计算机等级考试二级公共基础知识第四章.docx

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计算机等级考试二级公共基础知识第四章

第四章数据库设计基础

一、教学目标

1、了解数据库系统的基本概念。

2、理解数据模型的基本概念及常用的数据模型。

3、了解关系代数。

4、理解数据库设计与管理的基础知识。

二、教学方法

1、重点内容与常考内容重点讲解。

2、以实例如真题来讲解程序设计中的重点与难点。

三、重点内容

1、数据库系统的基本概念。

2、数据库系统的发展阶段和基本特点。

3、数据模型：

E-R模型、关系模型。

4、关系模型的基本运算。

5、数据库设计步骤。

四、教学内容

4.1数据库系统的基本概念

1、数据（Data）：

是指描述事物的符号记录。

2、数据库是数据的集合，数据库中的数据具有“集成”，“共享”的特点。

3、数据库管理系统DBMS是数据库系统的核心。

其功能：

（知道，多看几遍）

（1）数据模式定义

（2）数据存取的物理构建

（3）数据操纵

（4）数据的完整性、安全性定义与检查

（5）数据库的并发控制与故障恢复

（6）数据的服务

数据语言（知道，多看）

（1）数据定义语言（DDL）该语言负责数据的模式定义与数据的物理存取构建。

（2）数据操作语言（DML）该语言负责数据的操纵，包括查询及增、删、改等操作。

（3）数据控制语言（DCL）该语言负责数据完整性、安全性的定义与检查以及并发控制、故障恢复等功能。

4、数据库管理员

主要工作:

（了解）

（1）数据库设计

（2）数据库维护

（3）改善系统性能，提高系统效率

5、数据库系统（DBS）

组成部分：

数据库（数据）、数据库管理系统（软件）、数据库管理人员（人员）、系统平台之一—硬件平台、系统平台之二——软件平台

6、数据库应用系统

组成：

数据库系统、应用软件、应用界面

4.1.2数据库系统的发展

经历了三个阶段：

人工管理阶段、文件系统阶段和数据库系统阶段。

（记住）

（1）文件系统阶段

（2）层次数据库与网状数据库系统阶段

（3）关系数据库系统阶段（数据共享性大，冗余度小）

4.1.3数据库系统的基本特点

1、数据的集成性（了解）

数据结构统一（采用二维表）

2、数据的高共享性与低冗余性（最主要的特点）

3、数据独立性（理解运用，会判断）

（1）物理独立性：

数据的物理结构（包括存储结构、存取方式等）的改变不影响数据库的逻辑结构，从而不致引起应用程序的变化。

（2）逻辑独立性：

数据库总体逻辑结构的改变（如修改数据模式），不需要修改应用程序，这就是数据的逻辑独立性。

4、数据统一管理与控制

4.1.4数据库系统的内部结构体系（三级模式与两级映射）

1、数据库的三级模式：

（1）概念模式：

公共数据视图

（2）外模式：

用户的数据视图

（3）内模式：

对一般用户透明

2、数据库系统的两级映射

（1）概念模式到内模式的映射

（2）外模式到概念模式的映射

两级映射通过DBMS（数据库管理系统）来实现。

4.2数据模型

4.2.1数据模型的基本概念

1、数据模型所描述的内容有三个部分：

数据结构、数据操作、数据约束。

（1）数据结构

（2）数据操作

（3）数据约束

2、数据模型按不同应用层次分成三种类型

（1）概念数据模型如E-R模型

（2）逻辑数据模型（又叫数据模型）如：

层次模型、网状模型、关系模型、面向对象模型等

（3）物理数据模型（又叫物理模型）

4.2.2E—R模型（实体联系模型）

1、E—R模型的基本概念（知道）

（1）实体、实体集

（2）属性

属性刻画了实体的特征。

值域

（3）联系

现实世界中事物间的关联称为联系。

实体集之间的联系：

一对一、一对多、多对多

2、E—R模型三个基本概念之间的联接关系（了解）

由实体、联系、属性三者结合起来才能表示现实世界。

（1）实体集（联系）与属性间的联接关系

（2）实体（集）与联系

3、E—R模型的图示法（记住，经常考）

（1）实体矩形

（2）属性椭圆

（3）联系菱形

4.2.3层次模型

如树形结构

4.2.4网状模型

4.2.5关系模型（重点掌握）

1、关系的数据结构

关系模型采用二维表来表示，简称表。

关系模型：

属性和元组。

对应ACCESS数据库中表的组成是：

字段和记录。

二维表的性质：

【知道，可能出选择题】

（1）元组个数有限

（2）元组唯一

（3）元组的次序无关

（4）元组的分量不可再分

（5）属性名唯一

（6）属性的次序无关性

（7）分量值域的同一性

在二维表中能唯一标识元组的最小属性集称为该表的键或码。

表中可能有若干个键，它们称为该表的候选码或候选键。

表A中的某属性集是某表B中的键，则该属性集为A的外键或外码。

2、关系操纵：

（了解）

（1）数据查询

（2）数据删除

（3）数据插入

（4）数据修改

3、关系中的数据约束（了解）

（1）实体完整性约束

（2）参照完整性约束

（3）用户定义的完整性约束

4.3关系代数

1、关系模型的基本操作

2、关系模型的基本运算

（1）插入

（2）删除

（3）修改

（4）查询（掌握，经常考）

a．投影运算：

从关系模式中指定若干属性组成新的关系。

（列）

b．选择运算：

从关系中找出满足给定条件的元组的操作。

（行）

c．笛卡尔积运算

3、关系代数中的扩充运算

（1）交和并（经常考）

（2）除

（3）连接与自然连接（经常考）

a.通过它可以将两个关系合并成一个大关系。

b.自然连接：

两关系间有公共域（公共属性）；通过公共域的相等值进行连接。

4、关系代数的应用实例

4.4数据库设计与管理

数据库设计是数据库应用的核心问题。

4.4.1数据库设计概述

1、数据库设计的基本任务就是根据用户对象的信息需求、处理需求和数据库的支持环境设计出的数据模式。

2、数据库设计的四个阶段：

需求分析、概念设计、逻辑设计、物理设计。

4.4.2数据库设计的需求分析

需求收集和分析是数据库设计的第一阶段，用到数据流图（DFD）和数据字典（DD）

用数据流图表达了数据和处理过程的关系。

数据字典对系统中数据的详尽描述。

4.4.3数据库概念设计

1、数据库概念设计概述

数据库概念设计的目的是分析数据间内在语义关联，在此基础上建立一个数据的抽象模型（概念数据模型，即E-R模型）。

方法：

（了解知道）

（1）集中式模式设计法；

（2）视图集成设计法。

2、数据库概念设计的过程（简单了解）

（1）选择局部应用

（2）视图设计

数据库概念设计次序：

自顶向下、由底向上、由内向外。

（3）视图集成

4.4.4数据库的逻辑设计

1、从E—R图向关系模式转换（记住）

数据库的逻辑设计主要工作是将E—R图转换成指定RDBMS中的关系模式。

实体（实体集）与联系都可以表示成关系，属性也可以转换成关系的属性

（1）命名与属性域的处理

（2）非原子属性处理

（3）联系的转换

2、逻辑模式规范化及调整、实现（了解）

（1）规范化

（2）RDBMS

3、关系视图设计（了解）

（1）提供数据逻辑独立性

（2）能适应用户对数据的不同需求

（3）有一定数据保密功能

4.4.5数据库物理设计（了解）

数据库的物理设计的主要目标是对数据库内部物理结构作调整并选择合理的存取路径，以提高数据库访问速度及有效利用那个存储空间。

内容有如下几种：

索引设计、集簇设计和分区设计

4.4.6数据库管理（了解）

实施数据库管理的是数据库管理员。

数据库管理的内容：

1、数据库建立包括：

数据模式的建立和数据的加载。

2、数据的调整

3、数据库的重组；

4、数据库安全性控制与完整性控制

5、数据库的故障校复

6、数据库监控