数据库笔记整理

01 数据库课程导入

一、数据库：是指存储在计算机内的可组织可共享的信息的集合。

数据库特征：

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

二、数据库的逻辑结构

1）层次型

2）网状型

3）关系型

4）面向对象型

三、提高数据库效率方式

1）缓存数据

2）索引

3）高性能硬件

四、数据库模型

1）概念模型：从用户角度分析，绘制E-R图

2）逻辑模型：从计算机角度分析的，绘制数据库模型图

3) 物理模型：指的是数据库的存储结构，以及索引。

五、数据库设计步骤

1）需求分析阶段（收集分析需求）

2）概要设计阶段(从用户角度分析，绘制E-R图）3）详细设计阶段（从数据库角度分析的，绘制数据库模型图）

4）实施阶段（创建数据库、数据表、建立关联、索引，并对数据表进行规范化检查）

六、学好数据库能做什么

1）DBA数据库管理员

2）数据挖掘

02 数据模型

一、数据模型分类

1）概念模型

2）逻辑模型（分为层次型、网状型、关系型、面向对象型）

3）物理模型

二、数据模型的三大要素1）数据结构

2) 数据操作

3）完整性约束（包括实体完整性、参照完整性和用户定义的完整性）

三、概念模型组成部分

1）实体：用矩形表示，表示客观存在的可以描述的事物。

2）属性:用椭圆形表示，表示实体的特征。

3）码：用于唯一标识实体的属性。

4）域：代表属性的取值范围，例如Sex取值范围是男，女。

5）实体型：用实体名及其属性名集合来抽象同类实体的（例如学生（学号，姓名，性别，出生年份，系，入学时间））

6）实体集：同一类型实体的集合

7）关系：表示实体间的关系（有1:1 ，1：n，n:1 ，m:n）用菱形表示。

四、绘制E-R图步骤

1）标识实体

2）标识实体的属性

3）标识实体关联

五、逻辑模型

层次模型：是最早的逻辑模型

a）每个节点的父节点都是唯一的

b）只能表示1对多的关系

c）每个记录类型可以选择一个属性排序，叫做码字段

b）任何记录只有按照路径查看才有意义

e）任何子女记录都不能脱离父记录而存在

f）根节点没有父节点

1）多对对关系在层次模型中的表示

a) 采用冗余节点法：也就是通过增加2个节点，把多对多关系分解成2个1对多关系。

例如: 学生与课程是m:n关系，分解成:学生到课程1:n,课程到学生1:n。

b) 采用虚拟节点法:是通过增加2个虚拟节点，把多对多关系分解成2个1对多关系。

所谓虚拟节点就是一个引用，指向所引用的节点。

2)对层次模型的操作

a) 增加、修改、删除、查询，同时必须满足完整性约束（指的是数据记录能够正确的反应实际情况）b) 层次模型的完整性约束:

1）添加的子节点必须拥有父节点

2）当删除1个节点时，会同时删除该节点所有子节点

3）更新时，必须保证一致性

3）层次模型的存储结构

a）邻接法（又叫层次序列链接法):按照树的前序遍历结果实现相邻存储。

b）子女-兄弟链接发：是通过给每个节点设置2个指针，分别指向做左边的子节点和最近的兄弟节点。

4)层次模型的优缺点

a)优点: 结构清晰、查询效率高、提供了较好的完整性支持

b)缺点:对m:n关系表示不自然、插入和删除限制多、访问子女节点必须通过父节点、命令复杂

网状模型:

1)特点

a)可以有多个节点无父节点

b)一个节点可以由多个父节点

2）网状跟层次的区别

a)可以有多个节点无父节点

b)一个节点可以由多个父节点

c)网状模型允许两个结点之间有多种联系（复合联系）

d)网状模型可以更直接地去描述现实世界

e)层次模型实际上是网状模型的一个特例

3)网状模型存储结构：常用的方法为：单向链接、双向链接、环状链接、向首链接

4)优缺点

优点：a)能够直观的描述数据b)具有较高的性能。

缺点: a)结构复杂，规模越大越复杂。b)操作复杂，不易用户使用。

关系模型

1)术语

a)关系：就是表

b)元组: 就是一行

c)属性: 就是一列

d)主码：就是主键，用于唯一标示一条记录（例如学号)

03 关系数据库

一、笛卡尔乘积：是n个关系相乘的结果。

例如：D1为学生集合（T）= {张群，徐晶，王刚} D2为性别集合（S）= {男，女}

D1与D2的笛卡尔乘积共6条记录，是拿D1中每条记录与D2中所有记录匹配。

二、关系代数

运算：集合运算、关系运算、比较运算、逻辑运算

1)集合运算

a)并(U)

例如：A U B,返回A表中全部数据，B表中全部数据，对于2表重复的内容只保留一个。

b)差(-)

例如：A - B,返回A表有并且B表没有的记录。

c)交(n)

例如：A n B,返回A表、B表共有的记录。

2）术语

1)元组的连串:表示元祖中包含的分量的集合。

例如：若r = (r1 ，…，rn)，s = (s1 ，…，sm)，则定义r 与s的连串为：定义rs的连串= (r1 ，…，rn ，s1 ，…，sm)

2)关系的度：就是关系包含的属性的数量。

3）象集Zx：假设x='张三',表示求x列中值等于张三的分量所对应的Z列中分量的集合（消除重复) 4）选择：σA<5(R)，表示从R中选择A列小于5的行。

注意:选择是根据条件筛选，返回的表的结构与原表一致。

5）投影Π...(R)：从关系R中取若干列组成新的关系。例如:ΠA(R)表示从R中选择A列，返回新的关系，只包含A列。

6）连接: R 连接S = {rs连串| r ∈R ∧s ∈S ∧r*A+θ S*B+ }，表示对R*S进行筛选，筛选条件为r[A] θ S*b+;

6.1)自然链接:从笛卡尔乘积中自动匹配列名相同且分量值相等的记录，并消除重复的列。

6.2）外链接:把舍弃的记录也保存到新关系中，对于不匹配的列显示NULL。

a)左外链接:例如A left join B:返回左表中全部记录，对于未匹配的右表中的列设置为NULL。

b)右外链接:例如A right join B:返回右表中全部记录，对于未匹配的左表中的列设置为NULL。

c)完整链接:例如A full join B:返回2表中全部记录，对于未匹配的列设置为NULL。完整链接的结果为:(左外结果+右外结果-重复行）

7）除法