【正文】 03 04 數(shù)據(jù)庫基本概念 關(guān)系代數(shù) SQL基礎(chǔ) 練習(xí) 關(guān)系代數(shù) 笛卡爾積 ：給定一組域 D1， D2…D n(可以完全不同，也可以部分或全部相同 )， D1， D2…D n的笛卡爾積為： D1 D2 … Dn={(d1， d2…d n)|di∈D i， i=1,2,…,n} 關(guān)系代數(shù) 一、關(guān)系代數(shù)運(yùn)算的三個要素 運(yùn)算對象：關(guān)系 運(yùn)算符號： ?集合運(yùn)算符： ∪ 、－、 ∩ 、 ?專門的關(guān)系運(yùn)算符： σ 、 ∏ 、247。 ?關(guān)系模式：對關(guān)系的描述。 ?域：屬性的取值范圍。 關(guān)系模型 學(xué)號 姓名 性別 001 王一 男 002 李二 男 課程號 課程名 學(xué)分 0001 數(shù)據(jù)庫 2 0002 C++ 2 學(xué)號 課程號 成績 001 0001 80 001 0002 74 002 0001 95 002 0002 88 學(xué)生 課程 選修 學(xué)生 課程 選修 m n 關(guān)系模型 關(guān)系數(shù)據(jù)模型 實(shí)體以及實(shí)體之間的聯(lián)系都是用關(guān)系來表示的。 ?基本層次聯(lián)系：兩個記錄以及它們之間的一對多（包括一對一）的聯(lián)系。 ?機(jī)器世界：用數(shù)據(jù)模型描述現(xiàn)實(shí)世界中的事物及其聯(lián)系。 數(shù)據(jù)模型 數(shù)據(jù)模型與概念模型 信息的三種描述 現(xiàn)實(shí)世界 事物 個體 特征 事物間聯(lián)系 信息世界 實(shí)體 屬性 概念模型 機(jī)器世界 記錄 字段 數(shù)據(jù)模型 ?現(xiàn)實(shí)世界：即客觀世界，產(chǎn)生最原始的數(shù)據(jù)。 概念模型 ?按計算機(jī)的觀點(diǎn)對數(shù)據(jù)建模。是對信息世界的管理對象、屬性及聯(lián)系等信息的描述形式。數(shù)據(jù)庫中的模型主要是對現(xiàn)實(shí)世界數(shù)據(jù)特征的抽象，通俗地講就是對現(xiàn)實(shí)世界的模擬。 ?數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)某種具體信息管理功能的計算機(jī)應(yīng)用的軟件。 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) (Database system， 簡稱 DBS) ?數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是指在計算機(jī)系統(tǒng)中引入數(shù)據(jù)庫后的系統(tǒng)，一般由計算機(jī)硬件、數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) (及其開發(fā)工具 )、應(yīng)用系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理員 (DBA)和用戶構(gòu)成。 數(shù)據(jù)庫 (Database,簡稱 DB) ?數(shù)據(jù)庫是指長期存儲在計算機(jī)內(nèi)，有組織的、可共享的數(shù)據(jù)集合。數(shù)據(jù)倉庫實(shí)踐系列 課程 —— 數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)與 SQL 文思海輝 課程說明 169。 Pactera. Confidential. All Rights Reserved. 2 01 02 03 04 數(shù)據(jù)庫基本概念 關(guān)系代數(shù) SQL基礎(chǔ) 練習(xí) 數(shù)據(jù)庫基本概念 數(shù)據(jù) (Data) ?數(shù)據(jù)是承載信息的物理符號，也就是描述事物的符號記錄。是數(shù)據(jù)管理的新手段和新技術(shù)。 ?數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)是提供數(shù)據(jù)庫管理的計算機(jī)系統(tǒng)軟件。 硬件 操 作 系 統(tǒng) D B M S 應(yīng) 用 軟 件 應(yīng) 用 程 序 包 數(shù)據(jù)庫發(fā)展的歷史 1963年 : 美國 Honeywell公司 IDS（ Integrated Data Store）系統(tǒng)投入運(yùn)行 1965年 :美火箭公司用 IDS幫助設(shè)計阿波羅登月火箭 1968年 :IBM公司： 層次 IMS 1969年 : 美 CODASYL： 網(wǎng)狀 DBTG標(biāo)準(zhǔn) 1970年 : IBM的 （ Edgar Frank Codd)提出關(guān)系模型 (1981) 20世紀(jì) 70年代以層次、網(wǎng)狀為主流 20世紀(jì) 80年代關(guān)系系統(tǒng)逐漸代替層次與網(wǎng)狀模型 目前流行的數(shù)據(jù)庫 IBM公司的 DB Netezza 微軟公司的 SQL Server產(chǎn)品 Oracle 公司的 Oracle、 Exadata Greenplum公司的 GP TD公司的 Teradata 數(shù)據(jù)模型與概念模型 ?模型是一種人們用來描述事物，認(rèn)識事物的一種方法。 模型 ?也稱為信息模型，是按用戶的觀點(diǎn)來對數(shù)據(jù)和信息建模。是對現(xiàn)實(shí)世界真實(shí)全面的反映。數(shù)據(jù)模型是 DBMS的核心和基礎(chǔ)。 ?信息世界：是現(xiàn)實(shí)世界在人們頭腦中反映并用文字或符號記載下來，是人對現(xiàn)實(shí)世界的認(rèn)識抽象過程，經(jīng)選擇、命名、分類等抽象工作后進(jìn)入信息世界。 概念模型 示例：學(xué)生選修課程 用矩形表 示實(shí)體 用橢圓表示實(shí)體的屬性 用無向邊把實(shí)體與其屬性連接起來 用菱形表示實(shí)體間的聯(lián)系 實(shí)體與聯(lián)系用線段連接并注明類型 學(xué)生 課程 選修 姓名 學(xué)號 系別 課程號 課程名 學(xué)分 成績 m n 數(shù)據(jù)模型 數(shù)據(jù)模型分類： 非關(guān)系模型 (層次、網(wǎng)狀 )、關(guān)系模型、面向?qū)ο竽Ｐ? ?非關(guān)系 模型 ?實(shí)體 ：記錄 屬性：數(shù)據(jù)項(xiàng)（字段） 聯(lián)系：記錄之間的聯(lián)系 ?非關(guān)系模型中數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的單位是基本層次聯(lián)系。 ?關(guān)系 模型 ?建立在數(shù)據(jù)概念的基礎(chǔ)上，數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)是一張二維表，由行和列組成。 ?關(guān)系：二維表（規(guī)范化的） ?元組：行 ?屬性：列 (屬性名唯一 ) ?主碼：唯一確定一個元組的屬性組。 ?分量：元組中的一個屬性值。 關(guān)系名 (屬性名 1，屬性名 2， …) 課程說明 169。、 ?算術(shù)比較符：＞、 ≥ 、＜、 ≤ 、＝、 ≠ ?邏輯運(yùn)算符：﹁ 、 ∧ 、 ∨ 運(yùn)算結(jié)果：關(guān)系 關(guān)系代數(shù) 二、專門的關(guān)系運(yùn)算 選擇 ?選擇又稱為限制。選擇是從行的角度進(jìn)行運(yùn)算的。 投影 ?投影是從 R中選擇出若干個屬性列組成一個新的關(guān)系。 記作： ∏ A(R) A為 R中的屬性列。 關(guān)系代數(shù) 連接 ?連接是從兩個關(guān)系的笛卡爾積中選取屬性間滿足一定條件的元組。 ?自然連接：是一種特殊的等值連接，它要求兩個關(guān)系中進(jìn)行比較的分量必須是相同的屬性組，并且在結(jié)果中把重復(fù)的屬性列去掉。 A B C 3 4 3 5 3 4 1 3 2 5 3 2 3 2 2 3 1 4 B C 1 2 3 3 2 1 A 3 R S R/S 關(guān)系代數(shù) 例 1：查詢姓名為“王一”的男生記錄。 ∏ 成績 (σ姓名 =“ 王一” (學(xué)生 ) σ課程號 =“0001” (選修 ) ) 例 3：查詢選修了全部課程的學(xué)生學(xué)號。 ∏ 課程號 (課程 ) 三、五 種基本的關(guān)系運(yùn)算 并、差、笛卡爾積、選擇和投影為基本的關(guān)系運(yùn)算。 關(guān)系數(shù)據(jù)庫 關(guān)系數(shù)據(jù)庫，是建立在關(guān)系數(shù)據(jù)模型基礎(chǔ)上的數(shù)據(jù)庫，借助于集合代數(shù)等概念和方法來處理數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)。 ? 多個事務(wù)可以并行執(zhí)行 ? 一個事務(wù)的執(zhí)行必須保證數(shù)據(jù)庫的一致性 ? 在事務(wù)執(zhí)行過程中允許暫時的不一致 ? 當(dāng)事務(wù)成功執(zhí)行后，數(shù)據(jù)庫必須是一致的 ? 當(dāng)事務(wù)成功提交后，對數(shù)據(jù)庫的改變應(yīng)該是持久的，即使以后系統(tǒng)出現(xiàn)故障 關(guān)系數(shù)據(jù)庫 —事務(wù) ?事務(wù)的特性： ?原子性（ Atomicity） ?一 致性（ Consistency） ?隔 離性（ Isolation） ?持久性（ Durability） 事務(wù)的所有操作在數(shù)據(jù)庫中要么全部正確反映，要么全部不反映 事務(wù)執(zhí)行的結(jié)果必須是使數(shù)據(jù)庫從一個一致性狀態(tài)變到另一個一致性狀態(tài)。即使事務(wù)并發(fā)也要感覺不到其它事務(wù)的存在 一個事務(wù)成功完成后，它對數(shù)據(jù)庫的改變是永久性的。 Pactera. Confidential. All Rights Reserved. 24 01 02 03 04 數(shù)據(jù)庫基本概念 關(guān)系代數(shù) SQL基礎(chǔ) 練習(xí) SQL簡介 ? SQL（ Structured Query Language）結(jié)構(gòu)化查詢語言是 IBM公司 San Jose實(shí)驗(yàn)室為 System R而設(shè)計的查詢語言，后被國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ ISO）批準(zhǔn)作為關(guān)系數(shù)據(jù)庫語言的國際標(biāo)準(zhǔn)。 ? 各數(shù)據(jù)庫廠家對 SQL99標(biāo)準(zhǔn) 均有擴(kuò)充，擴(kuò)充部分不能完全保證數(shù)據(jù)庫之間的兼容性。 Pactera. Confidential. All Rights Reserved. DDL數(shù)據(jù)定義語言