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软考中级数据库系统工程师-第6-7章数据库技术基础关系数据库

news 2025/6/16 20:32:12

1.数据库系统基本概念

2.数据库系统的三级模式结构

3.两级映像

4.数据的独立性

5.E-R模型

6.关系的相关名词

7.关系代数运算

8.关系数据库设计基础知识

9.规范化

1.数据库系统基本概念

1）数据库系统(DBS)是一个采用了数据库技术，有组织地、动态地存储大量相关联数据，方便多用户访问的计算机系统。广义上来讲，DBS是由数据库、硬件、软件和人员组成。

2）数据库(DB)：数据间联系密切、冗余度小、独立性较高、易扩展，并且可为各类用户共享。

3）数据库管理系统(DBMS)是数据库系统管理系统的核心软件。其主要功能包括数据定义功能、数据操作功能、数据库的运行管理和数据库的建立与维护。

4）数据库管理员(DBA)，负责数据库的总体信息控制。

5）DBMS提供数据定义语言(DDL)，用户可以对数据库的结构描述，包括外模式、模式和内模式定义；数据库的完整性定义；安全保密定义，如口令、级别和存储权限等，这些定义存储在数据字典中，是DBMS运行的基本依据。

6）数据操纵语言(DML)，实现对数据库中数据的基本操作，如检索、插入、删除和修改。

7）DBMS特点：数据结构化且统一管理；有较高的独立性；数据控制功能（数据的安全性和完整性、并发控制、故障恢复）

8）DBMS分类：关系型数据库系统、面向对象的数据库系统、对象关系数据库系统

2.数据库系统的三级模式结构

视图层：描述整个数据库的某个部分。

逻辑层：描述数据库中存储什么数据以及这些数据间存在什么关系。

物理层：描述数据在存储器是如何存储的。

概念模式：也称模式。是数据库中全部数据的逻辑结构和特征的描述，只设计型的描述，不涉及具体的值。

外模式：也称用户模式或子模式。是用户与数据库系统的接口，是用户用到的那部分数据的描述（关键词：视图）。

内模式：也称存储模式，是数据物理结构和存储方式的描述，是数据在数据库内部的表示方式。定义所有的内部记录类型、索引、文件的组织方式，以及数据控制方面的细节。

3.两级映像

1）模式/内模式的映像：实现了概念模式到内模式之间的相互转换。

2）外模式/模式的映像：实现了外模式到概念模式之间的相互转换。

4.数据的独立性

1）数据的物理独立性：是指当数据库的内模式发生改变时，数据的逻辑结构不变。当数据的物理结构改变时，需要修改模式/内模式映像。

2）数据的逻辑独立性：是指用户的应用程序与数据库的逻辑结构是相互独立的。当数据的逻辑结构改变时，需要修改外模式/模式映像。

数据模型的三要素：数据结构、数据操作和数据的约束条件。

5.E-R模型

属性：

1）简单属性和复合属性：简单属性是原子的、不可再分的，复合属性可以细分为更小的部分。

2）NULL属性：表示无意义或不知道。

3）派生属性：派生属性可以从其它属性得来。

E-R模型下午题常考的几种情况：

1）两方联系：两个实体之间产生联系。说明中的句子类似BA，AB。

2）三方联系：当同一个联系需要三方同时参与的时候就是三方联系。说明中的句式类似AB，BC。

3）弱实体：一个实体的存在必须以另一个实体为前提。

4）聚合：将联系作为实体，与其它实体产生联系。即两个实体A和B先产生联系，联系本身再和C产生联系，需要用方框把A和B之间的联系框起来。

5）子实体：一个实体集可以按照某些特征区分为几个子实体。

6）同一实体集内的联系：同一实体集内的两个实体之间相互存在着一定的联系。

PS：三方联系和聚合的区别：三方联系必须要三方实体同时参与，而聚合是有先后顺序的，两个实体先产生联系，再与第三个实体产生联系。

TIPS：需求分析、概念结构设计(E-R图)、逻辑结构设计(关系模式)三者是相互关联的。

6.关系的相关名词

1）候选码：若关系中的某一属性或属性组的值能唯一标识一个元组，则称该属性或属性组为候选码。

2）主码：主键，若一个关系有多个候选码，则选定其中一个为主码。

一个关系模型只能有一个主码，候选码可以有多个。

3）主属性：包含在任何候选码中称为主属性，不包含在任何候选码中称为非主属性。

4）全码：关系模型的所有属性组是这个关系模式的候选码，称为全码。

5）元组/记录：行

6）字段/数据项：列

7）元数：属性的个数（列数）

8）基数：记录的个数（行数）

关系的三种类型：基本关系(基本表)、查询表、视图表

关系完整性约束的分类：实体完整性、参照完整性、用户定义完整性

7.关系代数运算

1）并：关系R和S具有相同的关系模式（元数相同）

2）差：关系R和S具有相同的关系模式（元数相同）

3）广义笛卡尔积：两个元数分别为m和n的关系R和S的广义笛卡尔积是一个(m+n)列的元组的集合。若关系R和S分别有P和Q个元组，则R和S的广义笛卡尔积共有P*Q个元组。

4）投影：从关系的垂直方向进行运算

5）选择：从关系的水平运算开始运算

PS：无引号6：表示第6列；有引号‘6’：表示数字6

7）交：关系R和S具有相同的关系模式（元数相同）

8）连接：笛卡尔积为无条件连接，其它的连接为有条件连接

自然连接：要求两个关系中进行比较的分量必须是相同的属性组，并且在结果集中将重复属性列去掉。（即从水平方向运算也从垂直方向运算）

9）除：同时从水平方向运算也从垂直方向运算

10）外连接：

左外连接：左侧为准，右侧填充

右外连接：右侧为准，左侧填充

全外连接：左右都填充

在关系运算中，笛卡尔积(更耗费时间)、连接运算最费时间和空间

8.关系数据库设计基础知识

1）如果X $\rightarrow$ Y，那么对于任意两个相同的X，所对应的Y一定是相同的。则称X函数决定Y或Y函数依赖于X，记作：X $\rightarrow$ Y。

2）多值依赖具有对称性，即若 $X\rightarrow \rightarrow Y$ ,则 $X\rightarrow \rightarrow Z$ 。其中Z=U-X-Y

3）多值依赖具有传递性，即若 $X\rightarrow \rightarrow Y$ ， $Y\rightarrow \rightarrow Z$ ,则 $X\rightarrow \rightarrow Z-Y$ 。

4）若 $X\rightarrow \rightarrow Y$ ， $Y\rightarrow \rightarrow Z$ ,则 $X\rightarrow \rightarrow YZ,X\rightarrow \rightarrow Y\cap Z,X\rightarrow \rightarrow Z-Y$ (并交差)

9.规范化

1NF：若关系模式R的每一个分量是不可再分的数据项，则关系模式R是属于第一范式。

2NF：当1NF消除了非主属性对码的部分函数依赖，称为2NF。

3NF：当2NF消除了非主属性对码的传递函数依赖，称为3NF。

BCNF：当3NF消除了主属性对码的部分函数依赖和传递函数依赖，称为BCNF。

4NF：关系模式R属于1NF，若对于R的每个非平凡多值依赖 $X\rightarrow \rightarrow Y$ ，且 $Y\notin X$ 时，X必含有码，则称关系模式R(U,F)属于4NF。

1.数据库系统基本概念

2.数据库系统的三级模式结构

3.两级映像

4.数据的独立性

5.E-R模型

6.关系的相关名词

7.关系代数运算

8.关系数据库设计基础知识

9.规范化

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