自考数据库系统原理1~2章整理

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1、第一章 数据库系统基本概念11数据管理技术的发展， I1、人工管理阶段j数据不保存在计算机内 没有专用的软件对数据进行管理 只有程序的概念没有文件的概念 数据面向程序特点丿2、文件系统阶段1、数据管理技术的发展经历 数据以“文件”形式可长期保存在外部存储器的磁盘上。 数据的物理结构和逻辑结构有了区别，但比较简单。 文件组织已多样化。 数据不再属于某个特定的程序，可以重复使用，即数据面 向应用。 对数据的操作以记录为单位。缺陷: 数据冗余 数据不一致 数据联系弱3、数据库阶段广采用数据模型表示复杂的数据结构。 有较高的数据独立性。 数据库系统为用户提供了方便的用户接口。 数据库系统提供以下四方面

2、的数据控制功能:数据库的恢复 数据库的并发控制、数据的完整性、数据安全性。 增加了系统的灵活性。2、定义:数据库（DB） : DB是长期存储在计算机内、有组织的、4、高级数据库阶段统一管理的相关数据的集合。DB能为各种用户共享，具有较小 冗余度、数据间联系紧密而又有较高的数据独立性等特点。数据库管理系统（DBMS） : DBMS是位于用户与操作系统（OS）之间的一层数据管理软件，它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:层次型、网状型、关系型、面向对象型。数据库系统（DBS）： DBS是实现有组织的动态的存储大量关联数据、方

3、便多用户访问的计算机硬件、软件和数据资源组 成的系统，及它是采用数据库技术的计算机系统。数据库技术：数据库技术是研究数据库的结构、存储、设计、管理和使用的一门软件学科。12数据描述1、概念设计中的数据描述实体（E）：客观存在的，可以相互区别的事物称为实体。实体集（ES）：性质相同的同类实体的集合。属性（A）：实体有很多特性，每一个特性称为属性。实体标识符（I）:能唯一标示实体的属性或属性集。有时也称为关键码（key），或关键字。2、逻辑设计中的数据描述字段（F）:标记实体属性的命名单位称为字段，或数据项。记录（R）:字段的有序集合称为记录。一般用一个记录描述一个实体。文件（File）：同一类记

4、录的集合称为文件。文件是用来描述实体集的。关键码（Key）：能惟一标识文件中每个记录的字段或字段集，称为记录的关键码。对应关系概念设计逻辑设计实体记录属性字段（数据项）实体集文件实体标识符关键字3、物理设计中的数据描述f 高速缓冲存储器（Cache）访问速度最快、容量小、由cpu直接管理 主存储器（Main memory）内存、断电数据丢失物理存储介质层次彳 快擦写存储器（Flash memory） EEP-ROM、断电数据不丢失 磁盘存储器（Magnetic memory） 光存储器（Optical Storage） CD-ROM、CD-RW、DVD-RW、 .磁带（Tape Storage

5、）4、物理存储中的数据描述位（Bit比特）：一个二进制位称为“位” 字节（Byte）： 8个比特称为一个字节。字（Word）：若干个字节组成一个字。块（Block）：又称为物理块或物理记录。块是内存和外存交换信息的最小单位，每块的大小为2/102/14。桶（Bucket）：外存的逻辑单位，一个桶可以包含一个物理块或多个在空间上不一定连续的物理块。卷（Volume）： 一个输入输出设备所能装载的全部有用信息，称为“卷”5、定义：联系（Relationship）：是实体之间的相互关系。与一个联系有关的实体集个数，称为联系的元数。二元联系有以下三种类型： 一对一联系：如果实体集E1中每个实体至多和实

6、体集E2中的一个实体有联系，匚反之亦然，那么实体集E1和E2的联系称为“ 一对一联系”，记为“1： 1” 一对多联系：如果实体集E1中每个实体可以与实体集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中一个实体有联系，那么称E1和E2J的联系是“一对多联系”，记为 “1： N”。 多对多联系：如果实体集E1中每个实体可以与实体集E2中任意个（零个或多个） 实体有联系，反之亦然，那么称E1和E2的联系是“多对多联系” 记为 “ M： N”。13数据抽象的级别1、定义： 概念模型：表达用户需求观点的数据全局逻辑结构的模型，称为“概念模型”。 逻辑模型：表达计算机实现观点的 DB

7、全局逻辑结构的模型，称为“逻辑模型”。外部模型：表达用户使用观点的DB局部逻辑结构的模型，称为“外部模型”内部模型：表达DB物理结构的模型，称为“内部模型”根据用户需求，设计数据库的概念模型，这是一个“综合”过程。 根据转换规则，把概念模型转换成数据库的逻辑模型，这是一个“转换”的过程。2、数据库设计过程根据用户的业务特点，设计不同的外部模型，给程序员使用。 数据库实现时，要根据逻辑模型设计其内部模型。内部模型与逻辑模型之间的对 应性称为映像。 概念模型表达了数据的整体逻辑结构，它是系统用户对整个应用项目 涉及的数据的全面描述。 概念模型是从用户需求的观点出发，对数据建模。 概念模型独立于硬件

8、和软件。 概念模型是数据库设计人员与用户之间进行交流的工具。现在采用的概念模型主要是实体联系（ER）模型7简单，容易理解，真实的反映用户的需求。ER模型的优点-与计算机无关，用户容易接受。厂逻辑模型表达了DB的整体逻辑结构，但它是设计人员对整个应用项目 数据库的全面描述。4、逻辑模型的特点逻辑模型是从数据库实现的观点出发，对数据建模。 逻辑模型独立于硬件，但依赖于软件（DBMS）。逻辑模型是数据库设计人员与应用程序员之间进行交流的工具。I概念：用树型（层次）结构表示实体类型及实体间联系的数据模型称为层次模型。特点：记录之间的联系通过指针来实现，查询效率较高。厂只能表示1： N联系缺点Y由于层次

9、顺序的严格和复杂，引起数据的查询和更新操作很复杂，.因此应用程序的编写也比较复杂。逻辑模型分为概念：用有向图结构表示实体类型及实体间联系的数据模型称为网状模型。网状模型Y 特点：记录之间的联系通过指针来实现，M:N联系也容易实现，查询效率较高。 L缺点：数据结构复杂，编程复杂。t关系模型特点：用二维表格表达实体集。5、外部模型中的模式称为“视图”视图中的数据可以从逻辑模型的数据库中得到。厂外部模型是逻辑模型的一个逻辑子集。外部模型的特点Y外部模型独立于硬件，依赖于软件。-外部模型反映了用户使用数据库的观点。广简化了用户的观点。外部模型的优点*有助于数据库的安全性保护。外部模型是对概念模型的支持

10、。6、内部模型 又称为物理模型。7、定义：从用户（或应用程序）到数据库之间，DB的数据结构描述有三个层次外模式是用户与数据库系统的接口，是用户用到的那部分数据的描述。外模式由若干个外部记录类型组成。 逻辑模式是数据库中全部数据的整体逻辑结构的描述。它由若干个逻辑记录类型组成，还包含记录间的联系、 数据的完整性安全性等要求。 内模式是数据库在物理存储方面的描述，定义所有内部记录类型、索引和文件的组织方式，以及数据控制方 面的细节。三层模式之间存在着两级映像：厂外模式/逻辑模式映像存在于外模式和逻辑模式之间，用于定义外模式和逻辑模式之间的对应性。1逻辑模式/内模式映像是存在于逻辑模式和内模式之间，

11、用于定义逻辑模式和内模式之间的对应性。数据独立性：是指应用程序和数据库的数据结构之间相互独立、不受影响。数据独立性分为物理数据独立性和逻辑数据 独立性两个级别。:用户使用DB的数据操纵语言语句对数据库进行操作,实际上是对外模式的外部记录进行操作。8、三层模式体系特点、逻辑模式必须不涉及到存储结构、访问技术等细节。J内模式并不涉及到物理设备的约束。1 4数据库管理系统（DBMS）1、数据库管理系统（DBMS）：是指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DB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的工作模式： 接受应用程序的

12、数据请求和处理请求 将用户的数据请求（高级指令）转换成复杂的机器代码（低层指令）（处理结果）（查询结果）* DB 实现对数据库的操作 从对数据库的操作中接受查询结果 对查询结果进行处理（格式转换） .将处理结果返回给用户根据数据模型的不同，DBMS可以分为层次型、网状型、关系型、面向对象型等。 DBMS的主要目标是使数据作为一种可管理的资源来处理。厂数据库的定义功能 数据库的操纵功能数据库的恢复2、DBMS的主要功能丿数据库的保护功能斗数据库的并发控制数据完整性控制I数据安全性控制 数据库的维护功能I数据字典：数据库系统中存放三级结构定义的数据库称为数据字典（DD）15数据库系统（DBS）1、

13、DBS是采用了数据库技术的计算机系统。数据库（DB） J应用数据的集合（称为物理数据库） 主体I各级数据结构的描述（称为描述数据库）由DD系统管理 硬件：CPU、内存、外存、10设备等2、DBMS的组成三软件J DBMS、OS、各种主语言I应用开发支撑软件等程序熟悉企业全部数据的性质和用途、数据库管理员（具备素质）对所有用户的需求有充分的了解|对系统的性能非常熟悉、兼有系统分析员和运筹学专家的品质和知识3、定义：数据库管理员（DBA）： DBA是控制数据整体结构的一组人员，负责DBS的正常运行，承担创建、监控和维护数据库结 构的责任。I广定义模式 定义内模式 与用户的联系。包括定义外模式、应用

14、程序的设计、提供技术培训等专业服务。 定义安全性规则，对用户访问数据库的授权。 定义完整性规则，监督数据库的运行。数据库的转储与恢复工作。5、数据库的用户分为：DBA、专业用户、应用程序员、终端用户。DDL解释器：解释DDL语言，并将这些定义登录在数据字典中。 DML编译器：对DML语句进行优化，并转化成查询求值引擎能执行的低层指令。 嵌入式DML的预编译器：把嵌入在主语言中的DML语句处理成规范的过程调用形式。 查询求值引擎：执行由DML编译器产生的低层指令。权限和完整性管理器事务管理器。 文件管理器。 缓冲区管理器。I数据文件数据字典 索引。 统计数据。 日志。（灵活性简易性面向用户 有效地数据控制 加快应用系统的开发速度 维护方便 标准化第二章数据库设计和ER模型21数据库系统生存期广开发过程无法控制，常常一再拖延。1、软件危机表现在J缺乏科学的指导原则和管理方法，软件产品质量低劣，达不到规定的要求。|由于产品质量低劣，维护任务十分繁重。 软件开发费用急剧上升，常常超出预算，使应用部门与开发部门无法负担。2、软件生存期：软件工程中把软件开发和运营的全过程称为“软件生存期”。软件生存期是指从软件的