《数据库系统基础知识》思维导图

boaboa

2022-11-05

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数据库系统概论

软件工程专业

信息系统

数据库系统

数据库系统概论（基础篇）课程是计算机科学与技术专业、软件工程专业、信息系统与信息管理等专业重要的专业基础课程。数据库系统已经成为现代信息系统的核心和基础设施

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思维导图大纲

数据库(DataBase,DB)

指长期储存在计算机内的、有组织的、可共享的数据集合.

数据库系统(DataBase System, DBS)

从广义上讲是由数据库、硬件、软件和人员组成，管理的对象是数据.

数据库管理系统(DataBase Management System, DBMS)

是一种操纵和管理数据库的大型软件，用于建立、使用和维护数据库。主要功能有数据定义、数据库操作、数据库运行管理、数据组织、存储和管理、数据库的建立与维护及其他功能。DBMS通常分为三类:关系数据库系统(Relation DataBase Systems, RDBS)、面向对象的数据库系统(Object-OrientedDataBase system, 0ODBS)、对象关系数据库系统(Object-Oriented Relation DataBase system, ORDBS)。

数据库系统采用三级模式结构

数据库系统在三级模式间提供了两级映像:模式/内模式映像、外模式/模式映像来保证数据库中数据具有较高的逻辑独立性和物理独立性。

(1) 概念模式(模式、逻辑模式)。用以描述整个数据库中数据库的逻辑结构，描述现实世界中的实体及其性质与联系，定义记录、数据项、数据的完整性约束条件及记录之间的联系，是数据项值的框架。一个数据库只有一个概念模式.

(2) 外模式(子模式、用户模式)。用以描述用户看到或使用的那部分数据的逻辑结构，用户根据外模式用数据操作语句或应用程序去操作数据库中的数据。外模式主要描述组成用户视图的各个记录的组成、相互关系、数据项的特征、数据的安全性和完整性约束条件. 一个数据库可以有多个外模式。一个应用程序只能使用一个外模式。

(3) 内模式。是整个数据库的最低层表示，不同于物理层，它假设外存是一个无限的线性地址空间。一个数据库只有一个内模式.

概念模式是数据库的中心与关键;内模式依赖于模式，独立于外模式和存储设备;外模式面向具体的应用，独立于内模式和存储设备;应用程序依赖于外模式，独立于概念模式和内模式.

实体-联系(E-R)模型

概念模型中最常用的方法为实体联系方法，简称E-R方法，主要概念有实体、联系和属性。该方法直接从现实世界中抽象出实体和实体间的联系,主要构件如下图所示:

基本数据模型是按照计算机系统

观点来对数据和信息建模，主要用于DBMS的实现。基本数据模型是数据库系统的核心和基础，通常由数据结构、数据操作和完整性约束三部分组成，其中数据结构是对系统静态特性的描述，数据操作是对系统动态特性的描述，完整性约束是一组完整性规则的集合.

面向对象模型

用面向对象观点来描述现实世界实体的逻辑组织、对象间限制和联系等的模型。一个面向对象数据库系统是一个持久的、可共享的对象库的存储和管理者，而一个对象库是由一个面向对象模型所定义的对象的集合体。面向对象数据库模式是类的集合，面向对象模型提供了一种类层次结构。在面向对象数据库模式中，一组类可以形成一个类层次，一个面向对象数据库可能有多个类层次。在一个类层次中，一个类继承其所有超类的全部属性、方法和消息。面向对象的数据库系统在逻辑上和物理上从面向记录上升为面向对象、面向可具有复杂结构的一个逻辑整体。允许用自然的方法，并结合数据抽象机制在结构和行为上对复杂对象建立模型，从而大幅度提高管理效率，降低用户使用复杂性。

函数依赖

设R(U)是属性U上的一个关系模式，X和Y是U的子集，r为R的任一关系，如果对于r中的任意两个元组u, v,只要有u[X]=v[X],就有u[Y]=v[Y]，则称X函数决定Y,或称Y函数依赖于X，记为X-Y。从函数依赖的定义可以看出，如果有X→U在关系模式R(U).上成立，并且不存在X的任一真子集X使X→U成立,那么称X是R的一个候选键。也就是X值唯一决定关系中的元组。由此可见，函数依赖是键概念的推广，键是一种特殊的函数依赖。在R(U)中，如果X→Y,并且对于X的任何一个真子集X,都有X→Y不成立，则称Y对X完全函数依赖。若X→Y,但Y不完全函数依赖于X,则称Y对X部分函数依赖。在R(U)中，如果X→Y (Y不是X的真子集)，且Y-X不成立，Y→Z,则称Z对X传递函数依赖.