【正文】 第 1 章 引言 1. 數(shù)據(jù)是描述現(xiàn)實(shí)世界事物的符號(hào)記錄，是用物理符號(hào)記錄下來(lái)的可以識(shí)別的信息。 數(shù)據(jù)是信息的符號(hào)表示，是載體；信息是數(shù)據(jù)的語(yǔ)義解釋，是內(nèi)涵。 2. 數(shù)據(jù)模型是 對(duì)現(xiàn)實(shí)世界數(shù)據(jù)特征的抽象，是 數(shù)據(jù)庫(kù) 系統(tǒng)的形式框架，用來(lái)描述數(shù)據(jù)的一組概念和定義，包括描述數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)聯(lián)系、數(shù)據(jù)操作、數(shù)據(jù)語(yǔ)義以及數(shù)據(jù)一致性的概念工具。 滿足三條件：比較真實(shí)地模擬現(xiàn)實(shí)世界；易于人們理解；易于計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn) 三個(gè)組成要素： 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) （靜態(tài)，數(shù)據(jù)對(duì)象本身結(jié)構(gòu)及之間的聯(lián)系） 、數(shù)據(jù)操作 （ 對(duì)數(shù)據(jù)對(duì)象操作及操作規(guī)則的集合 ） 和 完整性約束 （語(yǔ)義約束：數(shù)據(jù)模型、數(shù)據(jù)內(nèi)部及之間聯(lián)系） 3. 模式是對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中全體數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和特征的描述，是所有用戶的公共數(shù)據(jù)視圖，也稱為邏輯模式或概念模式。 外模式是對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)用戶能夠看見(jiàn)和使用的局部數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和特征的描述，是與某一應(yīng)用有關(guān)的數(shù)據(jù)的邏輯表示，也稱為子模式、用戶模式或用戶視圖。 內(nèi)模式是對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)的物理結(jié)構(gòu)和存儲(chǔ)方式的描述，也稱為物理模式或存儲(chǔ)模式。 當(dāng)數(shù)據(jù)庫(kù)模式發(fā)生變化時(shí)，通過(guò)調(diào)整外模式 /模式間的映像關(guān)系，使得應(yīng)用程序不必隨之修改，從而保證數(shù)據(jù)與應(yīng)用程序間的邏輯獨(dú)立性，簡(jiǎn)稱數(shù)據(jù)的邏 輯獨(dú)立性。 當(dāng)數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)的物理存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)改變時(shí)，通過(guò)調(diào)整模式 /內(nèi)模式映像關(guān)系，保持?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)模式不變，使數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的外模式和應(yīng)用程序不隨之改變，保證數(shù)據(jù)與應(yīng)用程序間的物理獨(dú)立性，簡(jiǎn)稱數(shù)據(jù)的物理獨(dú)立性。 4. 數(shù)據(jù)庫(kù)是存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)內(nèi)的共享數(shù)據(jù)集合，數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)是一種數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)軟件。數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)則是在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中引入數(shù)據(jù)庫(kù)后的軟硬件系統(tǒng)構(gòu)成，包括了數(shù)據(jù)庫(kù) 、 數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng) 和數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用程序 。 5. DBMS的主要功能有數(shù)據(jù)定義、數(shù)據(jù)操縱、數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)行管理與控制、數(shù)據(jù)庫(kù)建立與維護(hù)。 DBMS包括查詢處理器和存儲(chǔ)管理器 。查詢 處理器實(shí)現(xiàn)面向用戶的查詢分析處理和優(yōu)化功能。存儲(chǔ)管理器為用戶和應(yīng)用程序提供了訪問(wèn)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)文件中的應(yīng)用數(shù)據(jù)的接口。 用二維表表示實(shí)體及實(shí)體之間的聯(lián)系， 現(xiàn)實(shí)世界中的每個(gè)客觀對(duì)象對(duì)應(yīng)表中的一行叫做一條記錄，表中的每個(gè)列（屬性）描述對(duì)象類的某一特征，列的值（屬性的取值）刻畫和描述客觀對(duì)象的某一具體的特征 。 優(yōu)缺點(diǎn)：建立在“集合”“關(guān)系”上，嚴(yán)格成熟的理念基礎(chǔ)；用關(guān)系表示實(shí)體及之間聯(lián)系，簡(jiǎn)單易懂；存儲(chǔ)路徑透明，較好的數(shù)據(jù)獨(dú)立性和安全保密性；查詢效率低于非關(guān)系模型。 第 2 章 數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)生命周期 軟件生命周期是指軟件產(chǎn)品從考慮其概念開始，到該產(chǎn)品不再使用的整個(gè)時(shí)期。一般包括概念階段、需求階段、設(shè)計(jì)階段、實(shí)現(xiàn)階段、測(cè)試階段、安裝部署及交付階段、運(yùn)行階段與維護(hù)階段。數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)需求是指用戶對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)在功能、性能、行為、設(shè)計(jì)約束等方面的期望和要求 ： 數(shù)據(jù) 及 數(shù)據(jù)處理、業(yè)務(wù) 、性能、其他存儲(chǔ)安全 備份與恢復(fù) 等。 數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)生命周期模型 原理， 項(xiàng)目規(guī)劃、需求分析、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)與部署、運(yùn)行管理與維護(hù) 五部分 原理 ，允許漸進(jìn)、迭代地開發(fā) DBAS。 據(jù) DBAS的軟件組成和各自功能，細(xì)化 DBAS需求分析和設(shè)計(jì)階段，引入了數(shù)據(jù)組織與存儲(chǔ)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)訪問(wèn)與處理設(shè)計(jì)、應(yīng)用設(shè)計(jì)三條設(shè)計(jì)主線，分別用于設(shè)計(jì) DBAS中的數(shù)據(jù)庫(kù)、數(shù)據(jù)庫(kù)事務(wù)和應(yīng)用程序。 、邏輯設(shè)計(jì)、物理設(shè)計(jì)三個(gè)步 驟，每一步涵蓋 三條設(shè)計(jì)主線。 第 3 章 需求分析及功能建模方法 數(shù)據(jù)元素（列）是數(shù)據(jù)處理中的最小單位。 DFD 圖： 數(shù)據(jù)流（標(biāo)有名字的箭頭）、處理、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)（橫圓柱）、數(shù)據(jù)源 /終點(diǎn)（棱形） IDEF0 圖： 更好地理解需求； ICOM（輸入、控制、輸出、機(jī)制 ）碼；至少一個(gè)控制和輸出箭頭。 A0； A0（頂層圖）； A1； A11 DFD 與 IDEF0 的比較：結(jié)構(gòu)化分析思想：自頂而下逐級(jí)細(xì)化 圖用箭頭也叫數(shù)據(jù)流來(lái)描述數(shù)據(jù)移動(dòng)的方向、數(shù)據(jù)處理之間的數(shù)據(jù)依賴關(guān)系， IDEF0圖也用箭頭表示數(shù)據(jù)流，但不強(qiáng)調(diào)流或順序，強(qiáng)調(diào)數(shù)據(jù)約束，箭頭語(yǔ)義更豐富。 模型有四種元素， IDEF0 圖只有兩種：箭頭和活動(dòng) 圖更加規(guī)范。其概念、建模方法、畫圖規(guī)則等均有說(shuō)明和規(guī)定 模型結(jié)構(gòu)更清楚，便于理解和溝通 結(jié)構(gòu)化分析及建模方法的優(yōu)點(diǎn)： 1）不過(guò)早陷入具體的細(xì)節(jié) ， 從整體或宏觀入手分析問(wèn)題，如業(yè)務(wù)系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)及子系統(tǒng)的關(guān)系。 2）通過(guò)圖形化的模型對(duì)象直觀地表示系統(tǒng)完成什么功能 ， 方便系統(tǒng)分析員理解和描述系統(tǒng)。 3）模型對(duì)象不涉及太多技術(shù)術(shù)語(yǔ)，便于用戶理解模型。 第 4 章 數(shù)據(jù)庫(kù)概念設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)建模 概念設(shè)計(jì)的目的和任務(wù)： 面向現(xiàn)實(shí)世界， 理解和描述應(yīng)用領(lǐng)域中的數(shù)據(jù)需求，分析確定系統(tǒng)需要存儲(chǔ)和處理什么數(shù)據(jù)。過(guò)程：確定實(shí)體集；確定聯(lián)系和聯(lián)系類型；建立由信息模型表示的業(yè)務(wù)模型；確定實(shí)體集屬性；優(yōu)化信息模型。 實(shí)體集描述具有相同屬性特征和 性質(zhì)的事物集合 ； 屬性描述實(shí)體 集 具有的某一特征或性質(zhì) IDEF1X：標(biāo)定型（子依父 實(shí)例 才標(biāo)定） （確定型） ；非標(biāo)定型 （確定型） ；分類；不確定 第 5 章 關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)邏輯設(shè)計(jì) 關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)： 按照二維表格組織和存儲(chǔ)的相互關(guān)聯(lián)的關(guān)系（表）的集合。 關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)采用關(guān)系模型在計(jì)算機(jī)中組織、存儲(chǔ)、處理和管理數(shù)據(jù)。 主碼約束：惟一性；最小性， 不能取空值，并且取值要唯一 外碼約束： 如果兩個(gè)關(guān)系 R 和 S， X是 R 的屬性或?qū)傩越M，且 X不是 R 的碼，但 X是 S的碼，則稱 X是 R 的外碼 。 或者取空值，或者等于 S中某個(gè)元組的主碼的 值。 邏輯設(shè)計(jì)的內(nèi)容：定義和描述數(shù)據(jù)庫(kù)的全局邏輯結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)之間的關(guān)系、數(shù)據(jù)的完整性等 目的：得到實(shí)際數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)可以處理的數(shù)據(jù)庫(kù)模式。 步聚： ER 圖轉(zhuǎn)化關(guān)系模式；優(yōu)化關(guān)系模式；數(shù)據(jù)完整性設(shè)計(jì) ；外模式設(shè)計(jì) 關(guān)系模式描述關(guān)系的靜態(tài)結(jié)構(gòu)，由模式名、屬性、完整性約束組成，關(guān)系是一個(gè)表中記錄的集合，關(guān)注和強(qiáng)調(diào)的是值（模式實(shí)例）的集合，也是關(guān)系模式在某一時(shí)刻狀態(tài)的反映。 關(guān)系的完整性（完整性約束）：對(duì)關(guān)系所滿足條件的定義。 作用：限定和檢查數(shù)據(jù)庫(kù)所含實(shí)例的合法性和正確性。靜態(tài)：主碼、外碼、域（用 戶定義）；動(dòng)態(tài)：基于業(yè)務(wù)規(guī)則 偽傳遞規(guī)則： X－ Y， YW－ Z，則 XW－ Z成立。 規(guī)范化設(shè)計(jì)理論的主要內(nèi)容是范式，即關(guān)系模式滿足的條件，它是數(shù)據(jù)庫(kù)邏輯設(shè)計(jì)的指南 ，也是衡量關(guān)系模式設(shè)計(jì)優(yōu)劣的標(biāo)準(zhǔn) 。 目的：消除數(shù)據(jù)冗余及避免操作異常，基本過(guò)程：對(duì)關(guān)系進(jìn)行分解。 一個(gè)低級(jí)范式的關(guān)系模式通過(guò)分解（投影）方法可轉(zhuǎn)換成多個(gè)高一級(jí)范式的關(guān)系模式的集合 ，這個(gè)過(guò)程叫規(guī)范化 。 1NF： R 的每一屬性均不可再分； 2NF：是 1NF 且每個(gè)非主屬性完全依賴于主碼。 在 1 上 消除非主屬性對(duì)主碼的部分函數(shù)依賴 ； 3NF：是 1NF 且每個(gè)非主屬性只依賴于主碼。在 2 上消除非主屬對(duì)主碼的傳遞函數(shù)依賴。 ER 模型轉(zhuǎn)換關(guān)系模型：實(shí)體集轉(zhuǎn)為同名關(guān)系；聯(lián)系轉(zhuǎn)為一個(gè)關(guān)系，各實(shí)體集的碼及聯(lián)系的屬性轉(zhuǎn)為關(guān)系的屬性（ 1： 1 均可、 1： n 取 n、 m： n 取集 ）；合并具有相同碼的關(guān)系。 第 6 章 存儲(chǔ)技術(shù)與數(shù)據(jù)庫(kù)物理設(shè)計(jì) 物理設(shè)計(jì)是在具體的硬件環(huán)境、 OS、 DBMS約束下，基于邏輯設(shè)計(jì)， 設(shè)計(jì)具體數(shù)據(jù)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)和存取方式。目的：占用空間少、訪問(wèn)效率高、維護(hù)代價(jià)低。 主要步驟有數(shù)據(jù)庫(kù)邏輯模式調(diào)整、文件組織與存取設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)分布設(shè)計(jì)、安全模式設(shè)計(jì)、確定系統(tǒng)配置、 物理模式評(píng)估。 索引技術(shù)（ Indexing）是一種快速文件訪問(wèn)技術(shù)，它將文件記錄在某個(gè)或某些域（或稱為屬性）上的取值與該記錄的物理地址直接聯(lián)系起來(lái)，提供了一種根據(jù)記錄域的取值快速訪問(wèn)文件記錄的機(jī)制。 索引文件是一種利用索引技術(shù)支持快速文件訪問(wèn)的文件組織和存取方法。 索引加快了查詢記錄卻減慢了數(shù)據(jù)更新速度，本身還占用一定的存儲(chǔ)空間。 文件組織：如何將關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中的關(guān)系映射為 操作系統(tǒng)中的 數(shù)據(jù)庫(kù)文件 ，及管理文件。 文件結(jié)構(gòu)：如何將 DB 文件中的邏輯記錄映射到物理文件的中磁盤塊。 文件存?。横槍?duì)某種結(jié)構(gòu) 的 DB 文件，如何查、添刪改其中的邏輯記錄 數(shù)據(jù)字典：數(shù)據(jù)庫(kù)各類對(duì)象的描述信息、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的控制信息 。包括 關(guān)系模式信息、與視圖描述有關(guān)的信息、關(guān)系的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)和存取方法信息、完整性約束、安全性有關(guān)的信息、數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)行統(tǒng)計(jì)信息。 作用： DBA用來(lái)監(jiān)視 DBMS的使用情況并協(xié)助完成管理工作；一般用戶可用于查閱部分?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)信息； DBS運(yùn)行時(shí)各子系統(tǒng)頻繁使用以完成相應(yīng)的存儲(chǔ)和查詢處理功能。 DBMS的三種完整性控制機(jī)制： CHECK子句、斷言、觸發(fā)器 斷言語(yǔ)句： Create assertion 斷言約束 名 check (… ) 堆文件：數(shù)據(jù)量少且操作頻繁；批量加載數(shù)據(jù)（先選為堆文件再調(diào)整文件結(jié)構(gòu)） 順序文件：查詢條件定義在查找碼上；快速的二分查找 散列文件：基于散列域值的等值匹配，特別是訪問(wèn)順序是隨機(jī)的。非精確查詢；非散列域 B－樹和 B+－樹：大數(shù)據(jù)量基本表；聚焦文件：多表連接操作 有序索引技術(shù)利用索引文件實(shí)現(xiàn)查找碼取值到記錄物理地址間的映射關(guān)系。索引文件由索引記錄組成，每個(gè)記錄中的索引項(xiàng)記錄了某個(gè)特定的查找碼值和具有該值的數(shù)據(jù)文件記錄的物理地址。 當(dāng)需要訪問(wèn)數(shù)據(jù)文件中某個(gè)數(shù)據(jù)記錄時(shí)，先根據(jù)查 找碼值查閱索引文件，找到對(duì)應(yīng)的索引項(xiàng)，然后從索引項(xiàng)中找出數(shù)據(jù)記錄在數(shù)據(jù)文件中的物理地址．根據(jù)這個(gè)地址訪問(wèn)數(shù)據(jù)記錄。 散列技術(shù)是一種快速文件訪問(wèn)技術(shù)，它利用散列函數(shù)實(shí)現(xiàn)文件記錄域取值到記錄物理地址間的直接映射關(guān)系。當(dāng)需要訪問(wèn)數(shù)據(jù)文件中查找碼值為 si 的某個(gè)或某些文件記錄時(shí)，將 si 作為散列函數(shù) h的輸入計(jì)算得出的散列函數(shù)輸出值 h(si)就是文件記錄在數(shù)據(jù)文件中的物理地址。 權(quán)限：允許用戶對(duì)一給定的數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)象可執(zhí)行的操作（查詢、添刪改、新建、備份等）。 第 7 章 數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)功能設(shè)計(jì) 軟件體系結(jié)構(gòu) ： 軟件架構(gòu)＝ {構(gòu)件，連接件，約束 } 軟件設(shè)計(jì)包括系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)的過(guò)程設(shè)計(jì)、系統(tǒng)的數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)三方面內(nèi)容（ +人機(jī)界面設(shè)計(jì)），從工程管理的角度，分為概要設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì) 應(yīng)用軟件分為數(shù)據(jù)庫(kù)事務(wù)和應(yīng)用程序。后者一方面可以與數(shù)據(jù)庫(kù)事務(wù)協(xié)調(diào)合作，另一方面還可實(shí)現(xiàn)與數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)無(wú)關(guān)的功能，如通信、人機(jī)交互。 事務(wù)：具有邏輯獨(dú)立功能的一系列操作的集合，實(shí)現(xiàn)了某些特定的業(yè)務(wù)規(guī)則。 事務(wù)概要設(shè)計(jì)的核心是辨識(shí)和設(shè)計(jì)事務(wù)自身的事務(wù)處理邏輯，采用面向數(shù)據(jù)流的程序設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)事務(wù)內(nèi)部的數(shù)據(jù)處理流程和 結(jié)構(gòu)。 C/S結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：數(shù)據(jù)管理和數(shù)據(jù)處理被分在客戶端和服務(wù)器上；服務(wù)器可支持多個(gè)客戶端；客戶端也可訪問(wèn)多個(gè)服務(wù)器；客戶端＝人機(jī)交互 +數(shù)據(jù)處理 B/S結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：表示層， WEB瀏覽器；功能層， WEB應(yīng)用服務(wù)器；數(shù)據(jù)層， DBMS服務(wù) 優(yōu)點(diǎn)：實(shí)現(xiàn)人面交互、應(yīng)用業(yè)務(wù)