【DBMS HKUST slides1~6】数据库管理系统 知识点总结

Course Outline

• ER Model

• Relational Model and Algebra

• SQL

• Functional Dependencies and Relational Database Design

• Storage and File Systems

• Tree and Hash Indexes

• Query Processing and Implementation of Relational Operators

• Query Optimization

• Transactions

• Concurrency Control Protocols

• Database Recovery

 

数据库在线

schema 模式

instance 实例

DBMS：数据库管理系统

 

文件系统（File System）的主要弊端：

• 数据冗余和不一致（data redundancy and inconsistency）

• 数据访问困难（difficulty in accessing data）、数据孤立（data isolation）

• 完整性问题（integrity problem）

• 原子性问题（atomicity problem）

• 并发访问异常（concurrent-access anomaly）

• 安全性问题（security problem）

 

Data Models 数据模型：

• Object-based logical models 基于对象的逻辑模型：

  • Entity-Relationship Model (ER Model) 实体-联系模型

    提供一种方便的图形化方式来观察数据、联系和约束。

• Record-based Logical Models 基于记录的逻辑模型：

  • Relational Model 关系模型

    • Other：

      Network Model 网络模型

      Hierarchical Model 层次模型

      object-oriented model, objected-relational model …...

     

    数据抽象的三个层次：

    • 物理层（physical level）

    • 概念层（逻辑层，logical level）

    • 视图层（view level）

    

     

    数据库语言

    1. 数据库定义语言（DDL）

    2. 数据操纵语言（DML）

       DML中涉及信息检索的部分称作查询语言（query language）

     

    使用数据库的人员

    1. 数据库管理员（DataBase Administrator，DBA）：对系统进行集中控制的人

    2. 数据库用户：四种类型，系统为不同类型用户设计不同类型的用户界面

       1. 无经验的用户（naïve user）：通过激活事先写好的应用程序同系统交互，典型用户界面是表格界面。

       2. 应用程序员（application programmer）：开发用户界面

       3. 老练的用户（sophisticated user）：不通过编写程序同系统交互，而是用数据库查询语言或数据分析软件等工具表达要求。

       4. 专门的用户（specialized user）：编写专门的、不适合于传统数据处理框架的数据库应用的富有经验的用户。

    DBMS的结构

    

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    E-R图（实体-联系图，ER Diagram）

    实体-联系模型（Entity-Relationship (ER) model）

    1. 实体（entity）

       • 实体

       • 实体集（entity set）：相同类型（具有相同性质/属性）的一个实体集合。

         1. 弱实体集（weak entity set）：不具有足够的属性构成主码的实体集。

         2. 有主码的实体集则称作强实体集（strong entity set）。

       • 属性（attribute）

         • E-R模型中属性的分类：

           1. 简单（simple）属性/复合（composite）属性：

           简单属性不能划分为更小的部分；

           复合属性可以划分为更小的部分（其他属性）。 复合属性可以有层次，子属性可进一步划分。

           2. 单值（single-valued）属性/多值（muti-valued）属性：

           单值属性对一个特定的实体都只有单独的一个值；

           多值属性对一个特定的实体有对应的一组值。用花括号表示属性是多值的。

           3. 派生（derived）属性：可从别的相关属性或实体派生出来。

         • 码（key）：足以区分每个实体的属性集

           • 复合码（Composite Key）

           • 候选码（candidate key）—> 主码（primary key）

    2. 联系（relationship）

       • 联系

         • Recursive Relationship

       • 约束（Constraints）

         • 映射类型：

         1. 一对一（one-to-one）

         2. 一对多（one-to-many）

         3. 多对一（many-to-one）

         4. 多对多（many-to-many）

         5. 

         

         

         • 参与约束

           1. 如果实体集E中的每个实体都参与到联系集R的至少一个联系中，实体集E在联系集R中的参与称为全部的（total）

           2. 如果实体集E中只有部分实体参与到联系集R的联系中，实体集E到联系集R的参与称为部分的（partial）。

       • 联系集

         • 二元（binary）联系集：涉及两个实体集的联系集。dbms中的大部分联系集都是二元的。

         • 非二元联系集

       eg.三个实体集instructor、student和project通过联系集proj_guide相关联。

       3. Class Hierarchy

       

       

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       关系模式Relational Model

       基本术语

        

       E-R图转换为关系模式

       步骤：

       Step 1 (Strong Entity Set)

       Step 2 (Weak Entity Set)

       Step 3 (1-to-1 Relationship)

       Step 4 (1-to-many Relationship)

       Step 5 (Many-to-many Relationship)

       Step 6 (Non-binary Relationship)