【正文】 一、基本概念 數(shù)據(jù) ：描述事務(wù)的符號(hào)記錄。 2 數(shù)據(jù)模型 數(shù)據(jù)處理的抽象過(guò)程（涉及三個(gè)領(lǐng)域） ? ? 建立概念模型 建立數(shù)據(jù)模型 （便于用戶和 DB設(shè)計(jì)人員交流） （便于機(jī)器實(shí)現(xiàn)） 一、概念模型 (信息模型） 把現(xiàn)實(shí)世界中的客觀對(duì)象抽象成的某種信息結(jié)構(gòu)，主要用于數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)。 如 國(guó)家 —— 部長(zhǎng) 學(xué)員隊(duì) —— 學(xué)員 （ 2） 1對(duì)多聯(lián)系（ 1 ： n）： 若實(shí)體集 A中的每個(gè)實(shí)體與實(shí)體集 B中 0個(gè)或多個(gè)實(shí)體有聯(lián)系，而 B中每個(gè)實(shí)體至多與 A中的一個(gè)實(shí)體有聯(lián)系，則稱(chēng)從 A到 B為 1對(duì)多的聯(lián)系。 說(shuō)明 ① 模式只涉及到型的描述，不涉及具體的值（實(shí)例），反映的是數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)及其聯(lián)系 ② 模式不涉及物理存儲(chǔ)細(xì)節(jié)和硬件環(huán)境，也與應(yīng)用程序無(wú)關(guān) ③ 模式承上啟下，是 DB設(shè)計(jì)的關(guān)鍵 ④ DBS提供模式 DDL（ Data Definition Language）來(lái)定義模式（描述 DB結(jié)構(gòu)） 167。 4 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的組成 數(shù)據(jù)庫(kù) ：一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù) 數(shù)據(jù)庫(kù)的四要素：用戶數(shù)據(jù)、元數(shù)據(jù)、索引和應(yīng)用元數(shù)據(jù) 軟件 ? 操作系統(tǒng)；支持 DBMS的運(yùn)行 ? 數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng) DBMS（ DataBase Management System）： 操縱和管理數(shù)據(jù)庫(kù)的大型軟件系統(tǒng)，是數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的核心 ? 數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用開(kāi)發(fā)工具等輔助軟件 ? 具有數(shù)據(jù)庫(kù)接口的高級(jí)語(yǔ)言與編譯系統(tǒng)，如 C、 C++等 ? 某個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng) 一、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)（ DataBase System， DBS）的組成 廣義上講， DBS就是 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中引進(jìn)數(shù)據(jù)庫(kù)后的構(gòu)成 。 ? 每列可起一個(gè)名字，稱(chēng)為屬性。 第二章 關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù) 2022/8/22 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng) 46 （二）關(guān)系操作 種類(lèi)：選擇、投影、連接、除、并、交、差 增加、刪除、修改 查詢操作 維護(hù)操作 一次一集合（關(guān)系型） 一次一記錄（非關(guān)系型） ? 非過(guò)程化語(yǔ)言：用戶只需告訴做什么（ What） 不需告訴怎么做（ How） ? 數(shù)據(jù)定義、數(shù)據(jù)操縱、數(shù)據(jù)控制語(yǔ)言集成在一起 DDL DML DCL：權(quán)限控制、完整性控制等 特點(diǎn)： ? 集合操作，一次操作 可存取多個(gè)元組 第二章 關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù) 2022/8/22 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng) 47 （三）關(guān)系模型的三類(lèi)完整性 實(shí)體完整性 （ Entity Integrity） 基本關(guān)系的所有主屬性不能取空值 原因：基本關(guān)系 實(shí)體集 實(shí)體必可區(qū)分 （標(biāo)識(shí)符） 主關(guān)鍵字是 唯一性標(biāo)識(shí)， 故不能空 參照完整性 （ Referential Integrity），也叫 引用完整性 若基本關(guān)系 R含有與另一個(gè)基本關(guān)系 S的主關(guān)鍵字相對(duì)應(yīng)的屬性組 F（ F稱(chēng)為 R的 外鍵 或 外部碼 ），則 R中每個(gè)元組在 F上的值或?yàn)榭罩?，或等?S中某個(gè)元組的主關(guān)鍵字值。 關(guān)鍵字不能修改， 只能先刪除、再插入 第二章 關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù) 2022/8/22 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng) 67 四、域關(guān)系演算語(yǔ)言 ——QBE QBE是 Query By Example 的縮寫(xiě)， 1978年在 IBM370上實(shí)現(xiàn)。 5 SQL數(shù)據(jù)控制功能 167。 第三章 關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)語(yǔ)言 —— SQL 2022/8/22 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng) 84 建立 CREATE [ UNIQUE ] [CLUSTER] INDEX 索引名 ON 表名（列名 如 CREATE UNIQUE INDEX XSNO ON S（ S）； CREATE UNIQUE INDEX SCNO ON SC（ SNO ASC， CNO DESC）； 升序或降序 缺省為升序 刪除 DROP INDEX 索引名； ASC DESC [，列名 ASC DESC ]… ）； 一個(gè)索引項(xiàng)值僅對(duì)應(yīng)唯一的數(shù)據(jù)記錄 改變記錄的物理順序使之與索引項(xiàng)值的排列順序相同，稱(chēng)為聚簇索引?？赏ㄟ^(guò)在經(jīng)常查詢而改動(dòng)小的表上建立這種索引來(lái)提高查詢效率。Chambarlin提出，在 IBM的 System R上 首先實(shí)現(xiàn) 79年 Oracle 82年 IBM的 DB2 84年 Sybase 采用 SQL作為數(shù)據(jù)庫(kù)語(yǔ)言 167。 關(guān)系代數(shù)、元組關(guān)系演算、域關(guān)系演算的表達(dá)能力是等價(jià)的。 一經(jīng)定義， DBMS會(huì)自動(dòng)檢查，從而不必在應(yīng)用程序中作檢查。 關(guān)系的性質(zhì) ? 列是同質(zhì)的，即每列中的數(shù)據(jù)必須來(lái)自同一個(gè)域 ? 每一列必須是不可再分的數(shù)據(jù)項(xiàng)（不允許表中套表，即滿足第一范式） ? 不能有相同的行 ? 行、列次序無(wú)關(guān) 第二章 關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù) 2022/8/22 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng) 43 二、關(guān)系模型 三部分：關(guān)系數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、關(guān)系操作集合、關(guān)系的完整性 （一）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 單一的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：關(guān)系（二維表） 不論是實(shí)體還是實(shí)體間的聯(lián)系都用關(guān)系表示 。 第一章 緒 論 2022/8/22 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng) 36 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)圖示： 用戶 1 用戶 2 用戶 n 應(yīng)用程序 1 應(yīng)用程序 m 輔助軟件 DBMS 操作系統(tǒng) 數(shù)據(jù)庫(kù) 數(shù)據(jù)庫(kù) DBA 負(fù)責(zé) 應(yīng)用 程序員 ? ? ? ? ? ? ? ? ? 第一章 緒 論 2022/8/22 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng) 37 二、 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)研究的對(duì)象 如何高效巧妙地進(jìn)行數(shù)據(jù)管理，而又 花費(fèi)最少 如：占用空間少 查詢快 維護(hù)方便等 三個(gè)主要研究領(lǐng)域 ： DBMS及其輔助軟件 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì) 數(shù)據(jù)庫(kù)理論 作業(yè)： 3， 5， 7， 12， 13， 20， 22 第二章 關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù) 2022/8/22 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng) 38 本章要求： 本章內(nèi)容： 請(qǐng)選擇內(nèi)容 返回 掌握關(guān)系、關(guān)系模式、關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)等基本概念 掌握關(guān)系的三類(lèi)完整性的含義 掌握關(guān)系代數(shù)運(yùn)算 167。 DB的局部邏輯結(jié)構(gòu) 。 如 學(xué)員 —— 課程 第一章 緒 論 2022/8/22 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng) 18 DBS的核心問(wèn)題之一： 如何表示和處理實(shí)體及實(shí)體間的聯(lián)系 。 實(shí)體集 ：性質(zhì)相同的同類(lèi)實(shí)體的集合。 數(shù)據(jù)庫(kù)（ DB） ：按一定的數(shù)據(jù)模型組織、描述和存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)內(nèi)的、有組織的、可共享的數(shù)據(jù)集合。 數(shù)據(jù)操縱功能 ： DBMS提供 DML，用戶通過(guò)它實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的查詢、插入、刪除和修改等操作。 信 息 世 界 記錄 ?? 實(shí)體 （抽象表示） 文件 ?? 實(shí)體集 字段或數(shù)據(jù)項(xiàng) ?? 屬性 關(guān)鍵字 ?? 實(shí)體標(biāo)識(shí)符。 其特征是：（ a）有且僅有一個(gè)結(jié)點(diǎn)無(wú)雙親（根結(jié)點(diǎn)）； （ b）其它結(jié)點(diǎn)有且僅有一個(gè)雙親。 第一章 緒 論 2022/8/22 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng) 32 內(nèi)模式 ：又稱(chēng) 存儲(chǔ)模式 。 3 RDBS的數(shù)據(jù)操縱語(yǔ)言：關(guān)系演算語(yǔ)言 第二章 關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù) 2022/8/22 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng) 39 層次、網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫(kù) 是面向?qū)I(yè)人員的，使用很不方便。主關(guān)鍵字的諸屬性稱(chēng)為 主屬性 ，其它為 非主屬性 。其運(yùn)算按運(yùn)算符的不同可分為兩類(lèi)。 S S SN SD SA U. CS S1 S S SN SD SA CS S1 U. 修改操作不包含表達(dá)式，可有兩種表示方法。一個(gè)（或多個(gè)）表對(duì)應(yīng)一個(gè)存儲(chǔ)文件，每個(gè)表可有若干索引，這些索引也可放在存儲(chǔ)文件中。 一般格式 SELECT [ALL | DISTINCT] * | 目標(biāo)列 FROM 基本表（或視圖） [ WHERE 條件表達(dá)式 ] [ GROUP BY 列名 1 [ HAVING 內(nèi)部函數(shù)表達(dá)式 ] ] [ ORDER BY 列名 2 ]； ASC DESC 相當(dāng)于投影 相當(dāng)于選擇或連接 被查詢的關(guān)系 對(duì)查詢結(jié)果排序 分組 統(tǒng)計(jì) 167。 第三章 關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)語(yǔ)言 —— SQL 2022/8/22 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng) 82 修改基本表 （ 1） 增加 列： ALTER TABLE 表名 ADD 列名 類(lèi)型 [完整性約束 ]； （ 2） 修改 列 ALTER TABLE 表名 MODIFY 列名 類(lèi)型； （ 3） 刪除 完整性約束 ALTER TABLE 表名 DROP 完整性約束名； 如 ALTER TABLE S MODIFY SD CHAR（ 20） 如 ALTER TABLE S ADD SD INT； 不支持 NOT NULL選擇 注意 ：不能刪除列，新增列的值一律為空值， 可增加列寬，但一般不能減小列寬，修改可能會(huì)破壞已有數(shù)據(jù)。 2 SQL數(shù)據(jù)定義功能 167。 S： S SN SD SA 用關(guān)系演算來(lái)表達(dá)查詢 例 1，求年齡大于或等于 20的學(xué)生： S1 A CS 20 S2 B CS 21 S3 C MA 19 S4 D CI 19 S5 E MA 20 S6 F CS 22 S20 = { t | S(t) ? t[4]?20 } 例 2，求學(xué)生姓名及所在的系： S1={ t (2) | (? u )(S(u) ? t[1]=u[2] ? t[2]=u[3] )} S1 A CS 20 S2 B CS 21 S3 C MA 19 S4 D CI 19 S5 E MA 20 S6 F CS 22 第二章 關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù) 2022/8/22 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng) 63 二、未實(shí)現(xiàn)的元組關(guān)系演算語(yǔ)言 ——ALPHA E. F. Codd提出，但并未實(shí)現(xiàn)。相當(dāng)于關(guān)系模型的外模式。 例如：全體整數(shù)， 0到 100之間的整數(shù)， 長(zhǎng)度不超過(guò) 10的字符串集合 笛卡爾積 （ Cartesian Product）：設(shè) D D … 、 Dn是 n個(gè)域 , 則它們的笛卡爾積為 D1?D2?… ?Dn={(d1， d2， … ， dn) | di ? Di， i=1,2,…,n} 其中每一個(gè)元素稱(chēng)為一個(gè) n元組 (ntuple), 簡(jiǎn)稱(chēng) 元組 。一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)只有一個(gè)模式，也只有一個(gè)內(nèi)模式，因此模式 /內(nèi)模式的映象也是唯一的。 （ 5）關(guān)系模型與非關(guān)系模型的比較 統(tǒng)一 不統(tǒng)一 均為關(guān)系 實(shí)體及實(shí)體間聯(lián)系采用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 操作方式 存取路徑 關(guān)系模型 非關(guān)系模型 對(duì)用戶透明 對(duì)用戶不透明 一次一