Princípios do sistema de banco de dados (1) Dados e conexão e características da transação

Definição de banco de dados: um banco de dados (DataBase referido como DB) é uma grande coleção de dados organizada e compartilhada que existe no computador por um longo tempo.

Características do banco de dados:

• Os dados são descritos e armazenados de acordo com um determinado endereço de modelo de dados.
• Pode ser compartilhado por vários usuários
• Menos redundância
• Alta independência de dados
• Fácil de expandir

Linguagem de consulta estruturada

A linguagem de consulta estruturada consiste em 6 partes:

1. Linguagem de consulta de dados (DQL: Linguagem de consulta de dados): Suas sentenças, também chamadas de "sentenças de recuperação de dados", são utilizadas para obter dados de tabelas e determinar como os dados são fornecidos na aplicação. A palavra reservada SELECT é o verbo mais freqüentemente usado em DQL (e em todos os SQL). Outras palavras reservadas comumente usadas em DQL incluem WHERE, ORDER BY, GROUP BY e HAVING. Essas palavras reservadas de DQL são freqüentemente usadas com outros tipos de instruções SQL.
2. Linguagem de Manipulação de Dados (DML: Linguagem de Manipulação de Dados): Suas sentenças incluem os verbos INSERT, UPDATE e DELETE. Eles são usados ​​para adicionar, modificar e excluir, respectivamente.
3. Transaction Control Language (TCL): sua instrução pode garantir que todas as linhas da tabela afetadas pela instrução DML sejam atualizadas a tempo. Incluindo comando COMMIT (enviar), comando SAVEPOINT (ponto de salvamento), comando ROLLBACK (rollback).
4. Linguagem de controle de dados (DCL): usa GRANT ou REVOKE para implementar o controle de acesso para determinar o acesso de usuários individuais e grupos de usuários a objetos de banco de dados. Alguns RDBMS podem usar GRANT ou REVOKE para controlar o acesso a uma única coluna da tabela.
5. Linguagem de definição de dados (DDL): Suas sentenças incluem os verbos CREATE, ALTER e DROP. Crie novas tabelas ou modifique ou exclua tabelas no banco de dados (CREAT TABLE ou DROP TABLE); adicione índices às tabelas, etc.
6. Linguagem de controle de ponteiro (CCL): suas instruções, como DECLARE CURSOR, FETCH INTO e UPDATE WHERE CURRENT, são usadas para operar em linhas individuais de uma ou mais tabelas.

(Da Enciclopédia Baidu)

Dados e contato

Abstração de dados

• Camada física: o nível mais baixo de abstração, descrevendo como os dados são realmente armazenados.
• Camada lógica: um nível ligeiramente superior de abstração do que o nível físico, descrevendo quais dados são armazenados no banco de dados e quais relacionamentos existem entre esses dados.
• Camada de visualização: o nível mais alto de abstração, mas descreve apenas uma determinada parte de todo o banco de dados. Facilita a interação dos usuários com o sistema.

Modelo de dados

Um modelo de dados é uma abstração das características dos dados do mundo real, usado para descrever os conceitos e definições de um conjunto de dados. O modelo de dados é o método de armazenamento de dados no banco de dados e é a base do sistema de banco de dados. Em um banco de dados, a estrutura física dos dados também é chamada de estrutura de armazenamento dos dados, que é a representação e configuração dos elementos de dados na memória do computador; a estrutura lógica dos dados se refere à relação lógica entre os elementos de dados, que são os dados no usuário ou programa A forma de expressão na frente da equipe, a estrutura de armazenamento dos dados pode não ser consistente com a estrutura lógica. Os três elementos do modelo de dados: estrutura de dados, operação de dados e restrições de dados.

1. Modelo de dados conceituais
　　Este é um modelo de dados do mundo real para usuários de banco de dados. É usado principalmente para descrever a estrutura conceitual do mundo . Ele permite que os projetistas de banco de dados se livrem dos problemas técnicos específicos de sistemas de computador e sistemas de gerenciamento de banco de dados na fase inicial do design. Concentre-se em analisar os dados e as conexões entre os dados, o que não tem nada a ver com o sistema de gerenciamento de banco de dados específico. O modelo de dados conceituais deve ser substituído por um modelo de dados lógico antes de ser implementado no sistema de gerenciamento de banco de dados. Por exemplo: modelo ER

2. Modelo de dados lógico
　　Este é o modelo de dados que os usuários veem no banco de dados.É o modelo de dados suportado pelo sistema de gerenciamento de banco de dados específico.Existem principalmente três tipos de modelo de dados de rede, modelo de dados hierárquico e modelo de dados relacional . Este modelo precisa ser orientado ao usuário e ao sistema, e é usado principalmente para a realização de sistemas de gerenciamento de banco de dados. No banco de dados, o modelo de dados é usado para abstrair, representar e processar dados e informações do mundo real, principalmente para estudar a estrutura lógica dos dados.

3. Modelo de dados físicos
　　É um modelo de dados que descreve a estrutura organizacional dos dados no meio de armazenamento, não só relacionado ao sistema de gerenciamento de banco de dados específico, mas também ao sistema operacional e hardware. Cada modelo de dados lógicos possui um modelo de dados físicos correspondente quando é implementado. Para garantir sua independência e portabilidade, o sistema de gerenciamento de banco de dados atribui a maior parte do trabalho de realização do modelo de dados físicos ao sistema para ser concluído automaticamente, e o designer apenas projeta estruturas especiais, como índices e agregações.

Três tipos de modelo lógico de dados

1 Modelo hierárquico (hierárquico)
　　O modelo hierárquico é um dos modelos mais antigos usados ​​em sistemas de banco de dados e sua estrutura de dados é uma "árvore direcionada". O nó raiz está no topo, o nível é o mais alto e os nós filhos estão na parte inferior, organizados camada por camada. As características do modelo hierárquico são:

(1) Se houver um e apenas um nó sem um nó pai, é o nó raiz;
(2) Outros nós têm um e apenas um nó pai. A figura mostra um modelo de dados de nível de gerenciamento de administração educacional departamental, a figura (a) mostra a conexão entre entidades e a figura (b) mostra a conexão entre os tipos de entidade.
2. Modelo de rede (Rede) O
　　modelo de rede expressa a conexão entre entidades com uma estrutura de rede. Cada nó na rede representa um tipo de registro e a conexão é realizada por um ponteiro de link. O modelo de malha pode representar a conexão de vários relacionamentos de subordinação, e também pode representar o relacionamento cruzado entre os dados, ou seja, os relacionamentos horizontais e verticais entre os dados.É uma extensão do modelo hierárquico. O modelo de malha pode facilmente expressar vários tipos de conexões, mas a estrutura é complexa e os algoritmos implementados são difíceis de padronizar. Suas características são:

(1) Um nó pode ter mais de um nó pai;
(2) Pode haver mais de um nó sem um nó pai.

3 - Relação O
　　modelo de relação usa uma estrutura de tabela bidimensional para expressar a conexão entre entidades e é baseado na teoria matemática das relações. A estrutura de dados do modelo relacional é uma coleção de "estrutura de tabela bidimensional". Cada tabela bidimensional também pode ser chamada de relacionamento. No modelo relacional, os objetos e resultados das operações são tabelas bidimensionais. O modelo relacional é atualmente o modelo de banco de dados mais popular. O sistema de gerenciamento de banco de dados que suporta o modelo relacional é chamado de sistema de gerenciamento de banco de dados relacional e o Access é um tipo de sistema de gerenciamento de banco de dados relacional. A figura mostra um modelo de relacionamento simples, onde a figura (a) mostra o modelo de relacionamento e a figura (b) mostra o relacionamento entre os dois modelos de relacionamento. Os nomes dos relacionamentos são relacionamento do professor e relacionamento do currículo. Cada relacionamento é Contém 3 tuplas, o código principal é "Número do Professor".
(1) A consistência da descrição, não só usa o relacionamento para descrever a própria entidade, mas também usa o relacionamento para descrever o relacionamento entre as entidades;
(2) Pode expressar diretamente o relacionamento muitos-para-muitos;
(3) O relacionamento deve ser um relacionamento padronizado, ou seja, todo Cada atributo é um item de dados inseparável, e nenhuma tabela é permitida na tabela;
(4) O modelo relacional é baseado em conceitos matemáticos e tem uma forte base teórica.

A estrutura de dados básica no modelo relacional é uma tabela bidimensional, sem ponteiros de link como hierarquias ou malhas. A conexão entre os registros é refletida pelos atributos do mesmo nome em relacionamentos diferentes. Por exemplo, para localizar os cursos realizados pelo professor "Liu Jin", você pode primeiro localizar o número do professor "1984030" de acordo com o nome no relacionamento do professor e, em seguida, encontrar o nome do curso correspondente ao número do professor "1984030" no relacionamento do curso. Por meio do processo de consulta acima, o número do professor do atributo de mesmo nome serve como um elo entre os dois relacionamentos. Percebe-se que cada modelo relacional do modelo relacional não deve ser isolado, nem é uma pilha de tabelas bidimensionais montadas ao acaso, deve atender aos requisitos correspondentes. O relacionamento é uma tabela bidimensional, ou seja, uma coleção de tuplas. O quadro relacional é uma tabela de nomes de atributos de uma relação. A expressão formal é: R (A ₁ , A ₂ , ..., A _n ), onde R é o nome da relação e _Ai (i = 1, 2, ..., n) é o nome do atributo da relação. Os relacionamentos são conectados por meio de atributos públicos . Por exemplo, a figura mostra duas relações, e a conexão entre as duas relações é realizada através do atributo comum de "Número do Professor".
　　Um banco de dados relacional refere-se a uma coleção de todas as relações correspondentes a um modelo relacional. Por exemplo, em um banco de dados relacional de gerenciamento de administração educacional, existem relações com professores, relações com currículos, relações com alunos, relações com classes, relações com notas, etc.

Referência do MBA Think Tank-Encyclopedia

Conexão entre itens de dados

Existem três tipos de conexões entre itens de dados: um para um, um para muitos e muitos para muitos.
Existem dois itens de dados: A e B.
Um para um (1: 1): atribua um valor a A e haverá apenas um valor B associado a ele. Dê a B um valor de B e haverá apenas um valor de A associado a ele.
Um para muitos (1: M): Dê um valor a A, há zero, um ou mais valores B estão associados a ele. Mas para um valor de B, apenas um valor de A pode ser associado a
ele.Muitos-para-muitos (N: M): para um valor de A, há zero, um ou mais valores de B estão associados a ele. Dê a B um valor, há zero, um ou mais valores de A e seus associados

Links entre valores registrados

A conexão entre o tipo de registro representa o relacionamento abstrato de dados entre duas classes de entidade em um certo sentido, e a conexão entre o valor do registro é a manifestação concreta desse relacionamento. O relacionamento entre os valores do registro e o relacionamento entre os itens de dados têm três relacionamentos e a definição é a mesma.

Características de transação (ACID)

1. Atomicidade
   (1) Todas as operações incluídas na transação são realizadas ou não são realizadas
   (2) A atomicidade é obtida pelo mecanismo de recuperação

2. Consistência
   (1) A execução isolada das transações deve garantir a consistência do banco de dados
   (2) Antes do início da transação, o banco de dados está em um estado consistente; após o término da transação, o banco de dados ainda deve estar em um estado consistente
   (3) A consistência do banco de dados O status é de responsabilidade do usuário e é implementado pelo mecanismo de controle de simultaneidade
   (4) Inconsistências temporárias são permitidas durante o processo de transação
   (5) Por exemplo: transferência bancária, a soma entre as duas contas antes e depois da transferência deve permanecer inalterada

3. Isolamento
   (1) O sistema deve garantir que a transação não seja afetada por outras transações executadas simultaneamente
   (2) Para qualquer par de transações T ₁ , T ₂ , da perspectiva de T ₁ , T ₂ terminou antes de T ₁ começar, ou Inicie a execução após T _{1 ser} concluído
   (3) O isolamento é obtido através do mecanismo de controle de simultaneidade

4. Persistência
   (1) Uma vez que uma transação é confirmada, seu impacto no banco de dados deve ser permanente
   (2) Uma falha do sistema não pode alterar a durabilidade da transação
   (3) A persistência é alcançada através de um mecanismo de recuperação

---

over over over over over over over over over over over over over over over over over over