數據庫每章知識點總結

第一章

數據（Data）是數據庫中存儲的基本對象；描述事物的符號記錄稱為數據。

數據庫（DataBase）的特點：永久存儲、有組織和可共享三個基本特點。

數據庫管理系統(tǒng)的功能：①數據定義功能②數據組織、存儲和管理③數據操縱功能④數據庫的事務管理和運行管理⑤數據庫的建立和維護功能⑥其他功能。

數據庫系統(tǒng)（DBS）的特點：數據模型：

應滿足三方面的要求：一是能夠比較真實地模擬現實世界；二是容易為人所理解；三是便于在計算機上實現。

數據模型組成三要素：數據結構；數據操作；數據的完整性約束條件。

數據模型分兩類：概念模型；邏輯模型。信息世界中的基本概念：

實體：客觀存在并可相互區(qū)別的事物稱為實體。屬性：實體所具有的某一特性稱為屬性。碼：唯一標識實體的屬性稱為碼。

域：域是一組具有相同數據類型的值的集合。實體型：具有相同屬性的實體必然具有共同的特征而后性質。用實體名及其屬性名集合來抽象和刻畫同類實體，稱為實體型。

實體集合：同意類型實體的集合稱為實體集。聯(lián)系：在現實世界中，事物內部以及事物之間是有聯(lián)系的，這些聯(lián)系就在聯(lián)系在信息世界中反映為實體（型）內部的聯(lián)系和實體（型）之間的聯(lián)系。

數據庫系統(tǒng)的三級模式結構：

數據庫系統(tǒng)的三級模式結構是指數據庫系統(tǒng)是由外模式、模式和內模式三級構成。

模式也稱邏輯模式，是數據庫中全體數據的邏輯結構和特征的描述，是所有用戶的公共數據視圖

外模式也稱子模式或用戶模式，它是數據庫用戶能夠看見和使用的局部數據的邏輯結構和特征的描述，是數據庫用戶的數據視圖，是與某一應用有關的數據的邏輯表示。

內模式也稱存儲模式，一個數據庫只有一個內模式。它是數據物理結構和存儲方式的描述，是數據在數據庫內部的表示方式。數據庫的二級映像功能與數據獨立性

外模式/模式映像：模式描述的是數據的全局邏輯結構，外模式描述的是數據的局部邏輯結構。模式/內模式映像：數據庫中只有一個模式，也只有一個內模式，所以模式/內模式映像是唯一的，它定義了數據全局邏輯結構之間的對應關系。

第二章

關系模型描述出現實世界的實體一集實體間的各種聯(lián)系。

域是一組具有相同數據類型的集合。笛卡爾積是域上面的一種集合運算關系是笛卡爾積的有限子集。

關系中的某一屬性組的值能唯一地標識一個元組，則稱該屬性組為候選碼。

若一個甘系有多個候選碼，則選定其中一個為主碼。

候選碼的諸屬性稱為主屬性。不包含在任何候選碼中的屬性稱為非主屬性或非碼屬性�；�本的關系操作：關系模型匯總常用的關系操作包括查詢操作和插入、刪除、修改操作兩大部分。關系的查詢表達能力很強，是關系操作中最主要的部分。查詢操作又可以分為：選擇、投影、鏈接、除、并、查、交、笛卡爾積等。其中選擇、投影、并、差、笛卡爾積是5種基本操作。其他操作時可以用基本操作來定義和導出的。

特點：關系操作的特點是是集合操作方式，既操作對象和結果都是集合。

關系的三類完整性約束的概念：

實體完整性：若屬性（指一個或一組屬性）A是基本關系R的主屬性，則A不能取空值。參照完整性：若屬性（或屬性組）F是基本關系R的外碼，它與基本關系S的主碼K，相對應（基本關系R和S不一定是不同的關系），則對于R中每個元組在F上的值必須為：或者取空值（F的每個屬性值均為空值）；或者等于S中某個元組的主碼值。

用戶定義完整性:用戶定義完整性就是針對某一具體關系數據庫的約束條件。它反映某一具體應用所涉及的數據必須滿足的語義要求。

第三章

SQL的特點：綜合統(tǒng)一、高度非過程化、面向集合的操作方式、以同一種語法結構提供多種使用方式、語言簡潔，易學易用。

三級模式結構：外模式對應于視圖和部分基本表，模式對應于基本表，內模式對應于存儲文件。

視圖是從一個或幾個基本表導出的表。它與基本表不同，是一個虛表。數據庫中只存放視圖的定義，而不存放視圖對應的數據，這些數據

仍存放在原來的基本表中。視圖就像一個窗口，透過它可以看到實據庫中自己感興趣的數據及其變化。

視圖的作用：視圖能夠簡化用戶的操作、視圖使用戶能以多種角度看待統(tǒng)一數據、視圖對重構數據庫提供了一定程度的邏輯獨立性、視圖能夠對機密數據提供安全保護、適當的利用視圖可以更清晰的表達查詢。SQL的數據定義語句：（P83）

第四章

數據庫的安全性是指保護數據庫以防止不合法的使用所造成的數據泄露、更改或破壞。計算機系統(tǒng)安全性是指為家算計系統(tǒng)建立和采取的各種安全保護措施，以保護計算機系統(tǒng)中的硬件、軟件及數據，防止其因偶然或惡意的原因使系統(tǒng)遭到破壞，數據遭到更改或泄漏等。授權與回收

GRANT語句向用戶授予權限，REVOKE語句收回授權的權限。

GRANT語句的一般格式為：

GRANT[,]ON[，]TO[，][WITHGRANTOPTION]；例：

GRANTSELECT,UPDATE(Sno),ALLPRIVILEGES，INSERT

ONTABLEStudent，CourseTOU2，U3,PUBLICWITHGRANTOPTION

REVOKE語句的一般格式：REVOKE[,]ON[，]FROM[，][CASCADE|RESTRICT]；例：

REVOKEINSERTONTABLESCFROMU5CASCADE

第五章

數據庫完整性的概念：數據庫完整性是指數據的正確性和相容性。

數據的完整性是為了防止數據庫中存在不符合語義的數據，也就是防止數據庫中存在不正確的數據。

三類基本的完整性：實體完整性、參照完整性、用戶定義完整性。

第六章

設R（U）是屬性集U上的關系模式。X，Y是U的子集。若對R（U）的任意一個可能的關系r，r中不可能存在兩個元組在X上的屬性值相等，而Y上的屬性值不等，則稱X函數確定Y或Y函數依賴于X，記作X→Y。X→Y，但Y\\X則稱X→Y是非平凡的函數依賴。X→Y，但Y\\X則稱X→Y是平凡的函數依賴。在R(U)中，如果X→Y，并且對于X的任何一個真子集X′,都有X′→Y，則稱Y對X完全函數依賴。記作X→(F↑)Y

若X→Y，但Y不完全函數依賴于X，則稱Y對X部分函數依賴，記作：X→(P↑)Y

范式：關系數據庫中的關系是要滿足一定要求的，滿足不同程度要求的為不同范式。滿足最低要求的叫第一范式，簡稱1NF。

若R∈1NF，且每一個非主屬性完全函數依賴于碼，則R∈2NF

關系模式R中若不存在這樣的碼X，屬性組Y及非主屬性Z(Z\\Y)使得X→Y，Y→Z成立，Y→/X，則稱R∈3NF。

不好的關系模式帶來的問題：在關系數據庫中，對關系模式的基本要求是滿足第一范式。不好的關系模式會出現插入、刪除異常，修改復雜，數據冗余等毛病。

第七章

數據庫設計的基本步驟：

需求分析→概念結構設計→邏輯結構設計→物理結構設計→數據庫實施→數據庫運行和維護。

概念結構設計的結果是將需求分析得到的用戶需求抽象為信息結構。通過概念設計得到的概念模型是從現實世界的角度對所要解決的問題的描述。第八章

數據庫工作單元與源程序工作單元之間的通信主要包括：

1.向主語言傳遞SQL語句的執(zhí)行狀態(tài)信息，使主語言能夠據此信息控制程序流程，主要用SQL通信區(qū)實現

2.主語言向SQL語句提供參數，主要用主變量實現

3.將SQL語句查詢數據庫的結果交主語言處理，主要用主變量和游標實現。

第九章

查詢優(yōu)化就是選擇一個高效執(zhí)行的查詢處理策略。按照優(yōu)化的層次一般可分為代數優(yōu)化和物理優(yōu)化。

代數優(yōu)化是指關系代數表達式的優(yōu)化，即按照一定的規(guī)則，改變代數表達式中操作的次序和組合，使查詢執(zhí)行更高效。

物理優(yōu)化則是指存取路徑和底層操作算法的選擇。選擇的依據可以是基于規(guī)則的，也可以是基于代價的，還可以是基于語義的。

第十章

事務是用戶定義的一個數據庫操作序列，是數據庫應用程序的基本邏輯單元。

事務具有四個特性：原子性、一致性、隔離性和持續(xù)性，簡稱ACID。

故障的種類：事務內部的故障、系統(tǒng)故障、介質故障、計算機病毒。

當系統(tǒng)運行過程中發(fā)生故障，利用數據庫后備副本和日志文件就可以將數據庫恢復到故障前的某個一致性狀態(tài)。

事務故障的恢復：1.反向掃描日志文件，查找該事務的更新操作；2.對該事務的更新操作執(zhí)行逆操作；3.繼續(xù)反向掃描日志文件，查找該事務的其他更新操作，并做同樣處理；4.直到讀到此事務的開始表記，事務故障恢復就完成了。

系統(tǒng)故障的恢復：1.正向掃描日志文件，找出在故障發(fā)生前已經提交的事務，將其事務標識記入重做隊列。同時找出故障發(fā)生時尚未完成的事務，將其事務標識記入撤銷隊列。2.對撤銷隊列中的各個事務進行撤銷處理；3.對重做隊列中的各個事務進行重做處理。

介質故障的恢復：1.裝入最新的數據庫后備副本，使數據庫恢復到最近一次轉儲時的一致性狀態(tài)；2.裝入相應的日志文件副本，重做已完成的事務。

第十一章

并發(fā)操作：多個處理機同時運行多個事務，實現多個事務真正的并行運行。

三種數據不一致性：丟失修改、不可重復讀、讀“臟”數據

兩段鎖協(xié)議是指所有事務必須分兩個階段對數據加鎖和解鎖。

1.在對任何數據進行讀、寫操作之前，首先要申請并獲得對該數據的封鎖。

2.在釋放一個封鎖之后，事務不再申請和獲得任何其他的封鎖。

“兩段”鎖的含義是，事務分為兩個階段，第一階段是獲得封鎖，也稱為擴展封鎖。這個階段事務可以申請獲得任何數據項上的任何類型的鎖，但是不能釋放任何鎖。第二階段是釋放封鎖，也稱為收縮階段。這個階段，事務可以釋放任何數據項行的任何類型的鎖，但是不能再申請任何鎖。

擴展閱讀：數據庫中SQL知識點重點章節(jié)總結與歸納很全的哦

第一章緒論

1.基本概念

(1)數據庫；(2)數據庫管理系統(tǒng)；(3)數據庫系統(tǒng)；(4)實體；(5)屬性；(6)碼；(7)域；(8)實體型；(9)實體集；(10)聯(lián)系(1:1)(1:n)(m:n)（11）現實世界、觀念世界（信息世界）、數據世界

2.數據管理技術的發(fā)展階段

人工管理階段、文件系統(tǒng)階段、數據庫系統(tǒng)階段和高級數據庫技術階段等各階段的特點。3.數據庫系統(tǒng)的特點(1)數據結構化

(2)共享性高，冗余度低，易擴充(3)獨立性高

(4)由DBMS統(tǒng)一管理和控制4.DBMS的數據控制功能(1)數據的安全性保護(2)數據的完整性檢查(3)并發(fā)控制(4)數據庫恢復5.數據模型的組成要素

數據結構、數據操作、數據的約束條件6.最常用的數據模型

層次、網狀、關系、面向對象模型7.關系模型

關系:一張表元組:表中的一行屬性:表中的一列

主碼:表中的某個屬性組，它可以唯一確定一個元組域:屬性的取值范圍

分量:元組中的一個屬性值關系模式:對關系的描述。

表示為：關系名（屬性1，屬性2,…屬性n)8.關系數據模型優(yōu)缺點

(1)建立在嚴格的數學概念基礎之上(2)概念單一

(3)存取路徑對用戶透明9.數據庫系統(tǒng)的三級模式結構內模式、外模式、模式二級映射

10.數據庫系統(tǒng)的組成本章重要概念

（1）DB、DBMS和DBS的定義（2）數據管理技術的發(fā)展階段人工管理階段、文件系統(tǒng)階段、數據庫系統(tǒng)階段和高級數據庫技術階段等各階段的特點。（3）數據描述概念設計、邏輯設計和物理設計等各階段中數據描述的術語，概念設計中實體間二元聯(lián)系的描述（1:1，1:N，M:N）。（4）數據模型數據模型的定義，兩類數據模型，邏輯模型的形式定義，ER模型，層次模型、網狀模型、關系模型和面向對象模型的數據結構以及聯(lián)系的實現方式。（5）DB的體系結構三級結構，兩級映象，兩級數據獨立性，體系結構各個層次中記錄的聯(lián)系。（6）DBMS（數據庫管理系統(tǒng)）DBMS的工作模式、主要功能和模塊組成。

（7）DBS（數據庫系統(tǒng)）DBS的組成，DBA，DBS的全局結構，DBS結構的分類。

第二章關系數據庫

1.基本概念

關系，候選碼，主碼，主屬性，非主屬性，鍵2.完整性約束

實體完整性、參照完整性、用戶定義完整性3.笛卡兒積4.關系的性質

列是同質的

不同的列可出自同一個域，每一列為一個屬性，不同的屬性要有不同的屬性

名

列的順序無所謂

任意兩個元組不能完全相同行的順序無所謂

分量必須取原子值，即每一個分量必須是不可分的數據項

5.關系的完整性

實體完整性、參照完整性、用戶定義的完整性6.關系代數

(1)并、交、差、廣義笛卡兒積(2)選擇(3)投影

(4)連接：等值連接、自然連接

超鍵(SuperKey)：在關系中能惟一標識元組的屬性集稱為關系模式的超鍵。

候選鍵(CandidateKey)：不含有多余屬性的超鍵稱為候選鍵。也就是在候選鍵中，若要再刪除屬性，就不是鍵了。

主鍵：(PrimaryKey)：用戶選作元組標識的一個侯選鍵稱為主鍵。一般，如不加說明，則鍵是指主鍵。

外鍵：(ForeignKey)：如果關系R中屬性K是其他模式的主鍵，那么K在模式R中稱為外鍵

例如：學生（學號，姓名，性別，駕駛證號）假定學生不重名超鍵：（學號，姓名），（學號，性別），（學號，姓名，性別），（姓名，性別）等等候選鍵：學號，姓名

主鍵：你在數據庫定義的時候，如果選擇學號作為鍵，那么學號就是候選鍵外鍵：駕駛證號本章的重要概念（1）基本概念關系模型，關鍵鍵（主鍵和外鍵），關系的定義和性質，三類完整性規(guī)則，ER模型到關系模型的轉換規(guī)則。（2）關系代數五個基本操作，四個組合操作，七個擴充操作。

第三章SQL語言

1.SQL的特點

綜合統(tǒng)一

高度非過程化

面向集合的操作方式

以同一種語法結構提供兩種使用方式語言簡潔，易學易用

2.表

(1)創(chuàng)建表createtablecreatetablestudent(Snochar(5)notnull,Snamechar(20)unique,Ssexchar(1),Sageint,

Sdeptchar(15));(2)createtablecustomer(

customer_namechar(20)notnull,customer_streetchar(30),customer_citychar(30),

primarykey(customer_name));(3)createtableaccount(

account_numberchar(10)notnull,branch_namechar(15),balanceint,

primarykey(account_number),

foreignkey(branch_name)referencebranch(branch_name),check(balance>=0));(2)修改表altertable(3)刪除表droptable3.索引

(1)創(chuàng)建索引createindex(2)刪除dropindex4.查詢select(1)格式

(2)單表查詢：選擇列、滿足條件、排序、分組、集函數(3)連接查詢(4)嵌套查詢IN、比較、（ANY或ALL）、EXISTS(5)集合查詢

5.更新數據INSERT、UPDATE、DELETE6.視圖(1)建立視圖Createview(2)視圖的作用7.數據控制

(1)授權Grant

(2)收回權限Revoke本章的重要概念

（1）SQL數據庫的體系結構，SQL的組成。

（2）SQL的數據定義：SQL模式、基本表和索引的創(chuàng)建和撤銷。

（3）SQL的數據查詢；SELECT語句的句法，SELECT語句的三種形式及各種限定，基本表的聯(lián)接操作，SQL中的遞歸查詢。

（4）SQL的數據更新：插入、刪除和修改語句。（5）視圖的創(chuàng)建和撤銷，對視圖更新操作的限制。

（6）嵌入式SQL：預處理方式，使用規(guī)定，使用技術，卷游標，動態(tài)SQL語句。

第四章關系數據庫的規(guī)范化設計

1.函數依賴、部分函數依賴、完全函數依賴、傳遞依賴2.1NF、2NF、3NF、BCNF模式的分解

關系模式的分解需要遵循兩個主要原則：

1.滿足無損連接分解的要求。

2.既要滿足無損連接分解的要求，又要滿足保持函數依賴無損分解的測試方法

算法4.3無損分解的測試的算法：如何判斷是否是無損分解構造一張k行n列的表格，每列對應一個屬性Aj（1≤j≤n），每行對應一個模式Ri（1≤i≤k）。如果Aj在Ri中，那么在表格的第i行第j列處填上符號aj，否則填上bij。

把表格看成模式R的一個關系，反復檢查F中每個FD在表格中是否成立，若不成立，則修改表格中的值。修改方法如下：對于F中一個FDX→Y，如果表格中有兩行在X值上相等，在Y值上不相等，那么把這兩行在Y值上也改成相等的值。如果Y值中有一個是aj，那么另一個也改成aj；如果沒有aj，那么用其中一個bij替換另一個值（盡量把下標ij改成較小的數）。一直到表格不能修改為止。（這個過程稱為chase過程）

若修改的最后一張表格中有一行是全a，即a1a2…an，那么稱ρ相對于F是無損分解，否則稱損失分解。無損分解的測試方法第一范式（1NF）1NF的定義如果一個關系模式R的所有屬性都是不可分的基本數據項，則R∈1NF即不能以集合、序列等作為屬性值。第一范式是對關系模式的最起碼的要求。不滿足第一范式的數據庫模式不能稱為關系數據庫但是滿足第一范式的關系模式并不一定是一個好的關系模式第二范式（2NF）

（回顧）定義4.14對于FDW→A，如果存在XW有X→A成立，那么稱W→A是局部依賴（A局部依賴于W）；否則稱W→A是完全依賴。完全依賴也稱為“左部不可約依賴”。（回顧）定義4.15如果A是關系模式R的候選鍵中屬性，那么稱A是R的主屬性；否則稱A是R的非主屬性。

定義4.16如果關系模式R是1NF，且每個非主屬性完全函數依賴于候選鍵，那么稱R是第二范式（2NF）的模式。如果數據庫模式中每個關系模式都是2NF，則稱數據庫模式為2NF的數據庫模式。第三范式（3NF）

（回顧）定義4.17如果X→Y，Y→A，且Y→X和A∈Y，那么稱X→A是傳遞依賴（A傳遞依賴于X）。

定義4.18如果關系模式R是1NF，且每個非主屬性都不傳遞依賴于R的候選鍵，那么稱R是第三范式（3NF）的模式。如果數據庫模式中每個關系模式都是3NF，則稱其為3NF的數據庫模式。

將2NF的關系模式規(guī)范化為3NF的關系模式，其方法是消除2NF的關系

模式中非鍵屬性對鍵的傳遞依賴。

本章重要概念

（1）關系模式的冗余和異常問題。

（2）FD的定義、邏輯蘊涵、閉包、推理規(guī)則、與關鍵碼的聯(lián)系；平凡的FD；屬性集的閉包；推理規(guī)則的正確性和完備性；FD集的等價。

（3）無損分解的定義、性質、測試；保持依賴集的分解。

（4）關系模式的范式：1NF，2NF，3NF，BCNF。分解成2NF、3NF模式集的算法。

第五章數據庫設計

1.數據庫設計的六個階段

需求分析、概念結構設計、邏輯結構設計物理結構設計、數據庫實施、數據庫運行和維護2.需求分析：

數據字典：數據項、數據結構、數據流、數據存儲和處理過程3.概念結構設計

(1)是整個數據庫設計的關鍵，它通過對用戶需求進行綜合、歸納與抽象，形成一個獨立于具體DBMS的概念模型(2)E-R圖：基本表示方法4.邏輯結構設計

是將概念結構轉換為某個DBMS所支持的數據模型，并對其進行優(yōu)化5.物理設計

(1)為邏輯數據模型選取一個最適合應用環(huán)境的物理結構（包括存儲結構和存取方法）6.實施階段

設計人員運用DBMS提供的數據語言及其宿主語言，建立數據庫，編制與調試程序，組織數據入庫，并進行試運行7.運行和維護階段

數據庫應用系統(tǒng)經過試運行后即可投入正式運行。重構，重組織本章重要概念

（1）DBS生存期及其7個階段的任務和工作，DBD過程的輸入和輸出。（2）概念設計的重要性、主要步驟。邏輯設計階段的主要步驟。

（3）ER模型的基本元素，屬性的分類，聯(lián)系的元數、連通詞、基數。采用ER方法的概念設計步驟。

（4）ER模型到關系模型的轉換規(guī)則。采用ER方法的邏輯設計步驟。（5）ER模型的擴充：弱實體，超類和子類。

第七章系統(tǒng)實現技術

1.事務(1)概念

(2)特性：原子性、一致性、隔離性、持續(xù)性2.故障種類事務

內部的故障、系統(tǒng)故障、介質故障3.恢復的實現技術

(1)數據轉儲：轉儲狀態(tài)、轉儲方式

(2)日志：基本格式和內容、日志的作用、登記日志文件并發(fā)控制

1.問題：丟失修改、不可重復讀、讀“臟”數據2.封鎖共享鎖、排它鎖3.一級封鎖協(xié)議

(1)事務T在修改數據R之前必須先對其加X鎖，直到事務結束才釋放(2)解決的問題：防止丟失修改4.二級封鎖協(xié)議

(1)一級封鎖協(xié)議加上事務T在讀取數據R前必須先對其加S鎖，讀完后即可釋放S鎖(2)解決的問題：防止丟失修改、防止讀“臟”數據5.三級封鎖協(xié)議

(1)一級封鎖協(xié)議加上事務T在讀取數據R前必須先對其加S鎖，直到事務結束才釋放。(2)解決的問題：防止丟失修改、防止讀“臟”數據、防止不可重復讀6.活鎖和死鎖

(1)死鎖的預防：一次封鎖法，順序封鎖法(2)死鎖的診斷：超時法，等待圖法(3)死鎖的解除：選擇一個處理死鎖代價最小的事務，將其撤消，釋放此事務持有的所有鎖，使其它事務得以繼續(xù)進行下去。本章重要概念

事務的定義，COMMIT和ROLLBACK的語義，事務的ACID性質

恢復的定義、基本原則和實現方法，故障的類型，檢查點技術，REDO和UNDO操作，運行記錄優(yōu)先原則。

并發(fā)操作帶來的三個問題，X鎖、S鎖、活鎖、餓死和死鎖

完整性的定義，完整性子系統(tǒng)的功能，完整性規(guī)則的組成。SQL中的三大類完整性約束，SQL3中的觸發(fā)器技術。

安全性的定義、級別，權限，SQL中的安全性機制，幾種常用的安全性措施，自然環(huán)境的安全性。

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