第一章 數(shù)據(jù)庫(kù)概論

　　本章屬于基礎(chǔ)知識(shí)，主要是對(duì)一些概念的理解和記憶。沒(méi)有難點(diǎn)，相對(duì)的重點(diǎn)在于ER模型的設(shè)計(jì)和關(guān)系模型的掌握。

一、數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展階段( 識(shí)記 )

數(shù)據(jù)管理技術(shù)共經(jīng)歷了三個(gè)階段： 人工管理階段 、 文件系統(tǒng)階段 、 數(shù)據(jù)庫(kù)階段 ：

1、人工管理階段的特點(diǎn)：

　　(1)數(shù)據(jù)不保存在機(jī)器中

　　(2)沒(méi)有專用軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行管理

　　(3)只有程序的概念，沒(méi)有文件的概念。

2、文件系統(tǒng)階段的特點(diǎn)與缺陷：

　　(1)數(shù)據(jù)可長(zhǎng)期保存在磁盤上。 　　

　　(2)數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)與物理結(jié)構(gòu)有了區(qū)別

　　(3)文件組織呈現(xiàn)多樣化

　　(4)數(shù)據(jù)不再屬于某個(gè)特定程序，可以重復(fù)使用。

其缺陷是：

　　數(shù)據(jù)冗余性

　　數(shù)據(jù)不一致性

　　數(shù)據(jù)聯(lián)系弱

3、數(shù)據(jù)庫(kù)階段的特點(diǎn)

　　采用復(fù)雜的數(shù)據(jù)模型表示數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

　　有較高的數(shù)據(jù)獨(dú)立性(數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)分成用戶的邏輯結(jié)構(gòu)、整體邏輯結(jié)構(gòu)和物理結(jié)構(gòu)三級(jí))

　　數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)為用戶提供方便的用戶接口，可以使用查詢語(yǔ)言、終端命令或程序方式操作數(shù)據(jù)庫(kù)。

　　系統(tǒng)提供了四個(gè)方面的數(shù)據(jù)控制功能：數(shù)據(jù)庫(kù)的恢復(fù)、并發(fā)控制、數(shù)據(jù)完整性和數(shù)據(jù)安全性。

　　對(duì)數(shù)據(jù)的操作不一定以記錄為單位，還可以數(shù)據(jù)項(xiàng)為單位。

數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)中的四個(gè)名詞:DB、DBMS、DBS、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)。其概念是不同的，要分清。

　　DB ：數(shù)據(jù)庫(kù)（Database),DB是統(tǒng)一管理的相關(guān)數(shù)據(jù)的集合。

　　DBMS ： 數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)（Database Management System)，DBMS是位于用戶與操作系統(tǒng)之間的一層數(shù)據(jù)管理軟件，為用戶或應(yīng)用程序提供訪問(wèn)DB的方法，包括DB的建立、查詢、更新及各種數(shù)據(jù)控 制。DBMS總是基于某種數(shù)據(jù)模型，可以分為層次型、網(wǎng)狀型、關(guān)系型、面向?qū)ο笮虳BMS。

　　DBS ：數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)（Database System),DBS是實(shí)現(xiàn)有組織地、動(dòng)態(tài)地存儲(chǔ)大量關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)，方便多用戶訪問(wèn)的計(jì)算機(jī)軟件、硬件和數(shù)據(jù)資源組成的系統(tǒng)，即采用了數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。

數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù) ：是一門研究數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)、存儲(chǔ)、管理和使用的軟件學(xué)科。

二、數(shù)據(jù)描述的術(shù)語(yǔ)( 領(lǐng)會(huì) )

1、數(shù)據(jù)描述的三個(gè)領(lǐng)域：現(xiàn)實(shí)世界、信息世界和機(jī)器世界。

　　信息世界中的幾個(gè)概念： 實(shí)體 (即客觀存在可以相互區(qū)別的事物)、 實(shí)體集 (同類實(shí)體的集合)、屬性(實(shí)體的特性)、 實(shí)體標(biāo)識(shí)符 (唯一標(biāo)識(shí)實(shí)體的屬性(集))。

　　機(jī)器世界中的四個(gè)概念： 字段、記錄、文件、鍵 (關(guān)鍵碼)。

2、數(shù)據(jù)描述的兩種形式： 物理描述 和 邏輯描述 。前者是指數(shù)據(jù)在存儲(chǔ)設(shè)備上的存取方式，后者是指程序員或用戶以用以操作的數(shù)據(jù)形式。

3、物理描述用到的術(shù)語(yǔ)有：位、字節(jié)、字、塊、桶、卷

4、數(shù)據(jù)聯(lián)系的描述：

　　1：1聯(lián)系 ：如果實(shí)體集E1中的每個(gè)實(shí)體最多只能和實(shí)體集E2中的一個(gè)實(shí)體有聯(lián)系，反之亦然，好么實(shí)體集E1對(duì)E2的聯(lián)系稱為“一對(duì)一聯(lián)系”，記為“1：1”。

　　1：N聯(lián)系 ：如果實(shí)體集E1中每個(gè)實(shí)體與實(shí)體集E2中任意個(gè)（零個(gè)或多個(gè)）實(shí)體有聯(lián)系，而E2中每個(gè)實(shí)體至多和E1中的一個(gè)實(shí)體有聯(lián)系，那么E1對(duì)E2的聯(lián)系是“一對(duì)多聯(lián)系”，記為“1：N”。

　　M：N聯(lián)系 ：如果實(shí)體集E1中每個(gè)實(shí)體與實(shí)體集E2中任意個(gè)（零個(gè)或多個(gè)）實(shí)體有聯(lián)系，反之亦然，那么E1對(duì)E2的聯(lián)系是“多對(duì)多聯(lián)系”，記為“M：N”。

三、數(shù)據(jù)模型

1、 數(shù)據(jù)模型 的概念( 領(lǐng)會(huì) )：

　　表示實(shí)體類型及實(shí)體類型間聯(lián)系的模型稱為“數(shù)據(jù)模型”。它可分為兩種類型： 概念數(shù)據(jù)模型 和 結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)模型 。

2、 概念數(shù)據(jù)模型( 簡(jiǎn)單應(yīng)用 ) ：

　　它是獨(dú)立于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的模型，完全不涉及信息在系統(tǒng)中的表示，只是用來(lái)描述某個(gè)特定組織所關(guān)心的信息結(jié)構(gòu)。 ( 應(yīng)當(dāng)掌握教材例1.1，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的ER模型 )

3、 結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)模型 ：

　　它是直接面向數(shù)據(jù)庫(kù)的邏輯結(jié)構(gòu)，是現(xiàn)實(shí)世界的第二層抽象。這類模型涉及到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，所以稱為“結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)模型”。結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)模型應(yīng)包含：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)操作、數(shù)據(jù)完整性約束三部分。它主要有： 層次 、 網(wǎng)狀 、 關(guān)系 三種模型。

　　層次模型( 識(shí)記 ) ：用樹型結(jié)構(gòu)表示實(shí)體間聯(lián)系的數(shù)據(jù)模型

　　網(wǎng)狀模型 ( 識(shí)記 )：用有向圖結(jié)構(gòu)表示實(shí)體類型及實(shí)體間聯(lián)系的數(shù)據(jù)模型。

　　關(guān)系模型( 領(lǐng)會(huì) )：是由若干個(gè)關(guān)系模式組成的集合，其主要特征是用二維表格結(jié)構(gòu)表達(dá)實(shí)體集，用外鍵表示實(shí)體間聯(lián)系。

4、面向?qū)ο竽Ｐ?識(shí)記):

　　通過(guò)對(duì)象和類的概念來(lái)建立的數(shù)據(jù)庫(kù)模型，是面向?qū)ο蠹夹g(shù)與數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物，本節(jié)了解一下即可。

四、數(shù)據(jù)庫(kù)的體系結(jié)構(gòu)( 領(lǐng)會(huì) )

1、三級(jí)結(jié)構(gòu)模式：數(shù)據(jù)庫(kù)的體系結(jié)構(gòu)分為三級(jí)：內(nèi)部級(jí)、概念級(jí)和外部級(jí)：

　　外部級(jí) ：?jiǎn)蝹€(gè)用戶所能看到的數(shù)據(jù)特性，稱外模式。

　　概念級(jí) ：涉及到所有用戶的數(shù)據(jù)定義，是全局的數(shù)據(jù)視圖,稱“概念模式”。

　　 內(nèi)部級(jí) ：最接近于物理存儲(chǔ)，涉及到實(shí)際數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的結(jié)構(gòu)，稱“內(nèi)模式”。

2、兩級(jí)映象：

　　模式/內(nèi)模式映象 ：用于定義概念模式和內(nèi)模式之間的對(duì)應(yīng)性。一般在內(nèi)模式中描述。

　　外模式/模式映象 ：用于定義外模式和概念模式間的對(duì)應(yīng)性。一般在外模式中描述。

3.兩級(jí)數(shù)據(jù)獨(dú)立性：

4.用戶及用戶界面：這里插一句，數(shù)據(jù)庫(kù)模式可以理解為數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)。

五、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)( DBMS 領(lǐng)會(huì) )

1、DBMS的主要功能：
　?。?）數(shù)據(jù)庫(kù)的定義功能
　?。?）數(shù)據(jù)庫(kù)的操縱功能
　?。?）數(shù)據(jù)庫(kù)的保護(hù)功能
　　（4）數(shù)據(jù)庫(kù)的存儲(chǔ)管理
　　（5）數(shù)據(jù)庫(kù)的維護(hù)功能
　?。?）數(shù)據(jù)字典

2、DBMS的組成：

　　由兩大部分組成：查詢處理器和存儲(chǔ)管理器，前者包括DDL編譯器、DML編譯器、嵌入型DML預(yù)編譯器、查詢運(yùn)行核心程序。后者包括授權(quán)和完整性管理器，事務(wù)管理器、文件管理器，緩沖區(qū)管理器。

六、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)(DBS 領(lǐng)會(huì) )

　　DBS由四部分組成：數(shù)據(jù)庫(kù)、硬件、軟件、數(shù)據(jù)庫(kù)管理員。

　　DBS的全局結(jié)構(gòu)及DBS的效益，了解一下。

第二章 關(guān)系模型

　　本章為次重點(diǎn)章，我們經(jīng)常使用的數(shù)據(jù)庫(kù)均采用關(guān)系模型，本章主要介紹了關(guān)系模型的關(guān)系運(yùn)算理論，主要在于對(duì)關(guān)系演算運(yùn)算的理解，為后面章節(jié)的SQL作準(zhǔn)備。

一、關(guān)系模型的基本概念( 識(shí)記 )

1、關(guān)系模型的基本術(shù)語(yǔ)：

　　用二維表格 結(jié)構(gòu)表示實(shí)體集、外鍵表示實(shí)體間聯(lián)系的數(shù)據(jù)模型稱為 關(guān)系模型 。

　　基本術(shù)語(yǔ)有： 字段(屬性)、字段值(屬性值)、記錄(元組)、二維表格(元組集合、關(guān)系或?qū)嵗?。 在這里，括號(hào)中的表述為關(guān)系模型中的術(shù)語(yǔ)。它與表格中術(shù)語(yǔ)可以一一對(duì)應(yīng)。還有，關(guān)系中屬性個(gè)數(shù)稱為元數(shù)，元組個(gè)數(shù)為基數(shù)。

　　鍵 ：由一個(gè)或幾個(gè)屬性組成。(注意鍵不一定是唯一的一個(gè)屬性)。

　　　　超鍵 ：在關(guān)系中能唯一標(biāo)識(shí)元組的屬性集稱為關(guān)系模式的超鍵。(注意，超鍵也是一個(gè)屬性集，不一定只是一個(gè)屬性)

　　　　候選鍵 ：不含有多余屬性的超鍵稱為候選鍵。

　　　　主鍵 ：用戶選作元組標(biāo)識(shí)的一個(gè)候選鍵為主鍵。

　　　　外鍵 ：某個(gè)關(guān)系的主鍵相應(yīng)的屬性在另一關(guān)系中出現(xiàn)，此時(shí)該主鍵在就是另一關(guān)系的外鍵，如有兩個(gè)關(guān)系S和SC,其中S#是關(guān)系S的主鍵，相應(yīng)的屬性S#在關(guān)系SC中也出現(xiàn)，此時(shí)S#就是關(guān)系SC的外鍵。

2、關(guān)系模式、關(guān)系子模式和存儲(chǔ)模式

　　關(guān)系模式 ：關(guān)系模式實(shí)際上就是記錄類型。它包括：模式名，屬性名，值域名以及模式的主鍵。關(guān)系模式僅是對(duì)數(shù)據(jù)特性的描述。 (這通常在數(shù)據(jù)庫(kù)中表現(xiàn)為一個(gè)數(shù)據(jù)表的結(jié)構(gòu))

　　關(guān)系子模式 ：就是用戶所用到那部分?jǐn)?shù)據(jù)的描述。

　　存儲(chǔ)模式 ：關(guān)系存儲(chǔ)時(shí)的基本組織方式是文件，元組是文件中的記錄。

3、關(guān)系模型的三類完整性規(guī)則

　　實(shí)體完整性規(guī)則 ：要求關(guān)系中組成主鍵的屬性上不能有空值。

　　參照完整性規(guī)則 ：要求不引用不存在的實(shí)體。

　　用戶定義完整性規(guī)則 ：由具體應(yīng)用環(huán)境決定，系統(tǒng)提供定義和檢驗(yàn)這類完整性的機(jī)制。

4、關(guān)系模型的形式定義：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)操作和完整性規(guī)則。

二、關(guān)系代數(shù)運(yùn)算(簡(jiǎn)單應(yīng)用)

1、關(guān)系代數(shù)的五個(gè)基本操作：并、差、笛卡爾積、投影和選擇。

　　并 (∪)：兩個(gè)關(guān)系需有相同的關(guān)系模式，并的對(duì)象是元組，由兩個(gè)關(guān)系所有元組構(gòu)成。

　　差 (-)：同樣，兩個(gè)關(guān)系有相同的模式，R和S的差是由屬于R但不屬于S的元組構(gòu)成的集合。

　　投影( σ)：對(duì)關(guān)系進(jìn)行垂直分割，消去某些列，并重新安排列的順序。

　　選擇 (π)：根據(jù)某些條件關(guān)系作水平分割，即選擇符合條件的元組。

2、關(guān)系代數(shù)的四個(gè)組合操作：交、聯(lián)接、自然聯(lián)接和除法

　　交 (∩)：R和S的交是由既屬于R又屬于S的元組構(gòu)成的集合。

　　聯(lián)接 包括θ聯(lián)接和F聯(lián)接，是選擇R×S中滿足iθ(r+j)或F條件的元組構(gòu)成的集合，特別注意 等值聯(lián)接 (θ為等號(hào)“=”)。

　　自然聯(lián)接 (R|X|S)：在R×S中，選擇R和S公共屬性值均相等的元組，并去掉R×S中重復(fù)的公共屬性列。如果兩個(gè)關(guān)系沒(méi)有公共屬性，則自然聯(lián)接就轉(zhuǎn)化為笛卡爾積。

　 　除法 (÷)：首先除法的結(jié)果中元數(shù)為兩個(gè)元數(shù)的差，以例2.6為例，我們可以直接用觀察法來(lái)得到結(jié)果，把S看作一個(gè)塊，拿到R中去和相同屬性集中的元組作比 較，如果有相同的塊，且除去此塊后留下的相應(yīng)元組均相同，那么可以得到一條元組，所有這些元組的集合就是除法的結(jié)果。

　　對(duì)于上述的五個(gè)基本操作和組合操作，應(yīng)當(dāng)從實(shí)際運(yùn)算方面進(jìn)行理解和運(yùn)用，對(duì)其形式定義可不必深究。注意課本上的例子。

3、關(guān)系代數(shù)表達(dá)式及應(yīng)用

　　在關(guān)系代數(shù)表達(dá)式中，復(fù)合了上述五個(gè)基本操作，在給出相應(yīng)的表格(關(guān)系)中，應(yīng)該能夠根據(jù)給出的關(guān)系代數(shù)表達(dá)式計(jì)算關(guān)系值，也要能根據(jù)相應(yīng)查詢要求列出關(guān)系表達(dá)式。

在列關(guān)系表達(dá)式時(shí)，通常有以下形式：

π...(σ...(R×S))或者π...(σ...(R|X|S))

　　首先把查詢涉及到的關(guān)系取來(lái)，執(zhí)行笛卡爾積或自然聯(lián)接操作得到一張大的表格，然后對(duì)大表格執(zhí)行水平分割(選擇)和垂直分割(投影)操作。但是注意當(dāng)查詢涉及到否定或全部值時(shí)，就不能用上述形式，而要用到差或除法操作。

三、關(guān)系演算( 領(lǐng)會(huì) )

　　關(guān)系演算分為元組關(guān)系演算或域關(guān)系演算，前者以元組為變量，后者以域?yàn)樽兞俊?

　　元組演算表達(dá)式的一般形式為：{t|P(t)}，其含義為：這是一個(gè)元組集合，其中的每個(gè)元組t(t是元組變量)滿足公式P所規(guī)定的條件。所以在書寫演算表達(dá)式時(shí)，應(yīng)該注重理解公式P如何表達(dá)。

　　域演算表達(dá)式的一般形式為：{t1...tk|P(t1...,tk)},其含義為：這是一個(gè)域集合，其中每個(gè)域變量的取值關(guān)系滿足公式P所規(guī)定的條件。也是注意公式P的表達(dá)。

　　以上兩類演算需要一定的離散數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，如果不能很深刻的掌握，問(wèn)題也不大，主要應(yīng)看懂表達(dá)式即可，對(duì)于給定的表達(dá)式和給定的關(guān)系，應(yīng)當(dāng)能計(jì)算表達(dá)式的結(jié)果(得到一個(gè)關(guān)系)

四、查詢優(yōu)化

　　查詢優(yōu)化的目的就是為了系統(tǒng)在執(zhí)行時(shí)既省時(shí)間又能提高效率，在關(guān)系代數(shù)運(yùn)算中，通常是先進(jìn)行笛卡爾積或聯(lián)接運(yùn)算，再進(jìn)行選擇和投影，恰當(dāng)?shù)匕才胚x擇、投影和聯(lián)接的順序，就可實(shí)現(xiàn)查詢優(yōu)化。

優(yōu)化的策略主要有以下幾點(diǎn)：

　　(1)在關(guān)系代數(shù)表達(dá)式中盡可能早地執(zhí)行選擇操作(早選擇).

　　(2)把笛卡爾積和隨后的選擇操作合并成F聯(lián)接運(yùn)算(F聯(lián)接)

　　(3)同時(shí)計(jì)算一連串的選擇和投影操作(同時(shí)算)

　　(4)保留同一子表達(dá)式的結(jié)果

　　(5)適當(dāng)對(duì)關(guān)系文件進(jìn)行預(yù)處理

　　(6)計(jì)算表達(dá)式之前先估計(jì)一下怎么計(jì)算合算。

　　以上幾點(diǎn)需要理解。根據(jù)表達(dá)式優(yōu)化的算法步驟對(duì)給定表達(dá)式進(jìn)行優(yōu)化。

第三章 關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)SQL語(yǔ)言

　　本章為重點(diǎn)章，應(yīng)熟悉和掌握SQL的數(shù)據(jù)定義、數(shù)據(jù)查詢、數(shù)據(jù)更新的句法及其應(yīng)用，特別是數(shù)據(jù)查詢的應(yīng)用。結(jié)合上機(jī)操作進(jìn)行理解和掌握。

一、SQL概述。

1、SQL發(fā)展歷程( 識(shí)記 )

　 　SQL從1970年美國(guó)IBM研究中心的E.F.Codd發(fā)表論文到1974年Boyce和Chamberlin把SQUARE語(yǔ)言改為SEQUEL語(yǔ) 言，到現(xiàn)在還在不斷完善和發(fā)展之中，SQL(結(jié)構(gòu)式查詢語(yǔ)言)雖然名為查詢，但實(shí)際上具有定義、查詢、更新和控制等多種功能。

2、SQL數(shù)據(jù)庫(kù)的體系結(jié)構(gòu)( 領(lǐng)會(huì) )

　　SQL數(shù)據(jù)庫(kù)的體系結(jié)構(gòu)也是三級(jí)結(jié)構(gòu) ，但術(shù)語(yǔ)與傳統(tǒng)關(guān)系模型術(shù)語(yǔ)不同，在SQL中，關(guān)系模式稱為" 基本表 "，存儲(chǔ)模式稱為" 存儲(chǔ)文件 "，子模式稱為" 視圖 "，元組稱" 行 "，屬性稱" 列 "。

SQL數(shù)據(jù)庫(kù)體系的結(jié)構(gòu)要點(diǎn)如下：

　　(1)一個(gè)SQL數(shù)據(jù)庫(kù)是表的匯集。

　　(2)一個(gè)SQL表由行集構(gòu)成，行是列的序列，每列對(duì)應(yīng)一個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)。

　　(3)表或者是基本表，或者是視圖?；颈硎菍?shí)際存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中的表，視圖由是由若干基本表或其他視圖構(gòu)成的表的定義。

　　(4)一個(gè)基本表可以跨一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)文件，一個(gè)存儲(chǔ)文件也可存放一個(gè)或多個(gè)基本表。存儲(chǔ)文件與物理文件對(duì)應(yīng)。

　　(5)用戶可以用SQL語(yǔ)句對(duì)表進(jìn)行操作，包括視圖和基本表。

　　(6)SQL的用戶可以是應(yīng)用程序，也可以是終端用戶。

3、SQL的組成( 識(shí)記 )

SQL由四部分組成：

　　(1)數(shù)據(jù)定義：SQL DDL。定義SQL模式，基本表、視圖和索引。

　　(2)數(shù)據(jù)操縱：SQL DML。包括數(shù)據(jù)查詢和數(shù)據(jù)更新(增、刪、改)。

　　(3)數(shù)據(jù)控制：包括對(duì)基本表和視圖的授權(quán)、完整性規(guī)則的描述，事務(wù)控制等。

　　(4)嵌入式SQL的使用規(guī)定。

二、SQL的數(shù)據(jù)定義( 簡(jiǎn)單應(yīng)用 )

1、SQL模式的創(chuàng)建和撤消：

　　SQL 模式的創(chuàng)建 可簡(jiǎn)單理解為建立一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)，定義一個(gè)存儲(chǔ)空間，其句法是：

CREAT SCHEMA <模式名> AUTHORIZATION <用戶名>

　　撤消SQL模式的句法為：

DROP SCHEMA <模式名> [ CASCADE | RESTRICT ]

　　方括號(hào)中的選項(xiàng)參數(shù)CASCADE表示連鎖方式，執(zhí)行時(shí)將模式下所有基本表、視圖、索引等元素全部撤消。RESTRICT表示約束式，執(zhí)行時(shí)必須在SQL模式中沒(méi)有任何下屬元素時(shí)方可撤消模式。

2、SQL提供的基本數(shù)據(jù)類型

　　數(shù)值型：包括 integer、smallint、real、double precision 、float(n),numeric(p，d)

　　字符串型：char(n)、varchar(n)，前者是定長(zhǎng)，后者為變長(zhǎng)串

　　位串型：bit(n),bit varying(n)，同上。

　　時(shí)間型：date、time。

3、基本表的創(chuàng)建、修改和撤消

• 基本表的創(chuàng)建：(可理解為建立表結(jié)構(gòu))
  CREAT TABLE SQL 模式名.基本表名
  (列名，類型，
  ……
  完整性約束...)
  完整性約束包括主鍵子句(PRIMARY KEY)、檢查子句(CHECK)和外鍵子句(Foreign KEY).
• 基本表結(jié)構(gòu)的修改
  ALTER TABLE 基本表名 ADD/ DROP (增加/刪除) 列名 類型名(增加時(shí)寫出)
  刪除時(shí)有子句 [CASCADE|RESTRICT]，前者為連鎖刪除，后者為約束刪除，即沒(méi)有對(duì)本列的任何引用時(shí)才能刪除。
• 基本表的撤消
  DROP TABLE 基本表名 [CASCADE|RESTRICT]

4、視圖的創(chuàng)建和撤消

• 創(chuàng)建： CREAT VIEW 視圖名(列名表) AS SELECT 查詢語(yǔ)句
• 撤消： DROP VIEW 視圖名

5、索引的創(chuàng)建和撤消

• 創(chuàng)建： CREAT [UNIQUE] INDEX 索引名 ON 基本表名(列名表 [ASC|DESC])
• 撤消： DROP INDEX 索引名

　　總結(jié)：凡創(chuàng)建都用 CREAT ,刪除都用 DROP ,改變用 alter ,再跟類型和名字，附加子句很容易了。

三、SQL的數(shù)據(jù)查詢( 綜合應(yīng)用 )

這一段是本章的重點(diǎn)內(nèi)容，應(yīng)該熟練掌握。首先了解基本句法：

1、 SELECT -FROM- WHERE 句型

• SELECT 列名表(逗號(hào)隔開) FROM 基本表或視圖序列 WHERE 條件表達(dá)式

　　在這里，重點(diǎn)要掌握條件表達(dá)式中各種運(yùn)算符的應(yīng)用，如=，>,<,<>等算術(shù)比較運(yùn)算符、邏輯運(yùn)算符 AND、OR、NOT 、集合成員資格運(yùn)算符： IN，NOT IN ，以及嵌套的 SELECT 語(yǔ)句的用法要特別注意理解。 針對(duì)課本的例題和課后習(xí)題進(jìn)行掌握。

　　在查詢時(shí)， SELECT 語(yǔ)句可以有多種寫法，如 聯(lián)接查詢、嵌套查詢和使用存在量詞的嵌套查詢 等。最好都掌握，但是起碼應(yīng)能寫出一種正確的查詢語(yǔ)句。

2. SELECT 語(yǔ)句完整的句法：

• SELECT 列名表(逗號(hào)隔開)
  FROM 基本表或視圖序列
  [ WHERE 條件表達(dá)式] (此為和條件子句)
  [GROUP BY 列名序列] (分組子句)
  [HAVING 組條件表達(dá)式] (組條件子句)
  [ORDER BY列名[ASC|DESC]..] (排序子句)

這段關(guān)于完整句法的內(nèi)容能夠理解也就問(wèn)題不大了。

3、 SELECT 語(yǔ)句中的限定

　　這一段內(nèi)容主要是對(duì) SELECT 語(yǔ)句進(jìn)一步使用進(jìn)行的深入學(xué)習(xí)，領(lǐng)會(huì)下列各種限定的使用目的和方法。

• 要求輸出表格中不出現(xiàn)重復(fù)元組，則在 SELECT 后加一DISTINCT
• SELECT 子句中允許出現(xiàn)加減乘除及列名，常數(shù)的算術(shù)表達(dá)式
• WHERE 子句中可以用BETWEEN...AND...來(lái)限定一個(gè)值的范圍
• 同一個(gè)基本表在 SELECT 語(yǔ)句中多次引用時(shí)可用AS來(lái)增加別名
• WHERE 子句中字符串匹配用LIKE和兩個(gè)通配符，%和下劃線_.
• 查詢結(jié)果的結(jié)構(gòu)完全一致時(shí)可將兩個(gè)查詢進(jìn)行并(UNION)交(INTERSECT)差(EXCPT)操作
• 查詢空值操作不是用='null',而是用 IS NULL來(lái)測(cè)試。
• 集合成員資格比較用 IN/NOT IN ，集合成員算術(shù)比較用元組θSOME/ALL
• 可以用子查詢結(jié)果取名(表名(列名序列))來(lái)作為導(dǎo)出表使用
• 基本表的自然聯(lián)接操作是用 NATURAL INNER JOIN來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

四、SQL的數(shù)據(jù)更新( 簡(jiǎn)單應(yīng)用 )

簡(jiǎn)單應(yīng)用就是掌握基本的句型并能套用在一些簡(jiǎn)單的查詢要求上。

1、數(shù)據(jù)插入：

INSERT INTO 基本表名(列名表)
valueS (元組值)

或
INSERT INTO 基本表名(列名表)
SELECT 查詢語(yǔ)句

其中元組值可以連續(xù)插入。用查詢語(yǔ)句可以按要求插入所需數(shù)據(jù)。

2、數(shù)據(jù)刪除：

DELETE FROM 基本表名 [ WHERE 條件表達(dá)式]

3、數(shù)據(jù)修改：

UPDATE 基本表名
SET 列名=值表達(dá)式,[列名=值表達(dá)式...]
[ WHERE 條件表達(dá)式]

4、對(duì)視圖的更新：

我們知道，對(duì)視圖的查詢是和基本表相同的，但是更新操作則受到下列三條規(guī)則的限制：(領(lǐng)會(huì)一下)

• 如果視圖是從多個(gè)基本表使用聯(lián)接操作導(dǎo)出的，則不允許更新。
• 如果導(dǎo)出的視圖使用了分組和聚合操作，也不允許更新。
• 如果視圖是從單個(gè)基本表使用選擇和投影操作導(dǎo)出的，并且包括了基本表的主鍵或某個(gè)候選鍵，則可以執(zhí)行操作。(這就相當(dāng)于在基本表上操作)。

　　這一節(jié)的關(guān)于增刪改的操作要和前面關(guān)于數(shù)據(jù)庫(kù)模式、表的增刪改操作進(jìn)行對(duì)比學(xué)習(xí)，以加深理解。不要忘記上機(jī)實(shí)踐 。

第四章 關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的模式設(shè)計(jì)

　　　本章的理論性較強(qiáng)，學(xué)習(xí)時(shí)有無(wú)從下手的感覺(jué)，在學(xué)習(xí)時(shí)應(yīng)多加思考，從概念出發(fā)去理解理論，前后的理論有較強(qiáng)的聯(lián)系，因此要逐個(gè)理解，但對(duì)于理論的證明等內(nèi)容則不必深究，本章重點(diǎn)是函數(shù)依賴，無(wú)損聯(lián)接、保持依賴和范式的概念。

一、關(guān)系模式的設(shè)計(jì)問(wèn)題( 識(shí)記 )

　　關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù) 是以關(guān)系模型為基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)庫(kù)，它利用關(guān)系來(lái)描述現(xiàn)實(shí)世界。一個(gè)關(guān)系既可以用來(lái)描述一個(gè)實(shí)體及其屬性 ，也可以用來(lái)描述實(shí)體間的聯(lián)系。關(guān)系實(shí)質(zhì)上就是一張二維表 ，表的 行稱為元組 ，列稱為屬性 。

　　關(guān)系模式是用來(lái)定義關(guān)系的，這里的關(guān)系模式我們可以簡(jiǎn)單地理解為一個(gè)表的結(jié)構(gòu)，一個(gè)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)包含一組關(guān)系，也就是包含一組二維表，這些二維表結(jié)構(gòu)體的集合就構(gòu)成數(shù)據(jù)庫(kù)的模式(也可以理解為數(shù)據(jù)庫(kù)的結(jié)構(gòu))。

　　關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù) 設(shè)計(jì)理論包括三個(gè)方面內(nèi)容： 數(shù)據(jù)依賴 、范式 、模式設(shè)計(jì)方法。核心內(nèi)容是數(shù)據(jù)依賴。

　　泛關(guān)系模式 ：把現(xiàn)實(shí)問(wèn)題的所有屬性組成一個(gè)關(guān)系模式R(U)，這個(gè)關(guān)系模式就稱為泛關(guān)系模式。

　　數(shù)據(jù)庫(kù)模式 ：把泛關(guān)系模式用一組關(guān)系模式的集合ρ來(lái)表示時(shí)，這個(gè)ρ就是數(shù)據(jù)庫(kù)模式。

下面我們總結(jié)一下關(guān)系模式的相關(guān)內(nèi)容從"大"到"小"的排列

　　泛關(guān)系模式→數(shù)據(jù)庫(kù)模式→關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)→表結(jié)構(gòu)→關(guān)系模式實(shí)例(表)→記錄(行、列.)

　　關(guān)系模式的存儲(chǔ)異常: 數(shù)據(jù)冗余 、更 新異常 、 插入異常和刪除異常

二、函數(shù)依賴(FD)

　　1、函數(shù)依賴的定義 ( 領(lǐng)會(huì) )：設(shè)有關(guān)系模式R(A1，A2，...An)或簡(jiǎn)記為R(U)，X，Y是U的子集，r是R的任一具體關(guān)系，如果對(duì)r的任意兩個(gè)元組t1,t2,由t1 [X]=t2[X]導(dǎo)致t1[Y]=t2[Y]，則稱X函數(shù)決定Y，或Y函數(shù)依賴于X，記為X→Y。X→Y為模式R的一個(gè)函數(shù)依賴。

　　這個(gè)定義可以這樣理解 ：有一張?jiān)O(shè)計(jì)好的二維表，X，Y是表的某些列(可以是一列，也可以是多列)，若在表中的第t1行，和第t2行上的X值相等，那么必有t1行和t2行上的Y值也相等，這就是說(shuō)Y函數(shù)依賴于X。

2、函數(shù)依賴的邏輯蘊(yùn)涵 ( 識(shí)記 )

　　設(shè)F是關(guān)系模式R的一個(gè)函數(shù)依賴集，X,Y是R的屬性子集，如果從F中的函數(shù)依賴能夠推出X→Y，則稱F邏輯蘊(yùn)涵X→Y，記為F|=X→Y.

　　而函數(shù)依賴的閉包F + 是指被F邏輯蘊(yùn)涵的函數(shù)依賴的全體構(gòu)成的集合。

3、鍵和FD的關(guān)系 ( 領(lǐng)會(huì) )

　　鍵是唯一標(biāo)識(shí)實(shí)體的屬性集。對(duì)于鍵和函數(shù)依賴的關(guān)系：有兩個(gè)條件：設(shè)關(guān)系模式R(A1,A2...An)，F(xiàn)是R上的函數(shù)依賴集，X是R的一個(gè)子集，

　　(1)X→A1A2...An∈F + (它的意思是X能夠決定唯一的一個(gè)元組)

　　(2)不存在X的真子集Y，使得Y也能決定唯一的一個(gè)元組，則X就是R的一個(gè)候選鍵。(它的意思是X能決定唯一的一個(gè)元組但又沒(méi)有多余的屬性集)

　　包含在任何一個(gè)候選鍵中的屬性稱為主屬性 ，不包含在任何鍵中的屬性為非主屬性(非鍵屬性)，注意主屬性應(yīng)當(dāng)包含在候選鍵中。

4、函數(shù)依賴(FD)的推理規(guī)則 ( 簡(jiǎn)單應(yīng)用 )

　　前面我們舉的例子中是以實(shí)際經(jīng)驗(yàn)來(lái)確定一個(gè)函數(shù)依賴的邏輯蘊(yùn)涵，但是我們需要一個(gè)推理規(guī)則才能完全確定F或F+的所有函數(shù)依賴。

　　設(shè)有關(guān)系模式R(U)，X，Y，Z，W均是U的子集，F(xiàn)是R上只涉及到U中屬性的函數(shù)依賴集，推理規(guī)則如下：

• 自反律 ：如果Y X U,則X→Y在R上成立。
• 增廣律 ：如果X→Y為F所蘊(yùn)涵，Z U，則XZ→YZ在R上成立。(XZ表示X∪Z，下同)
• 傳遞律 ：如果X→Y和Y→Z在R上成立，則X→Z在R上成立。
  
  
• 合并律 ：如果X→Y和X→Z成立，那么X→YZ成立。
• 偽傳遞律 ：如果X→Y和WY→Z成立，那么WX→Z成立。
• 分解律 ：如果X→Y和Z Y成立，那么X→Z成立。

5、函數(shù)依賴推理規(guī)則的完備性 ( 識(shí)記 )

　　函數(shù)依賴推理規(guī)則系統(tǒng)(自反律、增廣律和傳遞律)是完備的。由推理規(guī)則的完備性可得到兩個(gè)重要結(jié)論：

• 屬性集X + 中的每個(gè)屬性A，都有X→A被F邏輯蘊(yùn)涵，即X + 是所有由F邏輯蘊(yùn)含X→A的屬性A的集合。
• F + 是所有利用Amstrong推理規(guī)則從F導(dǎo)出的函數(shù)依賴的集合

6、函數(shù)依賴集的等價(jià)和覆蓋 ( 識(shí)記)

　　在關(guān)系模式R(U)上的兩個(gè)函數(shù)依賴集F和G，如果 滿足F + =G + ，則稱F和G是 等價(jià) 的，稱F和G等價(jià)也稱F 覆蓋 G或G覆蓋F。

每個(gè)函數(shù)依賴集F都可以被一個(gè) 右部只有單屬性的函數(shù)依賴集 G所覆蓋。

• 如果函數(shù)依賴集合F滿足：
• (1)F中每一個(gè)函數(shù)依賴的右部都是單屬性；
• (2)F中的任一函數(shù)依賴X→A，其F-{X→A}是不等價(jià)的；
• (3)F中的任一函數(shù)依賴X→A，Z為X的子集。(F-{X→A})∪{Z→A}與F不等價(jià)。
• 則稱F為最小函數(shù)依賴集合。

如果函數(shù)依賴集F和G等價(jià)，并且G是最小集，那么稱G是F的一個(gè) 最小覆蓋 。

這一段并不要求掌握最小集的求法，但是應(yīng)當(dāng)通過(guò)其求法理解最小集的概念 。

三、關(guān)系模式的分解特性

1、 模式分解中存在的問(wèn)題 ：( 識(shí)記 )

　　模式分解 就是將一個(gè)泛關(guān)系模式 R分解成 數(shù)據(jù)庫(kù)模式ρ ，以ρ代替R的過(guò)程。它不僅僅是屬性集合的分解，它是對(duì)關(guān)系模式上的函數(shù)依賴集、以及關(guān)系模式的當(dāng)前值分解的具體表現(xiàn)。

　　分解一個(gè)模式有很多方法，但是有的分解會(huì)出現(xiàn)失去函數(shù)依賴、或出現(xiàn)插入、刪除異常等情況，而有的分解則不出現(xiàn)相關(guān)問(wèn)題。

　　衡量一個(gè)分解的標(biāo)準(zhǔn)有三種： 分解具有無(wú)損聯(lián)接 ； 分解要保持函數(shù)依賴 ；分解 既要保持依賴，又要具有無(wú)損聯(lián)接 。

那么什么是無(wú)損聯(lián)接呢?什么又是保持依賴?

2、 無(wú)損聯(lián)接的定義和性質(zhì) ( 識(shí)記 )

　 　設(shè)R是一關(guān)系模式，分解成ρ={R1,R2，...,Rk}，F(xiàn)是R上的一個(gè)函數(shù)依賴集。無(wú)損聯(lián)接就是指R中每一個(gè)滿足F的關(guān)系r(也就是一個(gè)關(guān)系實(shí) 例)都有r=π R1 (r)|X|π R2 (r)...|X|π R3 (r)，即r為它在Ri上的投影的自然聯(lián)接。

　　最簡(jiǎn)單的理解， 也就是說(shuō)，分解后的關(guān)系 自然連接后 完全等于 分解前的 關(guān)系，則這個(gè)分解相對(duì)于F是無(wú)損聯(lián)接分解。

　　設(shè)R的分解為ρ={R1,R2},F為R所滿足的函數(shù)依賴集，則分解ρ具有無(wú)損聯(lián)接性的 充分必要條件 是：

• R1∩R2→(R1-R2)
• R1∩R2→(R2-R1)

　　也就是說(shuō)，分解后的兩個(gè)模式的交能決定這兩個(gè)模式的差集，即R1、R2的公共屬性能夠函數(shù)決定R1或R2中的其他屬性 ，這樣的分解就必定是無(wú)損聯(lián)接分解 。

3、 保持函數(shù)依賴的分解 ( 識(shí)記 )

　　在分解過(guò)程中，要求模式分解的無(wú)損聯(lián)接是必要的，只有無(wú)損聯(lián)接分解才能保證任何一個(gè)關(guān)系能由它的那些投影進(jìn)行自然聯(lián)接得到恢復(fù)。

　　同時(shí)，分解關(guān)系模式時(shí)還應(yīng)保證關(guān)系模式的函數(shù)依賴集在分解后仍在數(shù)據(jù)庫(kù)模式中保持不變，這就是保持函數(shù)依賴的問(wèn)題。也就是所有分解出的模式所滿足的函數(shù)依賴的全體應(yīng)當(dāng)?shù)葍r(jià)于原模式的函數(shù)依賴集。只有這樣才能確保整個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)的語(yǔ)義完整性不受破壞。

四、關(guān)系模式的范式( 領(lǐng)會(huì) )

1、1NF、2NF、3NF、BCNF的定義：

• 1NF：第一范式 。
  即關(guān)系模式中的屬性的 值域 中 每一個(gè)值 都是 不可再分解 的值。如果某個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)模式都是第一范式的，則稱該數(shù)據(jù)庫(kù)模式是屬于第一范式的數(shù)據(jù)庫(kù)模式。
• 2NF：第二范式 。
  如果關(guān)系模式R為 第一范式 ，并且R中每一個(gè) 非主屬性 完全函數(shù)依賴于 R的某個(gè)候選鍵，則稱為 第二范式模式 。
  
  在這里要先了解“非主屬性”、“完全函數(shù)依賴”、“候選鍵”這三個(gè)名詞的含義。
  候選鍵 就是指可以唯一決定關(guān)系模式R中某元組值且不含有多余屬性的屬性集。
  非主屬性 也就是非鍵屬性，指關(guān)系模式R中不包含在任何建中的屬性。
  設(shè)有函數(shù)依賴W→A，若存在X W，有X→A成立，那么稱W→A是局部依賴，否則就稱W→A是 完全函數(shù)依賴 。
  
  在分析是否為第2范式時(shí)，應(yīng) 首先確定 候選鍵 ，然后把關(guān)系模式中的非主屬性與鍵的依賴關(guān)系進(jìn)行考察，是否都為完全函數(shù)依賴，如是，則此關(guān)系模式為2NF。如果數(shù)據(jù)庫(kù)模式中每個(gè)關(guān)系模式都是2NF的，則此數(shù)據(jù)庫(kù)模式屬于2NF的數(shù)據(jù)庫(kù)模式。
  
  
• 3NF：第三范式 。
  如果關(guān)系模式R是 第二范式 ，且 每 個(gè) 非主屬性 都 不 傳遞依賴 于R的 候選鍵 ，則稱R為第三范式的模式。
  
  這里首先要了解 傳遞依賴 的含義： 在關(guān)系模式中，如果Y→X，X→A，且X不決定Y和A不屬于X，那么Y→A是傳遞依賴。
  
  注意的是，這里要求非主屬性都不傳遞依賴于候選鍵。
  
  
• BCNF ：這個(gè)范式和第三范式有聯(lián)系，它是3NF的改進(jìn)形式。若關(guān)系模式R是 第一范式 ，且 每個(gè)屬性 都 不 傳遞依賴于R的候選鍵。這種關(guān)系模式就是BCNF模式。

縱觀四種范式，可以發(fā)現(xiàn)它們之間存在如下關(guān)系：

5、 分解成BCNF模式集的算法( 識(shí)記 )

　　對(duì)于任一關(guān)系模式，可找到一個(gè)分解達(dá)到3NF，且具有無(wú)損聯(lián)接和保持函數(shù)依賴性。而對(duì)于BCNF分解，則可以保證無(wú)損聯(lián)接但不一定能保證保持函數(shù)依賴集。

無(wú)損聯(lián)接分解成BCNF模式集的算法：
• (1)置初值ρ={R};
• (2)如果ρ中所有關(guān)系模式都是BCNF，則轉(zhuǎn)(4);
• (3)如果ρ中有一個(gè)關(guān)系模式S不是BCNF，則S中必能找到一個(gè)函數(shù)依賴集X→A有X不是S的鍵，且A不屬于X，設(shè)S 1 =XA，S 2 =S-A，用分解S 1 ,S 2 代替S，轉(zhuǎn)(2)；
• (4)分解結(jié)束。輸出ρ。

　　在這個(gè)過(guò)程中， 重點(diǎn)在于(3)步 ，判斷哪個(gè)關(guān)系不是BCNF，并找到X和A。這里，S的判斷用BCNF的定義，而X不是S的鍵則依靠分析。

6、 分解成3NF模式集( 識(shí)記 )

算法：
• (1)如果R中的某些屬性在F的所有依賴的左邊和右邊都不出現(xiàn)，那么這些屬性可以從R中分出去，單獨(dú)構(gòu)成一個(gè)關(guān)系模式。
• (2)如果F中有一個(gè)依賴X→A有XA→R，則ρ={R}，轉(zhuǎn)(4)
• (3)對(duì)于F中每一個(gè)X→A，構(gòu)成一個(gè)關(guān)系模式XA，如果F有有X→A 1 ，X→A 2 ...X→A n ,則可以用模式XA 1 A 2 ...A n 代替n個(gè)模式XA 1 ,XA 2 ...XA n ;
• (4)w分解結(jié)束，輸入ρ。

　　這個(gè)過(guò)程的 重點(diǎn)是這一句 “對(duì)于F中每一個(gè)X→A，構(gòu)成一個(gè)關(guān)系模式XA”，這使我們的分解十分容易，然后依據(jù)合并律(合并律：如果X→Y和X→Z成立，那么X→YZ成立)將有關(guān)模式合并即得到所需3NF模式。

7、 模式設(shè)計(jì)方法的原則( 識(shí)記 )

　　關(guān)系模式R相對(duì)于函數(shù)依賴集F分解成數(shù)據(jù)庫(kù)模式ρ={R 1 ,R 2 ...R k }，一般具有下面 四項(xiàng)特性 ：

• ρ中每個(gè)關(guān)系模式R i 上應(yīng)具有某種 范式性質(zhì) (3NF或BCNF)
• 無(wú)損聯(lián)接 性。
• 保持函數(shù)依賴 集。
• 最小性 ，即ρ中模式個(gè)數(shù)應(yīng)最少且模式中屬性總數(shù)應(yīng)最少。

一個(gè)好的模式設(shè)計(jì)方法應(yīng)符合下列三條原則：

• 表達(dá)性
• 分離性
• 最小冗余性

8、多值依賴。簡(jiǎn)單了解一下。

第五章 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

　　與上一章不同，本章的實(shí)用性較強(qiáng)，詳細(xì)講述了數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)的全過(guò)程。 重點(diǎn) 是概念設(shè)計(jì)中 ER模型的設(shè)計(jì)方法， 邏輯設(shè)計(jì)中 ER模型向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換方法 。

一、數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)概述( 識(shí)記 )

1、 軟件生存期 ：是指從軟件的規(guī)劃、研制、實(shí)現(xiàn)、投入運(yùn)行后的維護(hù)、直到它被新的軟件所取代而停止使用的整個(gè)期間。它包括六個(gè)階段：( 規(guī)需設(shè)編試運(yùn)維 )

• (1)規(guī)劃階段
• (2)需求分析階段
• (3)設(shè)計(jì)階段
• (4)程序編制階段
• (5)調(diào)試階段
• (6)運(yùn)行維護(hù)階段

2、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)生存期

　　數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)也是一項(xiàng)軟件工程，稱為數(shù)據(jù)庫(kù)工程，數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)也有生存期的概念，通常包括七個(gè)階段：

• (1)規(guī)劃階段
• (2)需求分析階段
• (3)概念設(shè)計(jì)階段
• (4)邏輯設(shè)計(jì)階段
• (5)物理設(shè)計(jì)階段
• (6)實(shí)現(xiàn)階段
• (7)運(yùn)行維護(hù)階段

3、數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)方法學(xué)

　　一個(gè)好的數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)方法應(yīng)該能在合理的期限內(nèi)，以合理的工作量產(chǎn)生一個(gè)有實(shí)用價(jià)值的數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)。

　　數(shù)據(jù)庫(kù)及其應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)分為以下幾個(gè)階段：規(guī)劃、需求分析、概念設(shè)計(jì)、邏輯設(shè)計(jì)、物理設(shè)計(jì)。

二、規(guī)劃( 識(shí)記 )

　　數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)中的規(guī)劃階段的主要任務(wù)是進(jìn)行建立數(shù)據(jù)庫(kù)的必要性及可性性分析，確定數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)在組織中和組織中和信息系統(tǒng)中的地位，以及各個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)之間的聯(lián)系。

三、需求分析( 識(shí)記 )

　　需求分析階段應(yīng)對(duì)系統(tǒng)的整個(gè)應(yīng)用情況作全面的、詳細(xì)的調(diào)查、確定用戶的目標(biāo)，收集支持系統(tǒng)總的設(shè)計(jì)目標(biāo)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和對(duì)這些數(shù)據(jù)的要求，確定用戶需求，并把這些要求寫成用戶和數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)者都能夠接受的文檔。

　　確定用戶需求可以通過(guò)對(duì)不同層次的企業(yè)管理人員進(jìn)行個(gè)人訪問(wèn)得到。還應(yīng)了解系統(tǒng)將來(lái)要發(fā)生的變化，充分考慮系統(tǒng)的可能的擴(kuò)充和變動(dòng)，使系統(tǒng)設(shè)計(jì)更符合未來(lái)發(fā)展方向。

　　需求分析的步驟大致分為三步：即 需求信息的收集、分析整理和評(píng)審。

　　數(shù)據(jù)字典：是對(duì)系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的詳盡描述，它提供對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)描述的集中管理。它包含以下幾個(gè)部分：數(shù)據(jù)項(xiàng)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)流、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和加工過(guò)程。

四、概念設(shè)計(jì)( 識(shí)記 )

1、 概念模型 ：可以看成是現(xiàn)實(shí)世界到機(jī)器世界的一個(gè)過(guò)渡的中間層次。在設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)時(shí)，要把現(xiàn)實(shí)世界的事物通過(guò)認(rèn)識(shí)和抽象轉(zhuǎn)換為信息世界的概念模型，再把概念模型轉(zhuǎn)換為機(jī)器世界的數(shù)據(jù)模型。

2、 概念設(shè)計(jì)的主要步驟 ：分三步完成：(1)進(jìn)行 數(shù)據(jù)抽象 ，設(shè)計(jì)局部概念模式；(2)將局部概念模式 綜合 成全局概念模式；(3) 評(píng)審 。

3、 數(shù)據(jù)抽象 ：數(shù)據(jù)抽象的兩種形式：聚集和概括：

　　聚集 ：其數(shù)學(xué)意義就是笛卡爾積的概念，通過(guò)聚集，形成對(duì)象之間的一個(gè)聯(lián)系對(duì)象。如有一些對(duì)象:"老師，課程,班級(jí),上課時(shí)間"，通過(guò)聚集可以得到一個(gè)聯(lián)系對(duì)象"課程表"。聚集表示的是"is_part_of"的關(guān)系。

　　概括 ：是從一類其他對(duì)象形成一個(gè)對(duì)象。如有桃樹、李樹、杏樹等對(duì)象，我們通過(guò)概括或以得到一個(gè)對(duì)象"樹"。概括表示的是"is_a"的關(guān)系，如“李樹”是一種“樹”。

4、基本ER模型的擴(kuò)展( 領(lǐng)會(huì) )

　　ER(實(shí)體聯(lián)系)模型 是對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的一種抽象，它的主要成份是 實(shí)體 、 聯(lián)系 和 屬性 。但是在現(xiàn)實(shí)世界中還有一些特殊的語(yǔ)義。需要擴(kuò)展ER模型的概念才能更好地模擬現(xiàn)實(shí)世界。

　 　依賴聯(lián)系 ：在現(xiàn)實(shí)世界中，有些實(shí)體對(duì)一另一些實(shí)體有很強(qiáng)的依賴關(guān)系，即一個(gè)實(shí)體的存在必須以另一實(shí)體的存在為前提。前者就稱為"弱實(shí)體"，如在人事管理系統(tǒng)中，職 工子女的信息就是以職工的存在為前提的，子女實(shí)體是弱實(shí)體，子女與職工的聯(lián)系是一種依賴聯(lián)系。在ER圖中用雙線框表示弱實(shí)體。用箭頭表示依賴聯(lián)系。

　　子類 ：在現(xiàn)實(shí)中，存在某個(gè)實(shí)體類型中所有實(shí)體同時(shí)也是另一實(shí)體類型中的實(shí)體，此時(shí)，我們稱前一實(shí)體類型為者的子類，后一實(shí)體類型稱為超類。子類有一個(gè)很重要的性質(zhì)繼承性。在ER圖中，超類用兩端雙線框表示，并用加圈的線與子類相連。

5、ER模型的操作( 領(lǐng)會(huì) )

　　ER模型在數(shù)據(jù)庫(kù)概念設(shè)計(jì)過(guò)程中經(jīng)常需要進(jìn)行變換，包括實(shí)體類型、聯(lián)系類型和屬性的分裂、合并和增刪等。

　　實(shí)體類型的分裂包括 垂直分割 、水平分割 。

　　注意：在垂直分割時(shí)，鍵必須在分裂后的每個(gè)實(shí)體類型中出現(xiàn)。在聯(lián)系類型合并時(shí)，所合并的聯(lián)系類型必須是定義在相同的實(shí)體類型中。

6、 采用ER方法的數(shù)據(jù)庫(kù)概念設(shè)計(jì)( 領(lǐng)會(huì) )

采用ER方法進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)概念設(shè)計(jì)分成三步進(jìn)行：

• 首先設(shè)計(jì)局部ER模式
• 然后把各局部ER模式綜合成全局ER模式
• 最后對(duì)全局ER模式進(jìn)行優(yōu)化

五、邏輯設(shè)計(jì)

1、概念設(shè)計(jì)的結(jié)果是得到一個(gè)與DBMS無(wú)關(guān)的概念模式。而 邏輯設(shè)計(jì) 的目的是把概念設(shè)計(jì)階段設(shè)計(jì)好的基本 ER圖轉(zhuǎn)換 為與選用的具體機(jī)器上的DBMS所支持的數(shù)據(jù)模式相符合的 邏輯結(jié)構(gòu) (包括數(shù)據(jù)庫(kù)模式和外模式)。

第六章 數(shù)據(jù)庫(kù)保護(hù)

　　本章不是重點(diǎn)章節(jié)，主要內(nèi)容包括數(shù)據(jù)庫(kù)保護(hù)的四種措施，數(shù)據(jù)庫(kù)的恢復(fù)、并發(fā)控制、完整性和安全性。了解這些內(nèi)容及其在SQL語(yǔ)言中的實(shí)現(xiàn)方式。

一、數(shù)據(jù)庫(kù)的恢復(fù)( 領(lǐng)會(huì) )

1、 事務(wù)的概念 ： 事務(wù)是一個(gè)操作序列 。這些操作要么什么都做，要么都不做，是一個(gè) 不可分割 的工作單位。事務(wù)以BEGIN TRANSACTION語(yǔ)句開始，以COMMIT(提交)語(yǔ)句或ROLLBACK(回退或撤消)語(yǔ)句結(jié)束。

一個(gè)程序的執(zhí)行可通過(guò)若干事務(wù)的執(zhí)行序列來(lái)完成。

2、 事務(wù)的性質(zhì) ： 原子性 (atomicity)、 一致性 (consistency)、 隔離性 (isolation)和 持久性 (durability)。稱為事務(wù)的ACID性質(zhì)。

通過(guò)教材的例子來(lái)理解事務(wù)的性質(zhì) 。

3、故障類型和恢復(fù)方法

4、恢復(fù)的基本原則和實(shí)現(xiàn)方法

　　恢復(fù)的基本原則 很簡(jiǎn)單，就是“ 冗余 ”，即數(shù)據(jù)的重復(fù)存儲(chǔ) 。

實(shí)現(xiàn)方法有：
• (1)定期對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行 復(fù)制 或轉(zhuǎn)儲(chǔ)(dump)。注意幾個(gè)概念：靜態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)、動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)、海量轉(zhuǎn)儲(chǔ)和增量轉(zhuǎn)儲(chǔ)。
• (2)建立“ 日志 ”文件。
• (3) 恢復(fù) 。發(fā)生故障時(shí)有兩種處理方法，如數(shù)據(jù)庫(kù)已破壞，則由DBA裝入最近備份的數(shù)據(jù)庫(kù)然后利用"日志文件"執(zhí)行REDO(重做)操作。如數(shù)據(jù)庫(kù)未被損壞，但某些數(shù)據(jù)不可靠，則系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)執(zhí)行UNDO操作恢復(fù)數(shù)據(jù)。

5、 運(yùn)行記錄優(yōu)先原則 (即 先記錄，再更新，先記完，再結(jié)束 )

• (1)至少要等相應(yīng)的運(yùn)行記錄已經(jīng)寫入“日志”文件后，才能允許事務(wù)往數(shù)據(jù)庫(kù)在寫數(shù)據(jù)。
• (2)直到事務(wù)的所有運(yùn)行記錄都已寫入運(yùn)行“日志”文件后，才能允許事務(wù)完成“END TRANSACTION”處理。

6、SQL中的恢復(fù)操作,可上機(jī)觀察。

二、數(shù)據(jù)庫(kù)的并發(fā)控制( 領(lǐng)會(huì) )

1、并發(fā)控制帶來(lái)的三類問(wèn)題：

• (1)丟失更新的問(wèn)題
• (2)不一致分析問(wèn)題
• (3)“臟數(shù)據(jù)”的讀出。(在數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)中，未提交的隨后又被撤消的數(shù)據(jù)為“臟數(shù)據(jù)”。)

2、為解決并發(fā)控制帶來(lái)的問(wèn)題，通常要采用 封鎖 (locking)技術(shù)，常用的封鎖有：排它型封鎖( X封鎖) 和共享型封鎖( S封鎖 )兩種。

　　X封鎖的規(guī)則稱為 PX協(xié)議 ，其內(nèi)容為：任何企圖更新記錄R的事務(wù)必須先執(zhí)行LOCK X(R)操作，以獲得對(duì)該記錄進(jìn)行尋址的能力，并對(duì)它取得X封鎖。如果未獲得X封鎖，那么這個(gè)事務(wù)進(jìn)入等待狀態(tài)，一直到獲準(zhǔn)X封鎖，事務(wù)繼續(xù)進(jìn)行。

　　簡(jiǎn)記為： 先鎖X，再執(zhí)行，取不到，就等待。

　　PXC協(xié)議 ：它由PX協(xié)議及一條規(guī)則"X封鎖必須保留到 事務(wù)終點(diǎn) (COMMIT或ROLLBACK)"組成。

　 　S封鎖的規(guī)則稱為 PS協(xié)議 ：其內(nèi)容為：任何要更新記錄R的事務(wù)必須先執(zhí)行LOCK S(R)操作，以獲得對(duì)該記錄尋址的能力并對(duì)它取得S封鎖。如果未獲準(zhǔn)S封鎖，那么這個(gè)事務(wù)進(jìn)入等待狀態(tài)，一直到獲準(zhǔn)S封鎖，事務(wù)才繼續(xù)進(jìn)行下去。當(dāng)事務(wù) 獲準(zhǔn)對(duì)記錄R的要封鎖后，在記錄R修改前必須把S封鎖升級(jí)為X封鎖。

　　簡(jiǎn)記為： 先鎖S，再執(zhí)行，鎖不到，就等待，若要修改則升X 。

　　PSC協(xié)議：由PS協(xié)議和“將S封鎖保持到事務(wù)終點(diǎn)”組成。

3、 活鎖 ：是指某個(gè)事務(wù)永遠(yuǎn)處于等待狀態(tài)，得不到執(zhí)行的現(xiàn)象。避免活鎖的方法是采用“先來(lái)先服務(wù)”策略。

　　死鎖 ：有兩個(gè)或以上的事務(wù)處于等待狀態(tài)，每個(gè)事務(wù)都在等待另一個(gè)事務(wù)解除封鎖，它才能繼續(xù)執(zhí)行下去，結(jié)果任何一個(gè)事務(wù)都無(wú)法執(zhí)行，這種現(xiàn)象就是死鎖。

　　解除死鎖的方法是由DBMS中的“死鎖測(cè)試程序”來(lái)檢查，如發(fā)現(xiàn)死鎖則犧牲一個(gè)事務(wù)，并做回退操作,解除它的所有封鎖。

4、 兩段封鎖法 ( 識(shí)記 )

　　兩段封鎖協(xié)議規(guī)定所有事務(wù)都要遵守下列規(guī)則：(1)在對(duì)任何數(shù)據(jù)進(jìn)行讀寫操作之前，事務(wù)首先要獲得對(duì)該數(shù)據(jù)的封鎖；(2)在釋放一個(gè)封鎖之后，事務(wù)不再獲得任何其他封鎖。

　　針對(duì)課本的例子來(lái)理解。

三、數(shù)據(jù)庫(kù)的完整性( 領(lǐng)會(huì) )

1、數(shù)據(jù)庫(kù)的 完整性 是指數(shù)據(jù)的 正確性和相容性 。數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)發(fā)生錯(cuò)誤，往往是由非法更新引起的。

數(shù)據(jù)庫(kù)完整性是通過(guò)DBMS的 完整性子系統(tǒng) 實(shí)現(xiàn)的，它有兩個(gè)功能：

• (1)監(jiān)督事務(wù)的執(zhí)行，并測(cè)試是否違反完整性規(guī)則。
• (2)如有違反，則采取恰當(dāng)?shù)牟僮?，如拒絕、報(bào)告違反情況，改正錯(cuò)誤等方法進(jìn)行處理。
  

　　數(shù)據(jù)庫(kù)完整性子系統(tǒng) 是根據(jù)“ 完整性規(guī)則集 ” 工作的，這些完整性規(guī)則包括： 域 完整性規(guī)則、 域聯(lián)系 的規(guī)則、 關(guān)系完整性 規(guī)則(一個(gè)比一個(gè)大)

2、SQL中的完整性約束

　　在SQL中，表達(dá)完整性約束的規(guī)則有 主鍵約束 、 外鍵約束 、 屬性值約束 和 全局約束等 多種形式。

• 主鍵約束：可用主鍵子句或主鍵短語(yǔ) PRIMARY KEY 來(lái)定義。
• 外鍵約束：可用外鍵子句來(lái)定義如 FOREIGN KEY (S#) REFERNCE S(S#)
• 屬性值約束：包括非空值約束( NOT NULL )和基于屬性的檢查子句( CHECK ) 及域約束子句 如 CREAT DOMAIN AGE SMALLINT CHECK (&#118alue>10)
• 全局約束：包括基于元組的檢查子句( CHECK )和斷言( CREATE ASSERTION 斷言名 CHECK 條件)。

四、數(shù)據(jù)庫(kù)的安全性( 識(shí)記 )

數(shù)據(jù)庫(kù)的安全性是指保護(hù)數(shù)據(jù)庫(kù)防止不合法的使用，以免數(shù)據(jù)的泄漏、非法更改和破壞。

1、安全性級(jí)別：包括 環(huán)境級(jí) 、 職員級(jí) 、 OS級(jí) 、 網(wǎng)絡(luò)級(jí) 和 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)級(jí) 。

2、用戶或應(yīng)用程序 使用數(shù)據(jù)庫(kù)的方式稱為權(quán)限 ，權(quán)限的種類：

• 訪問(wèn)數(shù)據(jù)權(quán)限： 讀、插入、修改、刪除 四種
• 修改數(shù)據(jù)庫(kù)模式權(quán)限： 索引 (創(chuàng)建或刪除索引)、 資源 (創(chuàng)建新關(guān)系)、 修改 (增刪關(guān)系結(jié)構(gòu)屬性)和 撤消權(quán)限 (撤消關(guān)系)

3、權(quán)限的轉(zhuǎn)授與回收：畫一個(gè) 權(quán)限圖 ，只要根結(jié)點(diǎn)到用戶結(jié)點(diǎn)之間存在一條 路徑 ，那么它就有權(quán)限，回收時(shí)就是刪去某些路徑。

4、SQL中的安全性控制

　　SQL中有兩個(gè)安全機(jī)制：一是 視圖機(jī)制 、二是 授權(quán)子系統(tǒng) 。

　　視圖是從一個(gè)或幾個(gè) 基本表 導(dǎo)出的表，是 虛表 ，視圖定義后可以像基本表一樣用于查詢和刪除，但其 更新操作(增、刪、改) 會(huì)受到限制。

　　視圖機(jī)制 把用戶可以使用的數(shù)據(jù)定義在視圖中，這樣用戶就不能使用視圖定義外的其他數(shù)據(jù)，從而保證了數(shù)據(jù)庫(kù)的安全性。視圖機(jī)制使系統(tǒng)具有 三個(gè)優(yōu)點(diǎn) ： 數(shù)據(jù)安全性 、 數(shù)據(jù)獨(dú)立性 和 操作簡(jiǎn)便性 。

　　授權(quán)機(jī)制 可以保證用戶只能進(jìn)行其權(quán)限范圍內(nèi)的操作。

6、數(shù)據(jù)加密可更好地保證數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)的安全性，采用加密算法給把源文變?yōu)槊芪膩?lái)實(shí)現(xiàn)。常用的加密算法有“ 替換方法 ”和 明鍵加密法 。

　　同時(shí)，為保證數(shù)據(jù)庫(kù)的安全，也應(yīng)注意自然環(huán)境的安全性。