数据库基础
第1章数据库基础
网状模型（Network Model） 关系模型（Relationship Model）
层次模型和网状模型统称为非关系模型，它是按照图论中
图的观点来研究和表示的数据模型。
Visual basic与SQL Server 2005 清华大学出版社
逻辑模型
层次模型，若用图来表示,层次模型是一棵倒立的树。
是兄弟结点，R2、R4和R5
是叶结点。
Visual basic与SQL Server 2005 清华大学出版社
逻辑模型
网状模型，若用图来表示， 网状模型是一个网络模型。
在数据库中，将满足下列两个条件的数据模型称为网状模型： （1）允许有一个以上的结点双亲结点。 （2）一个结点可以有一个或多个双亲结点。 在网状模型中，由于子结点与双亲结点的联系不是唯一的。因此，网络中的每个联 系都要命名以示区别，并指出与该联系有关的双亲结点和子结点。 右图给出了一个抽象的网状模型。 在图中，R1和 R4之间有两种联系， 分别命名为L1 、L2；R1、R2无双 亲结点，而R3、R5有两个双亲结点。
另一类模型是逻辑模型和物理模型，
逻辑模型主要包括网状模型、层次模型、关系模型、面向对象模 型等，按计算机系统的观点对数据建模，用于DBMS实现。
物理模型是对数据最底层的抽象，描述数据在系统内部的表示方
式和存取方法，在磁盘或磁带上的存储方式和存取方法。
Visual basic与SQL Server 2005 清华大学出版社
更好的安全保密性，也简化了程序员的工作和数据库开发建立的工作。所以 深受用户的喜爱。
Visual basic与SQL Server 2005 清华大学出版社
1.4 关系数据模型
基本概念
（1）关系：一个关系就是一张二维表，通常将一个没有重复行、重复列的二维表看成
一、数据库的基础简介
⼀、数据库的基础简介1、什么是数据库什么是数据？数据是描述事物的符号记录，可以是数字、⽂字、图形、图像、声⾳、语⾔等，数据有多种形式，它们都可以经过数字化（以1和0）后存⼊计算机。
什么是数据库？数据库是存储数据的仓库，是长期存放在计算机内、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数据模型组织、描述和存储，具有较⼩的冗余度，较⾼的独⽴性和易扩展性，并为各种⽤户共享。
特点总结为如下⼏点：1）数据结构化2）数据的共享性⾼，冗余度低，易扩充3）数据独⽴性⾼4）数据由 DBMS 统⼀管理和控制（安全性、完整性、并发控制、故障恢复）解释：DBMS 数据库管理系统（能够操作和管理数据库的⼤型软件）2、数据库与⽂件系统的区别？⽂件系统：⽂件系统是操作系统⽤于明确存储设备（常见的是磁盘）或分区上的⽂件的⽅法和数据结构；即在存储设备上组织⽂件的⽅法。
操作系统中负责管理和存储⽂件信息的软件机构称为⽂件管理系统，简称⽂件系统。
数据库系统：数据库管理系统(Database Management System)是⼀种操纵和管理数据库的⼤型软件，⽤于建⽴、使⽤和维护数据库，简称 DBMS。
它对数据库进⾏统⼀的管理和控制，以保证数据库的安全性和完整性。
对⽐区别：1. 管理对象不同：⽂件系统的管理对象是⽂件，并⾮直接对数据进⾏管理，不同的数据结构需要使⽤不同的⽂件类型进⾏保存（举例：txt ⽂件和 doc⽂件不能通过修改⽂件名完成转换）；⽽数据库直接对数据进⾏存储和管理。
2. 存储⽅式不同：⽂件系统使⽤不同的⽂件将数据分类（.doc/.mp4/.jpg）保存在外部存储上；数据库系统使⽤标准统⼀的数据类型进⾏数据保存（字母、数字、符号、时间）。
3. 调⽤数据的⽅式不同：⽂件系统使⽤不同的软件打开不同类型的⽂件；数据库系统由 DBMS 统⼀调⽤和管理。
数据库系统的分层：表⽰层：数据库-数据表-记录（字段）逻辑层：数据库的存储引擎物理层：数据库⽂件（*.sql）⽂件系统：表⽰层：⽂件名（⽂件类型.txt/.jpg ...）逻辑层：⽂件系统类型（EXT4/EXT3/NFTS/XFS）物理层：分区块（数据块data block）-->磁盘扇区从数据库系统的物理层和⽂件系统的表⽰层可以看出，数据库系统的物理层（数据库⽂件（*.sql））就是⽂件系统的表⽰层信息（⽂件名），可以认为数据库系统是运⾏在⽂件系统之上的。
数据库基础知识
27
Access 2010 的系统结构是指其包含的数据库对象，不同的数据库对象可以实现不同的数据库 功能。Access 包含的数据库对象有以下6种。
表
查询
窗体
报表
宏
模块
1.4.1 Access 2010的系统结构
28
1．表
表是 Access 数据库的核心和基础，是整个数据库系统的数据源。在表中，数据以二维表的形式 保存，表中的列称为字段，字段是数据信息的最基本载体，是数据的属性体现 ;表中的行称为记录， 一条记录就是 一个完整的信息
1.1.2 数据库系统
9
3．数据库管理系统概述
数据组织、存储与管理：数据库管理系统要分类组织、存储和管理各种数据，包括数 据字典、用 户数据、存取路径等，确定以哪种文件结构和存取方式组织这些数据，如 何实现数据之间的联系， 以提高存储空间利用率和存取效率。
数据库的建立与维护：数据库管理系统能够实现数据库的数据载入、转换、转储、数 据库的重组 合重构及性能监控等，这些功能分别由各个程序来完成。
指表 A 中的一条记录在表 B 中可以对应多条记录，而表 B 中的一条记录在 表 A 中也可 对应多条记录。
1.1.3 数据模型
12
3．数据模型的类型
层次数据模型
网状数据模型
关系数据结构
1.1 数据库基本概念 1.2 关系数据库 1.3 数据库设计基础 1.4 Access 2010 概述
1.2.1 关系模型
外部关键字：如果表中的一个字段不是本表的主关键字，而是另外一个表的主关键字和候选关键 字，这个字段(属性)就称为外部关键字。
1.2.1 关系模型
2．关系的特点
关系必须规范化
A
数据库基础知识汇总-超详细
数据库基础知识汇总-超详细
本文档旨在汇总数据库基础知识，帮助读者快速了解数据库的概念和常见术语。
以下是一些重要的数据库基础知识：
1. 什么是数据库？
- 数据库是一个存储、管理和组织数据的系统。
它提供了一种结构化的方式来存储和操纵数据，以支持应用程序和用户的需求。
2. 数据库管理系统（DBMS）
- 数据库管理系统是一个软件工具，用于管理数据库。
它允许用户创建、访问和维护数据库，并提供了各种功能来处理数据。
3. 数据模型
- 数据模型是用于组织和表示数据的方法。
常见的数据模型包括层次数据模型、网络数据模型和关系数据模型。
4. 关系数据库
- 关系数据库是基于关系模型的数据库系统。
它使用表来表示数据，并使用结构化查询语言（SQL）进行数据操作。
5. 数据库表
- 数据库表是数据的集合，由行和列组成。
每行代表一个记录，每列代表一个属性。
6. 主键
- 主键是用于唯一标识数据库表中记录的列。
它保证每条记录
都有一个唯一标识。
7. 外键
- 外键是一个表中的列，它与另一个表中的主键相对应。
它用
于建立表之间的关系。
8. 数据库索引
- 数据库索引是一种数据结构，用于快速查找和访问数据。
它
可以提高数据库查询的性能。
9. 数据库范式
- 数据库范式是一组规则，用于设计关系数据库的结构。
它有
助于消除数据冗余和提高数据一致性。
以上只是数据库基础知识的一部分，更多内容可以在深入研究中探索。
希望这份文档对您有所帮助！。
数据库基础学习
实现关系型数据库需要选择合适的数据库管理系统（DBMS），如MySQL、Oracle、SQL Server等，然后进行安装、配置和初始化。根据设计好的数据模型创建表格、视图、索引等数据库对象，并导入或录入初始数据。
实现
关系型数据库的设计与实现
01
02
SQL语言概述
SQL（Structured Query Language）是用于管理关系型数据库的标准编程语言。它包括数据查询、插入、更新和删除等操作，以及数据定义和数据控制等语言元素。
调优策略
定期进行数据库维护，如优化表、重建索引、清理无用数据等，保持数据库健康状态。
定期维护
数据库性能的监控与调优
05
CHAPTER
数据库安全与维护
03
数据加密
对敏感数据进行加密存储，确保即使数据被盗或泄露，也无法被轻易解密和使用。
01
用户身份验证
通过用户名和密码对用户进行身份验证，确保只有授权用户才能访问数据库。
03
04
05
非关系型数据库的设计与实现
非关系型数据库适用于内容管理系统中存储文章、评论、图片等信息。
内容管理系统（CMS）
社交网络
物联网（IoT）
缓存系统
非关系型数据库适用于社交网络中存储用户信息、好友关系、动态等内容。
非关系型数据库适用于物联网环境中存储设备状态、传感器数据等实时信息。
非关系型数据库适用于缓存系统中提供快速的数据读取和写入操作，减轻对关系型数据库的负载。
使用SQL语言进行数据操作。
结构化存储
数据独立性
数据操作语言标准化
数据完整性
关系型数据库的定义与特点
关系型数据库设计包括概念设计、逻辑设计和物理设计三个阶段。概念设计确定系统的实体和关系；逻辑设计将概念设计转换为特定数据库管理系统所支持的数据模型；物理设计确定数据在存储介质上的存储方式和访问方法。
数据库基础理论
(3) 数据库管理系统：是管理、维护数据库数据的一组软件。
2.信息与数据
数据与信息在概念上是有区ห้องสมุดไป่ตู้的。
从信息处理角度看，任何事物的属性都是 通过数据来表示的，数据经过加工处理后，使 其具有知识性并对人类活动产生决策作用，从 而形成信息。
数据处理的目的是从大量的、原始 的数据中获得人们所需要的资料并提取有 用的数据成份，作为行为和决策的依据。
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要点
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1.1.2 数据管理的三个阶段
(1) 人工管理（50年代中期以前）： 计算机代替了人的手工劳动，但数据不独立，没有软件
系统对数据进行管理。
人工管理阶段出现在计算机应用于数据管理 的初期。由于没有必要的软件、硬件环境的支 持，用户只能直接在裸机上操作。当数据有所 变动时程序则随之改变，独立性差；另外，各 程序之间的数据不能相互传递，缺少共享性， 因而这种管理方式既不灵活，也不安全，编程 效率较差。
1.4.2 表间关联关系的类型 在一个关系数据库中，若想将依赖于关
系模型建立的多个数据表组织在一起，反映 客观事物数据间的多种对应关系，通常将这 些数据表放入同一个数据库中，并建立表间 关联。
在同一个数据库中，相关联的表间关系 的类型有一对一、一对多和多对一3种关系。
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要点
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1．一对一关系
• 有一个以上的结点无双亲。 • 至少有一个结点有多个双亲。
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1.2.3
关系模型（Relational Model）的 所谓“关系”是有特定含义的。广义地 说，任何数据模型都描述一定事物数据 之间的关系。
数据库基础知识
第一章数据库基础知识1．基本概念：数据库、数据管理经历的五个阶段、数据库管理系统、数据库应用系统、数据库管理员。
2．数据库系统的组成：硬件系统、数据库集合、数据库管理系统及相关软件、数据库管理员和用户。
其中数据库管理系统是数据库系统的核心。
3．数据库系统的特点：(1)实现数据共享，减少数据冗余(2)采用特定的数据模型(3)具有较高的数据独立性(4)有统一的数据控制功能4．数据模型：实体间联系的种类：一对一、一对多、多对多。
5．数据模型的三种类型：层次模型、网状模型和关系模型。
6．关系数据库基本术语：关系、元组、属性、域、关键字、外部关键字。
关系的特点7．关系运算：传统的集合运算（并、差、交）另一类是专门的关系运算（选择、投影、连接、等值连接、自然连接）8．VF两种运行方式：菜单方式和交互式方式（命令方式和程序方式）9．所谓项目是指文件、数据、文档和对象的集合，其扩展名为 .pjx。
10．项目管理器包含的选项卡：全部、数据、文档、类、代码、其他11．项目管理器各选项卡所包含的文件有哪些？12．项目管理器可以完成对文件的新建、添加、移去、删除，但不包含重命名。
第2章1．常量的种类：数值型、字符型、日期型、日期时间型和逻辑型在书写字符型、日期型、日期时间型和逻辑型需要加定界符2．变量是值能够随时改变的量。
变量名的命名规则：以字母、汉字和下划线开头，后接字母、数字、汉字和下划线构成，不包含有空格3．当内存变量与字段变量同名时，要访问内存变量需加前缀M.(或M->),例如M.姓名4．数组定义的格式DIMENSION 数组名（）、创建数组后，系统自动给每个数组元素赋以逻辑假.F.5．表达式的类型：数值表达式、字符表达式、日期时间表达式和逻辑表达式。
每个表达式的运算规则与结果。
6．运算符$ 称为子串包含测试，格式<字符表达式1> $ <字符表达式2>7．SET EXACT ON │OFF 的区别与含义。
数据库基础知识
1.1 数据库基本概念 1.1.3 数据模型
1、概念模型
实体的属性及其值
属性名称 属性值
学号 05001 05002 05003
姓名 张建国 李天明 王Байду номын сангаас春
性别 男 男 女
出生年月 1981.6 1980.3 1981.5
1.1 数据库基本概念 1.1.3 数据模型
1、概念模型
(3)实体型、实体值和实体集 属性的集合可以表示一种实体的类型，称为实体型，通 常使用实体名和试题属性名的集合来描述。同类型的实体 的集合称为实体集。实体值是实体的具体实例。 例如，对学生实体的描述：学生（学号，姓名，性别，出 生年月）。全体学生就是一个实体集。（05001，张建国， 男，1981.6）是实体集中的一个具体的学生或者是一个实体 值。
1.1 数据库基本概念 1.1.3 数据模型
1、概念模型
（4）实体间的联系 实体间的对应关系，它反映客观事物之间的相互联 系。例如，一个教师可能教几门不同的课程，而每一门 课程又有可能有若干个不同的学生选修。 实体间的联系： ① 一对一的联系 简记为1:1。含义：如果实体A中的任一 实体最多与实体B的一个实体相对应（相联系），反之， 若实体B中的任一实体也最多与实体A中的一个实体相 对应，则称A与B是一对一的关系
1.1 数据库基本概念 1.1.2 数据管理的发展历史
2、文件系统阶段
优点：数据以文件形式保存， 优点：数据以文件形式保存， 与程序独立，且可多次存取。 与程序独立，且可多次存取。 缺点： 缺点： 数据文件是无结构的数据集合， 存在， 数据文件是无结构的数据集合，只能反映客观事物的 存在， 不能反映各事物间的联系。 不能反映各事物间的联系。 数据和应用程序互相依赖，数据文件由程序生成， 数据和应用程序互相依赖，数据文件由程序生成，数 据存取 由程序完成， 意义。 由程序完成，离开所依赖的程序则失去 意义。 服务与不同程序的数据文件互相独立， 共享。 服务与不同程序的数据文件互相独立，无法实现数据 共享。 一个应用程序所对应的数据文件不能为另 一个 程序使 数据冗余大。 用。数据冗余大。 应用程序编制较繁烦，缺乏对数据正确性、安全性、 应用程序编制较繁烦，缺乏对数据正确性、安全性、 保密性 的有效控制手段。 的有效控制手段。
数据库技术的基础
数据库技术的基础数据库技术是管理和组织数据的一系列工具、原则和方法的集合，其基础涵盖以下几个关键方面：1.数据模型：数据库技术的基础之一是数据模型，它定义了数据的组织方式和结构。
常见的数据模型包括关系型模型（如SQL数据库）、层次模型、网络模型和面向对象模型。
其中，关系型模型是应用最广泛的模型之一，它使用表格（表）来组织数据。
2.数据库管理系统（DBMS）：DBMS是管理数据库的软件系统，负责数据的存储、检索、更新和管理。
它提供了一系列功能和工具，允许用户对数据库进行操作。
常见的DBMS包括MySQL、Oracle、SQL Server、PostgreSQL等。
3.数据语言和查询：数据库技术涉及使用特定的数据语言进行数据操作。
SQL（Structured Query Language）是最常用的数据查询语言，用于检索和操作关系型数据库中的数据。
4.数据完整性和约束：数据库技术强调数据的完整性和约束条件。
这意味着数据库中的数据必须符合预定义的规则和限制，以确保数据的一致性和准确性。
5.索引和性能优化：数据库技术包括优化数据检索和操作的方法。
索引是其中之一，它能加速数据查询操作，提高数据库性能。
性能优化还涉及选择合适的数据存储方式、查询优化等方面。
6.事务处理和并发控制：数据库技术关注数据的事务处理能力和并发控制。
事务确保数据库操作的原子性、一致性、隔离性和持久性（ACID特性），并发控制管理多个用户同时访问数据库时的数据一致性。
7.数据安全和隐私：数据库技术强调数据的安全性和隐私保护。
这包括身份验证、权限管理、加密技术等措施，以保护数据不受未经授权的访问或恶意攻击。
8.数据备份和恢复：数据库技术需要考虑数据备份和恢复策略，以防止数据丢失或损坏。
定期备份数据库是确保数据安全性和可靠性的重要步骤。
数据库技术的发展不断演进，涵盖了更多的领域和新技术，如分布式数据库、NoSQL数据库、大数据处理等。
这些基础概念和技术组合起来，构成了现代数据库管理和数据处理的基础。
第1章数据库基础知识
1.2 数据库系统
1.2.1 数据库系统的组成 数据库系统是由计算机系统、数据库及其描述机构、数据 库管理系统和有关人员组成的具有高度组织性的整体。 1．计算机硬件 计算机硬件是数据库系统的物质基础，是存储数据库及运 行数据库管理系统的硬件资源，主要包括计算机主机、存储 设备、输入输出设备及计算机网络环境。
3
2．数据处理 数据处理是指将数据转换成信息的过程，它包括对 数据的收集、存储、分类、计算、加工、检索和传 输等一系列活动。 计算机是一个具有程序执行能力的数据处理工具， 如图所示。
4
1.1.2 计算机数据管理技术的发展 1. 人工管理阶段 20世纪50年代中期以前，数据管理是以人工管理方式进行的。 数据管理的特点如下。 (1)数据不保存 (2)由应用程序管理数据 (3)数据有冗余，无法实现共享 (4)数据对应用程序不具有独立性
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2．数据操作 数据操作用于描述系统的动态特性，是指对数据库中的各 种数据所允许执行的操作的集合，包括操作及有关的操作规 则。数据库主要有查询和更新(包括插入、删除和修改等)两 大类操作。数据模型必须定义这些操作的确切含义、操作符 号、操作规则(如优先级)及实现操作的语言。
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3．数据的完整性约束 数据的完整性约束是一组完整性规则的集合。数据模型应 该反映和规定数据必须遵守的、基本的、通用的完整性约束。 此外，数据模型还应该提供定义完整性约束条件的机制，以 反映具体所涉及的数据必须遵守的、特定的语义约束条件。
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2．观念世界中的概念模型 概念模型的特征是按用户需求观点对数据进行建模，表 达了数据的全局逻辑结构，是系统用户对整个应用项目涉 及的数据的全面描述。概念模型主要用于数据库设计，它 独立于实现时的数据库管理系统。 概念模型的表示方法很多，目前较常用的是E-R模型。
数据库基础知识
第一章 数据库基础知识
• √ 1.1 数据库的基本概念 • √ 1.2 数据描述 • 1.3 数据模型 • 1.4 数据库系统 • 1.5 关系模型的基本概念 • 1.6 E-R模型的设计 • 1.7 从E-R模型到关系模型的转换 • 1.8 关系代数 • 1.9 关系规范化
• 数据描述
– √概念设计中的数据描述 – √逻辑设计中的数据描述 – 数据联系的描述
数据联系的描述
• 什么是联系：是指实体之间的关系。与一 个联系有关的实体集的个数，称为联系的 元数。例：一元联系、二元联系、三元联 系。
• 二元联系的三种类型：
– 一对一 – 一对多 – 多对多
数据联系的描述
两个实体型间的联系：
一个班级中有若干名学生，
组成
每个学生只在一个班级中学习 n
学生
1:n联系
数据联系的描述
• 多对多联系(m: n):若实体集A中的每一个实体和
实体集B中的多个实体有联系，反过来，实体集B
Hale Waihona Puke 中的每个实体也可以与实体集A中的多个实体有
联系，则称实体集A与实体集B有多对多的联系，
记作m: n。
课程
• 课程与学生之间的联系：
实体型1
实体型1
实体型1
1
1
m
联系名
联系名
联系名
1 实体型2 1:1联系
n 实体型2 1:n联系
n 实体型2 m:n联系
数据联系的描述
• 一对一：若实体集A中的每个实体至多和实
体集B中的一个实体有联系，则称A与B具有
一对一的联系，反过来亦此。一对一的联
系记作1:1。
班级
第1章 数据库基础知识
1.4.3 关系的性质和完整性规则
2.关系的完整性规则 ②实体完整性:实体是关系描述的对象， 一行记录是一个实体属性的集合。在关系中用 关键字来惟一地标识实体，关键字也就是关系 模式中的主属性。实体完整性是指关系中的主 属性值不能取空值(Null)且不能有相同值。 ③参照完整性:在实际的应用系统中，为 减少数据的冗余度，常设计几个关系来描述相 同的实体，这就存在关系之间的引用参照，即 一个关系属性的取值要参照其它关系。
1.4.3 关系的性质和完整性规则
2.关系的完整性规则 关系的完整性是指关系中的数据及具有关 联关系的数据间必须遵循的制约和依存关系， 以保证数据的正确性、有效性和相容性。关系 的完整性主要包括实体完整性、域完整性和参 照完整性。 ①域完整性:域完整性约束也称为用户自 定义完整性，是对数据表中字段属性的约束， 包括字段的值域、字段的类型及字段的有效规 则等，它是由确定关系结构时所定义的字段的 属性所决定。
数 据 库 系 统 的 模 式 结 构
应用A 应用B 应用C 应用D
外模式1
外模式2
外模式3 外模式/模式
1
2 模式 1 内模式
3
模式/模式
数据库 1.3 数据库系统
1.3.4 数据库系统的分代
数据库系统经过30多年的发展，已走过第一、 二两代，现正向第三代发展。 1.非关系型数据库系统 非关系型数据库系统是对第一代数据库系统的 总称，其中包括层次型和网状型数据库系统两种类 型。 2.关系型数据库系统(Relational Database System,简称RDBS) 20世纪70年代中期DBS进入了第二代。 3.对象-关系数据库系统(Object-Relational Database Systems,简称ORDBS) 将数据库技术与面向对象技术相结合，构成第 三代数据库系统的基础。
数据库基础知识
三、数据库管理系统
什么是DBMS
数 据 库 管 理 系 统 （ Database Management System，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的主要功能
一、人工管理
时期
40年代中--50年代中
产生的背景
应用需求 科学计算 硬件水平 无直接存取存储设备 软件水平 没有操作系统 处理方式 批处理
人工管理(续)
特点
数据的管理者：应用程序，数据不保存。 数据面向的对象：某一应用程序 数据的共享程度：无共享、冗余度极大 数据的独立性：不独立，完全依赖于程序 数据的结构化：无结构 数据控制能力：应用程序自己控制
两个实体型间的联系 (续)
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
实例
班级与学生之间的联系： 一个班级中有若干名学生， 每个学生只在一个班级中学习
属性的取值范围称为该属性的域。
(5) 实体型（Entity Type）
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
例如：学生（学号、姓名、性别、出生年份、系、入学时间）就是一个实体型。
(6) 实体集（Entity Set）
同型实体的集合称为实体集
例如：全体学生就是一个实体集。
信息世界中的基本概念(续)
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
数据库基础篇
数据库基础篇第一章绪论1.概述2.数据模型信息世界的一些基本概念●实体客观存在并可相互区别的事物称为实体。
注意：不仅可以是具体的人、事、物，还可以是抽象的概念和联系。
●属性实体由若干属性刻画例：(李明, 男, 197205, 江苏省南京市, 计算机系, 1990)●码唯一标识实体的属性集称为码。
注意可以不唯一。
反映语义范畴。
●域属性的取值范围。
●实体型具有相同属性的实体具有共性。
用实体名及其属性名集合来刻画同类实体，称为实体型。
如：学生（学号、姓名、性别、…、入学时间）●实体集同一实体型实体的集合。
●联系主要研究不同实体集之间的联系。
注意：联系的基数约束选取与现实问题密切相关，如考虑只借阅者借阅图书，则模型为1对N，考虑一段时间读者借阅的书籍，则需要模型M：N。
3.数据库系统结构相关定义：●型：对某一类数据的结构和属性的说明●值：型的一个具体赋值●模式（Schema）静态稳定数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述是型的描述反映的是数据的结构及其联系模式是相对稳定的●实例（Instance）动态相对变动模式的一个具体值反映数据库某一时刻的状态同一个模式可以有很多实例实例随数据库中的数据的更新而变动三层模式关系：●数据库模式是数据库的核心和关键●外模式通常是模式的子集●数据按外模式的描述提供用户，按内模式的描述存储在硬盘上●模式介于外、内模式之间，既不涉及外部的访问，也不涉及内部的存储，从而起到隔离作用，有利于保持数据的独立性第二章关系数据库1.从集合论角度定义关系模型域: 域是具有相同数据类型的值的集合。
如自然数，全班同学的名字等。
笛卡儿积(卡氏积)：给定一组域D1, D2, …, Dn, 这些域中可以有相同的域。
D1, D2, …, Dn的笛卡儿积为：D1×D2×…×Dn＝{(d1,d2,…,dn)| di∈Di, i=1, 2, …, n}，其中每一个元素(d1,d2,…,dn)称为一个n 元组。
数据库基础
text和blob
对于字段长度要求超过 255 个的情况下，MySQL 提供了 TEXT 和 BLOB 两种类型。根据存储数据的 大小，它们都有不同的子类型。
text用于存储文本块，blob用于存储图像、声音文 件等二进制数据类型。 TEXT 和 BLOB 类型在分类和比较上存在区别。 BLOB 类型区分大小写，而 TEXT 不区分大小写。
索引的优缺点
索引优点
大大加快数据的检索速度。 创建唯一性索引，保证数据库表中每一行数据的唯一 性。 加速表和表之间的连接。 在使用分组和排序子句进行数据检索时，可以显著减 少查询中分组和排序的时间。 索引需要占物理空间。 当对表中的数据进行增加、删除和修改的时候，索引 也要动态的维护，降低了数据的维护速度。
主键的特点
主键的必要性 在有些数据库中，虽然主键不是必需的，但最好为每个表都设置一个主键，不 管是单主键还是复合主键。它存在代表着表结构的完整性，表的记录必须得有 唯一区分的字段，主键主要是用于其他表的外键关联，以及本记录的修改与删 除。 主键的无意义性 在开发过程中，可能会看到将一些表使用有意义的字段表示主键，例如“用户 登录信息表”将“登录名”（英文名）作为主键，“订单表”中将“订单编号” 作为主键，如此设计主键一般都是没什么问题，因为将这些主键基本不具有 “意义更改”的可能性。但是，也有一些例外的情况，例如“订单表”需要支 持需求“订单可以作废，并重新生成订单，而且订单号要保持原订单号一致”， 那将“订单编号”作为主键就满足不了要求了。因此读者在使用具有实际意义 的字段作为主键时，需要考虑是否存在这种可能性。
表结构关系
一对一
将其中一张表的字段转移到另一张表中，进行合 并
08 数据库基础
1.什么是数据库？数据库系统有哪些部分组成？数据库（Database，DB）是长期保存在计算机外存上的、有结构的、可共享的数据集合。
数据库中的数据按一定的数据模型描述、组织和存储，具有很小的冗余度、较高的数据独立性和易扩展性，可为不同的用户共享。
（数据库管理系统（Database Management System，DBMS）是指数据库系统中对数据库进行管理的软件系统。
它具有数据库系统的核心组成部分，数据库的一切操作，如查询、更新、插入、删除以及各种控制，都是通过DBMS进行的。
数据库管理系统是数据库系统的核心，其主要工作就是管理数据库，为用户或应用程序提供访问数据库的方法。
）数据库系统（Database System，DBS）是由数据库、数据库管理系统、应用程序、数据库管理员、用户等构成。
数据库系统数据库系统2.简要说明文件系统与数据库系统的区别？数据冗余和不一致、数据访问困难、数据孤立、完整性问题、原子性问题、并发访问异常、安全性问题。
文件系统：数据以文件的形式存储在外存储器上，有操作系统统一管理，操作系统为用户提供了按名存取的存取方式，用户不必指导数据存放在什么地方以及如何存储。
由于操作系统的文件管理功能，文件的逻辑结构与物理结构脱钩，程序与数据分离，这样数据与程序有了一定的独立性。
用户的应用程序与数据文件可以分别存放在外存储器上，不用的应用程序可以共享一组数据，实现了数据以文件为单位的共享。
数据库系统：解决了数据的独立性问题，实现数据的统一管理，达到数据共享的目的。
3.简要说明数据库系统的特点①采用一定的数据模型②最低的冗余度③有较高的数据独立性④安全性⑤完整性4.关系模型的特点关系模型将数据组织成二维表的形式。
关系模型要求关系必须是规范化的，即要求关系必须满足一定的规范条件，这些条件中最基本的一条就是，关系的每个分量必须是一个不可分的数据项，也就是说，不允许表中还有表。
关系模型的最大的优点就是简单。
数据库基础知识入门
数据库基础知识入门数据库是指按照一定的数据模型组织、存储、管理和维护数据的系统。
它是企业信息化建设中至关重要的一环，广泛应用于各个行业和领域。
作为一个数据库的基础，了解数据库的基本知识非常重要。
下面将以1500字的篇幅，详细介绍数据库的基础知识。
1. 数据库概述- 数据库定义：数据库是按照一定的数据模型组织、存储、管理和维护数据的系统。
- 数据库管理系统（DBMS）：数据库管理系统是指对数据库进行管理和维护的软件系统。
- 数据模型：数据模型是描述数据、数据间联系、数据操作和数据完整性约束等的概念模型。
2. 关系型数据库- 关系模型：关系模型是一种以表格形式表示数据的数据模型，每个表格称为一个关系。
- 主键：主键是用于唯一标识关系中的每条记录的属性或属性组合。
- 外键：外键是指一个表格中的一个或多个属性，它们通过与另一个表格的主键相关联，用于建立关系模型中的关联关系。
- SQL语言：SQL（Structured Query Language）是一种用于关系数据库管理系统的数据库查询和程序设计的标准语言。
3. 非关系型数据库- 非关系型数据库的特点：非关系型数据库是一种不使用关系模型来表示数据的数据库。
- 键值数据库：键值数据库是将数据存储为键值对的形式，在许多Web应用中被广泛使用。
- 文档数据库：文档数据库是以文档形式存储数据的数据库，常用于存储复杂结构的数据。
- 列存储数据库：列存储数据库是将数据按列存储的数据库，适用于大数据量和高并发的场景。
- 图数据库：图数据库是用图的形式表示数据的数据库，适合处理复杂的关系网络。
4. 数据库设计与规范化- 数据库设计：数据库设计是指根据系统需求和数据模型，设计出数据库结构和相应的表格。
- 规范化：规范化是指通过将数据分解为更小的关系，来减少数据冗余和提高数据存储效率的过程。
- 第一范式（1NF）：要求数据库中的所有属性都是原子的，即不可再分。
- 第二范式（2NF）：要求数据库中的非主键属性完全依赖于主键。
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1.1 数据、信息和数据处理一、数据库技术发展概述1940 ~ 60年代中期, 计算机主要应用于科学计算;1960年代中后期, 进入数据处理领域, 数据库技术产生:60年代中期, 美国系统发展公司首次采用“DataBase”;68年, IBM 研制开发层次结构的数据管理系统IMS (Information Management System);69年, 美国数据系统语言协会提出网状结构数据库系统规范报告;1970年, IBM 的E.F.Codd 提出数据库关系模型, 美国一些大学和公司开始研制基于关系理论的数据库系统;1980年代, 推出多种关系型数据库系统; 如应用于大中型计算机的DB2、Oracle、Sybase、Informix、SQL Server 等; 应用于微型机的dBase、FoxBase、FoxPro、Visual FoxPro、Access、Clipper 等.二、数据、信息和数据处理1. 数据( Data )用于表达、描述、记录客观事物属性, 能被接收、识别和存储的某种物理符号. 如数字、文字、图形、声音、影像等. 计算机能接收、识别、存储、处理的是二进制数据.2. 信息( Information )经过加工处理, 能影响人类行为, 具有特定形式的有用数据.3. 数据处理对原始数据进行的诸如: 采集、接收、传送、转换、存储、整理、分类、排序、索引、查找、统计、计算、检索等一系列加工操作的过程.目的: 获得有用的数据─信息.三、计算机数据管理技术的发展1. 人工管理阶段主要特点:⑴没有数据管理软件系统, 一切数据管理由人工实施;⑵一组数据对应一个程序, 相互依赖, 不能共享;⑶数据不能保存, 程序运行完毕, 数据即丢失;⑷数据未结构化, 独立性差.3. 数据库管理阶段由专门的系统软件对数据进行集中统一的管理, 实现数据共享, 并保证数据的安全、完整.数据库技术的三个发展阶段:⑴第一代数据库系统非关系型数据库系统:层次型、网状型数据库系统.⑵第二代数据库系统关系型数据库系统,目前应用最广泛的数据库系统.⑶第三代数据库系统结合网络通信、多媒体技术、面向对象的程序设计方法、人工智能、并行计算机系统等计算机新技术的数据库系统.如: 分布式数据库系统、多媒体数据库系统、面向对象数据库系统、知识数据库系统、并行数据库系统、数据仓库等.1.2 数据库和数据库系统一、数据库( DataBase ):以一定的组织方式存储在计算机存储设备上, 与应用程序彼此独立、能为多个用户共享、结构化的相关数据的集合.二、数据库管理系统( DBMS ):为数据库的建立、使用和维护而配置的软件系统, 主要功能:1. 数据定义:用于定义数据对象, 描述数据库、表的结构等;2. 数据操纵:用于实现对数据库的基本操作, 如数据的插入、修改、删除、查询等;3. 数据库运行管理:包括数据存取时的控制、检查, 并发控制, 查询优化, 系统恢复等功能, 以保证事物处理的正确性和数据库的有效性, 数据的安全性和完整性.4. 数据库建立与维护:包括初始数据输入、转换, 数据库转储、恢复, 数据库重组织, 系统性能监测、分析等功能.三、数据库系统( DBS )引入数据库技术的计算机系统.1. 特点:⑴数据的结构化; ⑵数据的共享性, 冗余少;⑶数据的独立性; ⑷数据的统一管理控制.2. 组成:⑴硬件系统;⑵软件系统( 操作系统, 数据库管理系统, 应用软件) ;⑶数据集合;⑷用户( 管理员, 专业开发人员, 最终用户) .1.3 数据模型一、数据模型概述1. 实体( Entity ): 客观存在并可互相区别的事物( 实际事物或抽象事件).2. 属性( Attribute ): 能表征、描述实体的特征; 有属性名和具体属性值.3. 实体集( Entity Set ): 性质相同的同类型实体的集合称为“实体集” .4. 型( Type ): 对某一类数据的结构和属性的说明为“型”.5. 值( Value ): 在“型” 约束下的一个具体的数据称为“值”.6. 关键字( Key ):能唯一标识一个实体的属性集合( 实体标识符).7. 联系( Relationship ): 实体之间的相互联系; 分为三种类型:⑴一对一联系; ⑵一对多联系; ⑶多对多联系.8. 数据模型( Data Model ):经抽象得到, 概念化的对事物特性及事物之间相互联系的表达与描述的集合; 三个部分组成:⑴数据结构: 是对系统静态特性的描述, 是所研究对象类型的集合;⑵数据操作: 是对系统动态特性的描述, 是对库中各种对象允许执行的操作的集合;⑶数据的约束条件:是确定数据及其之间联系的一组完整性规则的集合.二、层次模型用树形结构表示实体及其之间联系的数据模型.以记录型实体为结点, 实体之间单线联系.层次模型的特点：1. 有且仅有一个结点无向上( 无双亲) 的联系, 称为根结点;2. 除根以外的其它结点有且仅有一个向上( 双亲) 的联系.层次分明, 结构清晰, 反映一对多联系.三、网状模型用网状结构表示实体及其间联系的数据模型.以记录型实体为结点, 实体之间多线联系, 其特点是:1. 有一个以上的结点无向上(无双亲) 的联系;2. 一个结点可有多个向上的联系.表达能力强, 反映多对多的联系, 结构复杂.1.4 关系型数据库一、关系模型用二维表格结构表示实体及其间联系的数据模型,如下表:二、关系术语1. 关系( Relation ):一个关系对应一个二维表, 有一个关系名; ( 在VFP 中称数据表文件, 扩展名为.dbf );2. 属性( Attribute ): 表中一列为一个属性, 有属性名; (VFP中称字段);3. 元组( Tuple ):表中一行为一个元组, 由若干个属性值组成; (在VFP 中称记录).4. 域( Domain ):属性的取值范围.5. 关键字( Key ): 属性或属性的集合, 能唯一标识一个元组.候选关键字; 主关键字; 外部关键字; 主属性和非主属性.在VFP 中用主索引来唯一地标识一条记录(主索引是按主关键字进行的索引).6. 关系模式( Relation Schema ):对关系的描述称为关系模式. 一个关系模式对应一个关系的结构. 关系模式的格式: 关系名( 属性名1, 属性名2, … … , 属性名n )7. 关系术语之间的关系:关系→元组集合; 元组→属性值集合; 关系模式→属性名的集合; 关系模型→关系模式的集合.VFP 中将若干个相互间有联系的表组织在一个数据库( .dbc ) 文件中进行统一管理.三、关系的性质1. 关系可以为空, 即只有结构而无内容(空记录) ;2. 属性, 元组是关系中不可分割的最小数据单元;3. 同一个关系中, 属性(字段) 的名称不能有相同的;4. 同一个关系中, 元组(记录) 不能有完全相同的;5. 同一个关系中, 属性和元组的顺序可以任意排列;6. 不同属性可在同一个域中取值, 但同一个属性中的所有值只能来自同一个域, 即数据类型必须相同.【关系的规范化*】关系模型是以关系集合理论中重要的数学原理为基础的，通过创建某一关系中的规范化准则，既可以方便数据库中数据的处理，又可以给程序设计带来方便。
这一规范化准则称为关系规范化。
关系模型的规范化理论是研究如何将一个不好的关系模型转化为一个好的关系模型的理论，它是围绕范式而建立的。
规范化理论认为，关系数据库中的每一个关系都要满足一定的规范。
根据满足规范的条件不同，可以化分为五个等级，分别称为第一范式(1NF)，第二范式(2NF)，……，第五范式(5NF)，其中，NF是（normal form）的缩写。
通常在解决一般性问题时，只要把数据规范到第三个范式标准就可以满足需要。
关系模型规范化的三条原则如下：（1）第一范式：在一个关系中，消除重复字段，且各字段都是不可分的基本数据项；（2）第二范式：若关系模型属于第一范式，则关系中每一个字段都完全依赖于主关键字段的每一部分；（3）第三范式：若关系模型属于第二范式，且关系中所有非主关键字段都只依赖于主关键字段。
规范化的基本思想是逐步消除数据依赖关系中不合适的部分，使依赖于同一个数据模型的数据达到有效的分离。
遵循数据规范化原则，为了方便、有效地使用这些信息资源，可以将表1-3分成三个独立的数据表：使每一个数据表都具有独立的属性，同时又依赖于共同的关键字段“编号”；并且使数据表间保持一定的关联关系，且三个数据表中的数据又能体现表1-3中的全部信息。
三个独立的数据表的内容如下：（2）专门人才专业特长一览表，它收入了信息中心专门人才的专业特长情况。
（3.以上三个表中的数据，包含了表1-3中所有的有关专门人才的信息，可以看出，若将这些数据集中在一个表中（表1-3），则表的结构十分复杂；若将表1-3做成二维表就会有许多数据重复出现，造成数据的冗余。
这必然导致数据存储空间的浪费，使数据的输入、查找和修改更加麻烦。
相反，遵循由于依赖数据规范化的准则建立多个相互关联的数据表，并让这些分开的数据表依靠关键字段保持一定的关联关系，就可以有效的改进上述缺点。
在数据库管理系统环境下，可将这些相关联的数据表存储在同一个数据库中，并保持一定的关联关系。
使用时如同一个表一样，操作更方便（如图1-1）。
把这些依赖于关系模型建立的数据表组织在一起，可以反映客观事物数据间的多种对应关系。
一般情况下，同一个数据库中的相关联的表间关系有一对一、一对多、多对一和多对多关系。
四、关系间的联系1. 一对一的联系:两个关系中作主关键字的属性相同且属性值一一对应, 构成一对一的联系.如人事管理数据库中职工表和工资表间的联系.2. 一对多的联系:在某个关系中作主关键字的属性在另一个关系中其相同属性的值不是唯一的, 则两个关系构成一对多的联系.3. 多对多的联系:关系A 的一条记录对应关系B 的多条记录, 关系B 的一条记录对应关系A 的多条记录, A B 两个关系之间构成多对多的联系通常将多对多的联系分解成一对多的联系.五、关系的完整性1. 实体完整性:是对关系中元组唯一性的约束. 该约束规定构成主关键字的所有属性均不能为空值( Null ) 或有重复值.2. 参照完整性:是关系之间数据引用的约束. 该约束规定某个关系外部关键字的值必须是与其已建立联系的另一个关系主关键字的值或空值.3. 域完整性:是对关系中属性的约束. 该约束确定属性的数据类型、取值的域、以及是否可以为Null 等.六、关系运算1. 传统的集合运算⑴并( Union ):并运算的结果是属于两个关系的所有元组合并, 消去重复元组后, 所得元组的集合.⑵差( Difference ):差运算结果是将一个关系中既属于本关系, 又属于另一个关系的元组去掉后所余元组的集合.⑶交( Intersection ):交运算的结果是一个关系中既属于本关系又属于另一个关系的元组的集合.2. 专门的关系运算⑴选择( Selection ): 从一个关系中找出满足给定条件的元组( 水平方向抽取记录) 的操作.⑵投影( Projection ): 从一个关系中选取若干个属性( 垂直方向抽取字段), 构成一个新关系的操作.⑶连接( Join ):根据条件将两个关系组合成一个新关系的操作.①等值连接: 将指定属性值相等的元组组合起来构成新关系的连接运算.②自然连接: 去掉重复属性的等值连接.七、关系模型的优点1. 数据结构简单, 格式描述统一, 概念清除;2. 能反映实体之间的一对一、一对多、多对多三种联系;3. 有严格的数学理论基础;4. 易学习, 易理解, 符合使用习惯.八、关系模型举例例1.1 设人事管理关系模型中有下列关系模式:1. 部门( 部门编号, 部门名称, …… )2. 职工情况( 职工编号, 姓名, 性别, 出生日期,学历, 职称, ……)3. 工资( 职工编号, 基础工资, 职务津贴, 奖金,水电费, …… )由部门、职工情况、工资三个关系模式构成的关系模型如右:例1.2 设图书借阅关系模型中有下列关系模式:1. 图书(书编号, 书名, 作者, 出版社, 单价, 分类号, … …)2. 借阅(书编号, 借书证号, 借阅日期, … …)由图书、借阅登记、职工情况三个关系模式构成的关系模型如右:1.5 数据库设计基础一、数据库设计的基本原则1. 概念单一化:数据表结构要简单、明晰, 应避免大而杂;2. 避免重复字段:除外部关键字外, 应尽量减少不同表中的重复字段;3. 表中保存原始数据:应避免出现通过计算可得到的字段;4. 合理设计关键字:通过主关键字和外部关键字建立不同表之间的联接.二、数据库设计的过程1. 需求分析:信息需求; 处理需求; 安全与完整性需求.2. 结构设计:数据库→表→字段→关键字→表间联系;3. 系统设计实施:建立库、表结构; 设计、编写应用系统功能模块; 调试应用程序.。