第一章：绪论第一章：绪论 数据库（数据库（DB）：长期存储在计算机内、有组织、可共享的大量数据的集合。数据库中的数据按照一定的数据 模型组织、描述和存储，具有娇小的冗余度、交稿的数据独立性和易扩展性，并可为各种用户共享。 数据库管理系统（数据库管理系统（DBMS）：位于用户和操作系统间的数据管理系统的一层数据管理软件。用途：科学地组织 和存储数据，高效地获取和维护数据。包括数据定义功能，数据组织、存储和管理，数据操纵功能，数据库的事物 管理和运行管理，数据库的建立和维护功能，其他功能。 数据库系统（数据库系统（DBS） ： 在计算机系统中引入数据库后的系统，一般由数据库。数据库管理系统（及其开发工具） 、 应用系统、数据库管理员构成。目的：存储信息并支持用户检索和更新所需的信息。 数据库系统的特点数据库系统的特点：数据结构化；数据的共享性高，冗余度低，易扩充；数据独立性高；数据由 DBMS 统一 管理和控制。 概念模型概念模型 实体，客观存在并可相互区别的事物称为实体。 属性，实体所具有的某一特性称为属性。 码，唯一标识实体的属性集称为码。 域，是一组具有相同数据类型的值的集合。 实体型，具有相同属性的实体必然具有的共同的特征和性质。 实体集，同一类型实体的集合称为实体集。 联系 两个实体型之间的联系两个实体型之间的联系 一对一联系；一对多联系；多对多联系 关系模型关系模型 关系，元组，属性，码，域，分量，关系模型 关系数据模型的操纵与完整性约束关系数据模型的操纵与完整性约束 关系数据模型的操作主要包括查询， 插入， 删除和更新数据。 这些操作必须满足关系完整性约束条件。关系的完整性约束条件包括三大类：实体完整性，参照完整 性和用户定义的完整性。 数据库系统三级模式结构数据库系统三级模式结构外模式，模式，内模式 模式：（逻辑模式）数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述，是所有用户的公共数据视图。一个数据 库只有一个模式。 模式的地位：是数据库系统模式结构的中间层，与数据的物理存储细节和硬件环境无关，与具体的应用程 序、开发工具及高级程序设计语言无关。 模式定义的内容：数据的逻辑结构（数据项的名字、类型、取值范围等） ，数据之间的联系，数据有关的 安全性、完整性要求 外模式 ： （子模式/用户模式）数据库用户（包括应用程序员和最终用户）能够看见和使用的局部数据库和 逻辑结构和特征的描述，是数据库用户的数据视图，是与某一应用有关的系统的逻辑表示。一个数据库可以有 多个外模式。 外模式的地位：介于模式与应用之间 模式与外模式的关系：一对多。外模式通常是模式的子集。一个数据库可以有多个外模式。反映了不同的 用户的应用需求、看待数据的方式、对数据保密的要求。对模式中同一数据，在外模式中的结构、类型、长度、 保密级别等都可以不同。 外模式与应用的关系：一对多。同一外模式也可以为某一用户的多个应用系统所使用 但一个应用程序只能使用一个外模式 内模式：存储模式或内视图）是数据物理结构和存储方式的描述，是数据在数据库内部实际存储的表示方 式： 记录的存储方式（顺序，B 树，hash 方法存储） ，索引的组织方式，数据是否压缩存储，数据是否加密。 数据存储记录结构的规定，一个数据库只有一个内模式 三级模式的优点三级模式的优点： （1）保证数据的独立性（内模式与模式分开物理独立；外模式与模式分开逻辑独立） （2）简化用户窗口 （3）有利于数据共享 （4）利于数据的安全保密 （5）数据存储由 DBMS 管理（用户不用考虑存取路径等细节） 二级映像功能二级映像功能： （1）外模式/模式映像（应用可扩充性） 定义外模式(局部逻辑结构)与模式(全局逻辑结构)之间的对应关系， 映象定义通常包含在各自外模式的描述 中，每一个外模式，数据库系统都有一个外模式模式映象。 用途：保证数据的逻辑独立性 当模式改变时，数据库管理员修改有关的外模式模式映象，使外模式保持不变 应用程序是依据数据的外模式编写的，从而应用程序不必修改，保证了数据与程序的逻辑独立性，简称数据的 逻辑独立性。 （2）模式/内模式映像（空间利用率，存取效率） 模式/内模式映像是唯一的， 它定义了数据全局逻辑结构与存储结构之间的对应关。 数据库中模式内模式 映象是唯一的。该映象定义通常包含在模式描述中。 用途：保证数据的物理独立性 当数据库的存储结构改变了（例如选用了另一种存储结构） ，数据库管理员修改模式内模式映象，使模式保 持不变。应用程序不受影响。保证了数据与程序的物理独立性，简称数据的物理独立性。 优点：优点： （1）保证了数据库外模式的稳定性。 （2）从底层保证了应用程序的稳定性，除非应用需求本身发生变化，否则应用程序一般不需要修改。 （3）数据与程序之间的独立性，使得数据的定义和描述可以从应用程序中分离出去。 什么叫数据与程序的物理独立性？什么叫数据与程序的逻辑独立性？什么叫数据与程序的物理独立性？什么叫数据与程序的逻辑独立性？ 为什么数据库系统具有 数据与程序的独立性？ 为什么数据库系统具有 数据与程序的独立性？ 1、 数据与程序的逻辑独立性 ：、 数据与程序的逻辑独立性 ： 当模式改变时， 数据库管理员修改有关的外模式模式映象， 使外模式保持不变。 从而应用程序不必修改，保证了数据与程序的逻辑独立性，简称数据的逻辑独立性。 2、数据与程序的物理独立性、数据与程序的物理独立性：当数据库的存储结构改变了（例如选用了另一种存储结构） ，数据库管理员修改 模式内模式映象，使模式保持不变。应用程序不受影响。保证了数据与程序的物理独立性，简称数据的物理独立 性。 数据库管理系统在三级模式之间错提供的二层影响保证了数据系统中的数据具有较高的逻辑独立性和物 理独立性。 数据库系统的组成数据库系统的组成 硬件平台及数据库，软件，人员 第二章：关系数据库第二章：关系数据库 关系的完整性约束关系的完整性约束 实体完整性和参照完整性：关系模型必须满足的完整性约束条件称为关系的两个不变性，应该由关系系统自动 支持。 用户定义的完整性：应用领域需要遵循的约束条件，体现了具体领域中的语义约束。 外码，主码，候选码的概念外码，主码，候选码的概念 候选码候选码：若关系中的某一属性组的职能唯一地标识一个元组，则称该属性组为候选码。 主码主码：若一个关系有多个候选码，则选定期中一个为主码。 外部码外部码：设 F 是基本关系 R 的一个或一组属性。但不是关系 R 的码，如果 F 与基本关系 S 的主码 K 想对应， 则称 F 是基本关系 R 的外部码，简称外码。 关系的关系的 3 类完整性约束概念类完整性约束概念 实体完整性实体完整性：若属性（指一个或一组属性）A 是基本关系 R 的主属性， A 不能取空值。 参照完整性参照完整性 ： 若属性（或属性组）F 是基本关系 R 的外码，它是基本关系 S 的主码 K 相对应（基本关系 R 和 S 不一定是不同的关系） ，则对于 R 中每个元组在 F 上的值必须为：或者取空值（F 的每个属性值均为空值） ；或者等 于 S 中某个元组的主码值。 用户定义的完整性用户定义的完整性：针对某一具体关系数据库的约束条件。反映某一具体应用所设计的数据必须满足的语义要 求。 关系操作的特点，关系代数中的各种运算关系操作的特点，关系代数中的各种运算 关系操作的特点关系操作的特点是集合操作方式，即操作的对象和结果是集合。 关系代数关系代数 1、并（RS）仍为 n 目关系，由属于 R 或属于 S 的元组组成。RS = t|t Rt S 2、差（R S）仍为 n 目关系，由属于 R 而不属于 S 的所有元组组成。R -S = t|tRtS 3、交（RS）仍为 n 目关系，由既属于 R 又属于 S 的元组组成。RS = t|t Rt S RS = R (R-S） 4、笛卡尔积 R: n 目关系，k1 个元组；S: m 目关系，k2 个元组；RS。 9、 选择 ： 选择又称为限制 （Restriction） :对元组按照条件进行筛选。 在关系 R 中选择满足给定条件的诸元组 F(R) = t|tRF(t)= 真。 10、投影：投影运算符的含义：从 R 中选择出若干属性列组成新的关系 A(R) = tA | t R A：R 中的属 性列投影操作主要是从列的角度进行运算。 但投影之后不仅取消了原关系中的某些列， 而且还可能取消某些元组 （避 免重复行） 。 11、连接：连接也称为连接：两张表中的元组有条件的串接。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 R S = | tr Rts StrAtsB 外连接：如果把舍弃的元组也保存在结果关系中，而在其他属性上填空值(Null)，这种连接就叫做外连接。 左外连接：如果只把左边关系 R 中要舍弃的元组保留就叫做左外连接(LEFT OUTER JOIN 或 LEFT JOIN)。 右外连接：如果只把右边关系 S 中要舍弃的元组保留就叫做右外连接(RIGHT OUTER JOIN 或 RIGHT JOIN)。 12、除 ：给定关系 R (X，Y) 和 S (Y，Z)，其中 X，Y，Z 为属性组；R 中的 Y 与 S 中的 Y 可以有不同的 属性名，但必须出自相同的域集；R 与 S 的除运算得到一个新的关系 P(X)，P 是 R 中满足下列条件的元组在 X 属性列上的投影 第三章：关系数据库标准语言第三章：关系数据库标准语言 SQL 注意：SQL(Oracle 除外)一般不提供修改视图定义和索引定义的操作，需要先删除再重建 定义基本表：CREATE TABLE （ ， ， ） ；） ； 列级完整性约束-涉及到该表的一个属性 NOT NULL ：非空值约束 UNIQUE：唯一性（单值约束）约束 PRIMARY KEY:主码约束 DEFAULT :默认（缺省）约束 Check :核查约束,定义校验条件 NOT NULL ：非空值约束 UNIQUE：唯一性（单值约束）约束 PRIMARY KEY:主码约束 DEFAULT :默认（缺省）约束 Check :核查约束,定义校验条件 表级完整性约束-涉及到该表的一个或多个属性。 UNIQUE(属性列列表) ：限定各列取值唯一 PRIMARY KEY (属性列列表) ：指定主码 FOREIGN KEY (属性列列表) REFERENCES (属性列列表) Check() ：检查约束 PRIMARY KEY 与 UNIQUE 的区别？ 例：建立“学生”表 Student，学号是主码，姓名取值唯一 CREATE TABLE Student (Sno CHAR(9) PRIMARY KEY，/*主码*/ Sname CHAR(20) UNIQUE， /* Sname 取唯一值*/ Ssex CHAR(2)，Sage SMALLINT，Sdept CHAR(20)； 数据类型数据类型 修改基本表：ALTER TABLE ADD 完整性约束完整性约束 DROP | ALTER COLUMN ； 例：向 Student 表增加增加“入学时间”列，其数据类型为日期型 ALTER TABLE Student ADD S_entrance DATE； 不论基本表中原来是否已有数据，新增加的列一律为空值 将年龄的数据类型由字符型（假设原来的数据类型是字符型）改为改为整数 ALTER TABLE Student ALTER COLUMN Sage INT； 注：修改原有的列定义有可能会破坏已有数据 增加课程名称必须取唯一值的约束条件。 ALTER TABLE Course ADD UNIQUE(Cname); 直接删除属性列删除属性列:(新标准) 例： ALTER TABLE Student Drop Sage； 删除基本表 ：DROP TABLE RESTRICT|