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数据库系统概论—基础篇(1)
一、绪论
1.数据库系统概述
1.1数据库四个基本概念
- 数据:描述事物的符号记录
- 数据库(DB):存放数据的仓库
- 数据库管理系统(DBMS):位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件
- 数据库系统(DBS):由数据库,数据库管理系统,应用程序和数据库管理员组成
1.2数管理技术的发展
人工管理阶段->文件系统阶段->数据库系统阶段
文件系统到数据库系统标志着数据管理技术的飞跃
1.3数据库系统特点
数据结构化(数据库系统和文件系统的本质区别),数据共享性高、冗余度低且易扩充,数据独立性高(物理、逻辑),数据由数据库管理系统统一管理控制
2数据模型
2.1数据模型的分类
- 概念模型:从现实世界提取信息
- 逻辑和物理模型
显示世界->信息世界->机器世界
概念模型的的一种表示表示方法:E-R模型
2.2数据(逻辑)模型的组成
数据模型通常由数据结构,数据操作和数据完整性约束组成
2.3常用的数据(逻辑)模型
- 层次模型:性能优于关系数据库,不低于网状数据库(最快查询,给出路径)
- 网状模型:几乎不用
- 关系模型:一个关系对应一张二维表(表中无表,属性不可分)
3数据库系统结构
模式:全体数据的逻辑结构和特征描述(所有表头的相加)
3.1三级模型
- 外模式:局部、用户模式
- 模式:全局、逻辑模式;只有一个
- 内模式:物理、存储模式;只有一个
内模式与模式一对一
模式与外模式一对多
外模式与应用一对多
应用与外模式一对一
3.2两级映像
- 外模式/模式:保证数据与程序的逻辑独立性(全局变,局部可不变)
- 模式/内模式:保证数据与程序的物理独立性(存储变,逻辑可不变)
4.1数据库系统组成
数据库系统 = 数据库 + 数据库管理系统 + 应用程序 + 数据库管理员 = 硬件平台及数据库 + 软件 + 人员
二、关系数据库
2.1关系数据结构及形式化定义
2.1.1关系
只包含单一数据结构,可以看作一张二维表
相关概念
- 域:具有相同数据类型的值的集合(取值范围)
- 笛卡尔积:不同域之间相互组合
- 关系:笛卡尔积的子集,可以表示成R(D1,D2…Dn);其中R是关系名,n是关系的目或度(d多少列)
- 候选码:某一属性唯一确定一个元组
- 主码:多个候选码其中选一个,其余为候补码
- 主属性:候选码的属性总和
- 全码:所有属性为候选码
三种类型
基本关系:实际存在的表
查询表:临时表(需要自己存储)
视图表:虚表(只有表头,没有数据)
2.1.2关系模式
关系模式就是表头;关系 = 模式 + 数据
关系模式是静态的,稳定的,关系是 动态的,随时间不断变化的
2.2关系操作
2.2.1基本关系操作
操作的对象和结果都是集合
常用关系模式:查询,插入,删除,修改
查询的五大操作:选择,投影,并,差,笛卡尔积
2.3关系的完整性
2.3.1实体完整性
主属性不能是空值
2.3.2参照完整性
- 参照关系:其中某属性是另一表中的主码
- 被参照关系:其主码是另一表中的某属性
2.4关系代数
关系代数的运算对象是关系,运算结果也是关系
2.4.1传统集合运算
行的角度
分别为并,差,交和笛卡尔积
2.4.2专门的关系运算
- 选择:行的删除
- 投影:列的删除(但注意:可能会消去某些元组)
- 连接
等值连接
自然连接:
外连接:所有相同的属性的数据都记录,没有的数据填NULL
左外连接:在外连接的基础上,只保留左边
右外连接:在外连接的基础上,只保留右边
- 除
将两表的相同属性住分来
被除数先做剩余属性组的象集
除数做相同属性组的投影
在将两表进行对比,寻找象集可以”整除”的投影(象集范围大,还包含)
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