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深入理解数据库系统的核心概念与技术
数据库原理是计算机科学与技术专业的一门重要课程,也是自考中的重点科目之一,通过对数据库原理的学习,考生可以掌握数据库系统的基本概念、原理和技术,为今后从事数据库开发、管理和应用等工作打下坚实的基础。
数据库系统的基本概念
1、数据:数据是对客观事物的记录和描述,是数据库中存储的基本对象。
2、数据库:数据库是长期存储在计算机内、有组织的、可共享的数据集合。
3、数据库管理系统(DBMS):DBMS 是位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件,它主要负责数据库的建立、使用和维护。
4、数据库系统(DBS):DBS 是指在计算机系统中引入数据库后的系统构成,它由数据库、数据库管理系统、应用系统、数据库管理员和用户等组成。
数据库系统的结构
1、数据库的三级模式结构:数据库的三级模式结构包括外模式、模式和内模式,外模式是用户与数据库系统的接口,它定义了用户可以看到和使用的数据的逻辑结构;模式是数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述,它是所有用户的公共数据视图;内模式是数据在数据库内部的表示方式,它描述了数据的物理存储结构和存储方式。
2、数据库的两级映像功能:数据库的两级映像功能包括外模式/模式映像和模式/内模式映像,外模式/模式映像保证了数据的逻辑独立性,即当模式改变时,只要对外模式/模式映像做相应的改变,就可以使外模式保持不变,从而应用程序也不必改变;模式/内模式映像保证了数据的物理独立性,即当数据库的存储结构改变时,只要对模式/内模式映像做相应的改变,就可以使模式保持不变,从而应用程序也不必改变。
关系数据库
1、关系模型的基本概念:关系模型是一种数据模型,它以二维表格的形式来表示数据,关系模型中的基本概念包括关系、属性、域、元组和关键字等。
2、关系代数:关系代数是一种用于关系数据库的查询语言,它通过对关系的运算来实现对数据的查询、插入、删除和更新等操作,关系代数的基本运算包括并、交、差、笛卡尔积、选择、投影和连接等。
3、关系数据库的规范化理论:关系数据库的规范化理论是用于设计关系模式的理论,它的目的是减少数据冗余,提高数据的完整性和一致性,规范化理论的主要内容包括函数依赖、范式和模式分解等。
数据库设计
1、数据库设计的步骤:数据库设计是指根据用户的需求,在数据库管理系统的支持下,设计出一个结构合理、数据完整、安全可靠的数据库的过程,数据库设计的步骤包括需求分析、概念结构设计、逻辑结构设计、物理结构设计、数据库实施和数据库运行与维护等。
2、E-R 图的绘制:E-R 图是一种用于表示实体、属性和关系的图形化工具,它是数据库概念结构设计的重要工具,绘制 E-R 图的步骤包括确定实体、确定属性、确定关系和绘制 E-R 图等。
3、关系模式的规范化设计:关系模式的规范化设计是数据库逻辑结构设计的重要内容,它的目的是减少数据冗余,提高数据的完整性和一致性,规范化设计的步骤包括确定关系模式、确定函数依赖、确定范式和进行模式分解等。
数据库管理
1、数据库的安全性:数据库的安全性是指保护数据库中的数据不被非法访问、修改和删除的能力,数据库的安全性措施包括用户认证、授权、访问控制和审计等。
2、数据库的完整性:数据库的完整性是指保证数据库中的数据符合语义和逻辑规则的能力,数据库的完整性措施包括实体完整性、参照完整性和用户定义完整性等。
3、数据库的并发控制:数据库的并发控制是指在多个用户同时访问数据库时,保证数据库的一致性和完整性的能力,数据库的并发控制措施包括封锁、时间戳和乐观控制等。
4、数据库的恢复:数据库的恢复是指在数据库出现故障时,将数据库恢复到故障前的状态的能力,数据库的恢复措施包括日志、备份和恢复算法等。
数据库应用开发
1、数据库应用系统的开发过程:数据库应用系统的开发过程包括需求分析、系统设计、编码实现、测试和维护等阶段。
2、数据库应用系统的设计与实现:数据库应用系统的设计与实现包括用户界面设计、功能模块设计、数据库设计和系统集成等方面。
3、数据库应用系统的测试与维护:数据库应用系统的测试与维护包括单元测试、集成测试、系统测试和维护等环节。
数据库原理是一门重要的计算机科学与技术专业课程,它涉及到数据库系统的基本概念、结构、设计、管理和应用等方面的知识,通过对数据库原理的学习,考生可以掌握数据库系统的核心概念和技术,为今后从事数据库开发、管理和应用等工作打下坚实的基础,考生还需要通过大量的实践和练习,提高自己的实际操作能力和解决问题的能力。
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