系统架构设计师考点—数据库技术基础

一、备考指南

  数据库技术基础主要考查的是数据库的三级模式两级映像、数据库设计、关系运算、规范反规范化、事务处理、分布式数据库等相关知识，同时也是重点考点，在上午试题和案例分析文中都可能出现。上午试题会占3~5分。

二、三级模式两级映像

1、内模式:管理如何存储物理的数据，对数据的存储方式、优化、存放等。

2、模式:又称为概念模式，就是通常使用的表这个级别，根据应用、需求将物理数据划分成一张张表。

3、外模式:对应数据库中的视图这个级别，将表进行一定的处理后再提供给用户使用。例如，将用户表中的用户名和密码组成视图提供给登录模块使用，而用户表中的其他列则不对该模块开放，增加了安全性。

4、外模式--模式映像: 是表和视图之间的映像，存在于概念级和外部级之间，若表中数据发生了修改，只需要修改此映像，而无须修改应用程序。

5、模式--内模式映像: 是表和数据的物理存储之间的映像，存在于概念级和内部级之间，若修改了数据存储方式，只需要修改此映像，而不需要去修改应用程序。

 三、数据库的设计

1、数据库设计的阶段

（1）需求分析

         即分析数据存储的要求，产出物有数据流图、数据字典、需求说明书。获得用户对系统的三个要求:信息要求、处理要求、系统要求。

（2）概念结构设计。

         就是设计E-R图，也即实体-联系图，与物理实现无关，就是说明有哪些实体，实体有哪些属性。工作步骤包括:选择局部应用、逐一设计分E-R图、E-R图合并。

        分E-R图进行合并时，它们之间存在的冲突主要有以下三类。

①属性冲突。同一属性可能会存在于不同的分E-R图中，由于设计人员不同或是出发点不同，属性的类型、取值范围、数据单位等可能会不一致。

②命名冲突。相同意义的属性，在不同的分E-R 图上有着不同的命名，或是名称相同的属性在不同的分E-R图中代表着不同的意义。

③结构冲突。包医实体在不的分E一R图中有不同的属性，同一对象在某一分ER图中被抽象为实体，而在另一分E-R图文被抽象为属性。（21年11月考了选择题）

  (3)逻辑结构设计。

       将E-R图转换成关系模式，也即转换成实际的表和表中的列属性，这里要考虑很多规范化的东西。工作步骤包括:确定数据模型、将E-R图转换成指定的数据模型、确定完整性约束和确定用户视图。

  (4)物理设计。

      根据生成的表等概念，生成物理数据库。工作步骤包括确定数据分布、存储结构和访问方式。

  (5)数据库实施阶段。

      数据库设计人员根据逻辑设计和物理设计阶段的结果建立数据库，编制与调试应用程序，组织数据入库，并进行试运行。

  (6)数据库运行和维护阶段。

      数据库应用系统经过试运行即可投入运行，但该阶段需要不断地对系统进行评价、调整与修改。

四、E-R模型

1、数据模型的三要素:数据结构、数据操作、数据的约束条件。

     在E-R (Entity-Relationships)模型中，使用椭圆表示属性(一般没有)、长方形表示实体、菱形表示联系，联系的两端要填写联系类型。

2、联系类型:一对一(1:1)、一对多(1:N)、多对多(M:N)。

3、属性分类:简单属性和复合属性(属性是否可以分割)、单值属性和多值属性(属性有多个取值)、NULL属性(无意义)、派生属性(可由其他属性生成)。

4、E-R模型转换为关系模型，实际就是转换为多少张表。

(1)每个实体都对应一个关系模式。

(2)三种联系类型:1:1联系中，联系可以放到任意的两端实体中，作为一个属性(要保证1:1的两端关联)；1:N联系中，联系可以单独作为一个关系模式，也可以在N端中加入1端实体的主键；M:N的联系中，联系必须作为一个单独的关系模式，其主键是M和N端的联合主键。

五、关系代数运算

1、并:结果是两张表中所有记录数合并，相同记录只显示一次。

2、交:结果是两张表中相同的记录。

3、差:S1-S2,结果是S1表中有而S2表中没有的那些记录。设有S1和S2,其关系及并、交、差结果如图4-4所示。

4、 笛卡儿积：S1×S2,产生的结果包括S1和S2的所有属性列，并且S1中每条记录依次和S2中所有记录组条记录，最终属性列为S1+S2属性列，记录数为S1×S2记录数。（保存S1和S2的所有列）（24年11月考了选择题）

5、投影:实际是按条件选择某关系模式中的某列，列也可以用数字表示。

6、选择:实际是按条件选择某关系模式中的某条记录。

7、自然连接：结果显示全部的属性列，但是相同属性列只显示一次，显示两个关系模式中属性相同且值相同的记录。