程序就不能在另一个RDBMS下运行。2、许多应用程序需要共享多个部门的数据资源，访问不同的RDBMS。

ODBC优点：移植性好、能同时访问不同的数据库、共享多个数据资源。

ODBC约束力：规范应用开发、规范RDBMS应用接口。