数据库知识点梳理

1. 基本概念

a 数据库管理系统（DBMS）：由一个互相关联的数据的集合和一组用来访问这些数据的程序组成，是一种操纵和管理数据库的软件，用于建立、使用和维护数据库，是位于用户和操作系统之间的数据管理软件。

b 数据库（DB）：按照数据结构来组织、存储和管理的数据的集合，也就是数据库管理系统中的数据的集合。

c 数据库系统（DBS）：为适应数据处理的需要而发展起来的一种较为理想的数据处理系统，是一个为实际可运行的存储、维护和应用系统提供数据的软件系统。DBS通常由软件、数据库和数据管理员组成（也可以说成由数据库、数据库管理系统、应用系统、数据库管理员和用户组成）。软件主要包括操作系统、各种宿主语言、实用程序以及数据库管理系统。数据管理员分四类：系统分析员和数据库设计人员；应用程序员；最终用户；数据库管理员DBA。数据库系统的核心是数据库管理系统。

目前常见的数据库系统有IBM的DB2、甲骨文的Oracle、微软的SQL和Access、Sybase的Sybase、MySQL AB公司的MySQL等
DBS=计算机硬件平台+系统软件和应用软件+人员

d 数据模型：描述数据、数据联系、数据语义以及一致性约束的概念的集合。数据模型是现实世界数据特征的抽象。数据库系统的核心和基础是数据模型（有点不懂）。

数据模型=数据结构[静态特征]+数据操作[动态特征]+完整性约束[完整性约束条件]

2. 三层模式和两层映射

三层模式：

内模式（存储模式）：和数据库物理存储有关，描述数据是怎样存储的，唯一，物理级，物理层

模式（概念模式、逻辑模式）：用来隔离物理层的不同， 在逻辑上描述数据库，唯一，概念级，逻辑层

外模式（子模式、用户模式）：用于向用户展示，不唯一，用户级，视图层

两层映射：

外模式/模式映射：当模式发生改变时，只要改变其映射关系，可以使外模式保持不变。（逻辑性）

模式/内模式映射：当内模式发生改变时，只要改变模式/内模式映射，可以保持模式不变。（物理性）

应用程序如果不依赖于物理模式，它们就被称为是具有物理数据独立性。

3. 数据库设计

指定需求文档——>概念设计——>逻辑设计——>物理设计

概念设计阶段决定数据库中应该包括哪些属性、如何组织到表中去。一般采用实体-联系模型和规范化算法来实现。

4. 数据库语言

数据定义语言（DDL：Data-definition Language）：和关系模型相关的命令，定义关系模式、删除关系、以及修改关系模式等命令。

数据操纵语言（DML：Data-manipulate Language）：涉及表的增删查改操作。

数据控制语言（DCL：Data-control Language）：高级数据库操纵相关，设计权限，事务等命令。

5. 表概念

关系模型：用二维表表示实体及实体之间的联系。

在关系模型中，表指代关系，元组指代行，表中的列指代元组属性。

关系模式和关系实例：关系模式指关系的逻辑设计，关系实例指它在特定时刻的内容。关系模式用 表名（属性名1，属性名2，，，）表示，关系实例表示一个确定的关系。两者的关系就像类和对象的关系。

超码：关系中可以唯一表示一个元组，一个或多个属性的集合。如果ID是一个超码，那么包含ID的任何超集都是超码。

候选码：如果一个超码的任何真子集都不是超码，那么这样的超码就是候选码，候选码是超码，超码不一定是候选码。

主码：被数据库设计者选中的，用来区分不同元组的候选码。所以主码一定是候选码，但候选码不一定是主码，候选码都可以做主码，但是没有被设计者选中，所以只是候选项。

外码：若关系 r1 中的某个属性 t 是另一个关系模式 r2 的主码，则属性 t 在该关系 r1 中就被称作参照 r2 的外码。

域：指关系中某个属性的取值的集合。

6. 完整性约束

实体完整性约束：关系的主键不能为空，也不能重复。

参照完整性约束：参照关系中的外键必须等于被参照关系中某个元组的特定属性（不一定是主键），如果属性是被参照关系的主键，则称参照关系中的属性为被参照关系的属性的外码。references子句指定的属性列表必须声明为被参照关系的候选码，要么使用primary key约束，要么使用unique约束（数据库系统概念6th P131）。

域完整性约束：字段（属性）的取值合理，没有超出取值域。

用户自定义完整性约束：用户根据应用环境的要求和实际的需要，对某一具体应用所涉及的数据提出约束性特定属性条件。用户定义完整性主要包括字段有效性约束和记录有效性。

7. SQL语言

DDL：create、alter、drop

DML：insert、delete、select、update

DCL：grant、revoke

8. select

A 单表查询

select A1，A2，An

from table1

where 条件

在select 后加 distinct，表示去除重复，默认all（不去除重复），distinct 和 all 写在属性前面。

B 多表查询

最容易的理解方式：首先是from，然后是where，最后是select

多表查询主要是集中连接方式：

自然连接（natural join）：得到在连接的关系模式中所有相同属性上取值相同的元组对。如果不想在所有属性上取值相同，只满足部分相同属性的取值相同，可以用t1 [natural] join t2 using（A1，A2），这样，如果t1.A1=t2.A1，并且t1.A2=t2.A2就满足条件，即使有t1.A3和t2.A3，也不要求t1.A3=t2.A3.

左连接（natural left outer join）：保留左表中不满足自然连接的元组。

右连接（natural right outer join）：保留右表中不满足自然连接的元组。

全外连接（natural full outer join）：保留两个表中不满足自然连接的元组。

9. 嵌套子查询

A where子句中的子查询

B from子句中的子查询

C with子查询：可以定义临时关系

D 标量子查询：返回包含单个属性的单个元组的子查询。标量子查询结果仍然是关系，不过只返回对应的值。

E 相关子查询：使用了来自外层查询相关名称的子查询。

10 聚集函数

avg() : 平均值，输入必须是数字集。

min() : 最小值

max() : 最大值

sum() : 总和，输入必须是数字集。

count() : 计数

count() 可以用做count(distinct ID)，但不能在count(*) 时使用distinct。

11. 特殊子句

A order by子句：可以往元组按照顺序显示，desc表示降序，asc表示升序，默认使用升序。

语法：order by salary desc， name asc （先按照salary降序排列，对salary相同的按照name升序排列，desc和asc写在属性后面。

B group by子句：在给定属性上取值相同的元组分在一个组中。

说明：任何没有出现在group by子句中的属性，如果没有出现在select子句中，那它就只能出现在聚集函数内部。

C having子句：对分组限定条件。

说明：

a。与group by子句类似，任何没有出现在having 子句中，但在select中没有被聚集（用聚集函数）的属性必须出现在group by子句中（也就是说，出现了group by或者having子句，select 中的属性要么是这两个子句中出现的，要么是用聚集函数计算的，因为group by和having都是针对的分组，select中的属性必须能组成一个分组，不能是单个的元组。

b。查询的理解也是先from，如果有where子句，则先用where子句将from 得到的关系进行筛选，然后再是group by分组，再是 having子句，将满足条件的分组留下，不满足的删掉，最后是select子句。

12. 修改语句

A 删除   delete from r where P；

B 插入   insert into r[A1, A2,,,]  values（）；插入时，字符或字符串都用 ’ ‘ ，数字类型直接写数字。

C 更新   update r set A1=data [where P];

delete、insert、update语句中都可以有where子句。

13. 其他关键字

as ： 更名，oldName as newName，可以放在任何地方。

like : 字符串比较，" _ "任意匹配一个字符，” %“ 匹配任意子串。

escape ： 定义转义字符。

14. 空值

null的算法运算、比较运算、集合运算等操作得到的结果是不确定的，用unknown 表示（既不是 is null ， 也不是 is not null ）。关于unknown 的逻辑表达式总结为：

and ： true and unknown的结果是unknown， false and unknown的结果是false， unknown and unknown 的结果是 unknown。

or ： true or unknown 的结果是true， false or unknown 的结果是 unknown， unknown or unknown的结果是 unknown。

not ：not unknown 的结果是 unknown。

null = null 的结果是 unknown，而不是true。

15. 对空值和布尔值的聚集

除了count(*) 外，所有的聚集函数都忽略输入集合中的空值。

16. 集合

union ， intersect， except ：分别表示并集、交集、差集。union运算自动去除重复，union all 可以保留重复，intersect 运算自动去除重复，intersect all 可以保留重复。except all 保留重复。

in （not in）： 是否在（不在）集合中。

some ： <some, <=some,  >=some , <> some( 不等价于 not in ， not in 表示任何都一个都不满足 ), =some(等价于 in），some后面接子查询语句。

all ： <all , <= all, >=all, =all( 不等价于 in ) ,  <> all(等价于 not in ) 

17. 范式

1NF ： 每个属性都是不可再分的

2NF ： 在 1NF 的基础上，消除了非主属性对主码的部分函数依赖

3NF ： 在 2NF 的基础上，消除了非主属性对主码的传递函数依赖

BCNF ： 在 3NF 的基础上，消除了主属性对 主码的福安息的部分与传递函数依赖