剖析面试最常见问题之数据库知识基础

一 数据库知识基础

数据库知识基础,这部分内容一定要理解记忆。虽然这部分内容只是理论知识,但是非常重要,这是后面学习MySQL数据库的基础。PS:这部分内容由于涉及太多概念性内容,所以参考了维基百科和百度百科相应的介绍。

什么是数据库,数据库管理系统,数据库系统,数据库管理员?

  • 数据库 :数据库(DataBase简称DB)就是信息的集合或者说数据库是由数据库管理系统管理的数据的集合。
  • 数据库管理系统 : 数据库管理系统(Database Management System 简称DBMS)是一种操纵和管理数据库的大型软件,通常用语用于建立、使用和维护数据库。
  • 数据库系统 : 数据库系统(Data Base System,简称DBS)通常由软件、数据库和数据管理员(DBA)组成。
  • 数据库管理员 : 数据库管理员(Database Administrator,简称DBA)负责全面管理和控制数据库系统。

数据库系统基本构成如下图所示:

数据库系统基本构成

数据库系统基本构成

什么是元组,码,候选码,主码,外码,主属性,非主属性?

  • 元组 : 元组(tuple)是关系数据库中的基本概念,关系是一张表,表中的每行(即数据库中的每条记录)就是一个元组,每列就是一个属性。 在二维表里,元组也称为行。
  • :码就是能唯一标识实体的属性,对应表中的列。
  • 候选码 : 若关系中的某一属性或属性组的值能唯一的标识一个元组,而其任何、子集都不能再标识,则称该属性组为候选码。例如:在学生实体中,“学号”是能唯一的区分学生实体的,同时又假设“姓名”、“班级”的属性组合足以区分学生实体,那么{学号}和{姓名,班级}都是候选码。
  • 主码 : 主码也叫主键。主码是从候选码中选出来的。 一个实体集中只能有一个主码,但可以有多个候选码。
  • 外码 : 外码也叫外键。如果一个关系中的一个属性是另外一个关系中的主码则这个属性为外码。
  • 主属性 : 候选码中出现过的属性称为主属性。比如关系 工人(工号,身份证号,姓名,性别,部门).显然工号和身份证号都能够唯一标示这个关系,所以都是候选码。工号、身份证号这两个属性就是主属性。如果主码是一个属性组,那么属性组中的属性都是主属性。
  • 非主属性: 不包含在任何一个候选码中的属性称为非主属性。比如在关系——学生(学号,姓名,年龄,性别,班级)中,主码是“学号”,那么其他的“姓名”、“年龄”、“性别”、“班级”就都可以称为非主属性。

主键和外键有什么区别?

  • 主键(主码) :主键用于唯一标识一个元组,不能有重复,不允许为空。一个表只能有一个主键。
  • 外键(外码) :外键用来和其他表建立联系用,外键是另一表的主键,外键是可以有重复的,可以是空值。一个表可以有多个外键。

什么是ER图?

我们做一个项目的时候一定要试着花ER图来捋清数据库设计,这个也是面试官问你项目的时候经常会被问道的。

E-R图也称实体-联系图(Entity Relationship Diagram),提供了表示实体类型、属性和联系的方法,用来描述现实世界的概念模型。 它是描述现实世界关系概念模型的有效方法。 是表示概念关系模型的一种方式。

下图是一个学生选课的ER图,每个学生可以选若干门课程,同一门课程也可以被若干人选择,所以它们之间的关系是多对多(M:N)。另外,还有其他两种关系是:1对1(1:1)、1对多(1:N)。

ER图示例

ER图示例

我们试着将上面的ER图转换成数据库实际的关系模型(实际设计中,我们通常会将任课教师也作为一个实体来处理):

关系模型

关系模型

数据库范式了解吗?

1NF(第一范式)

属性(对应于表中的字段)不能再被分割,也就是这个字段只能是一个值,不能再分为多个其他的字段了。1NF是所有关系型数据库的最基本要求 ,也就是说关系型数据库中创建的表一定满足第一范式。

2NF(第二范式)

2NF在1NF的基础之上,消除了非主属性对于码的部分函数依赖。如下图所示,展示了第一范式到第二范式的过渡。第二范式在第一范式的基础上增加了一个列,这个列称为主键,非主属性都依赖于主键。

第二范式

第二范式

一些重要的概念:

  • 函数依赖(functional dependency) :若在一张表中,在属性(或属性组)X的值确定的情况下,必定能确定属性Y的值,那么就可以说Y函数依赖于X,写作 X → Y。
  • 部分函数依赖(partial functional dependency) :如果X→Y,并且存在X的一个真子集X0,使得X0→Y,则称Y对X部分函数依赖。比如学生基本信息表R中(学号,身份证号,姓名)当然学号属性取值是唯一的,在R关系中,(学号,身份证号)->(姓名),(学号)->(姓名),(身份证号)->(姓名);所以姓名部分函数依赖与(学号,身份证号);
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