数据库概论

目录

1、数据库管理系统(DBMS)

1.1 DBMS的主要功能

1. 数据库的定义功能

2. 数据库的操纵功能

3. 数据库的运行控制功能

4. 数据库的维护

5. 数据字典(Data Dictionary，DD)

2、数据模型

2.1 信息和数据(了解)

2.2 数据模型的三个层次

2.3 信息世界中的基本概念

1. 实体(entity)

2. 属性(attribute)

3. 实体型

4. 实体集

5. 联系

2.4 E-R图

2.5 关系数据模型

1. 关系

2. 属性

3. 域(domain)

4. 元组

5. 分量

6. 码(key)，主码(primary key)，外码(foreign key)

2.6 E-R图向关系模型的转换

1. 原则

2. 具体方法

1:1

1:N

N:M

3 数据库系统的模式结构

3.1 三级模式两级映射

1、数据库管理系统(DBMS)

1.1 DBMS的主要功能

1. 数据库的定义功能

DBMS提供数据定义语言(data definition language，DDL)定义数据库的结构

create，alter，drop

注意：对于这些关键字，不区分大小写

2. 数据库的操纵功能

DBMS提供数据操纵语言(data manipulation language，DML)实现对数据库中数据的操作

select(DQL)，insert，update，delete

3. 数据库的运行控制功能

数据安全性控制，DCL(grant(授权)，revoke(撤回)，deny(拒绝)) 

数据完整性控制，约束，触发器等等。

多用户环境下的并发控制，并发(在宏观上，多个事件在同一时间间隔内发生，而在微观上，这些事件可能会交替进行，不一定同时进行。它强调的是任务之间的交替执行和系统的多任务处理能力，如：单个CPU，宏观上，在一段时间间隔中，处理不同的事情，微观上，还是交替执行的)如：现在仅有一张火车票，要处理好，多个用户去抢这张票。感谢时代楷模单杏花。

数据库的恢复，数据库需要备份与还原

4. 数据库的维护

数据库的初始数据的载入、转换、转储、数据库的重组和性能监视、分析等

5. 数据字典(Data Dictionary，DD)

主要作用：供数据库管理系统(DBMS)快速查找有关对象的信息

2、数据模型

数据模型是对客观事物及其联系的数据描述

2.1 信息和数据(了解)

数据：对信息的符号化表示，即用一定的符号表示信息。

信息是数据的内涵，数据是信息的载体。

2.2 数据模型的三个层次

概念数据模型(概念模型)，现实世界->概念世界，如：E-R模型

逻辑数据模型(逻辑模型)，概念世界->信息世界，如：层次模型，网状模型，关系模型(二维表，主流)

物理数据模型(物理模型)，信息世界->机器世界，在计算机上的物理结构

2.3 信息世界中的基本概念

1. 实体(entity)

客观存在并可相互区分的事物成为实体

2. 属性(attribute)

实体所具有的某一特性

3. 实体型

同类实体的一个抽象概念，如：学生(学号，姓名，性别，年龄)

4. 实体集

同型实体的集合

5. 联系

常见的联系，1:1，1:N，M:N

2.4 E-R图

实体(集)：用矩形表示，矩形内写实体(集)名

属性：用椭圆表示，椭圆内写属性名，用无向边与对应实体相连

联系：用菱形表示，菱形内写联系名，用无向边与有关实体相连，并在无向边上标上联系(1:1，1:N，M:N)

注意：联系也可以有属性

例：为仓库的管理设计一个E-R图。

仓库主要管理零件的采购和供应。仓库根据需要向的供应商订购零件，仓库需要向许多工程提供零件。

2.5 关系数据模型

逻辑结构是一张二维表

如：

1. 关系

对应通常说的二维表

如：上面的关系为，学生(学号，姓名，性别，年龄，班级，联系方式)

2. 属性

表中的一列

3. 域(domain)

属性(表中一列)的集合

4. 元组

表中的一行

5. 分量

元组中的一个属性值

6. 码(key)，主码(primary key)，外码(foreign key)

码(key)：能唯一标识实体的属性或属性集合，并且不能含有冗余属性

全码：整个属性组作为码。

候选码(candidate key)：码的集合。

主码(primary key)：从候选码中选择一个合适的码

注意：设置为主码，保证主码不为空。(实体完整性)

外码(foreign key)：A关系中的属性(集)(可以是一个普通的属性，主码，主码的一部分)，这个属性在B关系中是主码。

注意：设置为外码，要保证A外码的域包含于B中主码的域，即A中外码的值要在B主码中都能找到

主属性：所有候选码的属性都是主属性。外码的属性不一定是主属性。(参照完整性)

非主属性：不是候选码中的其他属性。

2.6 E-R图向关系模型的转换

1. 原则

E-R图中的每一个实体->一个关系(应包括对应实体的全部属性，确定主码)

E-R图中的联系的属性->根据联系方式进行实现。

2. 具体方法

1:1

两个实体1:1，分别转化为关系，并在一个关系中 加入 联系的属性和另一个关系的主码。

如：

Student表：

Student(StudentID(主码)，Name，Age)

StudentIDCard表：

联系没有属性，所有没有加到StudentIDCard表中，已经有Student表中的主码，并作为外码。

StudentIDCard(StudentID(主码，外码)，IDCardNumber，IssueDate)

1:N

两个实体

两个实体1:N，将“1”的主码(作为外码)和联系的属性 加入到“N”的关系中

学生表：

联系没有属性，将班级的主码加入到学生表中，作为外码。

学生(学号(主码)，姓名，性别，班号(外码))

班级表：

班级(班号(主码)，班级名，人数)

注意：1:N，数量这个属性，不是在联系上，而是放在“1”中。

一个实体

一个实体1:N，在这个实体的关系中多设置一个属性(表示与该个体相联系的上级个体的主码)，作为外码

一个领导者职工领导多个职工，职工只能被一个领导者职工领导

职工(工号(主码)，姓名，年龄，性别，职称，工资，领导者工号(外码))

N:M

两个实体N:M，联系单独成一个关系，并加上双方实体的主码，作为外码。

学生表：

学生(学号(主码)，姓名，年龄，性别)

课程表：

课程(课程号(主码)，课程名，学时数)

选修表：

选修(学号(外码)，课程号(外码)，成绩)，(学号，课程号)一起为主码。

3 数据库系统的模式结构

3.1 三级模式两级映射

内模式(存储模式)，是数据库的物理结构和存储方式的描述。一个数据库只有一个内模式。

模式(逻辑模式)，是数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述，是所有用户的公共数据视图。

一个数据库只有一个模式。

外模式(子模式，用户模式)，是数据库用户 看见和使用的局部数据的逻辑结构和特征的描述，是数据库用户的数据视图。一个数据库可多个外模式。

当数据库的存储结构改变，数据库管理员对内模式/模式映像作相应改变，可以使模式保持不变，从而保证了数据的物理独立性。(存储结构和物理有关)

当模式改变，数据库管理员对各个外模式/模式映像作相应改变，可以使外模式保持不变，从而应用程序不必修改，保证了数据的逻辑独立性。