數據庫原理有哪些？
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一、數據庫的原理有哪些？
信息：現實世界事物的存在方式和運動狀態反應的綜合
源于物質和能量：信息不能脫離物質而存在，信息的傳遞和獲取都需要消耗能量
可以被感知：不同信息源感知形式不同，如感官，儀表盤
可存儲、加工、傳遞、再生：如大腦的存儲就叫記憶
數據：紀錄信息的可識別符號，信息的表現形式
同一信息可以有不同的表現形式，信息本身不隨數據形式的變化而變化
數據與信息的聯系
信息＝數據＋處理
表示與被表示
數據庫演變
人工管理
- 數據 + 程序 => 內存 => 處理 => 完成 => 釋放
- 邏輯結構和物理結構均由應用程序決定
- 數據面向程序單獨定義
程序與數據強依賴
數據不保存
無專門管理軟件
數據不共享
數據不獨立
文件系統
- 數據組織成具有一定結構文件
- 共享性差、冗余度大、易造成數據不一致
程序只需要考慮文件路徑，不需考慮物理結構
獨立性仍然較差
數據以文件形式保存
由文件系統管理數據
設備獨立性
數據庫系統
- 一組數據可為多個應用和用戶共同使用
- 物理獨立性
- 存儲結構、存取方式、存儲設備
- 邏輯獨立性
- 數據定義、數據類型、數據關系
安全性
口令驗證
權限管理
完整性
- 數據合法性如 data type
- 數據范圍如月份
同事實多表示如性別不能同時男女
正確性
有效性
DBMS組成
- 數據定義語言（DDL）編譯程序
- 源模式編譯為數據庫結構信息描述
- 數據操縱語言（DML）編譯程序
- 轉換成可執行的增刪改查
- 系統總控制程序
- 控制協調各程序的活動
- 安全性控制程序
- 權限管理
- 完整性控制程序
- 完整性約束
- 并發控制程序
- 協調多應用、多用戶
- 數據存取更新
- 對數據的增刪改查操作
- 裝配程序
- 初始數據庫的數據裝入
- 重組程序
- 數據庫性能降低時重組
- 系統恢復程序
- 恢復到以前的某個正確狀態
描述數據庫中有關信息的數據目錄，如數據庫三級模式、數據類型、用戶名、用戶權限等有關數據庫系統的信息
語言編譯處理程序
系統運行控制程序
系統建立、維護程序
數據字典
DBMS數據存取
用戶使用特定操作語言向DBMS發出存取請求
DBMS將請求轉換成代碼指令
DBMS檢查三級模式和二級映像
DBMS對數據庫執行存取操作
DBMS接收存取操作結果
DBMS數據結果進行必要的處理（如格式轉換）
DBMS將處理結果返回給用戶
數據模型
三個世界
- 客觀描述
- 事物總體、事物個體、特征、事物聯系
- 現實世界在人腦中的反映
- 實體型（汽車）
- 實體集（所有汽車）
- 實體具有的某一特性
- 能唯一標識實體的屬性
- 屬性取值范圍
- 1對1
- 1對n
- n對n
- 實體（一輛汽車）
- 屬性
- 鍵
- 域
- 聯系
字段
標記實體屬性的命名單位
記錄
字段的有序集合
文件
同一類記錄的集合
關鍵字
唯一標識文件中記錄的字段
現實世界
數據庫原理
信息世界
計算機世界
實體聯系模型（概念模式）
基本組成
實體型（矩形框）
屬性（橢圓框）
聯系（菱形框）
聯系類型
兩個實體間的聯系
三個及三個以上實體間的聯系
同一實體集內部各實體間的聯系
數據模型
層次模型（樹）
- 每棵樹有且僅有一個節點沒有雙親，此為根節點
- 根以外的其他節點有且僅有一個雙親節點
- 父子節點之間的聯系是1對n關系
- 主要操縱：增刪改查
- 插入子節點必須要有雙親節點
- 刪除雙親節點必須同時刪除子節點
- 修改時必須修改所有相應記錄
優點
結構簡單、層次分明
聯系簡單，查詢效率高
良好的數據完整性支持
缺點
不能表示三個及以上實體型聯系
對插入、刪除限制太強
查詢子節點必須通過雙親節點
特點
數據操縱與完整型約束
優缺點
網狀模型
- 有一個以上的節點沒有雙親節點
- 允許節點有多個雙親節點
- 允許兩個節點之間有多種聯系
- 主要操縱：增刪改查
- 允許插入未確定雙親節點的子節點
- 允許只刪除雙親節點
- 修改時只需要更新指定記錄
優點
更為直接的描述復雜客觀世界
良好的性能和存儲效率
缺點
數據結構復雜
DDL、DML語言復雜
加重編碼應用程序負擔（記錄間的聯系本質是通過存取路徑實現，應用程序需要指定存取路徑）
特點
數據操縱與完整性約束
優缺點
關系模型
- 由表名、表頭、表體組成的規范二維表
- 每個二維表表示關系
- 基本要素：關系、元組、屬性、域、分量、關鍵字、關系模式、關系實例
- 主要操縱：增刪改查
- 實體完整性
- 參照完整性
- 用戶自定義完整性
優點
嚴格的數據支持
結構簡單清晰
存取路徑透明
缺點
查詢效率底
特點
數據操縱與完整性約束
優缺點
關系數據庫
關系模型結構和定義
- 域（值域）：一組具有相同數據類型的值的集合
- 笛卡爾積：D1xD2x...Dn={(d1,d2,...,dn)|屬于Di}
- 笛卡爾積即為一個二維表、表的框架由域構成，行為一個元組，每列來自同一個域
- 關系：笛卡爾積的任一子集稱為定義在域上的n元關系
列是同質的
每列需要來自同一個域，同一數據類型
不同列可以來自同一域
列的順序可以任意交換
關系中的元組順序可任意
關系中不允許存在相同的元組
關系中每一個分量必須是原子的（不可再分）
關系形式化定義
關系的性質
關系的鍵與完整性
- 候選鍵：能唯一標識關系中元組的一個屬性或屬性集
- 唯一性
- 最小性
- 特點
- 主關系鍵（主鍵）：候選鍵中用以增刪改查的操作變量
- 主屬性：包含在主關系鍵中的各個屬性
- 非碼屬性：不包含在任何候選鍵中的屬性
- 外部關系鍵：X是A中的一個（組）屬性，非A表主鍵、是B表主鍵，則X是A的外部關系鍵
實體完整性
主關系鍵的值不能為空或部分為空
參照完整性
外部關系鍵要么為某一個值、要么為空
用戶自定義完整性
必須滿足針對某一具體關系的約束語義要求（如月份）
鍵
關系完整性
關系代數
集合運算
并、差、交、笛卡爾積
專門的關系運算符
選取、投影、連接、自然連接、除
算術比較運算符
大于、大于等于、小于、小于等于、等于、不等于
邏輯運算符
與、或、非
運算對象
運算結果
運算符
以上就是小編為您帶來的數據庫原理有哪些，希望對您有所幫助。
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