HinsCoder的博客

数据库的设计是指基于现有的数据库管理系统，针对具体应用构建适合的数据库逻辑模式和物理结构，并据此建立数据库及其应用系统，使之能有效地存储和管理数据，满足各类用户的应用需求。本章将介绍数据库设计的主要内容、特点，设计方法和全过程，从需求分析﹑概念结构设计、逻辑结构设计、物理结构设计到实施、运行与维护。

关系数据库的规范化理论是数据库设计的一个理论指南，提供了判断一个关系模式优劣的理论依据。本章讨论的关系数据库的规范化理论主要包含三方面内容：函数依赖、范式和模式分解准则。函数依赖起着核心作用，是模式分解的基础，而范式是模式分解的标准。

事务是数据库操作的基本逻辑单元，事务处理技术主要包括数据库并发控制技术和恢复技术。本章首先介绍了事务的基本概念和四个特性，然后讨论事务并发操作可能引起数据库的不一致性，继而引入数据库的并发控制技术。在并发控制技术中，介绍了并发调度的可串行化概念和封锁协议，提及了封锁可能带来的死锁问题、死锁检测和解决办法，最后对数据库可能出现的故障种类，备份策略和恢复技术进行分析。

随着计算机的普及，数据库的使用也越来越广泛。为了适应和满足数据共享的环境和要求，DBMS要对数据库进行保护，保证整个系统的正常运转，防止数据意外丢失、被窃取和不一致数据产生，以及当数据库遭受破坏后能迅速地恢复正常。通常DBMS对数据库的保护是从安全性控制、完整性控制﹑并发控制和数据库的备份与恢复等四个方面实现的，本章主要讲述的是数据库的安全性和完整性控制。

SQL中常用的数据更新操作也成为数据操作或数据操纵，包括插入数据、删除数据和修改数据三个方面的功能。视图是一个虚拟表，其内容由查询定义。同真实的表一样，视图包含一系列带有名称的列和行数据。视图在数据库中并不是以数值存储集形式存在，除非是索引视图。行和列数据来自由定义视图的查询所引用的表，并且在引用视图时动态生成。对其中所引用的基础表来说，视图的作用类似于筛选。

建立数据库的目的就是为了对数据库进行操作，以便能够从中提取有用的信息。从本节开始将介绍对数据库的操作，其中数据库查询是数据操作中的核心操作，SQL提供了SELECT语句对数据库进行查询操作。

结构化查询语言（Structured Query Language，简称SQL）是关系数据库的标准语言，由于它具有功能丰富、使用方便灵活、语言简洁易学等突出的优点，因而深受计算机界和计算机用户的欢迎。1986年10月，美国国家标准局（ANSI）的数据库委员会批准将SQL作为数据库语言的美国标准，同年公布了标准SQL。此后不久，国际标准化组织（ISO）也做出了同样的决定。

随着时间的变化，现实世界也在不停地发生变化，因此，各种操作也在不停的更新数据库中的数据，但是这种更新要受到现实世界中许多已有事实的限定和制约，例如，学生选修的课程开设了才能选修，即选课关系中课程号来自于课程关系。这些约束为现实世界的真实需要，任何关系在任何时刻都必须满足这些语义约束。为了方便用户，关系模型为这些限定和制约提供了丰富有效的完整性约束机制。关系操作是关系数据模型的第二个重要的要素，但关系模型并未在关系数据库管理系统语言中

关系模型的数据结构非常简单，只包含单一的数据结构关系。也就是说，现实世界中的实体以及实体间的各种联系都可以用单一的结构类型即关系（二维表）来表示。在第1章中已经非形式化地介绍了关系模型及其有关基本概念。而关系模型是建立在严格的数学理论基础之上的，这里将从集合论角度给出关系数据结构的形式化定义。

有效地管理数据可以帮助人们存储数据信息，把原本看似杂乱无章的数据转换成可供利用的数据资源，提高记录和检索信息的效率。只有对数据进行有效的管理才能发挥数据的价值与作用。因此我们需要梳理一下数据库系统结构和组成。

分类和抽象是信息技术学科重要的思想方法。把客观存在的事物以数据的形式存储到计算机中，其间经历了现实世界→概念世界→数据世界的逐级抽象过程。

自然界的各种现象，植物的生长、动物的习性、人类的思想行为……都可以用数据的形式存储在各类载体之中。随着大数据、云计算和人工智能技术的发展和应用，数据已经成为信息社会的重要资源，成为支撑科学研究、技术进步和社会发展不可或缺的基础。因此，我们可以从社会生产生活中提取数据，然后利用计算思维、运算方法、算法模型等，研究这些数据的类型、 状态、属性以及变化形式和规律，并通过科学的管理和分析，获取有价值的信息，从而构建知识、获得智慧，为社会经济发展提供决策依据。