数据库基础 第一章 数据库系统基础知识

数据库系统基础名词解释第一章1.数据: 数据是描述现实世界的各种信息的符号记录，是信息的载体，是信息的具体表现形式，其具体的表现有数字、文字、图形、图像、声音等。

2.信息: 信息是现实世界事物存在的方式或运动状态，是一种已经被加工为特定形式的数据。

3.数据处理: 数据处理指的是利用计算机从大量的原始数据中抽取有价值的信息，作为行为和决策的依据。

4.数据管理: 在数据处理的一系列活动中，将数据收集、存储、分类、传输等基本操作环节称为数据管理。

5.数据库: 数据库是长期存储在计算机内、有组织的、可共享的数据集合，具有较小的冗余度，较高的数据独立性和易扩展性。

6.DBMS (数据库管理系统): 数据库管理系统是操纵和管理数据库的一组软件，它是数据库系统(DBS)的重要组成部分，位于用户和操作系统之间，用于建立、运用和维护数据库，具有定义、建立、维护和使用数据库的功能。

7.数据库系统: 数据库系统是指在计算机系统中引入数据库后的系统构成，其总目的是存储和产生所需要的信息，一般由数据库、数据库管理系统、用户和硬件环境组成。

8.DBA: 是“数据库管理员”的简称，是数据库系统中的高级用户，全面负责数据库系统的管理、维护、正常使用等工作。

9.外视图(个别用户视图): 外视图是数据库的三个抽象层次中最靠近用户的一层，反映各个用户看待数据库的方式，是概念视图的某一部分的抽象表示。

10.内视图(存储视图): 内视图是数据库的三个抽象层次中最靠近物理存储的一层，反映数据的实际存储方式，是整个数据库实际存储的表示。

11.概念视图(用户共同视图): 概念视图是数据库的三个抽象层次中介于内外两层之间的中间层，是所有个别用户视图综合起来的用户共同视图，是所有外视图的一个最小并集，是整个数据库实际存储的抽象表示。

12.模式: 模式是数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述，它仅涉及到对数据类型的描述，不涉及到具体的数值。

13.外模式: 外模式是是数据库用户的数据视图，描述数据的局部逻辑结构，是概念模式的子集。

数据库系统概论教案第一章：数据库基础知识1.1 数据库概念介绍数据库的定义、发展历程和分类解释数据、信息、知识与数据之间的关系1.2 数据模型介绍实体-联系模型、关系模型、层次模型和网状模型等解释数据模型的概念和作用1.3 数据库系统的结构介绍数据库系统的三级模式结构：外模式、模式和内模式解释数据库管理系统(DBMS)的概念和功能第二章：关系数据库理论2.1 关系模型介绍关系模型的基本概念：关系、属性、元组和域解释关系代数和元组关系演算的概念2.2 关系的完整性约束介绍实体完整性、参照完整性和用户定义完整性解释完整性约束的作用和意义2.3 数据库设计介绍需求分析、概念设计、逻辑设计和物理设计等阶段解释数据库设计的方法和步骤第三章：SQL语言3.1 SQL概述介绍SQL语言的概念、特点和应用范围解释SQL语言的基本语法和操作3.2 数据定义语言介绍创建表、修改表和删除表的SQL语句解释数据类型、主键、外键和索引的概念3.3 数据操纵语言介绍插入、删除、更新和查询数据的SQL语句解释聚合函数、分组和排序等概念第四章：数据库查询优化4.1 查询优化概述介绍查询优化的目的和重要性解释查询优化的方法和策略4.2 查询优化技术介绍基于规则的优化和基于成本的优化等方法解释查询优化中的代价估算和执行计划等概念4.3 索引和查询优化介绍索引的概念、分类和作用解释索引的创建、维护和优化策略第五章：事务管理5.1 事务概念介绍事务的定义、属性（ACID）和类型解释事务的作用和意义5.2 事务管理机制介绍并发控制和一致性维护的机制解释锁定、死锁和事务隔离级别等概念5.3 事务编程介绍使用编程语言实现事务的方法解释事务的提交、回滚和恢复等操作第六章：数据库安全与保护6.1 数据库安全概述介绍数据库安全的重要性解释数据库安全策略和威胁类型6.2 访问控制介绍自主访问控制（DAC）和强制访问控制（MAC）解释角色Based 访问控制（RBAC）和属性基访问控制（ABAC）6.3 加密技术介绍对称加密和非对称加密的概念解释哈希函数和数字签名在数据库安全中的应用第七章：数据库备份与恢复7.1 备份策略介绍完全备份、差异备份和增量备份等备份策略解释备份的频率和时间点选择7.2 恢复机制介绍恢复基点和恢复策略解释使用备份文件进行数据恢复的步骤和注意事项7.3 灾难恢复介绍灾难恢复计划和数据中心的地理位置选择解释镜像站点和负载均衡在灾难恢复中的应用第八章：数据库性能调优8.1 性能调优概述介绍性能调优的目标和重要性解释性能调优的方法和策略8.2 查询优化介绍查询优化的方法和工具解释如何使用查询分析器分析查询执行计划8.3 系统参数调优介绍数据库系统参数的概念和作用解释如何调整系统参数以提高数据库性能第九章：分布式数据库系统9.1 分布式数据库概念介绍分布式数据库的定义和特点解释分布式数据库系统的架构和组件9.2 数据分布策略介绍垂直分区和水平分区的概念解释数据本地化和数据复制在分布式数据库中的应用9.3 分布式查询处理介绍分布式查询处理的挑战和解决方案解释分布式查询优化和数据一致性维护的策略第十章：数据库新技术与发展趋势10.1 云计算与数据库介绍云计算的概念和数据库在云计算中的应用解释云数据库服务的特点和优势10.2 大数据与数据库介绍大数据的概念和数据库在大数据处理中的应用解释NoSQL数据库和NewSQL数据库的特点和优势10.3 与数据库介绍的概念和数据库在中的应用解释数据库智能化和自动化查询推荐的概念重点和难点解析重点环节一：关系模型的基本概念和关系代数、元组关系演算补充和说明：关系模型是数据库理论的核心，掌握关系模型的基本概念是理解数据库操作的基础。

数据库基础知识第⼀章概念1、数据：描述事物的符号记录称为数据。

特点：数据和关于数据的解释不可分。

2、数据库：长期存储在计算机内、有组织、可共享的⼤量的数据的集合。

数据库中的数据按照⼀定的数据模型组织、描述和存储，具有较⼩的冗余度、较⾼的数据独⽴性和易扩展性，并可为各种⽤户共享。

特点：永久存储、有组织、可共享。

3、数据库管理系统(DBMS)：位于⽤户与操作系统之间的⼀层数据管理软件。

主要功能：数据定义功能（DDL）；数据组织、存储和管理；数据操纵功能（DML）；数据库的事务管理和运⾏管理；数据库的建⽴和维护功能；其他功能。

4、数据库系统（DBS）:由数据库、数据库管理系统（及其开发⼯具）、应⽤系统、数据库管理员构成。

5、数据管理技术三个阶段：⼈⼯管理、⽂件系统、数据库系统。

6、两类数据模型：概念模型（⼜叫信息模型）；逻辑模型、物理模型7、数据模型的组成要素：数据结构、数据操纵和数据的完整性约束条件。

8、概念模型：⽤于信息世界的建模，是现实世界到信息世界的第⼀层抽象，是数据库设计⼈员进⾏数据库设计的有⼒⼯具也是数据库设计⼈员与⽤户之间进⾏交流的语⾔。

9、信息世界中的概念：实体、属性、码、域、实体型、实体集、联系；两个实体之间的联系⼜分为⼀对⼀，⼀对多，多对多。

10、E-R图：表⽰实体型、属性和联系的⽅法，实体型⽤矩形，属性⽤椭圆，联系⽤菱形。

11、关系的完整性约束条件包括三⼤类：实体完整性、参照完整性、和⽤户⾃定义完整性。

12、数据库系统的三级模式结构：模式、外模式、内模式。

数据库的⼆级映像：外模式/模式映像，模式/内模式映像。

第⼆章关系数据库1、关系模型由关系数据结构、关系操作集合和关系完整性约束三部分组成。

2、关系操作：查询操作和插⼊、删除、修改操作两⼤部分。

查询操作⼜可分为选择、投影、连接、除、并、差、交、笛卡尔积等。

3、实体完整性：主属性不能为空；参照完整性：关系与关系间的引⽤（⼀般为两张表，或者⼀张表内部也存在）；⽤户⾃定义的完整性。

数据库系统的基础知识和设计数据库系统是现代信息管理的重要工具，它以数据为核心，通过建立、维护和利用数据库来解决数据管理和信息处理的需求。

本文将介绍数据库系统的基础知识和设计原则，以帮助读者全面了解和掌握数据库系统。

一、数据库系统的基础知识1. 数据库概述数据库是一个有组织的、可共享的数据集合，它以一定的数据模型组织数据，并提供了数据的存储、管理和访问功能。

常见的数据库系统有关系型数据库、面向对象数据库和NoSQL数据库等。

2. 数据模型与关系模型数据模型是对现实世界的抽象表示，关系模型是其中最常用的一种数据模型。

关系模型使用二维表格的形式表示数据，并通过关系代数和关系演算来进行数据操作。

3. 数据库管理系统数据库管理系统（DBMS）是管理数据库的软件系统，它负责数据的存储、安全性、完整性、并发控制和恢复等方面的管理工作。

常见的DBMS有Oracle、MySQL、SQL Server等。

4. 数据库设计数据库设计是建立数据库系统的过程，它包括概念设计、逻辑设计和物理设计三个阶段。

概念设计阶段定义了数据库的整体结构，逻辑设计阶段将概念模型转换为关系模型，物理设计阶段确定了数据的存储方式和索引策略。

二、数据库设计原则1. 数据库范式数据库范式是数据设计时需要满足的一些规范，它可以提高数据的一致性、减少冗余和提高查询效率。

常见的范式有第一范式（1NF）、第二范式（2NF）和第三范式（3NF）等。

2. 主键与外键主键是用来唯一标识一条记录的属性或属性组合，它具有唯一性和非空性。

外键是关系模型中一个表中的字段，它引用另一个表中的主键，用于建立表之间的关系。

3. 索引设计索引是数据库中用于快速查找数据的结构，它可以提高查询效率。

在设计索引时，需要考虑选择合适的字段作为索引字段、确定索引类型和设置适当的索引顺序等。

4. 视图设计视图是虚拟的表，它是由基本表中的数据计算、检索或汇总得到的。

视图可以简化数据访问、保护数据安全和提高数据的独立性。

数据库系统原理课程总结第一章数据库基础知识1.信息、信息特征及作用（1）信息的内容是关于客观事物或思想方面的知识。

（2）信息是有用的。

（3）信息能够在空间可时间上传递。

（4）信息需要一定的形式表示。

2.数据、数据与信息的关系及数据的特征（1）数据哟“型”与“值”之分。

（2）数据受数据类型和取值范围的约束。

（3）数据有定性表示和定量表示之分。

（4）数据应具有载体和多种表现形式。

3.手工管理数据库阶段（1）手工管理阶段不保存大量的数据。

（2）手工管理数据库阶段没有软件系统对数据刻库进行管理。

（3）手工管理阶段基本上没有“文件”概念。

（4）手工管理阶段是一组数据对应一个程序。

4.数据库技术的发展历程（1）出现了许多商品化的数据库管理系统。

（2）数据库技术成为实现和优化信息系统的基本技术。

（3）关系方法的理论研究和软件系统的研制取得了很大成果。

5.数据库系统的软件的组成（1）操作系统。

（2）数据库管理系统和主语言编译系统。

（3）数据库应用开发工具软件。

（4）数据库应用系统及数据库。

第二章数据库模型与概念模型1.数据模型的三要素a.数据结构b.数据操作c.数据约束条件2.常见的数据模型当前，数据库领域最常用的数据模型主要有3种，它们是层次模型，网状模型和关系模型。

3.层次模型1）层次模型的定义a.有且仅有一个节点没有双亲结点，这个节点成为根结点。

b.出去根节点之外的其他结点有且只有一个双亲结点。

2）层次模型的存储结构a.邻接存储法。

邻接存储法是按照层次书前序穿越的顺序，把所有纪录值依次邻接存放，即通过物理空间的位置相邻来安排层次顺粗，实现存储。

b.链接存储法。

链接存储法是指用引元来反映数据之间的层次联系，它主要有子女-兄弟链接法和层次序列链接法两种方法。

4.网状模型1）网状模型的基本特征a.有一个以上的结点没有双亲。

b.结点可以有多余一个的双亲。

5.关系模型1）关系模型的存储结构在关系数据库的物理组织中，关系以文件形式存储。