软件设计师重点难点-数据库

软件设计师重点难点 数据库
数据库管理系统（DBMS ）
数据库管理系统（DBMS ）是指DBS 中对数据进行管理的软件系统， 分。

DBS 中所有与数据库打交道的操作， 包括建库、查询、更新及数据控制， 进行的。

数据库管理系统总是基于某种数据库模型，可分为网状型、层次型、 对象型DBMS 。

数据库管理系统的主要目标：把数据作为可管理的资源处理。

数据库管理系统的5个重要功能：
♦数据库的定义功能： DBMS 提供数据定义语言（DDL ）定义数据库的 外模式、概念模式、内模式及其相互之间的映象， 因此在DBMS 中包括DDL 的编译程序。

♦数据库的操纵功能：提供数据操纵语言（ 检索（查询）、插入、删除、修改。

在 DBMS 定义数据的完整性约束、 它是DBS 的核心成 都是通过DBMS 关系型和面向 3级结构，包括 保密限制等条件。

DML ）实现对数据的操作。

有 4种基本操作: 中包括DML 的编译程序或解释程序。

4个子系统： ♦数据库的保护功能：DBMS 对数据库的保护主要通过
A.
数据库恢复（在数据库被破坏或数据不正确时，系统有能力把数据库恢复到最近某个 正确的状态 B. 数据完整性控制（保证数据库中数据及语义的正确性和有效性，防止任何对数据错误 的操作） C. 多用户环境下的并发控制。

D. 数据安全性控制（防止未被授权的用户蓄谋或无意地存取数据库中的数据，以免数据 的泄露或破坏）。

♦数据库的维护功能：这部分包括数据库的初始数据载入、转换功能、 库的改组、性能监视功能。

♦数据字典（DD ）： DD 管理数据库3级结构的定义。

对于数据库的操作都要通过查阅 DD 才能进行。

现在有的大型系统中，把 DD 单独抽出来自成一个系统，成为一个系统工具，使 得DD 成为一个比DBMS 更高级的用户与数据库之间的接口。

要注意的是：应用程序并不属于
DBMS 的范围。

应用程序是用主语言和 DML 编写的， 程序中的DML 语句由DBMS 执行，而其余部分仍由主语言编译程序完成。

存储功能、数据 数据库系统（DBS ）
数据库系统是一个复杂的系统，它是采用了数据库技术的计算机系统。

因此，它不仅仅 是一组对数据进行管理的
软件（即 DBMS ），也不仅仅是一个数据库。

它是一个实际可运行 的、按照数据库方法存储、维护和向应用系统提供数据支持的系统。

它是存储介质、处理对 象和管理系统的集合体，由数据库DB 、硬件支持系统、软件支持系统和数据库管理员 DBA 这四部分组成。

SQL 语句
♦基本表的定义可用 “ CREATETABLE'语句实现，增加属性可以用
ALTER...ADD … 语
句，删除属性可以用 “ALTER...DROP... 语”句 ;删除已存在的表可用
“DROP TABLE...”语句。

♦视图的定义和撤消 ♦索引的定义和撤销 ♦ SELECT 查询语句 ♦ DELETE 删除语句 ♦ INSERT 插入语句 ♦ uPDATE 语句
关系运算
专门的关系运算包括选择、投影、连接、除等。

选择( Selection )
选择又称为限制(Restriction )。

它是在关系 R 中选择满足给定条件的诸元组，记作：
(T F(R) = {t|t€ R A F(t)='真'}
其中 F 表示选择条件，它是一个逻辑表达式，取逻辑值 逻辑表达式
F 的基本形式为：
X1 0 Y1 [ X2 0 Y2 ] 0表示比较运算符，它可以是>、 N
函数。

属性名也可以用它的序号来代替。

任选项，即 [ ]中的部分可以要也可以不要，
因此选择运算实际上是从关系 行的运算。

举例
设有一个学生-课程关系数据库，包括学生关系 Student 、课程关系Course 和选修关系SC 。

下面的许多例子将对这三个关系进行运算。

例 1 查询信息系( IS 系)全体学生
(T Sdept='IS'(Student)或(T 5='IS'(Student)
例 2 查询年龄小于 20 岁的元组
(T Sage<20(Student) 或 T 4<20(Student)。

投影( Projection )
关系R 上的投影是从 R 中选择出若干属性列组成新的关系。

记作:
n A(R) = { t[A] | t € R }
其中 A 为 R 中的属性列。

举例
例3查询学生关系Student 在学生姓名和所在系两个属性上的投影：
真'或‘假'。

V 、< =或玮X1、Y1等是属性名或常量或简单
0表示逻辑运算符，它可以是僼、A 或V 。

[]表示
...表示上述格式可以重复下去。

R 中选取使逻辑表达式 F 为真的元组。

这是从行的角度进
n Sname,Sdept(Student)
或
n 2,5(Student)
结果如图2-7(a)。

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，因为取消了某些属性列后，就可能出现重复行，应取消这些完全相同的行。

例4查询学生关系Student中都有哪些系，即查询学生关系Student在所在系属性上的投
影
n Sdept(Student)
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，因为取消了某些属性列后，就可能出现重复行，应取消这些完全相同的行。

连接(Join )
连接也称为0连接。

它是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。

记作：
K X S={ t I 5 I t r E R A t J eS A t [A] 6 I 5 [B] If (RXS) A遜
其中A和B分别为R和S上度数相等且可比的属性组。

0是比较运算符。

连接运算从R 和S的笛卡尔积RXS中选取(R关系)在A属性组上的值与(S关系)在B属性组上值满足比较关系0的元组。

equi-join ),另一种是连接运算中有两种最为重要也最为常用的连接，一种是等值连接( 自然连接
(Natural join )。

0为二”的连接运算称为等值连接。

它是从关系R与S的笛卡尔积中选取A、B属性值相
等的那些元组。

即等值连接为：
R X 5={ t fC t s I t s r[A] = t sED] }=O~A-B (RXS)
A=B
自然连接(Natural join )是一种特殊的等值连接，它要求两个关系中进行比较的分量必须是相同的属性组，并且要在结果中把重复的属性去掉。

即若R和S具有相同的属性组B ,
则自然连接可记作：
尺>< S={ t 5 11 ts eSAt r[B] = tJB] }二ELg卫)Attts crR.&=5,t (RX5))一般的连接操作是从行的角度进行运算。

但自然连接还需要取消了重复列，所以是同时从行和列的角度进行运算。

除( Division )
给定关系R(X,Y)和S(Y,Z)，其中X、Y、Z为属性组。

R中的丫与S中的Y& 127;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：元组在X上分量值x的象集Yx包含S在丫
上投影的集合。

记作:
KvS=-［切［沟 I trekAHy tS) C YJ 二□点 R) — □曲门点R) % HyCS)) -R>
其中Yx 为x 在R 中的象集，x=t r 凶。

举例
例6设关系R 、S 分别为图2-9中的⑻和(b), R+S 的结果为图2-9(c)。

在关系R 中，A 可以取四个值｛a1, a2, a3, a4｝。

其中：
a1的象集为 a2的象集为 a3的象集为 a4的象集为 S 在(B,C)上
的投影为｛(b1,c2), (b2,c3), (b2,c1)｝
显然只有a1的象集(B,C)a1包含S 在(B,C)属性组上的投影，所以
R-S=｛a1｝
a1 c2 a2 a3 b3
c7 c6 a1 c3 a4 c6
a2 c3
a1
c1
{(b1,c2), (b2,c3), (b2,c1)} {(b3,c7), (b2,c3)} {(b4,c6)} {(b6,c6)}。