DB数据库主要知识点

09-10下学期数据库原理课（2010年6月）
教材：周屹主编《数据库原理及开发应用》
第1章数据库概述
P2-5：掌握数据管理技术的发展过程的3个阶段：人工管理、文件系统、数据库管理系统理解各阶段的主要特征
P4 掌握图1-2 数据库三级模式结构（二级映射）：
掌握三个模式的名字（外模式、模式、内模式）及其含义，二级映射的名字
掌握二级映射的功能：实现数据独立性（掌握物理独立性和逻辑独立性的含义）
数据独立性这一功能是由二级映射保证的：
通过外模式/模式映射，实现了逻辑独立性。

通过模式/内模式映射，实现了物理独立性。

P8-10：掌握几个概念：
掌握DB、DBMS、DBS、DBA、DDL、DML（掌握对应的中英文全称，理解各自的含义）DCL（数据控制语言）参见P51
掌握DBMS：是位于用户与操作系统之间的一个数据管理软件。

P9：掌握DBMS的四大基本功能。

P10：掌握DBS的构成
P10：掌握DBS的几个特点（参见作业答案）
第2章数据模型
P27-29：信息的三个世界：现实世界、信息世界（概念模型）、机器世界（数据模型）
P28：理解信息世界中的主要术语：实体、属性、实体型、实体集、键（KEY）、域、联系。

P31：掌握实体间的联系（1:1,1:n,m:n）
会判断具体2个实体之间的联系类型
P33掌握数据模型的三要素：数据结构、数据操作、完整性约束。

P37掌握在用户观点下，关系模型中的数据结构是一张二维表。

这种表称为“关系”。

P41掌握表2-2 目前数据库领域中最常用的4种数据模型：层次模型、网状模型、关系模型、面向对象模型（理解各模型的主要特点）
第3章关系数据库的基本理论
P45 理解在关系模型中，数据的逻辑结构是二维表，表具有固定的列数和任意的行数，在数学上称为“关系”。

P46 理解几个概念：关系模型是在集合代数的基础上建立起来的：
⏹⒈域（Domain）
⏹ 2. 笛卡尔积（Cartesian Product）
⏹ 3. 关系（Relation）
笛卡尔积的表示方法：笛卡尔积可表示为一个二维表，表中的每行对应一个元组，表中的每列对应一个域。

定义3.3 D1×D2×…×Dn的子集叫做在域D1，D2，…，Dn上的关系，可记做：R（D1，D2，…，Dn）
P47理解关系的性质：
(1)列是同质的（Homogeneous）
(2)不同的列可来自同一个域
(3)列的顺序无所谓，列的次序可以任意交换。

(4)任意两个元组的候选键不能相同
(5)行的顺序无所谓，行的次序可以任意交换
(6)每个分量必须取原子值：其实就是1NF的要求
P49 理解并掌握几个定义：候选键、主键、主属性、非主属性（以某一具体的关系模式为例）。

定义 3.4 若关系中的某一属性组的值能唯一地标识一个元组，则称该属性组为候选码(或叫候选键)。

以“DB常用关系表”为例说明这几个定义。

关系模式是型，关系（二维表）是值
P50 理解定义3.5 关系的描述称为关系模式（Relation Schema）。

关系模式可以形式化地表示为R (U,D,DOM,F)。

通常，关系模式通常可以简记为：R (U)或R(A1,A2,···,An)
P51 理解SQL不仅具有丰富的查询功能，而且具有数据定义、数据控制、数据操纵功能，是集查询、DDL、DML和DCL于一体的关系数语言。

P51掌握关系模型中有三类完整性约束：实体完整性、参照完整性、用户定义完整性。

P52理解并掌握
1）实体完整性：P52规则3.1 实体完整性规则
若属性（指一个或一组属性）是基本关系的主属性（或主键中的属性），则不能取空值。

2）参照完整性：P54 规则3.2 参照完整性规则（定义外键与主键之间的引用规则）若属性（或属性组）F是基本关系R的外码，它与基本关系S的主码Ks相对应（基本关系R和S不一定是不同的关系），则对于R中每个元组在F上的值必须为：
1.或者取空值（F的每个属性值均为空值）
2.或者等于S中某个元组的主码值
3）用户定义完整性
以“DB常用关系表”和教材P52的例子为例说明这几个定义。

P55关系操作：分为传统的集合运算和专门的关系运算两部分。

掌握1）传统的集合运算：包括并、交、差、笛卡尔积。

2）专门的关系运算：包括选择、投影、连接（主要掌握自然连接）、除。

掌握关系操作中，5个基本操作分别是：并、差、笛卡尔积、选择、投影
P61元组关系演算语言——ALPHA（不要求）
第4章SQL（主要是《SQL实验》，一共4个实验）
P76 掌握SQL是结构化查询语言的简称。

应用：会编写相应的SQL语句。

理解P77表4-1，SQL语言提供的功能：数据定义、数据查询、数据操纵、数据控制。

一、数据定义语句（DDL）：参见SQL实验1，4
1、CREA TE（用于建立数据库、表、索引、视图）
1）建立数据库：CREA TE DA TABASE命令
最简单的创建数据库的命令就是：CREA TE DA TABASE database_name
2）建立表：CREA TE TABLE命令
3）建立索引的语句格式：
CREA TE [UNIQUE] [CLUSTERED] INDEX <索引名> ON <表名>(<列名>[<次序>][,<列名>[<次序>] ]…)
4）建立视图：视图是一个虚表。

CREAI'E VIEW <视图名>
AS
<SELECT _查询块>
注意：AS不要漏掉
2、ALTER（用于修改表结构、视图结构）
1）用ALTER TABLE语句修改基本表，其一般格式为：
ALTER TABLE 表名
[ADD 新列名数据类型[完整性约束条件]]
[ALTER COLUMN<列名> <数据类型>]
[DROP 完整性约束名]
[DROP COLUMN <列名> ]
2）用ALTER TABLE语句修改视图结构：
ALTER VIEW视图名AS
<SELECT _查询块>
3、DROP（用于删除数据库、表、索引、视图）
1）删除数据库：Drop database 数据库名
2）删除表：DROP TABLE 表名
3）删除索引：DROP INDEX <索引名> on <表名>或者DROP INDEX 表名.索引名
4）删除视图：DROP VIEW 视图名
二、数据操纵语句：（DML，增删改）SQL实验3,4
1、增：INSERT
（1）插入单个元组格式：
INSERT INTO 表名[(列名1[,列名2>，…)]
V ALUES (常量1[,常量2]，…)；
（2）插入子查询结果：
INSERT INTO 表名[列名1[,列名2，……)]
子查询；
2、删除：DELETE
删除表中的数据，常用格式如下：
DELETE FROM <表名>
[WHERE <逻辑表达式>]
注意：DELETE命令只删除元组，它不删除表或表结构。

3、修改：UPDA TE（对表中数据、视图中的数据进行更新）
UPDA TE <表名或视图名>
SET <列名1>=<表达式1>[,<列名2>=<表达式2>……]
[from <表名>]
[WHERE <逻辑表达式>]
三、数据查询：SELECT 实验2（重点）
常用格式如下：
SELECT [DISTINCT] * | <表达式>…、<表达式>
FROM <表名>[，<表名>…]
[WHERE <条件>]
[GROUP BY <列名> [，<列名>…] [HA VING <谓词>]]
[ORDER BY <列名> [ASC | DESC][，<列名>[ASC | DESC]…]
说明：难点是GROUP BY语句，以及聚集函数。

在分组查询时，经常用到聚集函数，主要包括：
COUNT——计数；
SUM———求和；
A VG—一计算平均值；
MAX——求最大值；
MIN——求最小值等。

聚集函数的例子可以参考WORD《SQL查询及数据操作（讲解）》中的几个例子。

第5章关系模式的规范化设计
P111理解关系模式的规范化设计主要解决的问题：如何构造出一个合适的数据库的逻辑结构。

理解关系模式的规范化理论主要解决：插入、修改、删除异常和数据冗余（PPT举例）
应用：会找出某一关系模式的主键、找出存在的所有函数依赖关系，判断其属于第几范式，并能按照规范化理论进行模式分解。

结合本章综合题4的（1），上课的PPT举例复习。

P112 理解函数依赖定义5.1
平凡函数依赖与非平凡函数依赖
完全函数依赖与部分函数依赖
传递函数依赖
如果X→Y，则X称作决定因素或决定属性集。

P112 理解定义5.2 完全（部分）函数依赖
P113 理解定义5.3传递函数依赖
用A,B,C，D分别代表属性，有一关系模式S（A,B,C,D）……解释什么是依赖
用函数依赖的概念来定义键。

定义5.5（键），定义5.6（外键）
P115 理解并掌握1NF,2NF,3NF各自的含义（懂得判断）
模式分解：把低一级的关系模式分解为若干个高一级的关系模式。

三种模式分解“等价”的定义：
1．分解具有无损连接性。

（数据的完整性）
2．分解要保持函数依赖。

（语义的完整性）
3．分解既要保持函数依赖，又具有无损连接性。

P126：理解无损连接性、保持函数依赖的含义
P129：掌握填空第8 将一个关系模式分解成多个关系模式时，为了保持原模式所满足的特性，要求分解具有无损连接性和保持函数依赖性。

第6章数据库设计
应用：会概念设计（画ER图，并注明联系）、逻辑设计（把ER图转换为若干个关系模型）。

P132理解数据库设计方法：直观设计法（也叫手工试凑法）、规范设计法、计算机辅助设计法、自动化设计法
规范设计法包括：新奥尔良（New Orleans）方法、基于E-R模型的数据库设计方法、3NF（第三范式）的设计方法、基于视图的数据库设计方法。

其中，新奥尔良（New Orleans）方法是目前公认的较完整和权威的一种规范设计法，P133掌握：按照“规范设计法”，数据库设计分6个阶段：
⏹1、需求分析（现实世界）：
SA方法从最上层的系统组织机构入手，采用逐层分解的方式分析系统。

SA的主要工具：用数据流图（Data Flow Diagram，DFD）和数据字典（Data Dictionary，DD）描述系统。

P137 理解DFD的定义：……表达数据和处理的关系。

⏹2、概念结构设计（信息世界）：主要工具为ER图
P133：理解概念设计能表达用户的要求，是一个独立于任何DBMS软件和硬件的概念模型。

P142 掌握自底向上的设计概念结构的步骤，通常分为两步：
（1）进行数据抽象，设计局部E-R模型（即设计用户视图）。

（2）集成各局部E-R模型，形成全局E-R模型（即视图的集成）。

要求会画ER图。

设计局部E-R模型的关键就是正确划分实体和属性。

P147理解：设计全局E-R模型（视图集成）分成两个步骤，如图6-19所示。

（1）合并。

消除各局部E-R图之间的冲突，生成初步E-R图。

（2）优化。

消除不必要的冗余，生成基本E-R图。

⏹3、逻辑结构设计（机器世界）：
P150掌握数据库逻辑设计的任务是将概念结构转换成特定DBMS所支持的数据模型（关系模型）的过程。

E-R图向关系模型的转换要解决的问题：
如何将实体型和实体间的联系转换为关系模式
如何确定这些关系模式的属性和码
P150-151：理解并应用逻辑结构设计遵循一定的转换原则。

⏹4、物理结构设计
P154理解数据库的物理设计的步骤可分为两步：
1、确定数据库的物理结构，在关系数据库中主要指存取方法和存储结构
DBMS常用的存取方法：索引方法、聚簇方法、HASH方法
数据的存放位置和存储结构主要包括：关系、索引、聚簇、日志、备份
2、对物理结构进行评价，评价的重点是时间和空间效率
⏹5、数据库实施
⏹6、数据库运行和维护
其中，前3个阶段分别对应了3个世界
数据库设计前2个阶段的常用策略
自顶向下地进行需求分析
自底向上地设计概念结构。