[测试中心1]数据库的基本概念
数据是存储在数据库中的基本对象，是描述事物的符号记录。
数据库是长期存储在计算机中的大量数据的有组织的和可共享的集合。它具有统一的结构，并存储在统一的存储介质中。它是各种应用数据的集成，可以由各种应用程序共享。因此，数据库技术的根本目标是解决数据共享问题。
数据库管理系统是数据库的管理组织，负责数据组织、数据操作、数据维护、控制和保护、数据服务等。数据库管理系统是数据库系统的核心。该系统包括数据库和数据库管理系统。
数据库管理系统的功能：
(1)数据模式定义：即为数据库构建其数据框架；
(2)数据访问的物理构建：为数据模式的物理访问和构建提供有效的访问方法和手段；
(3)数据操作：为用户使用数据库数据提供便利，如查询、插入、修改、删除以及简单的算术运算和统计；
(4)数据完整性、安全性的定义和检查；
(5)数据库的并发控制和故障恢复；
(6)数据服务：如复制、转移、重组、绩效监控和分析等。
为了完成数据库管理系统的功能，数据库管理系统提供相应的数据语言：
数据定义语言(DDL):负责数据模式定义和数据物理访问构造。
数据操作语言：负责数据操作。
数据控制语言(DCL):负责定义和检查数据完整性和安全性、并发控制、故障恢复等功能。
数据根据使用模式有两种结构形式：交互命令语言(自含式和自主式语言)和宿主语言。
数据库管理员的工作：数据库设计，数据库维护，提高系统性能和效率。
数据库系统(DBS)是指将数据库引入计算机系统后的系统，一般由数据库、数据库管理系统、应用系统、数据库管理员和用户组成。
数据库应用系统(DBAS)由数据库系统加上应用软件和应用接口组成，具体包括：数据库、数据库管理系统、数据库管理员、硬件平台、软件平台、应用软件和应用接口。
【测试中心2】数据管理的发展及基本特征
数据管理技术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。数据独立性最高的阶段是数据库系统阶段。
人工管理阶段的特点：(1)计算机系统不提供对用户数据的管理功能；(2)数据不能共享；(3)数据不能单独保存。
文件系统阶段的缺陷：(1)数据冗余(2)不一致(3)数据连接薄弱。
数据库系统的发展阶段：第一代网格和层次数据库系统；第二代关系数据库系统；以面向对象模型为主要特征的第三代数据库系统。
数据库的基本特征：
(1)数据的高度集成(2)数据的高度共享和低冗余(3)数据的高度独立性(4)数据的统一管理和控制。
数据独立性是数据和程序之间的相互依赖关系，即数据库中的数据独立于应用程序，也独立于应用程序。
数据独立性一般分为物理独立性和逻辑独立性。
(1)物理独立性：当数据的物理结构(包括存储结构、访问方式等)发生变化时。)被改变，其逻辑结构和应用程序无需改变。
(2)逻辑独立性：数据的逻辑结构发生了变化，如修改数据模式、增加新的数据类型、改变数据之间的关系等。并且用户的应用程序可以保持不变。
【测试中心3】数据系统内部结构体系
1.数据集成系统的三级模式：
(1)概念模式又称逻辑模式，是对数据库系统中全局数据逻辑结构的描述，是所有用户的公共数据视图。数据库只有一个概念模式。
(2)外部模式也称子模式，是对数据库用户可以看到和使用的本地数据的逻辑结构和特征的描述。一个概念架构可以有多个外部架构。
(3)内部模式，也称物理模式，给出了数据库的物理存储结构和物理访问方法。一个数据库只有一个内部模式。
内部模型在底层，反映了数据在计算机物理结构中的实际存储形式。概念模型在中间层，反映了设计者的数据全局逻辑需求，外部模型在最外层，反映了用户的数据需求。
2.数据库系统的两级映射(详见教科书第55页)
两级映射确保了数据库系统中数据的独立性。
(1)从概念图式到内部图式的映射。映射给出了数据的全局逻辑结构和概念模式中数据的物理存储结构之间的对应关系。
(2)从外部图式到概念图式的映射。概念模式是全局模式，外部模式是用户的局部模式。一个概念模式中可以定义多个外部模式，每个外部模式都是概念模式的基本视图。
[测试中心4]数据模型的基本概念
数据模型分为：
概念数据模型：简称概念模型，是面向客观世界和用户的模型。它是一个不涉及特定硬件环境和平台或特定软件环境的模型。它是整个数据模型的基础。
逻辑模型：也称为数据模型，它是一个面向数据库的模型。它分为层次模型、网格模型、关系模型和面向对象模型，其中层次模型和网格模型统称为非关系模型。层次模型是一种使用树结构来表示实体之间关系的模型。
物理数据模型：也称为物理模型，它是面向计算机的物理表示模型。
[试验场5] E-R模型
1.电子病历模型的基本概念
(1)实体：现实世界中的事物可以抽象为实体，实体是概念世界。
界中的基本单位，它们是客观存在的且又能相互区别的事物。（2）属性：现实世界中事物均有一些特性，这些特性可以用属性来表示。
（3）码：唯一标识实体的属性集称为码。
（4）域：属性的取值范围称为该属性的域。
（5）联系：在现实世界中事物间的关联称为联系。
两个实体集间的联系实际上是实体集间的函数关系，这种函数关系可以有下面几种：一对一的联系、一对多或多对一联系、多对多。
2、E-R模型的的图示法
E-R模型用E-R图来表示，E-R图包含了表示实体集、属性和联系的方法。
（1）实体的表示：用矩形表示实体集，在矩形内写上该实体集的名字。
（2）属性的表示：用椭圆形表示属性，在椭圆形内写上该属性的名称。
（3）联系的表示：用菱形表示联系，菱形内写上联系名。
【考点6】层次模型和网状模型
层次模型是有根的定向有序树，是数据库系统中最早出现的数据模型。网状模型对应的是有向图。
层次模型和网状模型各自应满足的条件
模型名称
满足的条件
层次模型
（1）有且只有一个结点没有健康的项链结点，这个结点称为根结点
（2）根以外的其他结点有且只有一个健康的项链结点
网状模型
（1）允许一个以上的结点无健康的项链
（2）一个结点可以有多于一个的健康的项链
【考点7】关系模型及相关概念
关系模式采用二维表来表示，由关系数据结构，关系操纵和关系完整性约束3部分组成，在关系数据库中，用来表示实体间联系的是关系。
关系：一个关系对应一张二维表。一个关系就是一个二维表，但是一个二维表不一定是一个关系。
元组：表中的一行即为一个元组。
属性：表中的一列即为一个属性，给每一个属性起一个名称即属性名。
分量：元组中的一个属性值，是不可分割的基本数据项。
域：属性的取值范围。
在二维表中惟一标识元组的最小属性值称为该表的键或码。二维表中可能有若干个健，它们称为表的候选码或候选健。从二维表的所有候选键选取一个作为用户使用的键称为主键或主码。表A中的某属性集是某表B的键，则称该属性值为A的外键或外码。
关系操纵：数据查询、数据的删除、数据插入、数据修改。
关系模型允许定义三类数据约束，它们是实体完整性约束、参照完整性约束以及用户定义的完整性约束。其中实体完整性约束、参照完整性约束必须满足的完整性约束条件。参照完整性约束不允许关系应用不存在的元组。实体完整性约束要求关系的主键中属性值不能为空，这是数据库完整性的最基本要求。
【考点8】关系代数
关系代数是一种抽象的查询语言，关系代数的运算对象是关系，运算结果也是关系。运算对象，运算符和运算结果是运算的三大要素。集合运算符，专门的运算符，算术比较符和逻辑运算符。
关系模型的基本运算：（1）插入 （2）删除 (3)修改 （4）查询（包括投影、选择、笛卡尔积运算）还有扩充运算交、除、连接及自然连接运算。
关系代数的5个基本操作中并，差，交，笛卡尔积是二目运算。
设关系R和S具有相同的关系模式
1、并：R和S的并是由属于R或属于S的所有元组构成的集合。
2、差：R和S的差是由属于R但是不属于S的元组构成的集合
3、笛卡尔积：设R和S的元数分别为r和s，R和S的笛卡尔积是一个（r+s）元的元组集合，每个元组的前r个分量来自R的一个元组，后s个分量来自S的一个元组。运算后得到的新表的元组数是R*S，属性是r+s。
4、交：属于R又属于S的元组构成的集合。
5、投影：一元运算，对一个关系进行垂直切割，消去某些列，并重新按排列的顺序。
6、选择：一元运算，根据某些条件对关系进行水平分割。即选择符合条件的元组。
7、除：给定关系R（X，Y）和S（Y，Z），其中X，Y，Z是属性组，R中的Y和S中Y可以有不同的属性名，但必须出自相同的域集。
8、连接：也称θ连接运算，是一种二元运算，它的操作是从两个关系的笛卡尔积中选取属性间满足一定条件的元组，以合并成一个大关系。连接运算包括等值连接和不等值连接。连接运算后得到的新表的属性是运算前表中属性相加。即多于原来关系中属性的个数。
9、自然连接：自然连接满足的条件是（1）两关系间有公共域（2）通过公共域的相等值进行连接。
【考点9】数据库设计和管理
数据库设计中有两种方法，面向数据的方法和面向过程的方法。
面向数据的方法是以信息需求为主，兼顾处理需求；面向过程的方法是以处理需求为主，兼顾信息需求。由于数据在系统中稳定性高，数据已成为系统的核心，因此面向数据的设计方法已成为主流。
数据库设计目前一般采用生命周期法，即将整个数据库应用系统的开发分解成目标独立的若干阶段。它们是：需求分析阶段、概念设计阶段、逻辑设计阶段、物理设计阶段。
一个低一级范式的关系模式，通过模式分解可以转化为若干个高一级范式的关系模式的集合，这种过程就叫规范化。
概念结构设计是将需求分析阶段得到的用户需求抽象为信息结构即概念模型的过程，它是整个数据库设计的关键。
逻辑结构设计的任务是将E—R图转换成关系数据模型的过程。
数据库的物理结构是指数据库在物理设备上的存储结构和存取方法。它依赖于给定的计算机系统。
常用的存取方法：索引方法，聚簇方法和HASH方法。
数据库管理的内容：
（1）数据库的建立，它是数据库管理的核心，包括数据模式的建立和数据加载。
（2）数据库的重组。
（3）数据库安全性控制。
（4）数据库的完整性控制，数据库的完整性是指数据的正确性和相容性。
（5）数据库的故障恢复。
（6）数据库监控。