《数据库原理》知识点总结

1数据库系统概述一、有关概念1．数据2．数据库（DB）3．数据库管理系统（DBMS）Access桌面DBMSVFPSQLServerOracle客户机/服务器型DBMSMySQLDB24．数据库系统（DBS）数据库（DB）数据库管理系统（DBMS）开发工具应用系统二、数据管理技术的发展1．数据管理的三个阶段（1）人工管理阶段（2）文件系统阶段（3）数据库系统阶段概念模型一、模型的三个世界1．现实世界2．信息世界：即根据需求分析画概念模型（即E-R图），E-R图与DBMS无关。3．机器世界：将E-R图转换为某一种数据模型，数据模型与DBMS相关。注意：信息世界又称概念模型，机器世界又称数据模型二、实体及属性1．实体：客观存在并可相互区别的事物。2．属性：3．关键词：能唯一标识每个实体又不含多余属性的属性组合。一个表的码可以有多个，但主码只能有一个。4．实体型：即二维表的结构5．实体集：即整个二维表三、实体间的联系：21．两实体集间实体之间的联系1：1联系、1：n联系、m：n联系2．同一实体集内实体之间的联系1：1联系、1：n联系、m：n联系数据模型一、层次模型：用树型结构表示实体之间的联系。二、网状模型：用图结构表示实体之间的联系。三、关系模型：用二维表表示实体之间的联系。1．重要术语：关系：一个关系就是一个二维表；元组：二维表的一行，即实体；关系模式：在实体型的基础上，注明主码。关系模型：指一个数据库中全部二维表结构的集合。数据库系统结构数据库系统的模式结构三级模式1．模式：是数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述。①模式只涉及数据库的结构；模式既不涉及应用程序，又不涉及数据库结构的存储；②外模式：是模式的一个子集，是与某一个应用程序有关的逻辑表示。特点：一个应用程序只能使用一个外模式，但同一个外模式可为多个应用程序使用。③内模式：描述数据库结构的存储，但不涉及物理记录。2．两级映象①外模式/模式映象：保证数据库的逻辑独立性；②模式/内模式映象：保证数据库的物理独立性；3．两级映象的意义①使数据库与应用系统完全分开，数据库改变时，应用系统不必改变。②数据的存取完全由DBMS管理，用户不必考虑存取路径。数据库管理系统1．DBMS的功能：负责对数据库进行统一的管理与控制。①数据定义：即定义数据库中各对象的结构②数据操纵：包括对数据库进行查询、插入、删除、修改等操作。③数据控制：包括安全性控制、完整性控制、并发控制、数据库恢复。2．DBMS的组成：DDL语言DML语言3DCL语言实用程序一、基本概念1．码：能唯一标识元组的属性集。2．候选码：一个属性集既能唯一标识元组，且又不含有多余属性，一个关系模式可以有多个候选码。3．主码：任选候选码中的一个。4．主属性：主码中包含的各个属性。5．非主属性：不包含在主码中的各个属性。6．外码：设F是关系R的一个属性，不是R的主码，但却是另一个关系S的主码，则称F是关系R的外码。关系的数学定义一、域1．定义：域是一组具有相同类型的值的集合。2．域的基数：域中所含数据的个数。二、笛卡尔积1．定义：给定一组域D1,D2,D3，则D1×D2×D3称为笛卡尔积。2．笛卡尔积D1×D2×D3对应一个二维表，所含元组的个数等于各个域的基数之积。三、关系1．定义：笛卡儿积的一部分元组称为关系。2．关系的目（或度）：一个关系所含属性的个数。3．关系的性质任意两个元组不能完全相同，但属性名允许重复。四、关系的完整性1．实体完整性：指关系的所有主属性都不能取空值。注意：实体完整性不仅仅是主码整体不能取空值。2．参照完整性：指一个关系外码的取值必须是相关关系中主码的有效值或空值。五、专门的关系运算1．选择：从关系R中选择满足条件的元组。2．投影：从关系R中选择若干属性组成新的关系，并把新关系的重复元组去掉。3．条件连接：将两关系按一定条件连接成一个新关系说明：条件连接：两关系可以没有公共属性，若有公共属性，则新关系含有重复属性。4．自然连接：将两关系按公共属性连接成一个新的关系，并把新关系的重复属性去掉。说明：①自然连接：两关系至少有一个公共属性。②对于R的每个元组，S都从第一个元组开始判断，若两元组的公共属性值相同，则产生一个新元组添加到新关系中，最后把新关系中的重复属性去掉。关系数据库规范化理论函数依赖一、有关概念：1．函数依赖：4任给R（U），U为属性集，x、y为U的子集，如果对于x的每个值，y有唯一确定的值与之对应，则称x决定y，或y函数依赖于x。2.完全函数依赖：若x→y，且对于x的所有真子集x′,都有x′y，则称x完全决定y，或y完全函数依赖于x。结论：若x→y，且x只包含一个属性，则yxf。3．部分函数依赖：若x→y，且存在x的一个真子集x′,满足x′→y，则称x部分决定y，或y部分函数依赖于x。4．传递函数依赖：若x→y,y→z,但y∕x,则zxt二、平凡函数依赖与非平凡函数依赖设x→y，如果y是x的子集，则该依赖是平凡的。如果y中至少有一个属性不在x中，则该依赖是非平凡的。如果y中没有一个属性在x中，则该依赖为完全非平凡的。关系模式的规范化一、存在问题①数据冗余大；②修改麻烦；③插入异常：应该插入到DB中的数据插不进去。如：新开课程没有学生选修时，新开课程的课程号、课程名插不进去。④删除异常：不应该删除的数据被删掉。如选修某门课的学生毕业了，在删除学生信息的同时，把课程信息也删除掉。结论：一个好的关系模式应满足：①冗余应尽可能少；②应尽可能避免插入、删除异常；③消去关系中不合适的属性依赖关系。二、关系模式的规范化1．第一范式（1NF）①定义：若关系R的所有属性不能再分，则R∈1NF②存在问题③原因：存在非主属性对主码的部分依赖。④解决办法：消除非主属性对主码的部分依赖，将关系R一分为二，将满足完全依赖的属性集组成一个关系；将满足部分依赖的属性集组成另一个关系；2．第二范式（2NF）①定义：若关系R∈1NF，且它的每个非主属性都完全依赖于主码，则称R∈2NF。3．第三范式（3NF）①定义：若关系R∈2NF，且它的每个非主属性都不传递依赖于主码，则称R∈3NF。54．结论①若R∈1NF，且主码只含一个属性，则R一定为2NF。②若R∈2NF，且只有0~1个非主属性，则R一定为3NF。③3NF一般控制了数据冗余，一般避免了操作异常。④范式并非越高越好，适可而止。数据库设计一、数据库设计的步骤①需求分析：了解分析用户的需要、要求。②概念结构设计：根据需求分析的结果画概念模型（即E-R图）。③逻辑结构设计：将E-R图转换为某一种数据模型，并优化。④物理结构设计⑤数据库实施⑥数据库运行与恢复概念结构设计一、局部E-R图设计1．确定局部范围通常把系统涉及的各个部门或各个主要功能作为局部。2．确定实体与属性①属性是不能再分的数据项；②联系只发生在两实体之间；③原则上，能够作为属性，就不要作为实体。二、合并成总体E-R图1．消除各局部E-R图的冲突问题。2．按公共实体名合并，生成初步E-R图。3．消除冗余的属性和冗余的联系，生成总体E-R图。逻辑结构设计一、联系的属性和主码（1）联系的属性：必须包含相关联的各实体型的主码。（2）联系的主码1：1联系：可以是相关联的任一实体型的主码。1：n联系：必须是n方实体型的主码。m：n联系：必须是相关联的各实体型的主码之和。二、E-R图向关系模型的转换（1）把每个实体型转换为一个关系模式。（2）1：1联系：可以消化到相关联的任一实体型对应的关系模式中。（3）1：n联系：可以消化到n方实体名对应的关系模式中。（4）m：n联系：必须转换为一个关系模式，并且不能消化。（5）多元联系：不能消化6物理结构设计与数据库实施1．物理结构设计在逻辑设计的基础上，为每个关系模式选择合适的存储结构与存储方式。选择存储结构：即决定每个表的记录顺序。选择存取方式：即决定为哪些属性建立非聚集索引，以便加快查找速度。一般把经常查询的属性名指定为非聚集索引。2．数据库实施主要工作：定义数据库结构；组织数据入库；编写应用程序；数据库试运行；创建和使用数据库一、数据库文件1．一个数据库至少有一个主要数据文件和一个事务日志文件。如果数据库很大，可以使用一个主要数据文件、多个次要数据文件和多个事务日志文件。主数据文件(.mdf)次数据文件(.ndf)事务日志文件(.ldf)：用来记录对数据库对象的所有更新操作。2．系统数据库Master数据库、Model数据库二、创建数据库1．打开数据库：Use数据库名2．删除数据库：Dropdatabase数据库名三、修改数据库1．分离和附加数据库2．备份和还原数据库3．数据的导入和导出创建和使用表数据类型1．字符型char(n)、varchar(n)、Text2．统一码字符型用于存放数据库的各类对象7每个英文字母、数字、汉字算1个字符，每个字符占2个字节。nchar(n)、nvarchar(n)、ntext3．整型4．实型①精确数值型②近似数值型5．贷币型6．日期时间型使用对象资源管理器创建和管理表一、创建表1．在一个表中只能定义一个标识字段。2．只有整型和精确数值型（decimal、numeric）字段才能指定为标识字段。3．把某个字段指定为公式字段。二、设置约束1．主键约束：每个表中只能有一列或一个组合被指定为主键，主键中的各个列不能为空值。2．外键约束：创建外键约束，就是定义两个表的永久关联，这两个表分别称为主键表、外键表。外键表中外键的值只能是主键表中主键的有效值或空值。3．唯一性约束：主键约束与唯一性约束的区别是：（1）在一个表中只能定义一个主键约束，但可定义多个唯一性约束；（2）指定为主键约束的列不能取空值，但指定为唯一性约束的列允许取空值。4．唯一性约束：用于限制输入到一列或多列的值的范围，保证数据库的数据完整性。5．默认值约束：T-SQL一、SQL语言的特点①SQL语言集数据定义、数据查询、数据操纵、数据控制的功能于一体。②所有的DBMS都支持SQL语言。T-SQL基础一、创建和使用数据库1．创建数据库createdatabase数据库名2．使用数据库8Use数据库名3．删除数据库dropdatabase数据库名二、定义表1．创建表createtable表名（属性名类型，…，属性名类型）①指定标识字段：identity(标识种子，标识增量)②指定公式字段：属性名as表达式2．删除表droptable表名,…,表名三、select语句select*/表达式表[into新表]from表名,…,表名[where条件][groupby属性名][having条件][orderby属性名][Asc/Desc]1．Select子句①*代表所有属性名②若一个属性名来自多个表，则属性名前须冠以表名，格式为：表名.属性名③设置表达式的别名：表达式As别名④限制查询结果的记录行数：all返回全部记录topn返回前面n行记录distinct表示取消重复行说明：topn只能放在关键字select的后面；all、distinct只能放在关键字select或聚合函数的后面。2．Where子句①in的格式：属性名in(常量，…，常量)②like的格式：属性名like通配字符串③在Where子句中指定连接：Where表名1.属性名=表名2.属性名3．Orderby子句orderby属性名1[Asc/Desc],属性名2[Asc/Desc]4．聚合函数95．Groupby子句使用Groupby子句时，Select子句只能使用分组项字段和聚合函数6．Having子句①Having子句只能跟在Groupby子句之后，且只能使用聚合函数和分组项字段。②where子句放在Groupby子句之前，甚至可以没有Groupby子句；且不能包含聚合函数。7．into子句功能：将查询结果保存到新的基表中。一、查询的分类单表查询连接查询嵌套查询五、数据操纵1．insert语句（1）每次插入一条记录insertinto表名[(属性名表)]values(表达式表)（2）插入子查询的结果insert