1、数据库基本知识数据库基本知识 提纲 信息、数据与数据处理 数据库系统 数据模型 关系数据库与关系代数1数据库基本知识数据库基本知识 1.1 信息、数据与数据处理 数据：数据的概念包括两个方面，即数据内容和数据形式 信息：数据经过加工处理后所获取的有用知识。数据处理：数据处理就是将数据转换为信息的过程。数据处理的内容主要包括：数据的收集、整理、存储、加工、分类、维护、排序、检索和传输等一系列活动的总和。数据处理的发展：人工管理、文件管理、数据库管理及分布式数据库管理等四个阶段 1数据库基本知识数据库基本知识 1.1 信息、数据与数据处理（续）数据库技术发展的三个标志事件 1969年IBM公司研制
2、、开发了数据库管理系统商品化软件IMS 美国数据系统语言协会CODASYL（Conference On Data System Language）下属的数据库任务组DBTG（Data Base Task Group）对数据库方法进行系统的讨论、研究，提出了若干报告1970年IBM公司San Jose研究实验室的研究员E.F.Codd发表了著名的“大型共享系统的关系数据库的关系模型”论文，为关系数据库技术奠定了理论基础。数据库新技术：分布式数据库、面向对象数据库、多媒体数据库、数据仓库 1数据库基本知识数据库基本知识 1.2 数据库系统数据库应用系统简称为数据库系统。是一个计算机应用系统。它由计
3、算机硬件、数据库管理系统、数据库、应用程序和用户等部分组成。数据库系统的组成：计算机硬件、数据库管理系统、数据库、应用程序和用户等部分1语言编译 DBMSOS应用程序硬件数据库基本知识数据库基本知识 1.2 数据库系统（续）数据库系统体系结构：3个模式（外模式、模式和内模式）和2个映射（外模式模式映射和模式内模式映射）。1数 据 库 内 模 式 全 局 视 图 概 念 模 式 内 模 式 映 射 外 模 式 1 外 模 式 1 外 模 式 概 念 模 式 映 射 DBM S 物 理 级 存 储 视 图 概 念 模 式 概 念 级 用 户 视 图 用 户 级 应 用 程 序 1 应 用 程 序
4、2 应 用 程 序 3 应 用 程 序 4 OS 数据库基本知识数据库基本知识 1.2 数据库系统（续）数据库系统的功能 数据库定义（描述）功能 数据库操纵功能 数据库运行管理功能 数据组织、存储和管理 数据库的建立和维护 通信功能 1数据库基本知识数据库基本知识 1.2 数据库系统（续）数据库管理系统的组成 数据定义语言及其编译处理程序 数据操作语言及其编译程序 数据库运行控制程序 实用程序 1数据库基本知识数据库基本知识 1.2 数据库系统（续）数据库系统的特点 数据共享 减少数据冗余 具有较高的数据独立性 增强了数据安全性和完整性保 1数据库基本知识数据库基本知识 1.3 数据模型 现实
5、世界的数据描述信息处理的三个层次（1）现实世界（2）信息世界（3）数据世界信息世界中的基本概念：实体、属性、域、实体型和实体值、实体集、实体联系 实体模型：又称概念模型，它是反映实体之间联系的模型。1数据库基本知识数据库基本知识 1.3 数据模型（续）数据模型 层次模型 网状模型 关系模型 目前，常用的数据库系统基本上都属于关系型数据库系统，如SQL Server、Oracle、DB2等都是常用的关系型DBMS。1数据库基本知识数据库基本知识 1.3 数据模型（续）关系的基本概念及特点 基本概念关系、元组、属性、域 优点（1）数据结构单一（2）关系规范化，并建立在严格的理论基础上（3）概念简单
6、，操作方便 1数据库基本知识数据库基本知识 1.4 关系数据库与关系代数 关系数据库概述关系模型由三个部分构成：关系数据结构、关系数据操作和完整性约束。1数据库基本知识数据库基本知识 1.4 关系数据库与关系代数（续）关系数据结构（1）关系1、域：域是一组具有相同数据类型的值的集合。域中所包含的值的个数叫做域的基数。域是需要命名的。例如：D1=李国庆 刘娇丽，表示人名的集合 D2=清华大学出版社 中国水利水电出版社，表示出版社的集合，D3=数据结构 高等数学，表示书名的集合2、笛卡尔积：给定一组域D1，D2，D3，Dn,则这些域的笛卡尔积为：D1D2D3Dn=(d1,d2,d3,dn)|diD
7、j,i=1,2,n 1数据库基本知识数据库基本知识 1.4 关系数据库与关系代数（续）关系数据结构（续）（1）关系3、关系：D1D2Dn的子集叫作在域D1,D2,Dn上的关系，用R（D1,D2,Dn）表示。其中R表示关系的名字，n是关系的目或度（degree）。当n=1时，关系中仅含一个域，称为单元关系。当n=2时，关系中仅含两个域，称为二元关系。4、码的定义 p码（Key）。在关系的各个属性中，能够用来唯一标识一个元组的属性或属性组。p候选码（Candidate Key）。若在一个关系中，某一个属性或属性组的值能唯一地标识该关系的元组，而其真子集不行，则称该属性或属性组为候选码。p主码（Pr
8、imary Key）。若一个关系有多个候选码，则选定其中一个为主码（也称主键）。p主属性（Prime Attribute）。候选码的诸属性称为主属性。p非主属性（Non-Key Attribute）。不包含在任何候选码中的属性。：D1D2D3Dn=(d1,d2,d3,dn)|diDj,i=1,2,n 1数据库基本知识数据库基本知识 1.4 关系数据库与关系代数（续）关系数据结构（续）（1）关系5、关系的三种类型：基本关系、导出表、视图6、关系的6条性质：p性质1 列是同质的，即每一列中的分量是同一类型的数据，来自同一个域。p性质2 不同的列可出自同一个域，称其中的每一列为一个属性，不同的属性要
9、给予不同的属性名。p性质3 列的顺序无所谓，即列的次序可以任意交换。p性质4 任意两个元组不能完全相同。这只是现实中的一般性要求，有些数据库是允许在同一张表中存在两个完全相同的元组的。p性质5 行的顺序无所谓，即行的次序可以任意交换。p性质6 分量必须取原子值，也就是说每一个分量都必须是不可分的数据项。D1D2D3Dn=(d1,d2,d3,dn)|diDj,i=1,2,n 1数据库基本知识数据库基本知识 1.4 关系数据库与关系代数（续）关系数据结构（续）（2）关系模式 元组集合结构：有那些属性、属性来自那些域，属性与域之间的映像关系（属性的长度和类型）；元组集合的语义；完整性约束条件：属性间
10、的相互关系，属性的取值范围限制。关系的三种类型：基本关系、导出表、视图 概括来说，关系模式描述下列五个要素：关系名R；属性名集合U；属性来自的域D；属性向域的映像集合DOM；属性间数据的依赖关系集合F。1数据库基本知识数据库基本知识 1.4 关系数据库与关系代数（续）关系数据结构（续）（3）关系数据库 所有支持关系数据库模型的实体及实体之间的联系的关系集合就构成了一个关系数据库。关系数据库有型与值之分，型称为关系数据库的模式，值称为关系数据库的值。关系数据库模式与关系数据库的值通常统称为关系数据库。1数据库基本知识数据库基本知识 1.4 关系数据库与关系代数（续）关系完整性（1）实体完整性 （
11、2）参照完整性 （3）用户定义完整性1数据库基本知识数据库基本知识 1.4 关系数据库与关系代数（续）关系代数 关系代数是用关系的运算来表达查询方式的，它是关系数据操纵语言的一种传统表达方式。其特点是以一个或多个关系作为运算对象，结果为另外一个关系。关系代数的运算符分为四类：集合运算符、专门的关系运算符、比较运算符、逻辑运算符。常用关系运算符如表:1运算符运算符含义含义集合运算符集合运算符并并差差交交广义笛卡尔积广义笛卡尔积专门的关系运算符专门的关系运算符选择选择投影投影续表续表运算符运算符含义含义专门的关系运算符专门的关系运算符连接连接除除比较运算符比较运算符大于大于大于或等于大于或等于小于
12、小于小于或等于小于或等于等于等于不等于不等于逻辑运算符逻辑运算符非非与与或或数据库基本知识数据库基本知识 1.4 关系数据库与关系代数（续）关系代数（续）1、传统的集合预算：包括并（）、交（）、差（-）、笛卡尔积（），它将关系看成元组的集合，从关系的水平方向（行）来进行的。并：RSt|tRtS 差-：R-St|tR tS 交：RSt|tR tS 广义笛卡尔积：RStr ts|trRtsS 集合运算实现的数据库操作：数据库记录的添加、插入-并运算 删除-差运算 数据库的修改（先删后插）-差+并运算 关系的连接-笛卡尔积 1数据库基本知识数据库基本知识 1.4 关系数据库与关系代数（续）关系代数（
13、续）1、传统的集合预算：例子1ABCa1b1c1a2b2c2(a)RDEFd1e1f1d2e2f2a1b1c1d1e1f1(b)SABCa1b1c1(c)RS ABCa1b1c1a2b2c2d1e1f1d2e2f2(d)R S ABCa2b2c2(e)R-S ABCDEFa1b1c1d1e1f1a1b1c1d2e2f2a1b1c1a1b1c1a2b2c2d1e1f1a2b2c2d2e2f2a2b2c2a1b1c1(f)RX S 数据库基本知识数据库基本知识 1.4 关系数据库与关系代数（续）关系代数（续）2、专门的关系运算：包括选择、投影、连接、除等操作。选择（selection）：F(R)=t|tRF(t)=TRUE 投影：A(R)=t A|t R 连接（join）：R Strts|trRtsSXY 除（division）：Zx=tZ|tR,tX=，RS=tr X|tr R Yx y(S)1x y x y
