数据库原理复习.docx
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数据库原理复习
绪论
●数据库技术中的四个名词:
DB、DBMS、DBS、数据库技术。
其概念是不同的。
DB：
数据库（Database）,DB是统一管理的相关数据的集合。
DBMS：
数据库管理系统（DatabaseManagementSystem），DBMS是位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件，为用户或应用程序提供访问DB的方法，包括DB的建立、查询、更新及各种数据控制。
DBMS总是基于某种数据模型，可以分为层次型、网状型、关系型、面向对象型DBMS。
DBS：
数据库系统（DatabaseSystem）,DBS是实现有组织地、动态地存储大量关联数据，方便多用户访问的计算机软件、硬件和数据资源组成的系统，即采用了数据库技术的计算机系统。
数据库技术：
是一门研究数据库结构、存储、管理和使用的软件学科。
●什么是数据库
1．信息：
是一种重要的资源，信息、能源、材料构成现代社会的三大支柱。
特征：
来源、感知、存储、加工传递和再生
2．数据：
就是人们为了认识世界，交流信息，而对事物进行描述的符号集合。
3．数据库：
简单的说就是存储数据的仓库，严格意义上讲，数据库就是按一定的组织方式存储在计算机中相关数据的集合。
结构化、共享、独立性
●数据库的发展
1．程序管理阶段
2．文件系统阶段
3．数据库系统阶段
●数据库系统
数据库系统组成,通常由数据库（DB）、硬件、软件、数据库管理员四部分组成。
●数据库管理系统
1.数据库的定义功能。
2.数据库运行控制功能。
DBMS对数据库的控制主要通过四个方面实现：
数据安全性控制、数据完整性控制、多用户环境下的并发控制和数据库的恢复。
3.数据库的维护功能。
这一部分包括数据库的初始数据的载入、转换功能、数据库的转储功能、数据库的重组织功能和性能监视、分析功能，大都由各个实用程序来完成。
4.数据字典（DataDictionary，记为DD）。
数据字典的主要作用是：
供数据库管理系统快速查找有关对象的信息。
数据库管理系统在处理用户存取时，要经常查阅数据字典中的用户表、外模式表和模式表；供数据库管理员查询，以掌握整个系统的运行情况；支持数据库设计与系统分析。
●数据库系统的三级模式：
1．外模式
2．内模式
3．模式
4．模式间的映像
●数据模型
1．三个世界现实世界、信息世界、机器世界
数据描述的三个领域（现实世界、信息世界和机器世界）
信息世界中的几个概念：
（1）实体--即客观存在可以相互区别的事物
（2） 实体集--同类实体的集合
（3） 属性--实体的特性
（4） 实体标识符--唯一标识实体的属性或属性集
机器世界中的四个概念：
（1）字段--标记实体属性的命名单位称为字段或数据项
（2）记录--字段的有序集合
（3）文件--同一类记录的汇集
（4）键（关键码）--能唯一标识文件中每个记录的字段或字段集。
这个概念与实体标识符的概念相对应。
概念的内涵与外延：
类型是概念的内涵，而值是概念的外延。
数据描述的两种形式：
物理描述和逻辑描述。
前者是指数据在存储设备上的存取方式，后者是指程序员或用户用以操作的数据形式。
2．数据模型的三要素
（1）数据结构
（2）数据操作
（3）数据的约束条件
3．实体模型,两个实体间的联系可分为3类：
（1）一对一联系（1：
1）如：
学校与校长，观众与座位等。
（2）一对多联系（1：
n）如：
省与市，学校与系部等。
（3）多对多联系（n：
m）如：
学生与课程，教师与课程，师生关系，商店与商品，图书与读者，工厂与产品等。
●几种主要的数据模型
1．层次数据模型
2．网状模型
3．关系模型
●关系数据模型的数据结构
在用户看来，一个关系模型的逻辑结构是一张二维表，它由行和列组成。
例如，图2.20中的学生人事记录就是一个关系模型，它涉及下列概念。
学号
姓名
性别
系别
年龄
籍贯
1
王鹏
男
计算机系
23
北京市
2
李鹏
男
物理系
22
上海市
3
张贴
女
数学系
24
天津市
关系：
对应通常说的表，如图中的这张学生人事记录表；
元组：
表中的一行即为一个元组；
属性；表中的一例即为一个属性，有6列，对应6个属性（学号，姓名，性别，系别，年龄和籍贯）；
主码（KEY）：
表中的某个属性组，它可以唯一确定一个元组，如图2.20中的学号，按照学生学号的编排方法，每个学生的学号都不相同，所以它可以唯一确定一个学生，也就成为本关系的码；
域（domain）：
属性的取值范围，如人的年龄一般在1-100岁之间。
图2.20中学生年龄属性的域应是（14—38），性别的域是（男，女），系别的域是一个学校所有系名的集合；
分量：
元组中的一个属性值；
关系模型：
对关系的描述，一般表示为：
关系名（属性1，属性2，……，属性N）
例如，上面的关系可描述为：
学生（学号，姓名，性别，系别，年龄，籍贯）
在关系模型中，实体以及实体间的联系都是用关系来表示的。
例如，学生、课程、学生与课程之间的多对多联系在关系模型中可以表示如下：
学生（学号，姓名，性别，系别，年龄，籍贯）
课程（课程号，学分）
选修（学号，课程号，成绩）
●关系数据模型的操纵与完整性约束条件
关系数据模型的操纵主要包括查询、插入、删除和更新数据。
这些操作必须满足关系的完整性约束条件。
关系的完整性约束条件包括3大类：
实体完整性、参照完整性和用户定义的完整性。
关系模型中的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，而不像非关系模型中那样是单记录的操作方式。
另一方面，关系模型把存取路径向用户隐蔽起来，用户只要提出“干什么”或者“找什么”，不必详细说明“怎么干”或者“怎么找”，从而大大的提高了数据的独立性，提高了用户的生产率。
●关系数据模型的存储结构
关系数据模型中，实体及实体间的联系都用二维表来表示。
在数据库的物理组织中，二维表以文件形式存储，每一个二维表通常对应一个表文件。
（4）关系数据模型的优缺点
关系数据模型具有下列优点：
（1）关系模型与非关系模型不同，它是建立在严格的数学概念的基础上。
（2）关系模型的概念单一，无论实体还是实体之间的联系都用关系来表示。
对数据的检索结果也是关系（即表）。
所以其数据结构简单、清晰，用户易懂易用。
（3）关系模型的存取路径对用户透明，从而具有更高的数据独立性，更好的安全保密性，也简化了编程序的工作和数据库开发建立的工作。
●为某百货公司设计一个ER模型。
百货管辖若干个连锁商店，每家商店经营若干商品，每家商店有若干职工，但每个职工只能服务于一家商店。
实体类型“商店”的属性有：
商店编号，店名，店址，店经理。
实体类型“商品”的属性有：
商品编号，商品名，单价，产地。
实体类型“职工”的属性有：
职工编号，职工名，性别，工资。
在联系中应反映出职工参加某商店工作的开始时间，商店销售商品的月销售量。
试画出反映商店、商品、职工实体类型及联系类型的ER图，并将其转换成关系模式集。
实体：
商店（商店编号，店名，店址，店经理）
商品（商品编号，商品名，单价，产地）
职工（职工编号，职工名，性别，工资）
联系：
SC（商店—商品之间1：
N的联系，联系属性为“职工参加商店工作的开始时间”。
SE（商店—职工之间1：
N的联系），联系属性为“月销售量”。
关系模式集：
⏹商店模式（商店编号，店名，店址，店经理）
⏹商品模式（商品编号，商品名，单价，产地，商店编号，月销售量）
⏹职工模式（职工编号，职工名，性别，工资，商店编号，开始时间）
第2章关系数据库
●关系模型概述
1．关系模型组成
关系模型由关系数据结构、关系操作集合和关系完整性约束三部分组成。
关系操作分为两大部分如图所示。
查询
其它
选择Select
增加Insert
投影Project
删除Delete
连接Join
修改Update
除Divide
并Union
交Intersection
差Difference
2．关系操作的特点
关系操作的特点是操作对象和操作结果都是集合。
而非关系数据模型的数据操作方式则为一次一个记录的方式。
关系数据语言分为三类：
（1）关系代数语言：
如ISBL；
（2）关系演算语言：
分为元组关系演算语言（如Alpha，Quel）、域关系演算语言（如QBE）；
（3）具有关系代数和关系演算双重特点的语言：
如SQL。
●关系数据结构及其形式化定义
1．域
定义域是一组具有相同数据类型的值的集合。
2．笛卡尔积
定义设D1，D2，D3，…，Dn，为任意集合，定义Dl，D2，D3，…，Dn的笛卡尔积为
D1×D2×D3×…×Dn＝{（d1，d2，d3，…dn）[di∈Di，i＝1，2，3…，n]
其中每一个元素（dl，d2，d3，…，dn，）叫做一个n元组（n一tuple）或简称为元组（Tuple），每一个值di叫做一个分量（Component），若Di（i＝l，2，…n）为有限集，其基数（Cardinalnumber）为mi（i=l，2，3，…，n），则D1×D2×D3×…×Dn的基数M为M＝,
笛卡尔积可以用二维表来表示。
例D1={0，1}，D2＝{a，b，c}
则：
D1×D2＝{（0，a），（0，b），（0，c），（1，a），（1，b），（1，c）}用二维表来表示，如图2—2所示。
D1
D2
0
0
0
1
1
1
a
b
c
a
b
c
3．关系的形式化定义及相关名词
定义D1×D2×D3×…×Dn的子集叫做在域D1,D2,D3,…,Dn上的关系，
用R（D1,D2,D3,…,Dn），称关系R为n元关系。
目或度这里的R表示关系的名字，n是关系的目或度（Degree）。
候选码若关系中的某一属性组的值能惟一的标识一个元组，则称该属性组为候选码（CandidateKey）。
主码若一个关系有多个候选码，则选定其中一个为主码（PrimaryKey）。
主码诸属性称为主属性。
不包含在任何候选码中的属性称为非码属性（Non—Keyattribute）。
关系模型的所有属性组是这个关系模式的候选码，称为全码（All—key）
4．关系的三种类型
（1）基本关系（通常又称为基本表或基表），是实际存在的表，它是实际存储数据的逻辑表示
（2）查询表，查询结果对应的表
（3）视图表，是由基本表或其他视图表导出的表，也常称为虚表
●关系数据库与关系模式
在数据库中要区分型和值。
关系数据库中的型也称为关系数据库模式，是关系数据库的描述。
它包括若干域的定义以及在这些域上定义的若干关系模式。
关系数据库的值是这些关系模式在某一时刻对应的关系的集合，通常称之为关系数据库。
定义关系的描述称为关系模式（RelationSchema）。
可以形式化的表示为
R（U，D，dom，F）
其中，R表示关系名；U是组成该关系的属性名集合；D是属性的域；dom是属性向域的映像集合；F为属性间数据的依赖关系集合。
通常将关系模式简记为：
R（U）或R（Al，A2，A3，…，An。
）
其中R为关系名，A1，A2，A3，…，An。
为属性名，域名、属性向域的映像常常直接说明属性的类型、长度。
例定义学生与课程关系模式及主码如下：
（1）S（Sno，Sname，SD，SA）Key（Sno）
（2）
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