4.1 資料庫系統的基本概念
資料：實際上就是描述事物的符號記錄。
資料的特點：有一定的結構，有型與值之分，如整型、實型、字元型等。而資料的值給出了符合定型的值，如整型值15。
資料庫：是資料的集合，具有統一的結構形式並存放於統一的儲存介質內，是多種應用資料的整合，並可被各個應用程式共享。
資料庫存放資料是按資料所提供的資料模式存放的，具有整合與共享的特點。
資料庫管理系統：一種系統軟體，負責資料庫中的資料組織、資料操縱、資料維護、控制及保護和資料服務等，是資料庫的核心。
資料庫管理系統功能：
(1)資料模式定義：即為資料庫構建其資料框架; (2)資料存取的物理構建：為資料模式的物理存取與構建提供有效的存取方法與手段; (3)資料操縱：為使用者使用資料庫的資料提供方便，如查詢、插入、修改、刪除等以及簡單的算術運算及統計;
(4)資料的完整性、安生性定義與檢查; (5)資料庫的併發控制與故障恢復;
(6)資料的服務：如拷貝、轉存、重組、效能監測、分析等。 為完成以上六個功能，資料庫管理系統提供以下的資料語言：
(1)資料定義語言：負責資料的模式定義與資料的.物理存取構建; (2)資料操縱語言：負責資料的操縱，如查詢與增、刪、改等;
(3)資料控制語言：負責資料完整性、安全性的定義與檢查以及併發控制、故障恢復等。
資料語言按其使用方式具有兩種結構形式：互動式命令(又稱自含型或自主型語言)宿主型語言(一般可嵌入某些宿主語言中)。
資料庫管理員：對資料庫進行規劃、設計、維護、監視等的專業管理人員。 資料庫系統：由資料庫(資料)、資料庫管理系統(軟體)、資料庫管理員(人員)、硬體平臺(硬體)、軟體平臺(軟體)五個部分構成的執行實體。
資料庫應用系統：由資料庫系統、應用軟體及應用介面三者組成。
檔案系統階段：提供了簡單的資料共享與資料管理能力，但是它無法提供完整的、統一的、管理和資料共享的能力。
層次資料庫與網狀資料庫系統階段 ：為統一與共享資料提供了有力支撐。 關係資料庫系統階段 資料庫系統的基本特點：資料的整合性 、資料的高共享性與低冗餘性 、資料獨立性(物理獨立性與邏輯獨立性)、資料統一管理與控制。
資料庫系統的三級模式：
(1)概念模式：資料庫系統中全域性資料邏輯結構的描述，全體使用者公共資料檢視; (2)外模式：也稱子模式與使用者模式。是使用者的資料檢視，也就是使用者所見到的資料模式;
(3)內模式：又稱物理模式，它給出了資料庫物理儲存結構與物理存取方法。 資料庫系統的兩級對映：
(1)概念模式到內模式的對映; (2)外模式到概念模式的對映。
4.2 資料模型
資料模型的概念：是資料特徵的抽象，從抽象層次上描述了系統的靜態特徵、動態行為和約束條件，為資料庫系統的資訊表與操作提供一個抽象的框架。描述了資料結構、資料操作及資料約束。
E-R模型的基本概念
(1)實體：現實世界中的事物; (2)屬性：事物的特性;
(3)聯絡：現實世界中事物間的關係。實體集的關係有一對一、一對多、多對多的聯絡。
E-R模型三個基本概念之間的聯接關係：實體是概念世界中的基本單位，屬性有屬性域，每個實體可取屬性域內的值。一個實體的所有屬性值叫元組。
E-R模型的圖示法：(1)實體集表示法; (2)屬性表法; (3)聯絡表示法。 層次模型的基本結構是樹形結構，具有以下特點： (1)每棵樹有且僅有一個無雙親結點，稱為根; (2)樹中除根外所有結點有且僅有一個雙親。
從圖論上看，網狀模型是一個不加任何條件限制的無向圖。
關係模型採用二維表來表示，簡稱表，由表框架及表的元組組成。一個二維表就是一個關係。
在二維表中凡能唯一標識元組的最小屬性稱為鍵或碼。從所有侯選健中選取一個作為使用者使用的鍵稱主鍵。表A中的某屬性是某表B的鍵，則稱該屬性集為A的外來鍵或外碼。
關係中的資料約束：
(1)實體完整性約束：約束關係的主鍵中屬性值不能為空值;(2)參照完全性約束：是關係之間的基本約束;
(3)使用者定義的完整性約束：它反映了具體應用中資料的語義要求。
4.3關係代數
關係資料庫系統的特點之一是它建立在資料理論的基礎之上，有很多資料理論可以表示關係模型的資料操作，其中最為著名的是關係代數與關係演算。
關係模型的基本運算：
(1)插入 (2)刪除 (3)修改 (4)查詢(包括投影、選擇、笛卡爾積運算)
4.4 資料庫設計與管理
資料庫設計是資料應用的核心。 資料庫設計的兩種方法：
(1)面向資料：以資訊需求為主，兼顧處理需求; (2)面向過程：以處理需求為主，兼顧資訊需求。
資料庫的生命週期：需求分析階段、概念設計階段、邏輯設計階段、物理設計階段、編碼階段、測試階段、執行階段、進一步修改階段。
需求分析常用結構析方法和麵向物件的方法。結構化分析(簡稱SA)方法用自頂向下、逐層分解的方式分析系統。用資料流圖表達資料和處理過程的關係。對資料庫設計來講，資料字典是進行詳細的資料收集和資料分析所獲得的主要結果。
資料字典是各類資料描述的集合，包括5個部分：資料項、資料結構、資料流(可以是資料項，也可以是資料結構)、資料儲存、處理過程。
資料庫概念設計的目的是分析資料內在語義關係。設計的方法有兩種 (1)集中式模式設計法(適用於小型或並不複雜的單位或部門); (2)檢視整合設計法。
設計方法：E-R模型與檢視整合。
檢視設計一般有三種設計次序：自頂向下、由底向上、由內向外。 檢視整合的幾種衝突：命名衝突、概念衝突、域衝突、約束衝突。 關係檢視設計：關係檢視的設計又稱外模式設計。 關係檢視的主要作用：
