JMU 数科 数据库与数据仓库期末总结（1）

本章根据老师给出的知识点作进一步相对生动一点的解释。

不保证完全正确。

先给出总的知识点，再给出生动解释。

知识点

1. 数据模型通常由三部分组成：数据结构、数据操作和完整性约束。
2. 关系模式中主码的取值必须唯一且非空，这是实体完整性的要求。
3. 数据独立性包括逻辑独立性和物理独立性。
4. 游标的功能是把集合记录转换为单记录。
5. 当数据库被破坏后，如果事先保存了数据库副本和日志文件，则有可能恢复数据库。

1. 非规范化的过程可以将属性域变为简单域以达到第一范式（1NF），然后通过消除非主属性对主键的部分依赖来达到第二范式（2NF），最后通过消除非主属性对主键的传递依赖来达到第三范式（3NF）。
2. DBMS 存取控制机制主要包括两部分：自主存取控制和强制存取控制。
3. 数据库系统的三层模式两层映像。
4. 如果不对并发操作进行合理的调度，可能导致三种数据不一致性：丢失修改、不可重复读和脏数据。
5. 数据库管理系统的主要功能有数据定义功能、数据操纵功能、数据库的运行管理和数据库的建立以及维护等四个方面。

1. 强制存取控制是对数据本身进行密集标记，无论数据如何复制，标记与数据是一个不可分的整体，只有符合密级标记的用户才可以操纵数据，从而提供了更高级别的安全性。
2. 当数据库存储结构改变时，由数据库管理员对模式/内模式映像相应改变，可以使模式不变，从而使应用程序也不变，称为数据与程序的物理独立性。
3. 数据模型是由数据结构、数据操作和完整性约束三部分组成的。
4. 在关系数据库的规范化理论中，在执行“分解”时，必须遵守规范化原则：保持原有的依赖关系和无损连接性。
5. 规范化的基本思想是逐步消除数据依赖中的不合适部分，即“一事一地”的模式设计原则，其实质是概念的单一化。

1. 在数据库设计中，把数据需求写成文档，它是各类数据描述的集合，包括数据项、数据结构、数据流、数据存储和数据加工过程等的描述，通常称为数据字典。
2. 审计员可以利用审计日志监控数据库的各种行为，对潜在威胁提前采取措施加以防范。
3. 在设计分 E-R 图时，由于各个子系统分别有不同的应用，而且往往是由不同的设计人员设计的，所以各个分 E-R 图之间难免有不一致的地方，这些冲突主要有属性冲突、命名冲突和结构冲突三类。
4. ODBC 是能连接不同关系数据库管理系统，使数据库系统 “开放”，能够实现 “数据库互联”，而由微软公司推出的接口标准。

1. 数据模型基础

想象一下，数据模型就像是图书馆里的图书分类系统。它告诉我们如何组织信息，包括书籍（数据）应该放在哪里（数据结构），我们能对书籍做些什么（比如借阅或归还，即数据操作），以及遵循哪些规则（比如借书需要证件，这就是完整性约束）。

2. 主键与实体完整性

就像每个人都有独一无二的身份证号一样，数据库表中的每一行也需要有一个独一无二的标识，这就是主键。没有这个标识或者重复了，数据库就会混乱，这就是为什么主键的值必须唯一且非空，保证数据的准确性，我们称之为实体完整性。

3. 数据独立性

数据独立性就像你搬家时，家里的家具布置（数据的展现形式）可以变，但你的物品清单（实际数据）不变。逻辑独立性意味着改变数据库的逻辑结构（如增加字段）不会影响到应用程序；物理独立性则是数据库的存储方式变化（比如换硬盘）也不影响程序访问数据。

4. 游标的用途

游标就像是阅读长篇小说（集合记录）时用的书签，它可以帮助数据库从大量数据中定位到某一行（单记录），然后逐行处理数据，这样我们就可以对每一条记录进行精细的操作了。

5. 数据库恢复

如果数据库不幸“生病”了（数据损坏），就像我们身体有备份的免疫细胞一样，数据库也有备份和日志文件作为“恢复药”。通过这些备份资料，数据库管理员就能让数据库“康复”，恢复到之前健康的状态。

6. 范式与非规范化

范式就像是整理房间的规则，让数据更有序。第一范式确保每列不可再分；第二范式进一步要求除了主键外的其他列只依赖于主键的一部分；第三范式则要求非主键列之间也不能相互依赖。而非规范化，就是在某些情况下为了提高查询效率，故意“乱放”一些东西，牺牲一点整洁来换取速度。

7. 数据库安全：存取控制

DBMS（数据库管理系统）就像家里的保安系统，自主存取控制就像是你决定谁可以进哪个房间；而强制存取控制更像是严格的规定，不管你想不想，只有符合规定的人才能进入特定区域。

8. 三层模式与两层映像

数据库的三层模式像是舞台剧的剧本、排练和演出。内模式是后台具体怎么实现的，外模式是观众（应用程序）看到的样子，而模式是剧本本身。两层映像就像是导演调整剧本和演员表演之间的关系，确保无论后台如何改动，观众看到的演出效果保持一致。

9. 并发控制的重要性

并发控制就像是管理一条繁忙的马路，不让车辆（多个事务操作）相撞。如果不加以控制，可能会发生“丢失修改”（就像一个人改了路标，另一个人没看到新指示）、“不可重复读”（同一地方每次看都不一样）和“脏读”（读到了还没确定的信息）等问题。

10. DBMS的核心功能

数据库管理系统(DBMS)是个全能管家，它负责定义数据怎么存储（数据定义），怎么增删查改（数据操纵），还要确保数据库高效稳定地运行（运行管理），以及定期检查维护（建立和维护），确保数据库的健康。

11. 强制存取控制

强制存取控制是一种高级别的安全性措施，它在数据本身添加密级标记，无论数据如何复制，标记都与其不可分割。只有满足标记条件的用户才有权操纵数据，从而提高了安全性。

12. 物理独立性

当数据库的存储结构发生变化时，数据库管理员会更新模式/内模式映像，使得模式保持不变，应用程序不受影响。这种特性称为数据与程序的物理独立性，保证了应用代码无需因底层存储结构的变化而频繁修改。

13. 数据模型

数据模型是描述数据的一种方法，它由三个基本要素构成：数据结构、数据操作和完整性约束。数据结构定义了数据的组织方式，数据操作指明了我们可以对数据执行什么操作，完整性约束则规定了数据应满足的规则。

14. 规范化原则

在关系数据库的规范化理论中，“分解”是指将大表拆分成小表的过程。在这个过程中，我们需要遵守两个重要原则：保持原有的依赖关系和无损连接性。前者保证了数据的一致性，后者保证了数据的完整性。

15. 规范化的思想

规范化的目的是逐步消除数据依赖中的不合适部分，也就是所谓的冗余。这背后的原则是“一事一地”的设计原则，也被称为概念单一化。这意味着每个事实都应该在一个地方出现，避免数据的重复存储，减少数据冗余，提高数据质量。

16.数据字典

想象一下，如果你要建一座房子，首先你需要一份图纸，上面详细标注了各种材料、尺寸和工艺流程。在数据库设计中，我们也需要类似的“图纸”，那就是数据字典。它记录了所有数据的需求，包括数据的种类、结构、流动路径、存储位置和处理步骤等，方便我们按图施工。

17.审计日志

假设你在银行工作，每天都会有很多人存钱、取钱。为了防止有人偷钱，你会设置摄像头监控整个过程。在数据库世界里，审计日志就相当于这个摄像头，它可以记录下所有的操作，一旦发现异常，审计员就能及时采取措施保护数据库的安全。

18.E-R图

设计 E-R 图就好比一群人在画一幅拼图，每个人都负责一部分。但由于大家各自画各自的，有时会出现颜色不统一、图案重叠等情况。这些问题主要分为三类：有的地方颜色不一样（属性冲突），有的地方图案名称重复（命名冲突），还有的地方图案形状不匹配（结构冲突）。解决这些问题就需要大家坐下来沟通协调。

19.ODBC：数据库互联的通用语言

ODBC 就像是一座桥梁，可以让不同品牌的汽车都能顺利通行。在数据库的世界里，ODBC 让各种类型的数据库管理系统也能互相交流，实现了数据的自由流通。这座桥是由微软公司建造的，它让数据库变得开放，不再孤岛般存在。