1 数据库基础知识

实体描述


实体：现实世界中的事物，实体是概念世界中的基 本单位，它们是客观存在并相互区别的事物（可以 是实际的事物，也可以是抽象的事物） 实体的属性：用来描述实体的特性 实体集：具有相同类型及相同性质(或属性)的实体 的集合
一个人是实体，一笔贷款也是实体 张三、李四·· ·等人是实体，他们均是学生而组成一个实体集 学生可以用学号、姓名、性别、出生年份、入学时间等属性来描述
学分
成绩
选修时间
1.2.3数据模型(逻辑数据模型)

数据模型：数据库中数据的结构 表示，反映事务本身及事务之间 的各种联系，是DBMS用来表示 实体与实体间联系的方法，分为 三种：
层次数据模型


层次数据模型：树形结构表示 网状数据模型：网络结构表示 关系数据模型：二维表结构表示

数据库技术发展至今，绝大多数数据库 管理系统是基于关系型的， Access是 一种关系数据库管理系统

1.2.4关系数据模型

术语

关系模式：对一个关系的结构描述 关系名( 属性1, 属性2, ...... , 属性n ) 例：职员（编号，姓名，工作时间，学历） 可以由E-R模型转换过来
学生 M 选课 N 课程
学号 姓名 性别 出生年月
系
课号
课程名
学分
成绩
选修时间
学生（学号，姓名，性别，出生年月，系） 选课（学号，课号，成绩，选修时间） 课程（课号，课程名，学分）

1.2 数据模型 1.2.1数据模型的基本概念
概念数据模型 逻辑数据模型
数据模型分成概念数据模型（面 向现实世界和用户）、逻辑数据 模型（面向数据库系统）和物理 数据模型三种类型 其中概念数据模型常见的模型有 E-R模型，逻辑数据模型（简称数 据模型）有三种常用模型···
典型的模型
1.2.2E-R模型（一种常用的概念数据模型）
的关系（列操作） 例：从学生关系中查询学生的学号和姓名
A a b c
A a b c
B 3 2 1
C X y z
C X y z

专门的关系运算： 笛卡尔积：两个关系的合并操作（属性个数为m
+ n,元组个数为p × q）

专门的关系运算： 连接：关系的横向结合，R 与S的联接是R与S的笛卡尔
积中满足相应条件限制的元组构成的关系
描述事物的符号记录，用物理符号记录下来的可以鉴别 的信息 物理符号：数字、文字、图形、图像声音及其他特殊符 号

2. 数据库(Database，简称DB)

存储在计算机存储设备中的、结构化的相关数据的集合
通讯录-数据库，某位联系人的地址或者电话-数据
3. 数据库管理系统(Database Management System, DBMS) 数据库的管理机构，负责数据库中数据的组织、数据操纵、 数据维护、控制及保护和数据服务 是一种系统软件，要在操作系统支持下工作 是数据库系统的核心 Access就是一个DBMS
C 3 1 2 3 1 2 3 1 2
D 4 8 1 4 8 1 4 8 1
E 1 1 1 7 7 7 5 5 5
F 8 8 8 9 9 9 2 2 2
T0：笛卡尔积 T1: 连接 T2: 等值连接
3
2
1
8
5
2
T1=R ｜ × ｜S
D>E
T2=R ｜ × ｜S
D=E

专门的关系运算： 自然连接：去掉重复属性的等值连接（属性值相等为条
1.5 ACCESS简介
Access数据库扩展名为.mdb Access数据库的系统结构

表：存储数据的对象（数据库系统的核心与基础） 查询：方便查看数据 窗体：数据库和用户联系的界面 报表：用来设计打印输出样式 数据访问页：特殊的web页 宏：一系列操作的集合 模块：设计复杂程序完成宏等不能完成的任务

专门的关系运算：

在关系数据库中，基本的关系运算有三种，它们是选择、投影 和连接

选择：在基本表中选择满足条件的元组成一个新的关系（行操作）

例：从学生表中找出年龄大于20的学生
A a b c
B 3 2 1
C X y z
A b
B 2
C y

专门的关系运算： 投影：在基本表中选择需要的字段（属性）组成一个新
实体（集）之间的联系


一对一：1:1 （班级-班长；学校-校长）
一对多：1:m（系-学生；人-出生地）
一个系有多个学生，一个学生只属于一个系 一个人只能出生在一个地方，一个地方可以有很多人出生


多对多：m:n（教师-课程，学生-教师）
一个教师可以讲授多门功课，一门功课可以由多个教师讲授 一个老师有多名学生，一名学生有多名老师
件）

专门的关系运算： 除：
s
C 3 5 D 4 6
s
C 3 D 4
5
4
6
2
T T=R ÷ S
A B
T
A B
1
7
2
8
1
2
1.4数据库设计与管理
设计的四个阶段 需求分析 概念设计（E-R图） 逻辑设计（将E-R图转换成关系数据模型的过程） 物理设计
需求分析 需求说明书 概念设计 概念数据模型 DBMS模型 逻辑设计 逻辑数据模型 DBMS条件 硬件、OS支持 物理设计 物理数据模型
主要功能 数据模式定义 数据存取的物理构建 数据操纵（查询，增、删改记录） 实现相应功能所使用的数据语言 数据定义语言（DDL） 数据操纵语言（DML） 数据控制语言（DCL）
数据的完整性、安全性定义与检查
数据库的并发控制与故障恢复 数据的服务
4. 数据库管理员
主要工作包括：数据库设计 、数据库维护、改善系统性能 ，提高系统效率
1.1.2 数据管理技术的发展
人工管理阶段 >>>文件系统阶段>>>数据库系统阶段
1.1.3 数据库系统的基本特点


数据的集成性 数据的高共享性与低冗余性 数据独立性（数据与程序间互不依赖）
物理独立性：当数据的物理结构（存储结构、存取方式等 ）的改变，不影响数据库的逻辑结构，不会引起应用程序 的变化 逻辑独立性：数据库总体逻辑结构的改变，如修改数据模 式、增加新的数据类型、改变数据间的联系，不需要修改 相应的应用程序
姓名
职称
应发工资 基本工资 奖金
津贴
应扣工资 房租 水电
实发工资
不符合关系规范化，不是二维表，是复合表
关系数据模型
关系中的数据完整性约束

实体完整性约束

主键中属性值不能为空值 实体及实体间的联系 具体应用要求来定义的约束条件
参照完整性约束

用户定义的完整性约束

1.3关系代数
关系代数是以对关系的集合运算为基础，分为传统的集合运 算和专门的关系运算，其运算对象是关系，运算结果也是关 系。 传统的集合运算：元组具有相同的结构（相同的关系模式） 并（R∪S）：关系中元组（记录）直接追加； 差（R﹣S） ：R差S 表示属于R但不属于S的元组； 交（R ∩ S） ：R交S表示既属于R又属于S的共同元组
网状数据模型
关系数据模型
1.2.4关系数据模型

术语
关系：实体之间的联系，即二维表，一个关系对应一个表 元组：二维表中的行，对应于表中的记录 属性：二维表中的列，对应于表中的字段名 域：属性的取值范围 关键字（主码、主键）：能惟一标识一个元组的属性或属性 的集合 外部关键字：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或候选关键字
数据库基础知识
内容
1.1 数据库系统的基本概念 1.2数据模型
– – – – 1.2.1 1.2.2 1.2.3 1.2.4 数据模型介绍 E-R模型 逻辑数据模型(数据模型) 关系数据模型
1.3关系运算 1.4数据库设计与管理 1.5Access简介
2
1.1数据库系统的基本概念
1. 数据(Data)
R
A 1 3 7 B 2 2 3 C 3 1 2 D 4 8 1
S
E 1 F 8
T0
7
5
9
2
T1
A 1 3 3 B 2 2 2 C 3 1 1 D 4 8 8 E 1 1 7 F 8 8 9 A 7
T2
B 3 C 2 D 1 E 1 F 8
A 1 3 7 1 3 7 1 3 7
B 2 2 3 2 2 3 2 2 3

E-R模型
E-R模型，即实体联系模型，用来描述实体集之间的联系 实体集间可通过联系建立联接关系，一般实体集间无法建 立直接关系，它只能通过联系才能建立起联接关系

实体集—矩形表示
学生
课程
属性—椭圆形表示 联系—菱形表示
学生 M
学号
姓名
课程名
选课
选课
N
课程
学号 姓名 性别 出生年月
系
课号
课程名

5. 数据库系统（Database System ,DBS）


拥有数据库技术支持的计算机系统 由数据库（DB）、数据库管理系统（DBMS）、 数据库管理员(DBA)、硬件平台（包括计算机、网 络）和软件平台（操作系统等）构成。
6. 数据库应用系统（DBAS）


利用数据库系统进行应用开发，是：DBS+应用软件 +应用界面 数据库应用系统的核心问题是：数据库系统设计 教务管理系统、人事管理系统是DBAS


数据统一管理与控制
数据库技术的根本目标是要 解决数据的共享问题
1.1.4 数据库系统的内部结构体系

数据库系统的三级模式（数据库系统中数据ห้องสมุดไป่ตู้构的 一种表示形式）
（1）概念模式 （2）外模式（用户模式） （3）内模式（物理模式）
内模式处于最底层，它反映了数据在计算机物理结构中的实际存储 形式 概念模式处于中层，它反映了设计者的全局数据逻辑要求 外模式处于最外层，它反映了用户对数据的要求
关系数据模型
关系(二维表)的特点
关系必须规范化，即满足一定要求 最基本要求:每个属性必须是不可分割的数据单元，表中 不能再包含表。(即元组的分量不能再分成更小的数据项) 不能有相同属性名 不能有相同元组（记录），即数据不能冗余 元组（记录）的次序无关 属性（列）的次序无关