关系数据库——基础

你的名字 2023-06-09 14:27 27阅读 0赞

# 数据库系统概论 #

### 四个基本概念 ###

**数据**：数据库中存储的基本对象，描述一个事物的符号记录，数据和其语义不可分开说

**数据库**（DB）：是长期储存在计算机内、有组织的、可共享的大量**数据的集合。**

**数据库管理系统**：一个管理数据的软件

主要功能：

**数据定义功能：**

（1）提供数据定义语言(DDL)：创建表（CREATE），修改表（ALTER），删除表（DROP）；

（2）定义数据库中的数据对象

**操纵功能：**

提供数据操纵语言(DML，即增删改查的操作)，实现对数据库的基本操作 (查询、插入、删除和修改)

**事务管理和运行管理：**

数据库由DBMS统一管理和控制保证数据的安全，完整性、多用户对数据的并发使用、发生故障后的系统恢复

**建立和维护功能：**（1）数据库初始数据装载转换；（2）数据库转储；（3）介质故障恢复；（4）数据库的重组织；（5）性能监视分析等

**数据库系统**：由数据库、数据库管理系统应用程序和数据库管理员（DBA）等组成的存储、管理、处理和维护数据的系统。

## 数据模型 ##

两类数据模型

1.  概念模型：第一次抽象，用于数据库设计
2.  逻辑模型和物理模型：第二次抽象
    
    1）**逻辑模型**主要包括**网状模型、层次模型、关系模型、面向对象模型**等，按计算机系统的观点对数据建模，用于DBMS实现
    
    2）**物理模型**是对数据最底层的抽象，描述**数据在系统内部的表示方式和存取方法**，在磁盘或磁带上的存储方式和存取方法

数据模型的组成要素

1.  数据结构
    
    1）描述数据库的组成对象，以及对象之间的联系
    
    2）描述与数据之间联系有关的对象
    
    3）**是对系统静态特性的描述**
    
    4）分类：（1）非关系型：网状，层次；（2）关系型；（3）面向对象型
2.  数据操作
    
    1）对数据库中各种对象(型)的实例(值)允许**执行的操作及有关的操作规则**
    
    2）增删改查
    
    3）是对系统动态特性的描述
3.  数据的完整性约束条件
    
    1）一组完整性规则的集合
    
    2）完整性规则：给定的数据模型中数据及其联系所具有的**制约和储存规则**
    
    3）用以限定符合数据模型的数据库状态以及状态的变化，以保证数据的正确、有效、相容
4.  实体完整性：具体的数据的属性信息是否完整
    
    参照完整性：该属性对应的值存在
    
    用户定义完整性：看心情

关系模型

1.  基本概念：
    
    1）关系（Relation）：一个关系对应通常说的一张表
    
    2）元组（Tuple）：表中的一行即为一个元组
    
    3）属性（Attribute）：表中的一列即为一个属性，给每一个属性起一个名称即属性名
    
    4）码（Key） ：唯一确定一个元组的属性或属性组
    
    5）域（Domain） ：是一组具有相同数据类型的值的集合
    
    6）分量：元组中的一个属性值
    
    7）关系模式：对关系的描述，一般表示为
    
    关系名（属性1，属性2，……，属性n）
    
    学生（学号，姓名，年龄，性别，系，年级）
    
    8）注意规范：不能出现大表套小表。
2.  数据操作：增删改查，对若干元组操作的集合
3.  数据的完整性约束条件：
    
    1）实体完整性
    
    2）参照完整性
    
    3）用户定义完整性

## 数据库系统结构 ##

### 数据库系统模式的概念 ###

1.  型：对某一类数据的结构和属性的说明，（学号，姓名，性别，系别，年龄，籍贯）
2.  值：是型的一个具体赋值，（201315130，李明，男，计算机，19，江苏）
3.  模式：数据库逻辑结构和特征的描述，是型的描述，反映的是数据的结构及其联系，**模式是相对稳定的**，即属性名的集合
4.  实例：模式的一个**具体值**，反映数据库**某一时刻的状态**，同一个模式可以有很多实例，实例随数据库中的**数据的更新而变动**
5.  如果是一个成绩单：那么科目那一行表示的是模式（不仅仅只是这些，还包括其他的信息），每一个人的成绩一行表示的是一个实例

### 数据库系统的三级模式结构 ###

1.  模式：数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述，所有用户的公共数据视图，综合了所有用户的需求，**一个数据库只有一个模式**，模式是相对稳定的，但是实体是相对变动的
    
    **地位**：1）是数据库系统模式结构的中间层；2）与数据的物理存储细节和硬件环境无关；3）与具体的应用程序、开发工具及高级程序设计语言无关
    
    **定义**：1）数据的逻辑结构（数据项的名字、类型、取值范围等）；2）数据之间的联系；3）数据有关的安全性、完整性要求
2.  外模式：模式的**子集**，一个数据库可以有多个，是数据库中局部数据的逻辑结构和特征的描述
3.  内模式：1）是**数据物理结构和存储方式的描述**；2）是数据在**数据库内部的表示方式**
    
    一个数据库只有一个内模式。

### 数据库的二级映像功能与数据的独立性 ###

1.  外模式/模式映像：保证了数据的逻辑独立性。不唯一
    
    1）当模式改变时，数据库管理员修改有关的外模式／模式映象，使外模式保持不变
    
    2）应用程序是依据数据的外模式编写的，从而应用程序不必修改，保证了数据与程序的逻辑独立性，简称数据的逻辑独立性。
2.  模式/内模式映像：保证了数据的物理独立性。唯一
    
    1）当数据库的存储结构改变了（例如选用了另一种存储结构），数据库管理员修改模式／内模式映象，使模式保持不变，进而外模式也不发生改变
    
    2）应用程序不受影响。保证了数据与程序的物理独立性，简称数据的物理独立性
3.  数据的存取由DBMS管理的好处：
    
    1）用户不必考虑存取路径等细节
    
    2）简化了应用程序的编制
    
    3）大大减少了应用程序的维护和修改

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## 数据库系统的组成 ##

硬件，操作系统，数据库设计人员，数据库管理人员，数据库管理系统，用户等等。

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