《數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論》A班知識點總結(jié)

1、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論(第4版)知識點總結(jié)【A班】 第一章緒論三次演變：層次/網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)、關(guān)系系統(tǒng)、第一代數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)家族。1.1概述1.1.1四個重要概念：1、數(shù)據(jù)Data（=符號+語義）2、數(shù)據(jù)庫DE長期存儲（不是永久），有組織（一定的格式），可共享，大量特征：可共享、冗余度小、數(shù)據(jù)獨立性高3、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)DBMS6條主要功能P5程序不直接操作DB中的數(shù)據(jù)，而是DBMS的接II4、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)DES（在不引起混淆情況卞簡稱“數(shù)據(jù)庫”）【了解】四個概念，數(shù)據(jù)模型構(gòu)成要素及關(guān)系1.1.2數(shù)據(jù)庫管理技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展數(shù)據(jù)管理包括：分類，組織，編碼，存儲，檢索和維護數(shù)據(jù)管理技術(shù)經(jīng)歷的3個階段：人工管理，文件系統(tǒng)

2、，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)各自特點P91.13DBS的特點1、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)VS文件系統(tǒng)Pg2、數(shù)據(jù)的共享性高，冗余度低，易擴充3、數(shù)據(jù)獨立性高物理獨立性，邏輯獨立性4、數(shù)據(jù)由DEMS統(tǒng)一管理和控制1.2數(shù)據(jù)模型1.2.1兩類數(shù)據(jù)模型1、概念模型。2、邏輯模型和物理模型1.2.2數(shù)據(jù)模型的組成要素1、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)2、數(shù)據(jù)操作增刪改查3、數(shù)據(jù)的完整性約束條件1.2.3概念模型基本概念：1、實體客觀存在，相互區(qū)別2、屬性基本表中第一列就是一個屬性，用來描述實體的某一特性3、碼唯一標識實體，屬性集4、域相同數(shù)據(jù)類型，值的集合5、實體型6、實體集7、聯(lián)系一種表示方法：實體-聯(lián)系方法(E-R圖)P171.2.4最常

3、用數(shù)據(jù)模型模型與外模型的關(guān)系：一對多模型與應(yīng)用的關(guān)系：一對多層次模型滿足卜面兩個條件的基本層次聯(lián)系的集合為層次模型。有且只有一個結(jié)點沒有雙親結(jié)點，這個結(jié)點稱為根結(jié)點：根以外的其它結(jié)點有且只有一個雙親結(jié)點層次模型如何描述信息世界每個節(jié)點表示一個記錄類型(實體)。每個記錄類型可包含若干個字段。記錄(類型)之間的聯(lián)系用節(jié)點之間的連線(有向邊)表示。幾點說明：各個記錄類型及其字段都必須命名。各個記錄類型、同一記錄類型中的各個字段不能重名。一個層次模型實際上只包含有限個記錄類型和字段數(shù)。子女記錄值不能脫離雙親記錄值而獨立存在。1、多對多聯(lián)系在層次模型中的表示首先必須將多對多分解為一對多聯(lián)系

4、，方法：冗余結(jié)點法，虎擬結(jié)點法P222、存儲結(jié)構(gòu)鄰接法，鏈接法3、優(yōu)缺點P網(wǎng)狀模型滿足下面兩個條件的基本層次聯(lián)系的集合為網(wǎng)狀模型。（1）允許一個以上的結(jié)點無雙親；（2）一個結(jié)點可以有多于一個的雙親。網(wǎng)狀模型如何描述信息世界（1）每個節(jié)點表示一個記錄類型（實體）。（2）每個記錄類型可包含若干個字段。（3）記錄（類型）之間的聯(lián)系用節(jié)點之間的連線（有向邊）表示。兩點說明（1）兩個節(jié)點之間允許有多種聯(lián)系。（2）要為每個聯(lián)系命名。優(yōu)點1、能夠更為直接地描述現(xiàn)實世界，如一個結(jié)點可以有多個雙親。2、具有良好的性能，存取效率較高。缺點1、結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，而且隨著應(yīng)用環(huán)境的擴人，數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)就變

5、得越來越復(fù)雜，不利于最終用戶掌握。2、DDL、DML語言復(fù)雜，用戶不容易使用。關(guān)系模型1、術(shù)語關(guān)系（Relation）：個關(guān)系對應(yīng)通常說的一張表。元組（Tuple）：表中的一行即為一個元組。屬性（Attribute）：表中的一列即為一個屬性，給每一個屬性起一個名稱即屬性名。主碼（Key）：表中的某個屬性組，它可以唯一確定一個元組。域（Domain）：屬性的取值范圉。分量：元組中的一個屬性值。關(guān)系模式：對關(guān)系的描述規(guī)范條件中最基本的一條就是：關(guān)系的每一個分量必須是不可分的數(shù)據(jù)項，不允許表中還有表。2、優(yōu)缺點優(yōu)點（1）建立在嚴格的數(shù)學(xué)概念的基礎(chǔ)上（2）概念單一。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)簡單、清晰，用

6、戶易懂易用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論（第4版）知識點總結(jié)【A班】數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論（第4版）知識點總結(jié)【A班】 實體和各類聯(lián)系都用關(guān)系來表示。對數(shù)據(jù)的檢索結(jié)果也是關(guān)系。（3）關(guān)系模型的存取路徑對用戶透明具有更高的數(shù)據(jù)獨立性，更好的安全保密性簡化了程序員的工作和數(shù)據(jù)庫開發(fā)建立的工作缺點（1）存取路徑對用戶透明導(dǎo)致查詢效率往往不如非關(guān)系數(shù)據(jù)模型（2）為提高性能，必須對用戶的查詢請求進行優(yōu)化增加了開發(fā)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的難度1.3DBS的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)模型的概念型（type）：是指對某一類數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)和屬性的說明。值（value）：是型的一個具體賦值。模式：是對數(shù)據(jù)庫中全體數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和特征的描述，它僅僅涉及到型的描述

7、，不涉及到具體的值。實例：模式的一個具體值稱為模式的一個實例。幾點說明：1、一個模式可有很多實例。2、模式反映數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)及聯(lián)系，實例反映的是某一時刻數(shù)據(jù)庫的狀態(tài)。3、模式相對穩(wěn)定，而實例相對變動。1.3.2三級模式結(jié)構(gòu)模式1、一個數(shù)據(jù)庫只有一個模式模式的地位：是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)模式結(jié)構(gòu)的中間層與數(shù)據(jù)的物理存儲細節(jié)和硬件環(huán)境無關(guān)2、與具體的應(yīng)用程序、開發(fā)工具及高級程序設(shè)計語言無關(guān)3、定義模式時的要求定義數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)（數(shù)據(jù)項的名字、類型、取值范闈等）定義數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系定義與數(shù)據(jù)有關(guān)的安全性、完整性要求3.2.2外模式1、模式與外模式的關(guān)系：一對多外模式通常是模式的子集。一個數(shù)據(jù)庫町以有多個外模式，反映

8、不同的用戶的應(yīng)用需求、看待數(shù)據(jù)的方式、對數(shù)據(jù)保密的要求等方面的存在差異。對模式中同一數(shù)據(jù)，在外模式中的結(jié)構(gòu)、類型、長度、保密級別等都可以不同。2、外模式與應(yīng)用的關(guān)系：一對多同一外模式可以為某一用戶的多個應(yīng)用系統(tǒng)所使用。一個應(yīng)用程序只能使用一個外模式。3、外模式是保證數(shù)據(jù)庫安全的一個有力措施3.2.3內(nèi)模式1、內(nèi)模式描述的內(nèi)容記錄的存儲方式（順序存儲，按照E樹結(jié)構(gòu)存儲，按hash方法存儲）索引的組織方式數(shù)據(jù)是否壓縮存儲數(shù)據(jù)是否加密數(shù)據(jù)存儲記錄結(jié)構(gòu)的規(guī)定2、一個數(shù)據(jù)庫只有一個內(nèi)模式1.3.3二級映象功能與數(shù)據(jù)獨立性1、外模式/模式映彖（多對一），模式/內(nèi)模式映彖（一對一）2、二級映象實現(xiàn)三級模式結(jié)

9、構(gòu)間的聯(lián)系和轉(zhuǎn)換，使用戶可以邏輯地處理數(shù)據(jù)，不必關(guān)系數(shù)據(jù)的底層表示方式和存儲方式3、外模式/模式映彖功能保證了數(shù)據(jù)的邏輯獨立性4、模式/內(nèi)模式映彖功能保證了數(shù)據(jù)的物理獨立性1.4DBS的組成1、數(shù)據(jù)庫2、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（及其開發(fā)工具）3、應(yīng)用系統(tǒng)4、數(shù)據(jù)庫管理員5、用戶第二章關(guān)系數(shù)據(jù)庫2.1關(guān)系數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及形式化定義2.1.1關(guān)系1、域（Doinam）基數(shù)：域中所包含值的個數(shù)。2、笛卡爾集（CaiesianProducts）n元組（簡稱元組），分量3、關(guān)系（Relation）目（或度），候選碼，主碼，主屬性，全碼三種類型：基本表，查詢表，視圖表基本關(guān)系的6條性質(zhì)：（1）列是同質(zhì)的（2）不同的列可

10、出自同一個域，稱其中的每一列為一個屬性，不同的屬性要給予不同的屬性名。（3）列的順序無所謂（4）任意兩個元組不能完全相同（5）行的順序無所謂（6）分量必須取原子值2.1.2關(guān)系模式關(guān)系模式對關(guān)系的描述靜態(tài)的、穩(wěn)定的關(guān)系關(guān)系模式在某一時刻的狀態(tài)或內(nèi)容動態(tài)的、隨時間不斷變化的關(guān)系模式和關(guān)系往往統(tǒng)稱為關(guān)系，可通過上下文加以區(qū)別2.2關(guān)系操作特點：集合操作方式，也稱為一次一集合。非關(guān)系數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)操作方式：一次一記錄。分類：關(guān)系代數(shù)，關(guān)系演算2.3關(guān)系的完整性2.3.1實體完整性2.3.2參照完整性外碼，參照關(guān)系，被參照關(guān)系（目標關(guān)系）2.3.3用戶定義的完整性2.4關(guān)系代數(shù)2.4.1傳統(tǒng)的集合運算

11、并（插入、添加），差（刪除），交（先修改后刪除），笛卡爾積（元組連接）數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論(第4版)知識點總結(jié)【A班】數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論(第4版)知識點總結(jié)【A班】數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論(第4版)知識點總結(jié)【A班】 # 2.4.2專門的關(guān)系運算幾個重要記號P5選擇(also限制)oF(R)=t|teRAF(t)=真。從行的角度進行的運算投影nA(R)=tA|teRo從列的角度進行運算連接RS=trtsitreRatseSatrA0tsB等值連接，自然連接，外連接除運算R4-S=trX|treRA兀Y(S)uYx。從行和列角度進行運算實際含義：有一個現(xiàn)實意

12、義的集合，希望在另一個集合中找出“包含”該集合的元組集。【補】復(fù)合運算例1：查詢至少選修了1、3號課程的學(xué)生學(xué)號例2：查詢選修了2號課程的學(xué)生學(xué)號例3：查詢選了全部課程的學(xué)生學(xué)號2.5【自學(xué)】關(guān)系演算2.5.1元組關(guān)系演算語言ALPHAALPHA語言主要有：GET,PUT,HOLD.UPDATE.DELETE,DROP基本格式：操作語句工作空間名(表達式)：操作條件聚集函數(shù)：COUNT.TOTAL,MAX.NON,AVG2.5.2域關(guān)系演算語言QBE第三章SQL3.1特點3.1.1綜合統(tǒng)一數(shù)據(jù)定義語言DDL：生成表格。數(shù)據(jù)操作語言DML：輸入調(diào)取數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)控制語言DCL：管理用戶

13、訪問。3.1.2高度非過程化只需提出“做什么”，有利于提高數(shù)據(jù)的獨立性。Q(Question)：為何SQL不需了解存儲路徑？A(Answer)：引入了虛表-視圖。3.1.3面向集合的操作方式3.1.4以同一種語言結(jié)構(gòu)提供多種使用方式自含式語言，嵌入式語言3.1.5語言簡潔，易學(xué)易用9個動詞Psi3.2基本概念基本表：一個關(guān)系就對應(yīng)一個表。一個(或多個)基本表對應(yīng)一個存儲文件。一個表可以帶若干索引，索引也存放在存儲文件中。存儲文件：邏輯結(jié)構(gòu)組成了關(guān)系數(shù)據(jù)庫的內(nèi)模式。物理結(jié)構(gòu)是任意的。視圖：1、從一個或幾個基本表導(dǎo)出的表。2、一個虎表，即數(shù)據(jù)庫中只存放視圖的定義而不存放視圖對應(yīng)的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)仍存

14、放在導(dǎo)出視圖的基本表中。3、概念上與基本表等同，用戶可以在視圖上再定義視圖。3.3數(shù)據(jù)定義?思考：為什么SQL不提供修改模式、視圖、索引的操作3.3.1模式的定義與刪除【例1定義一個學(xué)生-課程模式S-TCREATESCHEMA“S-T”AUTHORIZATIONWANG;如呆沒有指定模式名，那么模式名隱含為用戶名數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論（第4版）知識點總結(jié)【A班】數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論（第4版）知識點總結(jié)【A班】數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論（第4版）知識點總結(jié)【A班】 【例2】刪除模式ZHANGDROPSCHEMAZHANGCASCADE；CASCADE（級聯(lián)）刪除模式的同時把該模式中所有的數(shù)據(jù)庫對彖全部刪除RESTRICT

15、（限制）如果該模式中定義了下屬的數(shù)據(jù)庫對彖（如表、視圖等），則拒絕該刪除語句的執(zhí)行。3.3.2基本表的定義、刪除和修改定義基本表CREATETABLEStudent（SnoCHAR（5）NOTNULLUNIQUE,SnameCHAR（20）UNIQUE,SsexCHAR（l）,SageINT,SdeptCHAR（15）;幾點注意：1、先寫屬性名（如Sno）,再寫數(shù)據(jù)類型（如CHAR（5）。2、除了最后一行，每一行都有逗號。3、多個完整性條件中間用空格隔開。【查詢】數(shù)據(jù)類型匕模式與表1、每一個基本表都屬于某一個模式2、一個模式包含多個基本表3、定義基本表所屬模式：3

16、個方法Ps修改基本表刪除基本表3.3.3索引的建立與劇除加快查詢速度建立索引的原則：（1）索引的建立由DEA和表的屬主完成，維護由DBMS完成。（2）大表應(yīng)當(dāng)建索引，小表則不必建索引（3）對于一個基本表，不要建立過多的索引（4）根據(jù)查詢要求建索引【例1Student表按學(xué)號升序建唯一索引CREATEUNIQUEINDEXStusnoONSmdent（Sno）;3.4數(shù)據(jù)査詢3.4.1單表査詢（一般査詢）SELECTFROMWHERESELECT子句：指定要顯示的屬性列FROM子句：指定查詢對彖（基本表或視圖）WHERE子句：指定查詢條件GROUPBY子句：對查詢結(jié)

17、果按指定列的值分組，該屬性列值相等的元組為一個組。通常會在每組中作用集函數(shù)。HAVING短語：篩選出只有滿足指定條件的組ORDERBY子句：對查詢結(jié)果表按指定列值的升序或降序排序SELECT語句，列名表達式：算術(shù)表達式P92、字符串常量P92、函數(shù)、列別名（LOWER,AS）LOWER：用小寫表示DISTINCT：去掉重復(fù)行【查詢】常用查詢條件P94通配符：P96%：表示任意長度字符。_：一個字符長度。如果表示一個漢字，則寫成兩個“轉(zhuǎn)義符：ESCAPE4換碼字符，P97【例】1、查詢DB_Design課程的課程號和學(xué)分。2、查詢以“DE_”開關(guān)，且倒數(shù)第3個字符是1的課程的詳細情況。涉及空值N

18、ULL的查詢，“IS”不能用“=”代替。多重條件查詢中，AND的優(yōu)先級高于OR。SELECTSno,GradeFROMSCWHERECno=r3ORDERBYGradeDESC；ORDERBY子句數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論(第4版)知識點總結(jié)【A班】數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論(第4版)知識點總結(jié)【A班】數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論(第4版)知識點總結(jié)【A班】 可以將查詢結(jié)果按一個或多個屬性列排序升序：ASC；降序：DESC：缺省值為升序【查詢】聚集函數(shù)P98【例31】查詢選修了3門以上課程的學(xué)生學(xué)號。P100HAVING短語與WHERE子句的區(qū)別：作用對彖不同。WHERE子句作用于基本表或視圖，從中選擇滿足條件的元組。HAVING

19、短語作用于組，從中選擇滿足條件的組。3.4.2連接?xùn)嗽兩婕皟蓚€以上的表【例】查詢每個學(xué)生及其選修課程的情況包括沒有選修課程的學(xué)生(用外連接操作)。SELECTStudent.Sno,Sname,Ssex,Sage,Sdept.Cno,GradeFROMStudent,SCWHEREStudent.Sno=SC.Sno(*)；外連接與普通連接的區(qū)別：普通連接操作只輸出滿足連接條件的元組。外連接操作以指定表為連接主體，將主體表中不滿足連接條件的元組一并輸出。幾點說明：1、在表名后面加外連接操作符(*)或(+)指定非主體表。2、非主體表有一“萬能”的虛行，該行全部由空值組成。3、虛行可以和主體表中所

20、有不滿足連接條件的元組進行連接。4、由于虎行各列全部是空值，因此與虛行連接的結(jié)呆中，來自非主體表的屬性值全部是空值。5、外連接符出現(xiàn)在連接條件的左邊，稱為左外連接。6、外連接符出現(xiàn)在連接條件的右邊，稱為右外連接。3.4.3嵌套査詢相關(guān)子查詢，不相關(guān)子查詢3.4.4【自學(xué)】集合査詢并UNION,交INTERSECT,差EXCEPT!1、參加集合操作的各查詢結(jié)果的列數(shù)必須相同。2、對應(yīng)項的數(shù)據(jù)類型也必須相同。3.5數(shù)據(jù)更新3.5.1插入INSERTINTOVALUES3.5.2修改UPDATESETWHERE3.5.3劇除DELETEFROMWHERE3.6視圖3.6.1定義CREATEVIEWA

21、SWITHCHECKOPTION重要說明：Pus組成視圖的屬性列名:全部省略或全部指定3.6.2制除DROPVIEW3.63査詢DBMS實現(xiàn)視圖查詢的方法：實體化視圖法(ViewMaterialization)1、有效性檢查：檢查所查詢的視圖是否存在2、執(zhí)行視圖定義，將視圖臨時實體化，生成臨時表3、查詢視圖轉(zhuǎn)換為查詢臨時表4、查詢完畢刪除被實體化的視圖(臨時表)視圖消解法(ViewResolution)1、進行有效性檢查，檢查查詢的表、視圖等是否存在。如果存在，則從數(shù)據(jù)字典中取出視數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論（第4版）知識點總結(jié)【A班】數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論（第4版）知識點總結(jié)【A班】 圖的定義2、把視圖定義中的子

22、查詢與用戶的查詢結(jié)合起來，轉(zhuǎn)換成等價的對基本表的查詢3、執(zhí)行修正后的查詢3.6.4更新并非所有視圖都可以更新，一般地，行列子集視圖可更新。3.7【總結(jié)】數(shù)據(jù)査詢SELECTALL|DISTINCT目標列表達式,目標列表達式FROM表名或視圖名,表名或視圖名WHERE條件表達式GROUPBY列名1HAVING條件表達式ORDERBY列名2數(shù)據(jù)更新插入修改INSERTINTO表名（屬性列1,屬性列2）VALUES（常量1,常量2）UPDATE表名SET列名=表達式,列名*表達式WHERE條件：刪除DELETEFROM表名:WHERE條#;ASClDESC;建立刪除CREATEVIEW視圖名（列名,

23、列名）AS子查詢WITHCHECKOPTI謝；DROPVIEW視圖名:視圖修改更新SELECTALL|DISTINCT0標列表達式UPDATE表,目標列表達名式SET列FROM表名或視圖名,表名或視名=表達圖名式,列WHERE條件表達式名=表達GROUPBY列名1HAVING條式件表達式where條ORDERBY列名2件hASC|DESC;第四章數(shù)據(jù)庫安全性4.1概述分類：技術(shù)安全，管理安全，政策法律4.1.1安全標準TCSEC/TDI從四個方面來描述安全性級別劃分的指標：安全策略，責(zé)任，保證和文檔安全級別劃分1、分為四組七個等級2、C1級開始有自主訪問控制，E1加入強制訪問控制（軍方認為的安

24、全級）3、按系統(tǒng)可靠或可信程度逐漸增高4、各安全級別之間：偏序向下兼容CC1、提出國際公認的表述信息技術(shù)安全性的結(jié)構(gòu)；2、把信息產(chǎn)品的安全要求分為安全功能要求和安全保證要求：CC文本組成：第一部分：簡介和一般模型第二部分：安全功能要求第三部分：安全保證要求4.2安全性控制【案例11工程師侵入北京移動數(shù)據(jù)庫：2005年3月至7月，軟件研發(fā)工程師程稚翰利用互聯(lián)網(wǎng)4次侵入北京移動沖值中心數(shù)據(jù)庫，盜取沖值卡密碼并通過淘寶網(wǎng)出曹，共獲利370余萬元?？赡艽嬖诘膯栴}：1密碼未及時修改或注銷：2服務(wù)器之間的訪問可能沒有嚴格的控制；3數(shù)據(jù)庫的訪問可能沒有嚴格的控制；結(jié)論：系統(tǒng)缺乏安全性控制、訪問控制計算機系統(tǒng)

25、的安全措施是逐級逐層設(shè)置數(shù)據(jù)庫安全控制常用方法：用戶標識與鑒定，存取控制，視圖審計，密碼存儲常用的存取控制方法：自主存取控制DAC：C2級，靈活。強制存取控制MAC：El級，嚴格。用戶權(quán)限由兩個要素組成：數(shù)據(jù)庫對彖，操作類型。4.2.1授權(quán)與回收2.1.1GRANT發(fā)出GRANT：1、DBAo2、數(shù)據(jù)庫對彖創(chuàng)建者（即屬主Owner）3、擁有該權(quán)限的用戶（體現(xiàn)自主存取控制）按受權(quán)限的用戶：1、一個或多個具體用戶。2、PUBLIC（全體用戶）WITHGRANTOPTION子句：指定：可以再授予。沒有指定：不能傳播2.1.2REVOKEDBA：擁有所有對象的所有權(quán)限不同的權(quán)限授予不同的用戶用戶：擁有自己建立的對象的