第五章数据库技术

一、数据库基础

（一）基本概念

概念	定义
数据（DATA）	对客观事物的描述或逻辑归纳
数据库（DB）	是长期存储在计算机内、有组织、可共享的相关数据的集合
数据库系统（DBS）	是指计算机系统中引入数据库后的系统
数据库管理系统（DBMS）	建立、运用、管理和维护数据库的系统软件，常见的有SQL Server、Oracle、MySQL、Access等

（二）数据库技术的发展

阶段	数据管理	数据保存性	共享性/冗余性	独立性
人工管理阶段	人	不保存	不共享、冗余大	无独立性
文件系统阶段	文件系统	长期保存	共享差、冗余大	独立性低
数据库系统阶段	DBMS	结构化保存	共享高、冗余小	独立性高

（三）数据库系统

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1、数据库系统的三级结构

	个数	别名	关键字
外模式	多个	用户模式/子模式	用户、程序、视图
模式	1个	概念模式/概念视图	概念、公共视图、全局视图
内模式	1个	物理模式/存储模式	物理、存储

2、数据库系统的二级映像

①外模式/影像模式：保证逻辑独立性
②模式/内模式影像：保证物理独立性（就将内模式看做我们的一种存储结构，看不见、摸不着）

3、DBMS的主要功能

①数据定义：定义数据库的结构、完整性约束和用户的权限等。
②数据操纵：可实现对数据的插入、删除、修改和查询等操作。
③数据控制（保护）：主要包括数据的安全性控制、数据的完整性控制、数据的并发控制、数据的备份和恢复控制。
④数据维护：主要包括数据库出现故障后的恢复、数据库的重组、性能的监视等，由使用程序来完成。

二、数据模型

（一）认识数据模型

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信息世界是对现实世界的抽象，计算机世界是对信息世界的抽象。
数据模型的组成要素：

数据结构：描述数据库的组成对象以及对象之间的联系
数据操作：允许执行的操作的集合，主要有查询和更新（包括插入、删除、修改）两大类操作。
数据库的完整性约束条件：是一组完整性规则。主要有实体完整性、参照完整性和用户自定义完整性约束。

（二）概念模型（E-R模型）

1、相关术语

术语	说明	实例
实体	客观存在并可以相互区分的事物	学生、教师、班级等
属性	实体所具有的特征	学号、身份证号、年龄、性别等
实体型	同类实体，由实体名和属性名来描述	学生（学号、身份证号、年龄、性别)
实体集	同一类型的实体的集合	全体学生、全体教师等
码(键、关键字)	唯一标识实体的某一属性或属性集	学号、身份证号
域	某一属性的取值范围	性别的取值范围为{男，女}
联系	实体和实体之间的现实关联	教师和学生是教与被教的关系

2、实体型之间的关系

一对一联系（1：1）
一对多联系（1：n）
多对多联系（m：n）

3、E-R图

矩形表示实体;
椭圆表示属性;
菱形表示联系;
无向边;
联系类型
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（三）逻辑模型

1、层次模型

结构：树形结构
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特点：
(1)一个模型有且只有一个节点没有双亲节点，这个节点称为根节点
(2)根节点以外的其他节点有且只有一个双亲节点
(3）父子节点之间的联系是一对多联系(1∶n)

2、网状模型

结构：网型结构
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特点：
(1）允许一个以上的节点没有双亲节点
(2)允许一个节点有多个双亲节点
(3)节点之间存在多对多联系( m:n)

3、关系模型

结构：二维表
联系：一对一、一对多、多对多
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三、关系数据库

（一）关系模型

1、基本概念

（1）关系：二维表（有行有列）
（2）属性：列、字段；元数（下表为6元关系表）
（3）域：值域（取值范围）
（4）元组：行、记录
（5）分量：属性值；如，(01001，赵乾，女，讲师，计算机，6000）中“01001”为一个分量
（6）关系模模式：二维表结构；如，T(TNo，TN，Sex，Prof，Dept，Sal )
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2、关系的性质

（1）每一列是同质的
（2）不同列可同域但不同名
（3）列的顺序可以任意交换
（4）行的顺序可任意交换
（5）不允许出现完全一样的行
（6）不允许出现合并单元格

3、E-R图和关系模式的转换

码：码是可以确定一个元组的所有信息的属性名或属性名组
（1）一对一联系的转换
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（2）一对多联系的转换

（3）多对多联系的转换

（二）关系模型的完整性约束

3类：实体完整性、参照完整性、用户定义完整性

1、关系的码

键码	定义
候选码	唯一确定一个元组的属性或属性集
主属性	包含在候选码中的属性
非主属性	不包含在任何候选码中的属性
主码	若有多个候选码，选定其中一个为主码（主键、主关系键、关系键、关键字）
外码	若属性X1是R1的主码，同时又在另一个关系R2，则称X是R2的外码