本章根据老师给出的知识点作进一步相对生动一点的解释。
不保证完全正确。
先给出总的知识点,再给出生动解释。
知识点
- 数据模型通常由三部分组成:数据结构、数据操作和完整性约束。
- 关系模式中主码的取值必须唯一且非空,这是实体完整性的要求。
- 数据独立性包括逻辑独立性和物理独立性。
- 游标的功能是把集合记录转换为单记录。
- 当数据库被破坏后,如果事先保存了数据库副本和日志文件,则有可能恢复数据库。
- 非规范化的过程可以将属性域变为简单域以达到第一范式(1NF),然后通过消除非主属性对主键的部分依赖来达到第二范式(2NF),最后通过消除非主属性对主键的传递依赖来达到第三范式(3NF)。
- DBMS 存取控制机制主要包括两部分:自主存取控制和强制存取控制。
- 数据库系统的三层模式两层映像。
- 如果不对并发操作进行合理的调度,可能导致三种数据不一致性:丢失修改、不可重复读和脏数据。
- 数据库管理系统的主要功能有数据定义功能、数据操纵功能、数据库的运行管理和数据库的建立以及维护等四个方面。
- 强制存取控制是对数据本身进行密集标记,无论数据如何复制,标记与数据是一个不可分的整体,只有符合密级标记的用户才可以操纵数据,从而提供了更高级别的安全性。
- 当数据库存储结构改变时,由数据库管理员对模式/内模式映像相应改变,可以使模式不变,从而使应用程序也不变,称为数据与程序的物理独立性。
- 数据模型是由数据结构、数据操作和完整性约束三部分组成的。
- 在关系数据库的规范化理论中,在执行“分解”时,必须遵守规范化原则:保持原有的依赖关系和无损连接性。
- 规范化的基本思想是逐步消除数据依赖中的不合适部分,即“一事一地”的模式设计原则,其实质是概念的单一化。
- 在数据库设计中,把数据需求写成文档,它是各类数据描述的集合,包括数据项、数据结构、数据流、数据存储和数据加工过程等的描述,通常称为数据字典。
- 审计员可以利用审计日志监控数据库的各种行为,对潜在威胁提前采取措施加以防范。
- 在设计分 E-R 图时,由于各个子系统分别有不同的应用,而且往往是由不同的设计人员设计的,所以各个分 E-R 图之间难免有不一致的地方,这些冲突主要有属性冲突、命名冲突和结构冲突三类。
- ODBC 是能连接不同关系数据库管理系统,使数据库系统 “开放”,能够实现 “数据库互联”,而由微软公司推出的接口标准。
1. 数据模型基础
想象一下,数据模型就像是图书馆里的图书分类系统。它告诉我们如何组织信息,包括书籍(数据)应该放在哪里(数据结构),我们能对书籍做些什么(比如借阅或归还,即数据操作),以及遵循哪些规则(比如借书需要证件,这就是完整性约束)。
2. 主键与实体完整性
就像每个人都有独一无二的身份证号一样,数据库表中的每一行也需要有一个独一无二的标识,这就是主键。没有这个标识或者重复了,数据库就会混乱,这就是为什么主键的值必须唯一且非空,保证数据的准确性,我们称之为实体完整性。
3. 数据独立性
数据独立性就像你搬家时,家里的家具布置(数据的展现形式)可以变,但你的物品清单(实际数据)不变。逻辑独立性意味着改变数据库的逻辑结构(如增加字段)不会影响到应用程序;物理独立性则是数据库的存储方式变化(比如换硬盘)也不影响程序访问数据。
4. 游标的用途
游标就像是阅读长篇小说(集合记录)时用的书签,它可以帮助数据库从大量数据中定位到某一行(单记录),然后逐行处理数据,这样我们就可以对每一条记录进行精细的操作了。
5. 数据库恢复
如果数据库不幸“生病”了(数据损坏),就像我们身体有备份的免疫细胞一样,数据库也有备份和日志文件作为“恢复药”。通过这些备份资料,数据库管理员就能让数据库“康复”,恢复到之前健康的状态。
6. 范式与非规范化
范式就像是整理房间的规则,让数据更有序。第一范式确保每列不可再分;第二范式进一步要求除了主键外的其他列只依赖于主键的一部分;第三范式则要求非主键列之间也不能相互依赖。而非规范化,就是在某些情况下为了提高查询效率,故意“乱放”一些东西,牺牲一点整洁来换取速度。
7. 数据库安全:存取控制
DBMS(数据库管理系统)就像家里的保安系统,自主存取控制就像是你决定谁可以进哪个房间;而强制存取控制更像是严格的规定,不管你想不想,只有符合规定的人才能进入特定区域。
8. 三层模式与两层映像
数据库的三层模式像是舞台剧的剧本、排练和演出。内模式是后台具体怎么实现的,外模式是观众(应用程序)看到的样子,而模式是剧本本身。两层映像就像是导演调整剧本和演员表演之间的关系,确保无论后台如何改动,观众看到的演出效果保持一致。
9. 并发控制的重要性
并发控制就像是管理一条繁忙的马路,不让车辆(多个事务操作)相撞。如果不加以控制,可能会发生“丢失修改”(就像一个人改了路标,另一个人没看到新指示)、“不可重复读”(同一地方每次看都不一样)和“脏读”(读到了还没确定的信息)等问题。
10. DBMS的核心功能
数据库管理系统(DBMS)是个全能管家,它负责定义数据怎么存储(数据定义),怎么增删查改(数据操纵),还要确保数据库高效稳定地运行(运行管理),以及定期检查维护(建立和维护),确保数据库的健康。
11. 强制存取控制
强制存取控制是一种高级别的安全性措施,它在数据本身添加密级标记,无论数据如何复制,标记都与其不可分割。只有满足标记条件的用户才有权操纵数据,从而提高了安全性。
12. 物理独立性
当数据库的存储结构发生变化时,数据库管理员会更新模式/内模式映像,使得模式保持不变,应用程序不受影响。这种特性称为数据与程序的物理独立性,保证了应用代码无需因底层存储结构的变化而频繁修改。
13. 数据模型
数据模型是描述数据的一种方法,它由三个基本要素构成:数据结构、数据操作和完整性约束。数据结构定义了数据的组织方式,数据操作指明了我们可以对数据执行什么操作,完整性约束则规定了数据应满足的规则。
14. 规范化原则
在关系数据库的规范化理论中,“分解”是指将大表拆分成小表的过程。在这个过程中,我们需要遵守两个重要原则:保持原有的依赖关系和无损连接性。前者保证了数据的一致性,后者保证了数据的完整性。
15. 规范化的思想
规范化的目的是逐步消除数据依赖中的不合适部分,也就是所谓的冗余。这背后的原则是“一事一地”的设计原则,也被称为概念单一化。这意味着每个事实都应该在一个地方出现,避免数据的重复存储,减少数据冗余,提高数据质量。
16.数据字典
想象一下,如果你要建一座房子,首先你需要一份图纸,上面详细标注了各种材料、尺寸和工艺流程。在数据库设计中,我们也需要类似的“图纸”,那就是数据字典。它记录了所有数据的需求,包括数据的种类、结构、流动路径、存储位置和处理步骤等,方便我们按图施工。
17.审计日志
假设你在银行工作,每天都会有很多人存钱、取钱。为了防止有人偷钱,你会设置摄像头监控整个过程。在数据库世界里,审计日志就相当于这个摄像头,它可以记录下所有的操作,一旦发现异常,审计员就能及时采取措施保护数据库的安全。
18.E-R图
设计 E-R 图就好比一群人在画一幅拼图,每个人都负责一部分。但由于大家各自画各自的,有时会出现颜色不统一、图案重叠等情况。这些问题主要分为三类:有的地方颜色不一样(属性冲突),有的地方图案名称重复(命名冲突),还有的地方图案形状不匹配(结构冲突)。解决这些问题就需要大家坐下来沟通协调。
19.ODBC:数据库互联的通用语言
ODBC 就像是一座桥梁,可以让不同品牌的汽车都能顺利通行。在数据库的世界里,ODBC 让各种类型的数据库管理系统也能互相交流,实现了数据的自由流通。这座桥是由微软公司建造的,它让数据库变得开放,不再孤岛般存在。