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1、0数据库基础知识1.1 计算机数据管理的发展1、数据、信息与数据处理数据：存储在某种媒体上的用来描述事物的能够识别的物理符号。如文字、数字、图形、声音、视频等。信息：一种已经被加工为特定形式的数据。对人们而言是可理解、可用于指导决策的数据。数据处理：对数据进行收集、组织、存储、加工和播等工作。是将数据转换为信息的过程，如“数据挖掘”。2、计算机数据管理的发展阶段：人工管理、文件系统、数据库管理1.2 数据库系统1、数据库相关概念数据库：指存储在计算机内、有组织、可共享的数据集合。它不仅包括数据本身，而且包括相关数据之间的联系。数据库管理系统(DBMS)：一种系统软件，用于数据库的建立、使用和维
2、护。如Access、SQL Server、FoxPro、Oracle、Dbase、DB2、MySQL、Sybase等待数据库应用系统：系统开发人员利用数据库系统资源开发的面向某一类实际应用的软件系统。由数据库系统、应用软件、应用界面组成。2、DBMS的主要功能数据定义数据操纵数据库运行管理数据组织、存储和管理数据库的建立和维护数据通信接口3、DBMS的组成部分数据定义语言(DDL)及其编译处理程序数据操纵语言(DML)及其编译程序数据库运行控制程序实用程序4、数据库系统：引入了数据库技术后的计算机系统。由 5 部分构成：硬件系统、数据库集合（DB）、数据库管理系统（DBMS）、数据库管理员(D
3、BA)、用户数据库管理系统是数据库系统的核心软件5、数据库系统的特点（数据库系统最本根是解决数据共享问题）实现数据共享，减少数据冗余：数据与特定应用分离，集中存放，共同使用。减少冗余，但无法避免一切冗余！采用特定的数据模型：利用模型表达客观事物之间的联系，从而对数据进行有效管理。具有较高的数据独立性：数据相对应用程序而言具有更好的独立性，即数据与程序相互不依赖性。有统一的数据控制功能：不同应用程序采用统一的方式访问、控制数据库中的数据。完整性、安全性、并发等等。6、数据独立性分类物理独立性：数据的物理_结构（包括存储结构，存取方式等）的改变，如存储设备的更换、物理存储的更换、存取方式改变等都不
4、影响数据库的逻辑结构，从而不致引起应用程序的变化。逻辑独立性：数据库总体逻辑结构的改变，如修改数据模式、增加新的数据类型、改变数据间联系等，不需要相应修改应用程序7、数据库系统的内部结构体系数据库采用三级模式结构：内模式、模式和外模式组成数据库系统的内部结构体系内模式（Internal Schema）：又称物理模式，具体描述数据在外部存储器上如何组织存储。内模式反映了数据库的存储方式。模式（Schema）：又称逻辑模式或概念模式，是对数据库中数据的整体逻辑结构和特征的描述，是全体用户公共的数据视图。外模式（External Schema）：是用户的数据视图，与某一应用有关的数据的逻辑表示。外模
5、式是模式的一个子集，故又称为子模式，包含模式中允许特定用户使用的那部分数据。三者之间的关系：模式是内模式的逻辑表示、内模式是模式的物理实现、外模式则是模式的部分抽取数据库系统的两级映射概念模式/内模式的映射：实现了概念模式到内模式之间的相互转换。当数据库的存储结构发生变化时，通过修改相应的概念模式/内模式的映射，使得数据库的逻辑模式不变，其外模式不变，应用程序不用修改，从而保证数据具有很高的物理独立性。外模式/概念模式的映射：实现了外模式到概念模式之间的相互转换。当逻辑模式发生变化时，通过修改相应的外模式/逻辑模式映射，使得用户所使用的那部分外模式不变，从而应用程序不必修改，保证数据具有较高的
6、逻辑独立性。1.3 数据模型1、数据模型：反映实体及其实体间联系的数据组织的结构和形式。是数据库管理系统用来表示实体及其联系的方法，是从现实世界到机器世界的一个中间层次。数据模型所描述的三部分内容数据结构：数据结构是所研究的对象类型的集合，描述系统的静态特性。数据操作：对数据库中各种对象允许执行的操作集合，描述系统的动态特性。数据的约束条件：数据的约束条件是一组完整性规则的集合，保证数据的正确、有效和相容。2、数据模型分类概念数据模型：简称概念模型，是对客观世界复杂事物的结构描述及它们之间的内在联系的刻画。概念模型主要有：E-R模型(实体联系模型)、扩充的E-R模型、面向对象模型及谓词模型等。
7、逻辑数据模型：又称数据模型，是一种面向数据库系统的模型，该模型着重于在数据库系统一级的实现。逻辑数据模型主要有：层次模型、网状模型、关系模型、面向对象模型等。（不同数据模型对应不同数据库系统）物理数据模型：又称物理模型，它是一种面向计算机物理表示的模型。3、实体概念描述实体：客观存在且相互区别的事物。即可以是实际事物也可以是抽象事物。如学生，课程是实体，而学生选课也是实体。实体属性：用来描述实体的某方面特性的属性。如学生可以用学号、姓名、系别、班级等属性来描述。实体型：属性的集合表示一种实体的类型，称为实体型。实体集：属性值集合表示一个实体，同类型实体集合称为实体集。4、实体间联系及三种类型联
8、系：实体之间的对应关系，描述了现实事物之间的相互关联。一对一联系(1:1)：如学校与校长的关系。即表A中的一条记录只与表B中一条记录联系，反之如此。一对多联系(1:n)：如学校与学生的关系。即表A中的一条记录与表B中多条记录联系。多对多联系(m:n)：如课程与学生的关系。即表A中的一条记录与表B中多条记录联系，反之如此。5、实体关系(E-R)模型：利用标准图例来描述实体及实体间的联系（概念模型）。矩形实体椭圆属性菱形联系箭头方表示联系的一方6、常用的三种逻辑数据模型(注意考题经常利用规则判断数据模型)层次数据模型：判断规则有且仅有一个节点无双亲根节点其他节点仅有一个双亲网状数据模型：判断规则允
9、许一个以上的节点无双亲一个节点可以有一个以上的双亲关系数据模型由关系组成：二维表1.4 关系数据库1、关系数据模型基本术语关系模式：对关系的描述，对应着一个关系结构。表示为：关系名(属性名1，属性名2，属性名n)ACCESS中的表：表名(字段名1，字段名2，字段名n)元组：二维表中，水平方向的行称为元组。即一条记录就是一个元组。属性：二维表中的列。ACCESS中属性用字段来表示。域：属性的取值范围。如文本，数字，日期等。关键字（候选码）：能唯一标识一个元组的属性或属性集合。一个表中可以有多个关键字。主关键字（主码）：选择一个合适的候选码作为表的主关键字，来标识每一个元组。一个表只有一个主关键字
10、。外部关键字：表中的一个字段不是本表的关键字，而是另一个表的关键字或候选关键字。2、关系的特点关系必须规范化。即模型中每个关系模式都应满足一定的要求。一般要求属性是不可再分的原子数据，表中不再包含表。同一关系中不能出现同名属性。关系中不允有完全相同的元组。关系中元组次序无关紧要。关系中属性次序无关紧要。3、关系中的数据约束（保证数据的完整性、一致性、相容性）实体完整性约束：关系的主键中属性值不能为空值，因为主键是唯一决定元组的，如为空值则其唯一性就成为不可能的了。参照完整性约束：关系之间相互关联的基本约束，不允许关系引用不存在的元组，即在关系中的外键要么是所关联关系中实际存在的元组，要么为空值
11、。用户定义的完整性约束：反映某一具体应用所涉及的数据必须满足的语义要求。例如某个属性的取值范围在0100 之间等。1.5 关系代数及关系运算（本部分同学们参考一下网站幻灯片，效果更佳）用户需要利用查询从关系数据库中找到感兴趣的数据时，需要对多个关系(表)进行运算。关系运算以关系代数为基础。关系的基本运算分为两类：传统集合运算：并，交，差，笛卡尔积专门关系运算：选择，投影，连接1.6 数据库设计基础数据库设计是数据库应用的核心。其基本任务：根据用户对象的信息需求、处理需求和数据库的支持环境设计出数据模式。两种基本设计方法面向数据的方法：以信息需求为主，兼顾处理需求面向过程的方法：以处理需求为主，兼顾信息需求数据库设计的6个阶段需求分析概念结构设计逻辑结构设计、物理结构设计应用程序设计数据库运行与维护
