数据库系统复习整理1

【数据库系统复习整理1】 数据库系统是用于存储、管理和检索数据的软件系统，它结合了计算机硬件、数据结构、数据库管理理论以及应用编程等多个领域的知识。本复习整理将重点涵盖关系型数据库、SQL语言、ER模型与范式、数据库设计理论、事务处理以及XML的相关内容。 1. **关系型数据库 (Relational Database)** 关系型数据库是最常见的数据库类型，其数据以表格的形式存储，每个表格称为一个关系或表。表由行（记录）和列（字段）组成，每个字段都有特定的数据类型。关系型数据库的核心特点是数据的结构化，支持数据的一致性和完整性。数据库中的每一行代表一个实体，每一列代表该实体的一个属性。此外，关系型数据库支持使用SQL（结构化查询语言）进行数据操作。 2. **基本概念和结构** - **关系（Relation）**：由一组具有相同属性的元组（tuple）组成，元组是表中的一行。 - **属性（Attribute）**：表中的列，每个列有一个名称（属性名）和数据类型（属性类型）。 - **属性值（Attribute Value）**：每个元组在某一属性上的具体值。 - **关系模式（Relation Schema）**：描述了关系的结构，包括属性及其类型。 - **关系实例（Table）**：关系模式的具体实现，包含当前的数据。 - **键（Key）** - **超键（Super Key）**：能唯一标识元组的属性集。 - **候选键（Candidate Key）**：不包含多余属性的超键。 - **主键（Primary Key）**：数据库管理员指定的候选键，作为元组的唯一标识，不允许为空。 - **外键（Foreign Key）**：引用其他表的主键，描述两个表之间的关联。 3. **关系代数（Relational Algebra）** 关系代数是数据库查询的一种形式化语言，主要包括： - **选择（Select）**：根据指定条件筛选行。 - **投影（Project）**：选取特定的属性列。 - **并（Union）**：合并两个关系的行，属性必须相同。 - **差（Difference）**：去除一个关系中在另一个关系中也存在的行。 - **笛卡尔积（Cartesian Product）**：两个关系的所有行的组合。 4. **SQL** SQL是用于管理和处理关系型数据库的标准语言，支持以下操作： - **创建（Create）**：创建新的数据库、表、视图等。 - **更新（Update）**：修改现有数据。 - **删除（Delete）**：移除数据。 - **查询（Query）**：通过SELECT语句获取数据。 - **视图（View）**：虚拟表，基于一个或多个表的查询结果。 - **索引（Index）**：加速数据访问的特殊数据结构。 - **完整性控制（Integrity Control）**：确保数据的准确性和一致性。 - **授权（Authorization）**：管理用户权限和访问控制。 5. **ER模型和范式（Normal Form）** - **ER模型（Entity-Relationship Model）**：用实体、关系和属性来描述数据结构的图形表示。 - **ER图（E-R Diagram）**：ER模型的可视化表示，用矩形表示实体，椭圆表示属性，连线表示关系。 - **范式（Normal Form）**：规范化的数据库设计，减少数据冗余和更新异常。常见的范式有： - **第一范式（1NF）**：每个属性值都是原子的，不可再分。 - **函数依赖（Functional Dependency）**：描述属性间的关系。 - **闭包（Closure）**：通过函数依赖计算出的属性集合。 - **BCNF/3NF**：第三范式，消除非主属性对候选键的传递依赖。 6. **数据库设计理论** - **存储和文件结构**：涉及磁盘存储、文件组织和B+树索引。 - **查询处理（Query Process）**：查询解析、优化和执行。 - **查询优化（Query Optimization）**：选择最优的执行计划，考虑成本估计。 7. **事务处理** - **事务（Transaction）**：数据库操作的逻辑单元，确保数据的一致性。 - **并发控制（Concurrency Control）**：解决多事务同时执行时的冲突。 - **事务恢复（Recovery System）**：如基于日志的恢复方法和Aries恢复算法。 8. **XML** - **XML（eXtensible Markup Language）**：用于存储和传输结构化数据的标记语言。 - **XML文档模式（XML Document Schema）**：定义XML文档结构的规则。 - **XML查询**：如XPath、XQuery等用于检索XML数据的语言。 通过深入理解这些基本概念和理论，我们可以更好地设计、实现和管理高效、可靠且灵活的数据库系统。数据库技术在现代信息技术中扮演着至关重要的角色，广泛应用于各种业务系统、数据分析和Web服务等场景。