数据库系统概论笔记萨师煊王珊版Word文档格式.doc
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数据库转储
介质故障恢复
数据库的重组织
性能监视等
数据库系统（DatabaseSystem，简称DBS）是指在计算机系统中引入数据库后的系统构成。
n数据库系统的构成
n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（和用户）构成。
n数据管理
n对数据进行分类、组织、编码、存储、检索和维护，是数据处理的中心问题
数据模型这个工具来抽象、表示和处理现实世界中的数据和信息。
n数据模型应满足三方面要求
n能比较真实地模拟现实世界
n容易为人所理解
n便于在计算机上实现
n数据模型分成两个不同的层次
（1）概念模型也称信息模型，它是按用户的观点来对数据和信息建模。
（2）数据模型主要包括网状模型、层次模型、关系模型等，它是按计算机系统的观点对数据建模。
n客观对象的抽象过程---两步抽象
n现实世界中的客观对象抽象为概念模型；
n把概念模型转换为某一DBMS支持的数据模型。
n数据结构
n对象类型的集合
数据结构是对系统静态特性的描述
n两类对象
n与数据类型、内容、性质有关的对象
n与数据之间联系有关的对象
n数据操作
n对数据库中各种对象（型）的实例（值）允许执行的操作及有关的操作规则
n数据操作的类型
n检索
n更新（包括插入、删除、修改）
n数据模型对操作的定义
n操作的确切含义
n操作符号
n操作规则（如优先级）
n实现操作的语言
n数据操作是对系统动态特性的描述。
n数据模型对约束条件的定义
n反映和规定本数据模型必须遵守的基本的通用的完整性约束条件。
提供定义完整性约束条件的机制，以反映具体应用所涉及的数据必须遵守的特定的语义约束条件。
信息世界中的基本概念
（1）实体（Entity）
客观存在并可相互区别的事物称为实体。
（2）属性（Attribute）
实体所具有的某一特性称为属性。
一个实体可以由若干个属性来刻画。
（3）码（Key）
唯一标识实体的属性集称为码。
（4）域（Domain）
属性的取值范围称为该属性的域。
（5）实体型（EntityType）
用实体名及其属性名集合来抽象和刻画
同类实体称为实体型
（6）实体集（EntitySet）
同型实体的集合称为实体集
联系（Relationship）
现实世界中事物内部以及事物之间的联系在信息世界
中反映为实体内部的联系和实体之间的联系
实体型间联系
两个实体型一对一联系（1:
1）
三个实体型一对多联系（1:
n）
一个实体型多对多联系（m:
n）
两个实体型间的联系
n一对一联系
n如果对于实体集A中的每一个实体，实体集B中至多有一个实体与之联系，反之亦然，则称实体集A与实体集B具有一对一联系。
记为1:
1。
n一对多联系
n如果对于实体集A中的每一个实体，实体集B中有n个实体（n≥0）与之联系，反之，对于实体集B中的每一个实体，实体集A中至多只有一个实体与之联系，则称实体集A与实体集B有一对多联系
记为1:
n
n多对多联系（m:
n）
n如果对于实体集A中的每一个实体，实体集B中有n个实体（n≥0）与之联系，反之，对于实体集B中的每一个实体，实体集A中也有m个实体（m≥0）与之联系，则称实体集A与实体B具有多对多联系。
记为m:
概念模型的表示方法
n实体－联系方法（E-R方法）
n用E-R图来描述现实世界的概念模型
nE-R方法也称为E-R模型
常用数据模型
n非关系模型
n层次模型（HierarchicalModel）
n网状模型（NetworkModel）
n数据结构：
以基本层次联系为基本单位
基本层次联系：
两个记录以及它们之间的一对多（包括一对一）的联系
n关系模型（RelationalModel）
表
n面向对象模型（ObjectOrientedModel）
对象
n层次模型
满足下面两个条件的基本层次联系的集合为层次模型。
1.有且只有一个结点没有双亲结点，这个结点称为根
结点
2.根以外的其它结点有且只有一个双亲结点
n表示方法
实体型：
用记录类型描述。
每个结点表示一个记录类型。
属性：
用字段描述。
每个记录类型可包含若干个字段。
联系：
用结点之间的连线表示记录（类）型之间的
一对多的联系
网状数据模型的数据结构
n网状模型
满足下面两个条件的基本层次联系的集合为网状模型。
1.允许一个以上的结点无双亲；
2.一个结点可以有多于一个的双亲。
n表示方法（与层次数据模型相同）
每个结点表示一个记录类型。
每个记录类型可包含若干个字段。
用结点之间的连线表示记录（类）型之
间的一对多的父子联系。
关系模型的基本概念
n关系（Relation）
一个关系对应通常说的一张表。
n元组（Tuple）
表中的一行即为一个元组。
n属性（Attribute）
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。
n关系必须是规范化的，满足一定的规范条件
最基本的规范条件：
关系的每一个分量必须是一个不
可分的数据项。
n查询、插入、删除、更新
n数据操作是集合操作，操作对象和操作结果都是关系，即若干元组的集合
n存取路径对用户隐蔽，用户只要指出“干什么”，不必详细说明“怎么干”
关系模型的完整性约束
n实体完整性
n参照完整性
n用户定义的完整性
关系数据模型的存储结构
n表以文件形式存储
n有的DBMS一个表对应一个操作系统文件
n有的DBMS自己设计文件结构
关系模型的优缺点
n优点
n建立在严格的数学概念的基础上
n概念单一。
数据结构简单、清晰，用户易懂易用
n实体和各类联系都用关系来表示。
n对数据的检索结果也是关系。
n关系模型的存取路径对用户透明
n具有更高的数据独立性，更好的安全保密性
n简化了程序员的工作和数据库开发建立的工作
n缺点
存取路径对用户透明导致查询效率往往不如非
关系数据模型
为提高性能，必须对用户的查询请求进行优化
增加了开发数据库管理系统的难度
数据库系统外部的体系结构
n单用户结构
n主从式结构
n分布式结构
n客户/服务器结构
n浏览器/应用服务器/数据库服务器结构
分布式结构的数据库系统
n数据库中的数据在逻辑上是一个整体，但物理地分布在计算机网络的不同结点上。
n网络中的每个结点都可以独立处理本地数据库中的数据，执行局部应用
n同时也可以同时存取和处理多个异地数据库中的数据，执行全局应用
n适应了地理上分散的公司、团体和组织对于数据库应用的需求。
n数据的分布存放给数据的处理、管理与维护带来困难。
n当用户需要经常访问远程数据时，系统效率会明显地受到网络传输的制约
数据库管理员（DBA）
n决定数据库中的信息内容和结构
n决定数据库的存储结构和存取策略
n定义数据的安全性要求和完整性约束条件
关系数据库
n关系模型的组成
n关系数据结构
n关系操作集合
n关系完整性约束
n1）常用的关系操作
n查询
n选择、投影、连接、除、并、交、差
n数据更新
n插入、删除、修改
n查询的表达能力是其中最主要的部分
n2）关系操作的特点
n集合操作方式，即操作的对象和结果都是集合。
n非关系数据模型的数据操作方式：
一次一记录
n文件系统的数据操作方式
n3）关系数据语言的种类
n关系代数语言
n用对关系的运算来表达查询要求
n4）关系数据语言的特点
n关系语言是一种高度非过程化的语言
n存取路径的选择由DBMS的优化机制来完成
n用户不必用循环结构就可以完成数据操作
n能够嵌入高级语言中使用
n关系代数、元组关系演算和域关系演算三种语言在表达能力上完全等价
关系
n⒈域（Domain）
n2.笛卡尔积（CartesianProduct）
n3.关系（Relation）
n域是一组具有相同数据类型的值的集合。
例:
n整数
n实数
n介于某个取值范围的整数
n长度指定长度的字符串集合
n{‘男’，‘女’}
n介于某个取值范围的日期
n笛卡尔积
给定一组域D1，D2，…，Dn，这些域中可以有相同的。
D1，D2，…，Dn的笛卡尔积为：
D1×
D2×
…×
Dn＝｛（d1，d2，…，dn）｜diÎ
Di，i＝1，2，…，n｝
n所有域的所有取值的一个组合
n不能重复
n2）元组（Tuple）
n笛卡尔积中每一个元素（d1，d2，…，dn）叫作一个n元组（n-tuple）或简称元组。
n3）分量（Component）
n笛卡尔积元素（d1，d2，…，dn）中的每一个值di叫作一个分量。
n4）基数（Cardinalnumber）
n若Di（i＝1，2，…，n）为有限集，其基数为mi（i＝1，2，…，n），则D1×
Dn的基数M为：
n5）笛卡尔积的表示方法
n笛卡尔积可表示为一个二维表。
表中的每行对应一个元组，表中的每列对应一个域。
关系（Relation）
1）关系
Dn的子集叫作在域D1，D2，…，Dn上的关系，表示为
R（D1，D2，…，Dn）
R：
关系名
n：
关系的目或度（Degree）
2）元组
关系中的每个元素是关系中的元组，通常用t表示。
3）单元关系与二元关系
当n=1时，称该关系为单元关系（Unaryrelation）。
当n=2时，称该关系为二元关系（Binaryrelation）
4）关系的表示
关系也是一个二维表，表的每行对应一个元组，表的每列对应一个域。
5）属性
关系中不同列可以对应相同的域，为了加以区分，必须对每列起一个名字，称为属性（Attribute）。
n目关系必有n个属性。
6）码
候选码（Ca
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