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[大数据]数据库知识点总结

配套视频中国慕课哈工大数据库系统

数据库课程讲什么（概览）

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名词解释：

数据库–表//Database,DB：相互有关联关系的数据（表）的集合
数据库管理系统//Database Management System,DBMS：管理数据的一种系统软件
数据库应用程序//Database Application,DBAP：不同用户完成某种功能的程序
数据库管理员//Database Administrator,DBA：管理数据库管理系统

数据库管理员使用SQL语言通过数据库管理系统对数据库进行维护与控制
对于不熟悉SQL的用户，基于数据库即一堆表的集合开发数据库应用程序
数据库管理系统对数据库存储与查询和管理
数据库应用程序由数据库管理系统提供数据库服务
由现实世界抽象出信息世界（用E-R图表示），再基于关系模型设计计算机世界（定义了数据库）。由现实世界到信息世界要学习数学建模：信息模型，由信息世界到计算机世界要学习数据库设计。

数据库系统的课程划分和作用

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课程1、3针对数据库设计进行讲解
课程2针对数据库应用程序开发进行讲解
课程4针对数据库存取与控制进行讲解

课程1 基本知识与关系模型

第1讲基本概念

第1节什么是数据库（DB）

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数据库是有关联关系的表的集合。
对Table（表）的抽象

表名和表标题构成（关系）模式
表名、表标题、表内容构成表/关系
列（字段/属性/数据项）由列名和列值构成

第2节什么是数据库系统（DBA）

1. 数据库系统的构成—概念（抽象）层次

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2. 数据库系统—实例层次

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DBA通过DBMS管理DB

第3节什么是数据库管理系统（DBMS）

1. 从用户角度看数据库管理系统的功能

1. 定义功能
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用户根据DBMS提供的DDL语言，描述要建立的表，DBMS依照用户给出的定义，创建数据库及其中的Table
2. 操纵功能

用户（管理员）根据DBMS提供的DML语言，描述要进行的操纵，DBMS依照用户给出的操纵描述，对数据进行增、删、改、查。
3. 保护功能
2. 数据库的恢复。在数据库被破坏或者数据不正确时，系统有能力把数据库恢复到正确状态。
3. 数据库的并发控制。在多个用户同时对一个数据进行操作时，系统能够加以控制，防止破坏DB中的数据
4. 数据完整性控制。保证数据库中数据及语义的正确性和有效性，防止任何对数据进行破化的操作。
5. 数据库安全性控制。防止未经授权的用户存取数据库中的数据他，以免数据的泄露、更改或破坏。
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4. 维护功能
5. 数据字典
数据库系统中存放三层结构定义的数据库成为数据字典（Data Dictionary,DD）。对数据库的操作都要通过DD才能实现。DD中还存放着数据库运行时的统计信息，例如记录个数、访问次数等。管理DD的子系统称为”DD系统“。

2. 数据库语言

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3. 从系统的角度看

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右侧虚线内容为黄色框即DBMS一部分内容

6. 数据保存在磁盘上，存储管理器控制其读写操作
7. 数据从磁盘上被读写到内存中，进而由缓冲区管理器控制读写操作。然后才能被CPU访问。
8. 数据库上的一张张表，被索引/文件和记录管理器管理，要想访问数据，要向缓冲区管理器发送页面令，向存储管理器发送读页/写页命令。
9. 一般内存与磁盘的管理都有操作系统实现，但也有个别DBMS可以直接执行上述操作。
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小结

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第2讲数据库系统的结构抽象和演变

第1节数据库系统的标准结构

1. DBMS管理数据的三个层次

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外部层次（用户层次）
全局层次（逻辑/概念层次）
内部层次

2. 数据（或视图）与模式的区别

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3. 三层模式与两级映像

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三层模式：外模式（用户模式）、全局模式（概念模式、逻辑模式）、内模式（物理模式、存储模式）

两层映像：逻辑模式到外模式的映像E-C映像。逻辑模式到内模式的映像E-I映像。

4. 数据库系统的标准结构

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5. 两个独立性

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第2节数据抽象的级别

1. 数据模式的概念

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数据的结构的结构是数据模型

2. 数据抽象的过程

概念模型：表达用户需求观点的数据全局逻辑结构的模型
逻辑模型：表达计算机实现观点的DB全局逻辑结构的模型
外部模型：表达用户使用观点的DB局部逻辑结构模型
内部模型：表达DB物理结构的模型

数据抽象的过程,也就是数据库设计的过程,具体步骤如下:
第1步:根据用户需求，设计数据库的概念模型，这是一个“综合”的过程。
第2步:根据转换规则，把概念模型转换成数据库的逻辑模型，这是一个“转换”的过程。第3步:根据用户的业务特点，设计不同的外部模型，给程序员使用。也就是应用程序使用的是数据库的外部模型。外部模型与逻辑模型之间的对应性称为映像。
第4步:数据库实现时，要根据逻辑模型设计其内部模型。内部模型与逻辑模型之间的对应性称为映像。
一般的，第1步称为DB的概念设计，第2、3步称为DB的逻辑设计，第4步称为DB的物理设计。