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【软件评测】10数据库技术

2023-05-16

仅记录学习过程~

数据库技术相关术语

术语

  • 数据–描述事物的符号，是传递信息的载体
  • 信息–事物的状态和事物状态变化的反馈
  • 数据库–存放数据的地方，统一管理、长期存放在计算机内、有组织、相互关联的数据集合，特点是数据之间的联系紧密，冗余度小，独立性高，容易扩展，便于共享

关系数据库相关术语

  • 关系–对应的一张二维表，对应的名称就是关系
  • 属性–二维表中的列称为属性，一般用属性的名字来表示列的名字，用R来表示
  • 元组–二维表中的行称为元组，一系列元素称为元组
  • 分量–元组中的一个属性
  • 关系模式–对关系的描述，记为R（A1,A2,…,An）
  • 候选码/候选键–能唯一标识关系中每一个元组的属性或属性组，且不含有多余的属性或属性组，称为候选码
  • 主码/主键–正在使用的候选码，在关系里面一般用实线来表示，主键只有一个
  • 外码/外键–在一个关系中的属性，在另一个关系中是作为主键，称为外键，一般用虚下划线标识
  • 主属性/非主属性–属性作为任意一个候选码的属性时，就是主属性，非主属性相反
  • 全码–关系中的所有属性组组成该 关系模式的 候选码，称为全码

三级模型两级映像

在这里插入图片描述

三级模型

三级模式–外模式、模式、内模式

  • 模式–也称为概念模式或逻辑模式，是数据库中全体数据的全局逻辑结构和特性的描述，对应的是数据库中的基本表
  • 外模式–也称为子模式或用户模式，外模式可以有多个，是数据的局部数据的逻辑结构和描述，对应的是数据库中的视图
  • 内模式–也称为存储模式或物理模式，内模式只有一个，一个数据库只有一种数据，数据在数据库系统内部的存储结构和物理结构的描述，对应的是数据库中的文件

两级映像

  • 外模式-模式的映像–保证了逻辑独立性

数据独立性是指数据与程序之间是独立的，把数据从程序中分离出来，交给数据库管理系统来负责数据的存储，对于程序来说，不需要去管数据，从而减少应用程序编写的难度

  • 内模式-模式的映像–保证了物理独立性

数据库管理系统

数据库功能

  • 数据定义
  • 数据操作
  • 数据库运行管理
  • 数据组织、存储和管理
  • 数据的建立和维护
  • 其他功能

数据库特征

  • 数据结构化且统一管理
  • 有较高的数据独立性
  • 数据控制功能（数据库的安全性、数据库的完整性、并发控制、故障恢复）

在数据库系统中，数据的安全性是指保护数据库，以防止不合法的使用所造成的数据泄漏、更改或破坏

完整性约束

  • 实体完整性-实体完整性是指在关系R中主属性不能为空
  • 用户自定义完整性–针对某一个关系，基于业务规则自定义的语义要求
  • 参照完整性/引用完整性–外键的取值必须等于关系中的一个主键值，或者取值为空

数据库设计

分布式数据库

透明性

  • 分片透明
  • 复制透明
  • 位置透明
  • 局部映像透明性（逻辑透明）

DBA（数据库管理员）

职责

  • 决定数据库中信息内同和结构
  • 决定数据库的存储结构和存储策略
  • 定义数据库的安全性要求和完整性约束条件
  • 监控数据库的使用和运行
  • 数据库的性能改进、数据库的重组和重构，以提高系统的性能

数据库设计阶段

  • 用户需求分析
  • 概念结构设计（主要工具为E-R图）
  • 逻辑结构设计
  • 物理结构设计

E-R模型

E-R模型三要素

  • 实体–客观存在的对象
  • 联系–实体之间的关系
  • 属性–实体的具体特征
    在这里插入图片描述

实体的属性

  • 简单属性–不可再分割的属性
  • 复合属性–可以再细分为简单属性的属性
  • 单值属性–针对一个元组来讲，取值是单一的
  • 多值属性–一个元组会有多个取值
  • null属性–没有输入数据的对象，默认为null
  • 派生属性–能够通过其他列计算出来的

E-R模型的联系

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函数依赖公理系统

函数依赖

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函数的公理系统

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确定候选码

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  1. 只出现在右边的绝对不是候选码
  2. 左边右边都没有出现过的一定是候选码
  3. 只出现在左边的一定是候选码

判定1~4NF主要依据

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SQL语句

创建视图

视图是一张虚拟的表，没有存放具体数据结构，存放的是视图的定义，当需要用视图查询数据时，视图会通过其查询语句从其他基本表中查询，在安全上和管理上提供了很大的方便，提高安全性，屏蔽后台数据的复杂性，可以为不同用户提供专属的数据
语法
CREATE VIEW 视图名 AS SELECT 子句 WITN CHECK OPTION

SELECT语句

语法
SELECT <列名>[,…n] FROM <表名|视图名>,[,…n] WHERE <条件表达式>

连接查询
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聚集函数
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授权语句
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GRANT 代表授予用户不但获得权限，还能授予对应权限给其他用户

关系代数运算

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笛卡尔积

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笛卡尔积里面如果存在同名的列名，要用对象引用的方式标识属性来自于哪一个列
sql语句： SELECT R.A,R.B,R.C,S.A,S.B,S.C FROM R,S

投影

投影是在垂直方向（列）做的筛选，下标表示要展现的列
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sql语句： SELECT A,C FROM R

选择

选择是在水平方向进行筛选，筛选的条件作为下标
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sql语句： SELECT * FROM R WHERE A>B

连接

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sql语句： SELECT R.A,R.B,R.C,S.A,S.B,S.C FROM R,S WHERE R.A<S.B
自然连接sql语句： SELECT R.A,B,R.C,D FROM R,S WHERE R.A=S.A AND R.C=S.C

关系代数查询优化准则

  • 提早执行选取运算
  • 合并乘积与其后的选择运算为连接运算
  • 将投影运算与其后的其他运算同时进行，以避免重复扫描
  • 将投影运算和其前后的二目运算结合起来，使得没有必要为去掉某些字段再扫描一遍关系
  • 在执行连接前对关系做适当的预处理，就能快速地找到要连接的元组
  • 存储公共子表达式
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软件评测

数据库技术

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