数据库相关理论知识（有目录便于直接锁定相关知识点+期末复习）

一，数据模型，关系型数据模型，网状模型，层次模型

1.数据库模型是用来描述和表示现实世界中的事物、概念以及它们之间的关系的工具，但是并不是越专业越好，还要平衡它的模型的复杂性、通用性和成本效益等因素。数据模型按不同的应用层次可以分为三个层次，它们分别是：概念数据模型（E-R图），逻辑数据模型（数据模型），物理数据模型（储存硬盘）。

2.关系数据模型它的三个核心要素是：数据结构、操作集合 以及 完整性约束。关系模型的存取路径对用户透明，从而具有更高的数据独立性、更好的安全保密性，也简化了程序员的工作和数据库开发建立的工作。由Edgar F. Codd(埃德加 • 科德)提出。

3.网状模型：一个结点有多个父结点以及结点之间为多对多联系的情形

4.层次模型：有且只有一个结点没有双亲结点，这个结点称为根结点。根以外的其他结点有且只有一个双亲结点。

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二，数据库系统模式和模式映像

1.模式是数据库中全体数据的全局逻辑结构和特征的描述，它定义了数据的整体结构和关系，是数据库设计的基础。（只有一个）

2.内模式则是对数据的物理结构和存储方法的描述，它规定了数据在数据库内部的表示方式和存储方式。内模式关注的是数据的存储和访问效率，以及如何有效地将数据存储在物理介质上。（只有一个）

3.外模式（用户模式或子模式）：是数据库用户能够看见和使用的局部数据的逻辑结构和特征的描述，是数据库用户的数据视图。不同的用户或应用程序可能需要看到不同的数据视图，因此可以定义多个外模式来满足这些需求。（可以有多个）

4.外模式/模式映像：当数据库的逻辑结构（即模式）发生变化时，如增加新的关系、改变关系的属性或数据类型等，只要对外模式/模式映像作相应的修改，就可以使外模式保持不变。应用程序是依据数据的外模式编写的，因此应用程序不必修改，从而保证了数据与程序的逻辑独立性，也称为数据的逻辑独立性。

5.要保证数据库的数据独立性，主要需要修改的是数据库系统中的二级映象，包括外模式/模式映像和模式/内模式映像。

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三，数据库关系模式

1.在数据库的实际应用中，由于业务需求的变更、数据的增长和变化以及其他因素的影响，数据库中的数据是不断更新的，这导致关系模式也可能发生相对变化。

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四，数据库系统特点（冗余度）

1.数据库中的数据冗余度通常是不高的。通过合理的数据模型设计和数据库管理系统（DBMS）的应用，数据库可以确保数据的结构化（数据完整性）、共享性高 以及 冗余度低。

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五，三级模式和系统安全性

1.数据库的三级模式结构确实能够提高系统的安全性。这种结构通过逻辑和物理独立性、权限控制以及数据完整性约束等机制，为数据库系统提供了强大的安全保障。

2.三级模式结构通过外模式/模式映像和模式/内模式映像，实现了数据的逻辑独立性和物理独立性(数据独立性)。是由DBMS提供的。

3.三级模式结构支持权限控制机制。通过为不同的用户或应用程序分配不同的外模式，可以限制它们对数据的访问和操作权限。

4.三级模式结构还支持数据完整性约束。通过定义数据的完整性规则，如主键约束、外键约束等，可以确保数据的准确性和一致性。

5.模式之间的对应关系：模式与外模式是一对多关系，模式与内模式是一对一的关系。

6.外模式与应用程序之间的对应关系：是一对一的关系

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六，数据与信息

1.数据是表示信息的具体形式，信息是数据表达的内容

2.数据处理并不是将信息转换成数据的过程，而是对已有的数据进行收集、整理、分析、解释和呈现的过程。数据是客观存在的符号，而信息是经过加工处理后的数据，具有特定的含义和价值。

七，数据库系统，数据库，数据库管理系统

1.数据库系统（DBS）不仅仅是一个应用软件，它是一个复杂且综合的系统。它包括了 数据库（DB）、数据库管理系统（DBMS），数据库应用程序，数据库管理员（DBA），用户，硬件。

2.数据库（DB）：长期存储在计算机内的有组织、可共享的数据集。

3.数据库管理系统（DBMS）：它是在操作系统支持下的系统软件，负责数据库中数据组织、数据操纵、数据维护、控制及保护和数据服务等。它属于系统软件的范畴。数据库管理系统（DBMS）负责处理来自应用程序的SQL语句，DBMS并不直接编译高级语言程序。是数据库系统的核心

4.数据库管理员 (DBA) :通常在应用程序开发过程中就开始介入，而不是在应用程序交付使用后。

在应用程序开发过程中，DBA会与开发人员紧密合作，提供数据库相关的技术支持和指导。

八，E-R图

1.矩形：用来表示实体集，矩形框内写上实体集的名字。

2.菱形：用来表示实体集之间的关系，菱形内部写上关系的名称。菱形还与表示实体集的矩形相连，用线段连接表示它们之间的关系。

3.椭圆形: 用来表示实体上的属性。

4.域:是定义属性的重要概念，它限定了属性可以取的值的范围。

5.实体集和实体型：同类实体的集合称为实体集，而描述同类实体的结构和属性的抽象概念称为实体型。

6.实体之间三类基本的关系 : 一对一（1:1）关系，一对多（1:m）关系，多对多（m:n）关系。

7.区分不同实体的主要依据属性

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九，数据库系统的数据独立性

1.数据独立性主要体现在两个方面：物理数据独立性和逻辑数据独立性。

2.物理数据独立性 : 是指用户的应用程序与存储在磁盘上的数据库中数据是相互独立的。也就是说，数据的物理结构（如数据存储方式、存储位置等）发生改变时，不会影响到应用程序。

3.逻辑数据独立性 : 则是指用户的应用程序与数据库的逻辑结构是相互独立的。这意味着数据库的逻辑结构（如表结构、关系、属性等）发生变化时，应用程序也不需要修改。

4.总之数据库系统的数据独立性体现在：不会因为数据存储结构与数据逻辑结构的变化而影响应用程序

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十.数据库命令语言（DDL，DCL，DML，DQL）

1. 数据定义语言（DDL, Data Definition Language）：
   • 用来定义数据库对象，如表、索引、触发器等。
   • 常见的DDL命令包括：
     • CREATE DATABASE：创建新数据库。
     • CREATE TABLE：创建新表。
     • ALTER TABLE：修改表结构。
     • DROP TABLE：删除表。
     • CREATE INDEX：创建索引。
2. 数据操作语言（DML, Data Manipulation Language）：
   • 用来对数据库中的数据进行增、删、改操作。
   • 常见的DML命令包括：
     • INSERT INTO：向表中插入新数据。
     • UPDATE：更新表中数据。
     • DELETE：从表中删除数据。
3. 数据查询语言（DQL, Data Query Language）：
   • 用来查询数据库中的数据。
   • 最常见的DQL命令是SELECT，它允许用户根据指定条件检索表中的数据。
   • ORDER BY也常用来对查询结果进行排序。
4. 数据控制语言（DCL, Data Control Language）：
   • 用来定义数据库的访问权限和安全级别，以及创建和管理数据库用户。
   • 常见的DCL命令包括：
     • GRANT：授权用户访问或操作数据库对象。
     • REVOKE：撤销用户的访问权限。

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十一，数据库系统与文件系统的主要区别

1. 数据存储方式：文件系统将数据组织成相互独立的数据文件，实现了记录内的结构性，但整体无结构。相比之下，数据库系统则实现了整体数据的结构化，这是数据库系统的一个主要特征，也是其与文件系统的本质区别。
2. 程序与数据的联系：在文件系统中，程序和数据之间存在一定的联系。然而，在数据库系统中，程序和数据是分离的，这种分离有助于数据的独立性和可维护性。
3. 数据管理方式：文件系统使用操作系统中的存取方法来管理数据，而数据库系统则使用DBMS（数据库管理系统）来统一管理和控制数据。
4. 数据共享方式：文件系统实现的是以文件为单位的数据共享，而数据库系统则实现以记录和字段为单位的数据共享。
5. 数据冗余和数据独立性：文件系统不能解决数据冗余和数据独立性问题，而数据库系统则可以。