数据库基础知识

一、数据库系统

1.数据库系统的基本概念

数据data：描述事物的符号记录，可以是文字、图形、图像、声音和语言等
数据库database：长期存储在计算机内、有组织、可共享的数据集合
数据库管理系统DBMS：由数据库、硬件、软件和人员4大部分组成，主要功能有数据定义，数据库操作，数据库运行管理，数据组织、存储和管理，数据库的建立和维护及其它功能
大数据的特征：
无法用拥有的软件工具提取、存储、搜索、共享、分析和处理的海量的、复杂的数据集合。特点如下：

• Volume（大量化）
• Velocity（快速化）
• Variety（多样化）
• Value（价值密度低）

2.三层模式两层映射

3.数据库的设计过程

4.数据模型

概念数据模型/信息模型
按用户的观点对数据和信息建模，是现实世界的第一层抽象，主要用于数据库设计。

• E-R模型（实体联系模型）

基本数据模型
按计算机系统的观点对数据建模，是现实世界数据特征的抽象，用于DBMS的实现。

• 层次模型：用树形结构表示实体及其之间的联系
• 网状模型：用网状结构表示实体及其之间的联系
• 关系模型：用二维表结构表示实体及其之间的联系
• 面向对象模型：采用面向对象的方法来设计数据库。以对象为单位，每个对象包含对象的属性和方法。用对象、类型、继承和方法等基本面向对象技术构造的实体及其之间的联系

数据模型的三要素

• 数据结构： 是所研究的对象类型的集合，是对系统静态特性的描述
• 数据操作： 对数据库中各种对象的实例允许执行的操作的集合，包含操作及操作规则，是对系统动态特性的描述
• 数据的约束条件： 是一组完整性规则的集合。对于具体的应用数据必须遵循特定的语义约束条件，以保证数据的正确、有效和相容
  • 实体完整性约束： 规定基本关系R的主属性A不能取空值
  • 参照完整性约束： 关系模型中实体与实体间的联系
  • 用户自定义完整性约束： 针对某一具体的关系数据库的约束条件，所涉及的数据必须满足的语义要求，由环境决定。

二、数据流图

数据流图：是一种结构化涉及工具，以图形的方式描绘数据在系统中流动的处理的过程

1.数据流图

外部实体：系统中数据的外部来源和去处。存在于系统之外的人员、组织或其它系统。
加工：对数据的逻辑处理功能，也可看作是对数据的变换操作。别民：处理、功能
数据存储：表示某种数据保存后的逻辑统称（一般名称是XX文件，XX表）
数据流：加工功能的输入数据或输出数据

• 流入数据存储的数据流：将加工后的数据写入或修改到数据存储中
• 流出数据存储的数据流：从数据存储中查询查询获取数据，不改变原数据

2.其它需求分析工具

除了数据流图，在需求分析阶段还会用到以下工具：

• 数据字典： 定义数据流图中各个成分的具体含义，为系统的分析、设计及维护提供了有关元素一致定义和详细描述。包含4类条目：数据流、数据项、数据存储和基本加工。
• 判定表： 描述加工逻辑，对于不同条件的不同处理方式。定义条件取值的组合及定义在各种取值的组合下应执行的动作
• 判定树： 与判定表相同，也能用于表示问题逻辑中的条件和动作的对应关系。判定树用内部节点表示问题中的条件，用叶子节点表示活动，用根节点表示问题的名字。

三、概念模型

1.ER模型

四、关系模型

1.规范化理论-主键

主键： 关系型数据库中的一条记录中有若干个属性，若其中某一个属性组（注意是组）能唯一标识一条记录，该属性组就可能成为一个主键。
主键是唯一的（实体完整性）
一个数据表中只能包含一个主键。候选键是对具有关系键特性的一个或多个属性（组）的统称。一个数据表中可以有多个候选键。
比如：
学生表（学号，姓名，身份证号，性别，班级）
课程表（课程编号，课程名，学分）
成绩表（学号，课程号，成绩）
复合键： 符合键（组合键）将多个列作为一个索引键，一般用于符合索引。
外键： 用于与另一张表的建立关联。能确定另一张表记录的字段，保持数据的一致性，比如，A表中的一个字段，是B表的主键，那它就是A表的外键。

2.E-R图转关系模式

• 一个实体型转换为一个关系模式
• 联系转关系模式：

1：1联系：可将联系合并至任意一端的实体关系模式中
1：n联系：可将联系合并至n端实体关系模式中
m：n联系：联系必须单独转成关系模式

• 三个以上实体间的一个多元联系

五、关系运算

1.并、交、差

列： 一列（数据元素）包含了相同的数据，例如邮政编码的数据
行： 一行（元组，或记录）是一组相关的数据，例如一条用户订阅的数据

2.笛卡尔积、投影和选择

3.自然连接

六、SQL语言

1.创建表

2.修改与删除

3.数据更新

4.创建索引

5.查询语句

6.别名和匹配

七、数据库控制

1.数据库的控制功能

2.事物的性质