计算机数据库基础知识
数据库原理知识总结和期末试卷
数据库知识要点归纳第1章数据库基础知识1.数据库（DB）是一个按数据结构来存储和管理数据的计算机软件系统。
数据库是长期储存在计算机内的、有组织的、可共享的数据集合。
数据库管理数据两个特征：1.数据整体性 2.数据库中的数据具有数据共享性2.数据库管理系统（DBMS）是专门用于管理数据库的计算机系统软件3.数据库应用系统是在数据库管理系统（DBMS）支持下建立的计算机应用系统，简写为DBAS。
数据库应用系统是由数据库系统、应用程序系统、用户组成的。
例如，以数据库为基础的财务管理系统、人事管理系统、图书管理系统,成绩查询系统等等。
4.数据库系统DBS是一个实际可运行的存储、维护和应用系统提供数据的软件系统，是存储介质、处理对象和管理系统的集合体。
它通常由软件、数据库和数据管理员组成。
5.数据库中数据独立性数据和程序之间的依赖程度低，独立程度大的特性称为数据独立性高。
1、数据的物理独立性数据的物理独立性是指应用程序对数据存储结构的依赖程度。
2、数据的逻辑独立性数据的逻辑独立性是指应用程序对数据全局逻辑结构的依赖程度。
6.数据库的三级模式是模式、外模式、内模式。
1.模式（Schema）一个数据库只有一个模式 2.外模式（External Schema）一个数据库有多个外模式。
3.内模式（Internal Schema）一个数据库只有一个内模式。
7.数据库系统的二级映象技术第2章数据模型与概念模型1.实体联系的类型：一对一联系（1:1）一对多联系（1:n）多对多联系（m:n）2.E-R图描述现实世界的概念模型，提供了表示实体集、属性和联系的方法。
长方形表示实体集椭圆形表示实体集的属性菱形表示实体集间的联系3.数据模型的三要素数据结构、数据操作、数据约束条件数据结构分为：层状结构、网状结构和关系结构常见的数据模型：层次模型、网状模型和关系模型。
层次模型用树形结构来表示各类实体以及实体间的联系１第3章数据库系统的设计方法1.数据库系统设计应分6个阶段进行，这6个阶段是需求分析、概念结构设计、逻辑结构设计、物理结构设计、数据库实施和数据库运行和维护。
计算机数据库基础知识
能够更为直接地描述现实世界，如一个结点可以有 多个双亲
具有良好的性能，存取效率较高
缺点
结构比较复杂，而且随着应用环境的扩大，数据库 的结构就变得越来越复杂，不利于最终用户掌握
DDL、DML语言复杂，用户不容易使用
网状数据模型层次数据模型和网状数据 模型都是早期的数据库数据模型，数据 库系统与文件系统的主要区别就是前者 不仅定义数据的存储而且还定义存储数 据之间的联系，所谓“层次”和“网状” 就是指这种联系的方式。
1.3 数据库系统结构
与数据库打交道的有四类人员：
用户、应用程序员、系统分析员和数据库 管理员。
由于他们对数据库的认识、理解和接触范 围的不同，他们观察、认识和理解数据的 范围、角度和方法也各不相同，从而形成 了各自的数据库视图。
根据各类人员与数据库的不同关系，可 把视图分为三种：
外模式 3 外模式/模式映象
模式/内模式映象
数据库
1. 外模式（External Schema）
外模式（也称子模式或用户模式）
数据库用户（包括应用程序员和最终用户） 使用的局部数据的逻辑结构和特征的描述
数据库用户的数据视图，是与某一应用有关 的数据的逻辑表示
外模式（续）
外模式的地位：介于模式与应用之间
• 但一个应用程序只能使用一个外模式。
外模式（续）
外模式的用途
保证数据库安全性的一个有力措施。 每个用户只能看见和访问所对应的外模式中的
数据
2．模式（Schema）
模式（也称逻辑模式） 数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述 所有用户的公共数据视图，综合了所有用户的需 求
一个数据库只有一个模式 模式的地位：是数据库系统模式结构的中间层
数据库基础知识
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Access 2010 的系统结构是指其包含的数据库对象，不同的数据库对象可以实现不同的数据库 功能。Access 包含的数据库对象有以下6种。
表
查询
窗体
报表
宏
模块
1.4.1 Access 2010的系统结构
28
1．表
表是 Access 数据库的核心和基础，是整个数据库系统的数据源。在表中，数据以二维表的形式 保存，表中的列称为字段，字段是数据信息的最基本载体，是数据的属性体现 ;表中的行称为记录， 一条记录就是 一个完整的信息
1.1.2 数据库系统
9
3．数据库管理系统概述
数据组织、存储与管理：数据库管理系统要分类组织、存储和管理各种数据，包括数 据字典、用 户数据、存取路径等，确定以哪种文件结构和存取方式组织这些数据，如 何实现数据之间的联系， 以提高存储空间利用率和存取效率。
数据库的建立与维护：数据库管理系统能够实现数据库的数据载入、转换、转储、数 据库的重组 合重构及性能监控等，这些功能分别由各个程序来完成。
指表 A 中的一条记录在表 B 中可以对应多条记录，而表 B 中的一条记录在 表 A 中也可 对应多条记录。
1.1.3 数据模型
12
3．数据模型的类型
层次数据模型
网状数据模型
关系数据结构
1.1 数据库基本概念 1.2 关系数据库 1.3 数据库设计基础 1.4 Access 2010 概述
1.2.1 关系模型
外部关键字：如果表中的一个字段不是本表的主关键字，而是另外一个表的主关键字和候选关键 字，这个字段(属性)就称为外部关键字。
1.2.1 关系模型
2．关系的特点
关系必须规范化
A
大学计算机基础--数据库基础知识
大学计算机基础--数据库基础知识第1章数据库基础知识1 选择题1、存储在计算机内有结构的相关数据的集合是（）。
（A）数据库（B）数据库系统（C）数据库管理系统（D）数据结构2、下面有关对数据的理解，其中说法有误的是（）。
（A）数据是指存储在某一种媒体上，能够被识别的物理符号（B）包括描述事物特性的数据内容（C）包括存储在某一种媒体上的数据形式（D）数据形式是单一化的3、下列关于数据库系统的叙述中，正确的是（）。
（A）表的字段之间和记录之间都存在联系（B）表的字段之间和记录之间都不存在联系（C）表的字段之间不存在联系，而记录之间存在联系（D）表中只有字段之间存在联系4、下列关于数据库系统的叙述中，正确的是（）。
（A）数据库系统只是比文件系统管理的数据更多（B）数据库系统中数据的一致性是指数据类型的一致（C）数据库系统避免了数据冗余（D）数据库系统减少了数据冗余5、数据库系统与文件系统的主要区别是（）。
（A）文件系统不能解决数据冗余和数据独立性问题，而数据库系统可以解决该问题（B）文件系统只能管理少量数据，而数据库系统可以管理大量数据（C）文件系统只能管理程序文件，而数据库系统可以管理各种类型文件（D）文件系统简单，而数据库系统复杂6、关系数据库管理系统的3种基本关系运算中不包括（）。
（A）比较（B）选择（C）投影（D）联接7、用二维表结构来表示实体和实体之间联系的数据模型是（）。
（A）表格模型（B）层次模型（C）网状模型（D）关系模型8、客观存在可以区分的事物称为（）。
（A）实体集（B）实体（C）属性（D）联系9、下列实体类型的联系中，属于一对一联系的是（）。
（A）班级对学生的联系（B）父亲对孩子的联系（C）省对省会的联系（D）商店对顾客的联系10、在DBS中，DBMS和OS（操作系统）之间的关系是（）。
（A）并发运行（B）相互调用（C）OS调用DBMS （D）DBMS调用OS11、数据库系统的核心组成部分是（）。
数据库基础知识
1.1 数据库基本概念 1.1.3 数据模型
1、概念模型
实体的属性及其值
属性名称 属性值
学号 05001 05002 05003
姓名 张建国 李天明 王Байду номын сангаас春
性别 男 男 女
出生年月 1981.6 1980.3 1981.5
1.1 数据库基本概念 1.1.3 数据模型
1、概念模型
(3)实体型、实体值和实体集 属性的集合可以表示一种实体的类型，称为实体型，通 常使用实体名和试题属性名的集合来描述。同类型的实体 的集合称为实体集。实体值是实体的具体实例。 例如，对学生实体的描述：学生（学号，姓名，性别，出 生年月）。全体学生就是一个实体集。（05001，张建国， 男，1981.6）是实体集中的一个具体的学生或者是一个实体 值。
1.1 数据库基本概念 1.1.3 数据模型
1、概念模型
（4）实体间的联系 实体间的对应关系，它反映客观事物之间的相互联 系。例如，一个教师可能教几门不同的课程，而每一门 课程又有可能有若干个不同的学生选修。 实体间的联系： ① 一对一的联系 简记为1:1。含义：如果实体A中的任一 实体最多与实体B的一个实体相对应（相联系），反之， 若实体B中的任一实体也最多与实体A中的一个实体相 对应，则称A与B是一对一的关系
1.1 数据库基本概念 1.1.2 数据管理的发展历史
2、文件系统阶段
优点：数据以文件形式保存， 优点：数据以文件形式保存， 与程序独立，且可多次存取。 与程序独立，且可多次存取。 缺点： 缺点： 数据文件是无结构的数据集合， 存在， 数据文件是无结构的数据集合，只能反映客观事物的 存在， 不能反映各事物间的联系。 不能反映各事物间的联系。 数据和应用程序互相依赖，数据文件由程序生成， 数据和应用程序互相依赖，数据文件由程序生成，数 据存取 由程序完成， 意义。 由程序完成，离开所依赖的程序则失去 意义。 服务与不同程序的数据文件互相独立， 共享。 服务与不同程序的数据文件互相独立，无法实现数据 共享。 一个应用程序所对应的数据文件不能为另 一个 程序使 数据冗余大。 用。数据冗余大。 应用程序编制较繁烦，缺乏对数据正确性、安全性、 应用程序编制较繁烦，缺乏对数据正确性、安全性、 保密性 的有效控制手段。 的有效控制手段。
全国计算机二级数据库技术知识点
全国计算机二级数据库技术知识点一、数据库基础知识1、数据模型概念模型逻辑模型（层次模型、网状模型、关系模型、面向对象模型等）物理模型2、数据库系统的组成硬件平台软件平台人员（数据库管理员、系统分析员、数据库设计人员、应用程序员、最终用户）3、数据库管理系统的功能数据定义功能数据操纵功能数据库的运行管理数据库的建立和维护功能二、关系数据库1、关系模型的基本概念关系元组属性域关键字外部关键字2、关系代数传统的集合运算（并、交、差、广义笛卡尔积）专门的关系运算（选择、投影、连接、除）3、关系数据库的规范化第一范式（1NF）第二范式（2NF）第三范式（3NF）BC 范式（BCNF）三、数据库设计与管理1、数据库设计的步骤需求分析概念结构设计逻辑结构设计物理结构设计数据库实施数据库运行和维护2、数据库设计的方法面向数据的方法面向过程的方法面向对象的方法3、数据库的管理数据完整性数据安全性并发控制数据库备份与恢复四、SQL 语言基础1、 SQL 语言的特点一体化高度非过程化语言简洁、易学易用2、数据定义语句CREATE TABLEALTER TABLEDROP TABLE3、数据查询语句SELECTFROMWHEREGROUP BYHAVINGORDER BY4、数据操纵语句INSERTUPDATEDELETE五、高级 SQL 语句1、索引索引的概念索引的类型（聚集索引、非聚集索引）创建索引删除索引2、视图视图的概念创建视图修改视图删除视图3、存储过程存储过程的概念创建存储过程执行存储过程删除存储过程4、触发器触发器的概念创建触发器删除触发器六、数据库应用开发1、数据库应用系统的体系结构C/S 结构B/S 结构2、数据库应用开发工具前端开发工具（VB、VC+＋、Delphi 等）后端数据库管理系统（SQL Server、Oracle、MySQL 等）3、数据库应用开发流程系统规划系统分析系统设计系统实施系统运行与维护七、数据库技术的发展1、分布式数据库分布式数据库的概念分布式数据库的特点分布式数据库的体系结构2、数据仓库与数据挖掘数据仓库的概念数据挖掘的概念数据挖掘的常用技术（关联规则挖掘、分类与预测、聚类分析等）3、大数据技术大数据的概念大数据的特点大数据处理的关键技术（Hadoop 生态系统、Spark 等）以上是全国计算机二级数据库技术的主要知识点，希望对您有所帮助。
第1章数据库基础知识
1.2 数据库系统
1.2.1 数据库系统的组成 数据库系统是由计算机系统、数据库及其描述机构、数据 库管理系统和有关人员组成的具有高度组织性的整体。 1．计算机硬件 计算机硬件是数据库系统的物质基础，是存储数据库及运 行数据库管理系统的硬件资源，主要包括计算机主机、存储 设备、输入输出设备及计算机网络环境。
3
2．数据处理 数据处理是指将数据转换成信息的过程，它包括对 数据的收集、存储、分类、计算、加工、检索和传 输等一系列活动。 计算机是一个具有程序执行能力的数据处理工具， 如图所示。
4
1.1.2 计算机数据管理技术的发展 1. 人工管理阶段 20世纪50年代中期以前，数据管理是以人工管理方式进行的。 数据管理的特点如下。 (1)数据不保存 (2)由应用程序管理数据 (3)数据有冗余，无法实现共享 (4)数据对应用程序不具有独立性
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2．数据操作 数据操作用于描述系统的动态特性，是指对数据库中的各 种数据所允许执行的操作的集合，包括操作及有关的操作规 则。数据库主要有查询和更新(包括插入、删除和修改等)两 大类操作。数据模型必须定义这些操作的确切含义、操作符 号、操作规则(如优先级)及实现操作的语言。
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3．数据的完整性约束 数据的完整性约束是一组完整性规则的集合。数据模型应 该反映和规定数据必须遵守的、基本的、通用的完整性约束。 此外，数据模型还应该提供定义完整性约束条件的机制，以 反映具体所涉及的数据必须遵守的、特定的语义约束条件。
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2．观念世界中的概念模型 概念模型的特征是按用户需求观点对数据进行建模，表 达了数据的全局逻辑结构，是系统用户对整个应用项目涉 及的数据的全面描述。概念模型主要用于数据库设计，它 独立于实现时的数据库管理系统。 概念模型的表示方法很多，目前较常用的是E-R模型。
数据库基础知识
第一章 数据库基础知识
• √ 1.1 数据库的基本概念 • √ 1.2 数据描述 • 1.3 数据模型 • 1.4 数据库系统 • 1.5 关系模型的基本概念 • 1.6 E-R模型的设计 • 1.7 从E-R模型到关系模型的转换 • 1.8 关系代数 • 1.9 关系规范化
• 数据描述
– √概念设计中的数据描述 – √逻辑设计中的数据描述 – 数据联系的描述
数据联系的描述
• 什么是联系：是指实体之间的关系。与一 个联系有关的实体集的个数，称为联系的 元数。例：一元联系、二元联系、三元联 系。
• 二元联系的三种类型：
– 一对一 – 一对多 – 多对多
数据联系的描述
两个实体型间的联系：
一个班级中有若干名学生，
组成
每个学生只在一个班级中学习 n
学生
1:n联系
数据联系的描述
• 多对多联系(m: n):若实体集A中的每一个实体和
实体集B中的多个实体有联系，反过来，实体集B
Hale Waihona Puke 中的每个实体也可以与实体集A中的多个实体有
联系，则称实体集A与实体集B有多对多的联系，
记作m: n。
课程
• 课程与学生之间的联系：
实体型1
实体型1
实体型1
1
1
m
联系名
联系名
联系名
1 实体型2 1:1联系
n 实体型2 1:n联系
n 实体型2 m:n联系
数据联系的描述
• 一对一：若实体集A中的每个实体至多和实
体集B中的一个实体有联系，则称A与B具有
一对一的联系，反过来亦此。一对一的联
系记作1:1。
班级
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提供定义完整性约束条件的机制，以反映具体应用
所涉及的数据必须遵守的特定的语义约束条件。
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1.2.3 基本数据模型
非关系模型
层次模型（Hierarchical Model） 网状模型(Network Model )
数据结构 数据操作 数据的约束条件
10
h
1.2.2 数据模型的组成要素
数据模型是严格定义的一组概念的集合。这些概念 精确地描述了系统的静态特性、动态特性和完整性 约束条件。
数据模型有三部分组成
数据结构 数据操作 数据的约束条件
11
h
1. 数据结构
什么是数据结构
对象类型的集合
两类对象
（3）关系模型的存取路径对用户透明，从而具有更 高的数据独立性，更好的安全保密性，也简化了程 序员的工作和数据库开发建设的工作。
21
h
典型的层次数据库系统
IMS数据库管理系统
第一个大型商用DBMS 1968年推出 IBM公司研制
22
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2、网状数据模型
网状数据模型在现实世界中实体型间的 联系更多的是非层次关系，用层次模型 表示非树形结构是很不直接的，采用网 状模型作为数据的组织方式可以克服这 一弊病。网状模型去掉了层次模型的两 个限制，允许节点有多个双亲节点，允 许多个节点没有双亲节点。
23
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网状数据模型的一个简单实 例
24
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网状模型的优缺点
优点
能够更为直接地描述现实世界，如一个结点可以有 多个双亲
具有良好的性能，存取效率较高
缺点
结构比较复杂，而且随着应用环境的扩大，数据库 的结构就变得越来越复杂，不利于最终用户掌握
DDL、DML语言复杂，用户不容易使用
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网状数据模型层次数据模型和网状数据 模型都是早期的数据库数据模型，数据 库系统与文件系统的主要区别就是前者 不仅定义数据的存储而且还定义存储数 据之间的联系，所谓“层次”和“网状” 就是指这种联系的方式。
数据结构：以基本层次联系为基本单位
基本层次联系：两个记录以及它们之间的一对多 （包括一对一)的联系
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基本数据模型(续)
关系模型(Relational Model)
数据结构：表
面向对象模型(Object Oriented Model）
数据结构：对象
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1、层次模型
层次数据模型层次模型是数据库系统中 最早出现的数据模型，它用树形结构表 示各类实体以及实体间的联系。现实世 界中许多实体之间的联系本来就呈现出 一种很自然的层次关系，如行政机构、 家族关系等。
数据操作是对系统动态特性的描述。
14
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3.数据的约束条件
数据的约束条件
一组完整性规则的集合。
完整性规则是给定的数据模型中数据及 其联系所具有的制约和储存规则，用以 限定符合数据模型的数据库状态以及状 态的变化，以保证数据的正确、有效、 相容。
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数据的约束条件(续)
数据模型对约束条件的定义
…
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姓名 王小明 黄大鹏 张文斌
…
年令 性别
19
女
20
男
18
女
……
h
系名 社会学 商品学 法律学
…
年级 95 95 95 …
关系模型的优点
（1）关系模型建立在严格的数学概念的基础上。它 以关系代数和数理逻辑为基础，经过多年发展，形 成了严密的关系数据库理论。
（2)关系模型的概念单一，数据结构简单、清晰， 用户易懂易用。无论实体还是实体之间的联系都用 关系来表示。对数据的检索和更新结果也是关系 （即表）。
19
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层次数据模型实例
20
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层次模型的优缺点
优点
层次数据模型简单，对具有一对多的层次 关系的部门描述自然、直观，容易理解
性能优于关系模型，不低于网状模型 层次数据模型提供了良好的完整性支持
缺点
多对多联系表示不自然 对插入和删除操作的限制多 查询子女结点必须通过双亲结点 层次命令趋于程序化
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3、关系模型
最重要的一种数据模型。也是目前主要 采用的数据模型
1970年由美国IBM公司San Jose研究 室的研究员E.F.Codd提出
本课程的重点
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关系数据模型
在用户观点下，关系模型中数据的逻辑结构是一张二维表，它 由行和列组成。
学生登记表
学号 95004 95006 95008
课程 1
讲授
m
n
教师
参考书
多个实体型间的1:n联系
8
h
职工
1
n
领导
同一实体型内 部的1:n联系
联系属性的表示方法
课程 m
选修Hale Waihona Puke n 学生成绩9
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1.2.2 数据模型的组成要素
数据模型是严格定义的一组概念的集合。这些概念 精确地描述了系统的静态特性、动态特性和完整性 约束条件。
数据模型有三部分组成
5
h
联系的表示方法
实体型1 1 联系名
1 实体型2 1:1联系
6
实体型1 1 联系名
n 实体型2 1:n联系
h
实体型1 m 联系名
n 实体型2 m:n联系
联系的表示方法示例
班级 1 班级-班长 1
班长 1:1联系
7
班级 1
组成
n 学生
1:n联系 h
课程 m
选修
n 学生
m:n联系
联系的表示方法示例(续)
属性
用椭圆形表示，并用无向边将其与相 应的实体连接起来
学生
学号
姓名
性别
年龄
4
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E-R图(续)
联系
联系本身：用菱形表示，菱形框内写明联系名，
并用无向边分别与有关实体连接起来，同时在无 向边旁标上联系的类型（1:1、1:n或m:n）
联系的属性：联系本身也是一种实体型，也可
以有属性。如果一个联系具有属性，则这些属性 也要用无向边与该联系连接起来
数据库技术与应用
第1章 数据库系统基础知识（2）
1
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2. 概念模型的表示方法
概念模型的表示方法很多，最常用的是 E-R方法
实体－联系方法(E-R方法)
用E-R图来描述现实世界的概念模型 E-R方法也称为E-R模型
2
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E-R图
实体型
用矩形表示，矩形框内写明实体名。
学生
教师
3
h
E-R图(续)
与数据类型、内容、性质有关的对象 与数据之间联系有关的对象
数据结构是对系统静态特性的描述
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2.数据操作
数据操作
对数据库中各种对象（型）的实例（值） 允许执行的操作及有关的操作规则
数据操作的类型
检索 更新（包括插入、删除、修改）
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数据操作(续)
数据模型对操作的定义
操作的确切含义 操作符号 操作规则（如优先级） 实现操作的语言