数据库系统概论—概述

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)