数据库
2020-04-19 18:28:22 0 举报AI智能生成
数据库基础知识思维导图
作者其他创作
大纲/内容
基本概念
数据
定义
数据库中存储的基本对象，是描述现实世界中具体事物或抽象事物的符号
性质
数据和其语意环境密切相关
如：在关系模型中，数据通过“型”给出数据的语义
现实中的数据不是孤立存在的，往往有联系
一种分类形式
结构化数据
二维表
半结构化数据
html文档
非结构化数据
视频、音频、图片等
数据库
定义
数据库是持久存储在计算机中、有组织的、可共享的大量组织的集合
特点
数据库中的数据按一定的数据模型组织、描述和存储
可以被各种用户共享
具有较小的冗余度
较高的”数据独立性“
应用程序独立于数据的逻辑结构或物理结构，即当数据的逻辑结构或物理结构发生改变时，应用程序不需要改变。
易于扩展
基本操作
数据查询
数据更新
数据修改
数据插入
数据删除
数据库技术本质上是一种数据管理技术
分类
组织
存储
检索
维护
数据库管理系统（DBMS）
定义
它是位于用户和计算机操作系统之间的数据管理软件，专门用来管理数据，是计算机系统的基础软件
子主题
主要功能
数据定义
数据操纵
事务管理和运行管理
数据存储和查询处理
数据库的建立和维护
其他
数据库系统
由数据库、DBMS(及其开发工具)、应用系统和数据库管理员（DBA）组成
系统结构
外部结构
单用户系统
主从式系统
分布式系统
客户-服务器系统
浏览器-服务器系统
内部结构
三级模式、两级映像
外模式（子模式/用户模式）
与某一应用相关的数据的局部逻辑结构的描述（特定用户的视图）
介于模式和应用之间
在关系数据模型中，外模式对应视图
以此为框架可组成“用户数据库”
外模式-模式映像
可以保证外模式的相对独立性，从而为"数据的逻辑独立性"提供了保证。当模式改变时，即数据的逻辑结构发生改变时，数据库管理员可以修改有关的外模式-模式映像，使外模式保持不变，建立在外模式上的应用程序就不需要改变，也就是说，数据的逻辑结构发生改变而应用程序不变，应用程序独立于数据的逻辑结构，简称为“数据的逻辑独立性”。
模式（逻辑模式）
全体数据的总体逻辑结构的描述{所有用户的公共视图}
以此为框架可组成“概念数据库”
模式-内模式映像
保证内模式的相对稳定性，从而为“数据的物理独立性”提供了保证。当数据的存储结构（内模式）发生改变时，数据库管理人员可以修改有关的模式-内模式映像，使模式不变，从而外模式也不变，建立在外模式上的应用程序就不需要改变，也就是说，数据的额物理结构改变而应用程序不变，应用程序独立于数据的物理结构，简称为“数据的物理独立性”。
内模式（物理模式/存储模式）
数据物理结构和存储方式的描述
内模式到物理存储器的映射通常由操作系统实现
以此为框架可组成”物理数据库“{只有该数据库真实存在于计算机系统的外存中}
数据模型
概念模型
E-R模型（实体-联系模型）
组成
实体集（矩形)
实体的码
超码
是一个属性集，可以唯一确定实体集中的每个实体，是码的“超集”
码（用下横线标识）
主码
被设计者选中的码
候选码
真子集不是超码的极小超码
实体集
具有相同属性的实体的集合
实体的属性
弱实体集（双边矩形）
定义：一个实体集的任何属性集都不足以形成该实体集的码
与强实体的联系用双边菱形表示，双边
另一个处理方法
把它转化为强实体集的一个多值复合属性
不好的处理方法
将强实体集的码添加到弱实体集中，使弱实体集转化为强实体集
码
分辨符
一个属性，可以唯一确定依赖于同一个强实体的一个弱实体
弱实体集所依赖的强实体集（标识实体集/属主实体集）的码
弱实体集没有码
联系（菱形）
一对一
一对多
多对多
属性集（椭圆形）
简单属性
复合属性
转化时用成分属性代替
单值属性
多值属性（双边椭圆）
转化时为每个多值属性m创建一个关系Rm
基本属性
派生属性（虚边椭圆）
转化时忽略
子主题
数据模型
三要素
数据结构
描述数据库中对象和对象之间的联系，是对系统的“静态”描述
数据操作
查询和更新
完整性约束
是一组规则，保证数据的正确、有效和相容
层次
常见的数据模型
层次模型
网状模型
关系模型
三要素
数据结构
关系
往往以“二维表”的形式表示
表头：型
其他：值
一行代表一个元组即一个实体
行的顺序与列的顺序都不重要
域的笛卡尔积
语义约束
只考虑有限关系
只考虑有限关系
规范化：关系的每个属性必须取原子值（即表中不能包含子表）
关系的码
码
设K是关系R的属性集，K可以唯一的确定一个元组，而其真子集不能，K是R的码
一个关系可能有多个码
码中出现的属性成为“主属性”，不在任何码中出现的属性成为“非主属性”
超码
比码多了些无关紧要的属性
主码和候选码
关系模式
即关系的“型”,对应于程设语言中的“类型”概念
表示:R(U,D,DOM,F)
R
关系模式名
U
属性的集合
D
属性对应的域
如：char 10
DOM
U到D的映射
定义check约束
F
数据间的数据依赖
数据操作
关系代数
基本运算
不能被其他运算所表示
选择
行运算
σF（t）(R)
投影
列运算
Π...(R)
删除重复行
并
∪
差
-
笛卡尔积
×
附加运算
可以被基本运算所表示
交
R∩S=R-（R-S）
除
÷
笛卡尔积的逆运算
连接
θ为“=”时，表示等值连接
自然连接
是“特殊的等值连接”
当R和S不含共同属性时，自然连接就退化为笛卡尔积
与等值连接的区别
自然连接是唯一依赖于关系属性名的运算
自然连接在相同属性上进行相等比较，并投影去掉重复属性
等值连接并不要求一定要在相同属性上进行相等比较，也不删除重复属性
关系演算
结构化查询语言SQL
完整性约束
实体完整性
约束主码
关系R在主码上取值必须唯一，且不能为空值
参照完整性
约束外码
FK是关系R的外码，参照关系S的主码Ks,则R的任何元组在FK上的取值等于S的某个元组在Ks上的取值，或者为空值
用户自定义的完整性
特点
具有坚实的数学基础{基于集合论而来，关系本身就是集合论中的一个概念}
简洁的的数据表示形式
支持非过程语言
由E-R图到关系模式的转换
实体集
每个实体集用一个关系来表示
联系集
一对一
跟任意一端合并
多对一
跟多端合并
多对多
转化成独立的关系模式
属性集（椭圆形）
简单属性
复合属性
转化时用成分属性代替
单值属性
多值属性（双边椭圆）
转化时为每个多值属性m创建一个关系Rm
为某个实体集的属性
Rm={m,K}
为某个联系的属性
Rm={m,K1,K2,...,Kn}
基本属性
派生属性（虚边椭圆）
转化时忽略
面向对象模型
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