数据库概念总结

基本概念集合体：

关系(relation): 一个关系通常就是一张表

元组(tuple)：一行就是一个元组

属性(attribute)：一列就是一个属性

码(key):可以确定一个元组

分量：元组中一个属性值

域：一组具有相同类型的值得集合

数据库三级模式

笛卡尔积：

例子： D1={1,2} D2={1,2}

D1XD2={{1,1},{1,2},{2,1},{2,2}}

主码：PRIMARY KEY

主码从多个候选码中选出，候选码的属性称为主属性，不包含任何候选码中的属性称为非主属性

关系分为三种类型 基本关系（真实存在的表） 查询表（查找结果对应的表） 视图表(不存在的表，由其他视图或基本表导出)

关系运算

U（并） 如果有相同的列名，就找到相同的合并，不同的就增加一行存放

^ （交） 找到相同的行形成一个表即可

-（差） 一个表里除去与减去的那个表相同的部分

X（笛卡尔） 一个表的每一行都与另一张表中的每一行形成一行。

选择 ：σf（R）={t|t∈R∧F（t）=‘真’}从关系R中选取使逻辑表达式F为真的元组，这是从行的角度进行的运算

【例1】查询年龄小于20岁的元组。

σSage<20（Student）

投影：　　　∏A（R） = { t[A] | t∈R }关系R上的投影是从R中选择出若干属性列组成新的关系，投影操作是从列的角度进行的运算

【例2】查询学生关系Student在学生姓名和所在系两个属性上的投影。

　　 ∏Sname,Sdept（Student）

连接：笛卡尔积 保留左边表空值叫左外连接 保留右边表空值叫做右外连接

除运算： 象集 一列上某个值对应的多个其他列的值得集合

除运算的结果就是如果前一个表里某行有的分量（a1）的象集里有另一张表里有的列的投影的话，就取该分量为结果(p56)

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数据库安全概念

主体：就是操作用户

客体：就是被操作的权限。

敏感标记： TS>S>C>P

审计：就是日志，把对数据库的操作生成日志。

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数据库完整性（数据得正确性和相容性--数据在同一对象在不同表中的数据符合逻辑）

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关系数据理论

数据依赖（一个关系内部属性与属性之间的一种约束关系）（这部分转载自 http://blog.sina.com.cn/s/blog_5cd78a5d0100djoj.html 稍微做了改动）

函数依赖

设R（U）是属性U上的一个关系模式，X和Y均为U={A1，A2，…，An}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。

例：

(sno-学生ID，tno-教师ID，cno-课程ID，sname-学生姓名，tname-教师姓名，cname-课程名称，grade-成绩）

1、sno→sname, cno→cname,(sno,cno)→grade √

2、sname→sno, tno→cno, sno→tname ×    

依赖关系的说明

设X、Y均是U的子集

1、X和Y间联系是1:1，则X→Y,Y→X。（相互依赖，可记作X←→Y）

2、X和Y间联系是M:1(M)， 则X→Y。

3、X和Y间联系是M:N(M,N)，则X、Y间不存在函数依赖。

部分依赖说明

（学生ID，所修课程ID）→学生姓名

学生ID→学生姓名

学生姓名可以依赖于关键字的一个主属性——学生ID，因此学生姓名部分函数依赖于（学生ID，所修课程ID）。

完全依赖说明

（学生ID，所修课程ID）→成绩

成绩既不能单独依赖于学生ID，也不能单独依赖于所修课程ID，因此成绩完全函数依赖于关键字。

平凡依赖与非平凡依赖

若Y包含于X，则称X→Y为：平凡函数依赖；

若Y不包含于X，则称X→Y为：非平凡函数依赖。

多值依赖的定义：（本部分参考http://www.2cto.com/database/201412/362708.html）

设R(U)是一个属性集合U上的一个关系模式，X, Y, 和Z是U的子集，并且Z=U-X-Y，多值依赖X->->Y成立当且仅当对R的任一个关系r，r在(X,Z)上的每个值对应一组Y的值，这组值仅仅决定于X值而与Z值无关。

例子：

（课程C） ——（教师T）—（参考书B）

数据库概率 —顾国生老师——数学分析

数据库概率 —顾国生老师——高等代数

数据库概率 —顾国生老师——微分方程

上述例子U{C,T,B},其中课程C和教师T唯一确定一组B，却与T无关，经由C决定，然而T并不是空集，所以是非平凡的多值依赖。

事实上，当T为空的时候，如果C中的每一个值c对应B中的一个确定的值，则变为函数依赖，所以函数依赖是多值依赖的一种特殊情况。

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码

超码

元组部分依赖的称之为 超码 ，候选码是最小的超码

主属性与非主属性

包含在任何一个候选码中的属性称之为 主属性，不包含任何候选码中的属性称之为 非主属性；

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范式（本部分参考 http://blog.sina.com.cn/s/blog_46d817650100yj2i.html ）

第一范式 1NF（特点 ： 属性不可分）下表中的 tel属性分成了两个

nametelage大宝1361234567822小明13988776655010－123456721

第二范式 2NF（特点：属性不可分且非主属性完全依赖于码）

一 个候选码中的主属性也可能是好几个。如果一个主属性，它不能单独做为一个候选码，那么它也不能确定任何一个非主属性。给一个反例：我们考虑一个小学的教务 管理系统，学生上课指定一个老师，一本教材，一个教室，一个时间，大家都上课去吧，没有问题。那么数据库怎么设计？（学生上课表）

学生课程老师老师职称教材教室上课时间小明一年级语文（上）大宝副教授《小学语文1》10114：30

一个学生上一门课，一定在特定某个教室。所以有（学生，课程）－>教室

一个学生上一门课，一定是特定某个老师教。所以有（学生，课程）－>老师

一个学生上一门课，他老师的职称可以确定。所以有（学生，课程）－>老师职称

一个学生上一门课，一定是特定某个教材。所以有（学生，课程）－>教材

一个学生上一门课，一定在特定时间。所以有（学生，课程）－>上课时间

因此（学生，课程）是一个码。

然而，一个课程，一定指定了某个教材，一年级语文肯定用的是《小学语文1》，那么就有课程－>教材。（学生，课程）是个码，课程却决定了教材，这就叫做不完全依赖，或者说部分依赖。出现这样的情况，就不满足第二范式！

有什么不好吗？你可以想想：

1、校长要新增加一门课程叫“微积分”，教材是《大学数学》，怎么办？学生还没选课，而学生又是主属性，主属性不能空，课程怎么记录呢，教材记到哪呢? ……郁闷了吧?(插入异常)

2、下学期没学生学一年级语文（上）了，学一年级语文（下）去了，那么表中将不存在一年级语文（上），也就没了《小学语文1》。这时候，校长问：一年级语文（上）用的什么教材啊？……郁闷了吧?(删除异常)

3、校长说：一年级语文（上）换教材，换成《大学语文》。有10000个学生选了这么课，改动好大啊！改累死了……郁闷了吧？（修改异常）

那应该怎么解决呢？投影分解，将一个表分解成两个或若干个表

学生课程老师老师职称教室上课时间小明一年级语文（上）大宝副教授10114：30

学生上课表新

课程教材一年级语文（上）《小学语文1》

第三范式 3NF(符合2NF 且 消除传递依赖 )

上面的“学生上课表新”符合2NF，可以这样验证：两个主属性单独使用，不用确定其它四个非主属性的任何一个。但是它有传递依赖！

在哪呢？问题就出在“老师”和“老师职称”这里。一个老师一定能确定一个老师职称。问题（老师->(学生，学生课程)->老师职称？）

有什么问题吗？想想：

1、老师升级了，变教授了，要改数据库，表中有N条，改了N次……（修改异常）

2、没人选这个老师的课了，老师的职称也没了记录……（删除异常）

3、新来一个老师，还没分配教什么课，他的职称记到哪？……（插入异常）

那应该怎么解决呢？和上面一样，投影分解：

学生课程老师教室上课时间小明一年级语文（上）大宝10114：30

老师老师职称大宝副教授

BCNF (符合3NF 且主属性不依赖于主属性)

若一个关系达到了第三范式，并且它只有一个候选码，或者它的每个候选码都是单属性，则该关系自然达到BC范式。

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数据依赖的公理系统（这里引用http://www.2cto.com/database/201505/397479.html 且不完全）

这里我非常不熟悉。。。。各位，请到该网址去看吧，不然我怕会误导。

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数据库设计

1.需求分析

数字字典

全系统中的数据项

数据结构

数据流

数据存储描述

2.概念结构设计

E-R图

实体：正方形

属性：椭圆

联系：菱形

数据字典

数据项描述={数据项名,数据项含义说明,别名,数据类型,长度,取值范围,取值含义,与其他数据项的逻辑关系}

数据结构描述={数据结构名,含义说明,组成:{数据项或数据结构}}

数据流描述={数据流名,说明,数据流来源,数据流去向,组成:{数据结构},平均流量,高峰期流量}

数据存储描述={数据存储名,说明,编号,输入的数据流,输出的数据流,组成:{数据结构},数据量,存取频度,存取方式}

处理过程={处理过程名,说明,输入:{数据流},输出：{数据流},处理：{简要说明}}

3.逻辑结构设计

数据模型（就是各种表格和表格间的关系）

4.物理结构设计

存储安排

存取方法选择

存取路径建立

5.数据库实施

创建数据库模式

装入数据

数据库试运行

6.数据库运行和维护

性能检测

转储

恢复

数据库重组

重构