软件评测师-数据库基础知识
一、数据库的概述
1.1 数据库管理员的职责
（1）决定数据库中的信息内容和结构
（2）决定数据库中的存储结构和存取策略
（3）定义数据库的安全性要求和完整性约束条件
（4）监控数据库的使用和运行
（5）数据库的性能改进、数据库的重要重组和重构，以提高系统的性能
1.2 大数据的特征
概念：指“无法用现有的软件工具提取、存储、搜索、共享、分析和处理的海量的、复杂的数据集合”。
（1）大量化
（2）多样化
（3）价值密度低
（4）快速化
二、数据库的模型
2.1 数据模型的三要素
（1）数据结构：所研究的对象类型的集合，是对系统静态特性的描述。
（2）数据操作：支队数据库中各种对象的实例允许执行的操作的集合，包括操作及操作规则。
（3）数据的约束条件：一组完整性规则的集合
2.2 实体间的联系类型
（1）一对一：指实体集E1中的一个实体最多只与实体集E2中的一个实体相联系，记为：1:1
（2）一对多：指实体集E1中的一个实体可以与实体集E2中的多个实体相联系，记为：1：n
（3）多对一：指实体集E1中的多个实体只能与实体集E2中的一个实体相联系，记为：n:1
（4）多对多：指实体集E1中的多个实体可与实体集E2中的多个实体相联系，记为：m:n
2.3 实体的属性
（1）简单属性：简单属性是原子的、不可再分的，如果不特别声明，通常都是指简单属性。
（2）复合属性：复合属性是相对于简单属性来说的，复合属性可以细分为更小的部分，既可以划分为别的属性，如果考题考察复合属性，一般需要特别声明一下。
（3）单值属性：指属性对于一个特定的实体都只有单独的一个值。
（4）多值属性：多只属性是相对于单值属性来说的，在某些特定情况下，一个属性可以对应一组值。
（5）NULL属性：当实体在某个属性上没有值，或属性值未知时，使用NULL值，表示无意义或不知道。
（6）派生属性：该属性可以从其他属性得出
2.4 数据库的三级模式
概念：数据的存储结构各不相同，单体系结构基本上都具有相同的特征，采用“三级模式和两级映像”
（1）外模式：也称用户模式或子模式，描述外模式的数据定义语言称为“外模式DDL”。
（2）概念模式：也称模式，描述概念模式的数据定义语言称为“模式DDL”。
（3）内模式：也称存储模式
三、关系数据库的基本概念
3.1 关系数据库的基本概念
（1）属性：在现实世界中一个事物常常取若干特征来描述，这些特征成为属性，在关系数据库中对应列。
（2）域：每个属性的取值范围对应一个值的集合，称为该属性的域。
（3）目或度：属性个数n是关系的目或度，同时也是关系的“元数”。
（4）元祖：关系模式中每一组属性的具体取值，在关系数据库中对应行。
（5）候选码：弱关系中某一属性（或属性组）的值能唯一地值能唯一地标识一个元祖，则称该属性（属性组）为候选码。如果关系模型的所有属性组试着关系模式的候选码，称为全码。
（6）主码：若一个关系有多个候选码，则选定其中一个为主码。包含在任何候选码中的属性称为主属性。不包含在任何候选码中的属性称为非码属性。
（7）外码：如果关系模式R中的属性（属性组）不是该关注的主码，但它是其他关系的主码，那么该属性（属性组）对关系模式R而言是外码。
3.2 关系的三种类型
（1）基本关系：通常又称为基本表或基表，是实际存在的表，它是实际存储数据的逻辑表示。
（2）查询表：查询结果对应的表。
（3）视图表：是由基本表或其他视图表导出的表，由于它的本身不独立存储在数据库中，数据库中只存放它的定义，所以常称为虚表。
3.3 完整性约束
完整性约束：完整性规则保证授权用户对数据库进行修改不会破坏数据的一致性。关系模型的完整性规则是对关系的某种约束条件，分为一下三种
（1）实体完整性：规定基本关系R得主属性A不能取空值。
（2）参照完整性：存在于两个关系之间，用于描述关系模型中实体及实体间的联系。
（3）用户定义的完整性：针对某一具体的关系数据库的约束条件，反应某一具体应用所涉及的数据必须满足的要求，由应用环境决定。
四、关系代数运算
4.1 简单运算分类
比较运算符：＞、≥、＜、≤、＝、≠
逻辑运算符：^ （与）、V（或）、¬（非）
集合运算符：∪（并）、 -（差）、∩（交）、×（笛卡尔积）
4.2 关系运算
σ（选择）
π（投影）
⨝（连接）
÷（除）
4.3 选择操作
选择运算从关系的水平方向进行运算，是从关系R中选择满足给定条件的若干个元组。
4.4 投影操作
投影运算从关系的垂直方向进行运算，在关系R中选择出若干属性列G组成新的关系。
4.5 连接操作
连接运算是从两个关系R和S的笛卡儿积中选取满足条件的元组。因此可以认为笛卡儿积是无条件连接，其他的连接操作认为是有条件连接。连接运算可分为θ连接、等值连接及自然连接。自然连接是一种特殊的等值连接，它要求两个关系中进行比较的分量必须是相同的属性组，并且在结果集中将重复属性列去掉，记作R⨝S。
五、关系数据库SQL语言与编程
5.1 SQL语言的核心功能
SQL语言功能极强，只用了9个动词表示其核心功能，具体分类如下所示
（1）数据定义：CREATE、ALTER、DROP
（2）数据查询：SELECT
（3）数据操纵：INSERT、UPDATE、DELETE
（4）数据控制：GRANT、REVOKE
5.2 SQL的三级模式结构
5.3 数据定义
六、关系数据库的规范化
6.1 函数依赖
设R(U)是属性集U上的关系模式，X、Y是U的子集。若对R(U)的任何一个可能的关系r，r中不可能存在两个元组在X上的属性值相等，而在Y上的属性值不等，则称X函数决定Y或Y函数依赖于X，记作X→Y。常见的函数依赖包括：完全函数依赖、部分函数依赖、传递函数依赖、平凡的函数依赖和非平凡的函数依赖。
6.2 关系数据库的规范化
关系数据库设计的方法之一就是设计满足适当范式的模式，通常可以通过判断分解后的模式达到几范式来评价模式规范化的程度。常见的范式包括第一范式、第二范式、第三范式、BCNF范式和第四范式等。
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