数据库系统概论笔记萨师煊王珊版.docx

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数据库系统概论笔记萨师煊王珊版

数据库技术总结

数据（Data）：

是数据库中存储的基本对象

数据的定义：

描述事物的符号记录

数据的种类：

文字、图形、图象、声音等

数据的特点：

数据与其语义是不可分的

数据库（Database,简称DB）：

是长期储存在计算机内、有组织的、可共享的大量数据集合

数据库的特征：

⏹数据按一定的数据模型组织、描述和储存

⏹可为各种用户共享

⏹冗余度较小

⏹数据独立性较高

⏹易扩展

数据库管理系统（DatabaseManagementSystem，简称DBMS）：

是位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件。

DBMS的用途：

科学地组织和存储数据、高效地获取和维护数据

DBMS的主要功能：

数据库的运行管理

保证数据的安全性、完整性、

多用户对数据的并发使用

发生故障后的系统恢复

⏹数据库的建立和维护功能（实用程序）

数据库数据批量装载

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。

⏹数据库系统的构成

⏹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。

⏹数据管理

⏹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。

⏹数据模型应满足三方面要求

⏹能比较真实地模拟现实世界

⏹容易为人所理解

⏹便于在计算机上实现

⏹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。

⏹客观对象的抽象过程---两步抽象

⏹现实世界中的客观对象抽象为概念模型；

⏹把概念模型转换为某一DBMS支持的数据模型。

⏹数据结构

⏹对象类型的集合

数据结构是对系统静态特性的描述

⏹两类对象

⏹与数据类型、内容、性质有关的对象

⏹与数据之间联系有关的对象

⏹数据操作

⏹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

⏹数据操作的类型

⏹检索

⏹更新（包括插入、删除、修改）

⏹数据模型对操作的定义

⏹操作的确切含义

⏹操作符号

⏹操作规则（如优先级）

⏹实现操作的语言

⏹数据操作是对系统动态特性的描述。

⏹数据模型对约束条件的定义

⏹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

⏹一对一联系

⏹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。

⏹一对多联系

⏹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

⏹多对多联系（m:

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:

n

概念模型的表示方法

⏹实体－联系方法（E-R方法）

⏹用E-R图来描述现实世界的概念模型

⏹E-R方法也称为E-R模型

常用数据模型

⏹非关系模型

⏹层次模型（HierarchicalModel）

⏹网状模型（NetworkModel）

⏹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

⏹关系模型（RelationalModel）

⏹数据结构：

表

⏹面向对象模型（ObjectOrientedModel）

⏹数据结构：

对象

⏹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

⏹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

⏹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。

⏹表示方法（与层次数据模型相同）

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

间的一对多的父子联系。

关系模型的基本概念

⏹关系（Relation）

一个关系对应通常说的一张表。

⏹元组（Tuple）

表中的一行即为一个元组。

⏹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。

⏹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。

⏹查询、插入、删除、更新

⏹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

⏹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

⏹实体完整性

⏹参照完整性

⏹用户定义的完整性

关系数据模型的存储结构

⏹表以文件形式存储

⏹有的DBMS一个表对应一个操作系统文件

⏹有的DBMS自己设计文件结构

关系模型的优缺点

⏹优点

⏹建立在严格的数学概念的基础上

⏹概念单一。

数据结构简单、清晰，用户易懂易用

⏹实体和各类联系都用关系来表示。

⏹对数据的检索结果也是关系。

⏹关系模型的存取路径对用户透明

⏹具有更高的数据独立性，更好的安全保密性

⏹简化了程序员的工作和数据库开发建立的工作

⏹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

⏹单用户结构

⏹主从式结构

⏹分布式结构

⏹客户/服务器结构

⏹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

⏹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。

⏹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

⏹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

⏹优点

⏹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。

⏹缺点

⏹数据的分布存放给数据的处理、管理与维护带来困难。

⏹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）

⏹决定数据库中的信息内容和结构

⏹决定数据库的存储结构和存取策略

⏹定义数据的安全性要求和完整性约束条件

关系数据库

⏹关系模型的组成

⏹关系数据结构

⏹关系操作集合

⏹关系完整性约束

⏹1）常用的关系操作

⏹查询

⏹选择、投影、连接、除、并、交、差

⏹数据更新

⏹插入、删除、修改

⏹查询的表达能力是其中最主要的部分

⏹2）关系操作的特点

⏹集合操作方式，即操作的对象和结果都是集合。

⏹非关系数据模型的数据操作方式：

一次一记录

⏹文件系统的数据操作方式

⏹3）关系数据语言的种类

⏹关系代数语言

⏹用对关系的运算来表达查询要求

⏹4）关系数据语言的特点

⏹关系语言是一种高度非过程化的语言

⏹存取路径的选择由DBMS的优化机制来完成

⏹用户不必用循环结构就可以完成数据操作

⏹能够嵌入高级语言中使用

⏹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

⏹⒈域（Domain）

⏹2.笛卡尔积（CartesianProduct）

⏹3.关系（Relation）

⏹域是一组具有相同数据类型的值的集合。

例:

⏹整数

⏹实数

⏹介于某个取值范围的整数

⏹长度指定长度的字符串集合

⏹{‘男’，‘女’}

⏹介于某个取值范围的日期

3.2数据定义

3.2.1定义语句格式

CREATETABLE<表名>

（<列名><数据类型>[<列级完整性约束条件>]

[，<列名><数据类型>[<列级完整性约束条件>]]…

[，<表级完整性约束条件>]）；

⏹<表名>：

所要定义的基本表的名字

⏹<列名>：

组成该表的各个属性（列）

⏹<列级完整性约束条件>：

涉及相应属性列的完整性约束条件

⏹<表级完整性约束条件>：

涉及一个或多个属性列的完整性约束条件

⏹常用完整性约束

⏹主码约束：

PRIMARYKEY

⏹唯一性约束：

UNIQUE

⏹非空值约束：

NOTNULL

⏹参照完整性约束

三、删除基本表

DROPTABLE<表名>; 

基本表删除数据、表上的索引都删除

表上的视图往往仍然保留，但无法引用

删除基本表时，系统会从数据字典中删去有关该

基本表及其索引的描述

（标准中没有，认为表建立后就永久存在）

二、修改基本表

ALTERTABLE<表名>

[ADD<新列名><数据类型>[完整性约束]]

[DROP<完整性约束名>]

[MODIFY<列名><数据类型>]；

⏹<表名>：

要修改的基本表

⏹ADD子句：

增加新列和新的完整性约束条件

⏹DROP子句：

删除指定的完整性约束条件

⏹MODIFY子句：

用于修改列名和数据类型

ALTERTABLEStudentADDScomeDATE；

不论基本表中原来是否已有数据，新增加的列一律为空值。

⏹删除属性列

直接/间接删除

⏹把表中要保留的列及其内容复制到一个新表中

⏹删除原表

⏹再将新表重命名为原表名

直接删除属性列:

（新）

例：

ALTERTABLEStudentDropScome；

ALTERTABLEStudentMODIFYSageSMALLINT；

⏹注：

修改原有的列定义有可能会破坏已有数据

建立与删除索引

⏹建立索引是加快查询速度的有效手段

⏹建立索引

⏹DBA或表的属主（即建立表的人）根据需要建立

⏹有些DBMS自动建立以下列上的索引