数据库系统概论
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前言
`针对数据库系统概论期末知识点的复习。
1.绪论
1.1数据库的四个基本概念
数据：数据库中存储的基本对象，描述事物的符号记录，数据的含义称为数据的语义，数据与其语义是不可分的。
数据库：长期存储再计算机内有组织，可共享的大量数据的集合。
数据库管理系统：位于用户与操作系统之间的数据管理软件。
数据库系统：由数据库，数据库管理系统（及其应用开发工具），应用系统和数据库管理员组成的存储，管理，处理和维护数据的系统。
1.2数据库管理技术的产生和发展
1.人工管理阶段
2.文件系统阶段
3.数据库系统阶段：数据共享性强，数据独立性强
1.3数据独立性
数据的独立性：指应用程序与数据（定义）相分离。包括物理独立性 和逻辑独立性 。
物理逻辑性：指用户的应用程序与数据库中数据的物理存储 是相互独立的。
逻辑独立性：指用户的应用程序与数据库中数据的逻辑结构是相互独立的。
1.4数据安全性和完整性
数据的安全性：指保护数据以防不合法使用造成数据泄露和破坏。（防范的是非法用户和非法操作存取数据库中的正确数据）
数据的完整性：指数据的正确性，有效性和相容性。（阻止合法用户通过合法操作向数据库中加入不正确数据）
1.5三大模型
1.5.1层次模型
在层次模型中，每个节点表示一个记录类型，记录类型之间的联系用连线表示，联系为双亲节点与子女节点之间的一对多（一对一）联系。
注：记录是实体的表示。
满足条件：1有且只有一个根节点。2.子节点有且只有一个双亲节点
1.5.2网状模型
网状模型去除了层次模型的两个限制：
1.允许多个节点没有双亲节点
2.且允许多个节点有多个双亲节点
此外，它还允许两个结点有多种联系（如：多对多）
1.5.3关系模型
先了解几个简单概念：
1.元组：表中一行即为一个元组
2.码：表中某一个或一组属性，其值可以唯一确定一个元组。
3.关系模式：对关系的描述，表示：关系名(属性1，属性2，属性3...)
关系模式数据结构是一张二维表：
1.6三级模式结构
数据库采用模式（逻辑模式），外模式和内模式三级模式结构。
模式：也称逻辑模式，是数据库中全体 数据的逻辑结构和特征的描述。是所有 用户的公共数据视图，一个数据库对应一个模式。
外模式：也称子模式或用户模式，是数据库用户能看到的局部 数据的逻辑结构和特征描述。一个数据库可以有多个外模式。
内模式：也称物理模式或存储模式，是对数据物理结构和存储方式的描述，是数据在数据库内部的组织方式。
1.7两级映像
1.外模式/模式映像（多个）：因为模式描述的是全局逻辑结构，而外模式是局部的，所以数据库系统会对每一个外模式进行映像，定义外模式和模式之间的关系 。
2.模式/内模式映像（唯一）：内模式和模式都是唯一的，所以也只有一个模式/内模式映像，定义了数据全局逻辑结构与存储结构之间的对应关系。
2.关系模型
2.1关系相关概念
1.候选码：关系模式中，码的真子集不可唯一标识一个元组，则称为候选码。（候选码的诸属性被称为主属性，不包含在任何候选码中的属性称为非主属性）。
注： 一个关系中可能有多个候选码，则选定一个作为主码。且当所有属性都为候选码的时候，称为全码。
2.关系数据库系统：支持关系模型的数据库系统。
3.关系数据库模式：关系数据库中所有关系模式的集合，是对关系数据库的描述。
4.关系数据库：所有关系模式在某一时刻对应的关系的集合。
5.关系三种类型：基本关系（基本表），查询结果和视图。
基本关系：实际存在的表，是实际存储数据的逻辑表示。
查询结果：是查询执行产生的结果对应的临时表。
视图：基本表或其他视图导出的数据的逻辑表示的虚表，不存储实际数据（实际不存在），是关系数据库系统提供给用户多角度观察数据的机制
2.2关系的完整性及其约束
完整性约束是一组完整性规则
1.实体完整性：在create table中使用primary key定义，单属性构成的码定义为列级或表级。
实体完整性约束：若一个属性（或一组属性）是基本关系中的主属性，则不能取空值。
2.参照完整性：在create table中用foreign key 短语定义哪些列为外码，用references短语指明这些外码参照哪些表的主码。
参照完整性约束：若属性（属性组）A是基本关系R的外码，且A对应另一基本关系S主码，则满足：1.或者取空值2.或者等于S中某个主码的值。（即若存在，则必须和S中的值对应上）
实体完整性和参照完整性是关系模型必须满足的完整性约束。
3.用户定义的完整性：对某一具体应用必须满足的语义要求。
2.3关系数据库的基本特征
①元组(行)个数是有限的------元组个数有限性。
②元组(行)均不相同------元组的唯---性。
③元组(行)的次序可以任意交换------元组的次序无关性。
④元组(行)的分量是不可分割的基本特征------元组分量的原子性。
⑤属性(列)名各不相同------属性名唯---性。
⑥属性(列)与次序无关，可以任意交换------属性的次序无关性。
⑦属性(列)的分量具有与该属性相同的值域------分量值域的统---性。
3.SQL
3.1交互式SQL与嵌入式SQL
交互式SQL：指通过用户与数据库系统进行实时的交互，用户可以直接在数据库系统命令行界面中输入sql语句，并得到结果。
嵌入式SQL:指将SQL语句嵌入到程序代码中，通过编程语言的API来执行SQL语句。被嵌入的程序设计语言称为宿主语言。
3.2数据定义，数据查询，数据更新
数据定义语言（DDL）：
创建：create schema/table/view/index
删除：drop schema/table/view/index
修改：alter table/index
在删除操作等，需要指定cascade/restrict
cascade：若有关联对象，也全部删除。
restrict：若存在关联对象，则不删除。
数据查询语言（DQL）：
select * from 表名
where 条件表达式（不可接聚集函数）
（在where后接select查询结果，则称为嵌套查询，外为父查询，内为子查询）
group by 列名 (having 条件表达式 可接聚集函数)
order by 列名
limit 行数
select... 表名 inner join 表名 on 条件：内连接，返回匹配元组
select... 表名 left （outer） join 表名 on 条件:左外连接,返回左表元组，右表匹配元组。
select... 表名 right （outer） join 表名 on 条件:右外连接,返回右表元组，左表匹配元组。
like：模糊匹配，%匹配任意字符，_匹配单个字符。
is null：空值判断
数据操纵语言（DML）：
insert into 表名 列名... values（列值...）
update 表名 set ... where 条件
delete from 表名 where 条件
还有DCL，下文论述
4.数据库安全性
4.1存取控制
自主存取控制：用户对于不同数据库对象有不同存取权限，不同用户对同一对象也有不同权限，用户可以将其拥有的存取权限转授给其他用户。
强制存取控制：每一个数据库对象都被标记一定的密级，每一个用户也被授权某一个级别的许可证，对于任意对象，只有具有合法许可证的用户才可以存取。
主要通过**DCL（数据控制语言）**进行授权和撤销，包括
grant，revoke。
注：大型数据库管理系统都支持自主存取控制
4.2审计
审计系统：提供了一种事后检查的安全机制。
审计功能把用户对数据库的所有操作自动记录下来放入审计日志。
（浪费时间和空间）
5.数据库设计
5.1设计步骤
1.需求分析阶段
2.概念结构设计阶段
3.逻辑结构设计阶段
4.物理结构设计阶段
5.数据库实施阶段
6.数据库运行和维护阶段