《精编》数据库基础知识综述

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1、认识MSSQL SQL的含义 StructuredQueryLanguge课程目标 对SQLServer数据库的表进行基本管理 能够利用T SQL语言操作数据 为后续开发动态网站课程 增加数据交互功能奠定基础 项目一数据库基础 1 数据库技术的发展 数据管理技术经历了 人工管理 文件系统 数据库系统三个阶段 1 人工管理阶段 时间 20世纪50年代中期以前特点 1 数据不保存 2 没有专用的软件对数据进行管理 3 只有程序概念 没有文件概念 数据的组织由程序员自行设计 4 一组数据对应一个程序 时间 20世纪50年代后期到60年代中期特点 1 数据以文件的形式长期存储在计算机里 2 操作系统的

2、文件管理提供了对数据输入和输出管理 3 数据可以共享 一个数据可以被多个应用程序使用 4 数据文件之间彼此孤立 不能反映数据之间的联系 数据大量冗余 2 文件系统阶段 时间 20世纪60年代后期 特点 1 采用复杂的数据模型 2 有较高的数据独立性 3 易于用户操作 3 数据库系统阶段 数据库管理系统 数据库管理系统数据控制功能 数据完整性数据安全性数据库的并发控制数据库的恢复 2 数据库系统的基本概念 数据 Data 所谓数据就是描述事物的符号 符号可以是数字 也可以是文字 图形 图像 声音等信息 将它们数字化以后可存入计算机中 数据库 DataBase 就是存放数据的仓库数据库 Datab

3、ase 是将数据按照一定的数据模型组织 描述和存储 具有较小的冗余度 较高数据独立性和易扩展性 并可为各种用户所共享的数据集合 例 1 利用自然语言描述一个学生 张三是一名男同学 2006年入学的山东大学 1987年出生 河北人 2 计算机为了存储和处理方便来描述 姓名性别出生日期籍贯入学时间学校张三男1987河北2006山东大学 2 数据库系统的基本概念 2 数据库系统的基本概念 数据库管理系统 DataBaseManagementSystem DBMS 是位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件 用于完成数据的组织 存储 维护等任务 功能 数据完整性数据安全性数据库的并发控制数据库的恢复

4、2 数据库系统的基本概念 数据库系统 DataBaseSystem DBS 数据库系统由数据库 数据库管理系统 及应用开发工具 应用系统 数据库管理员和用户组成 数据库管理员 DataBaseAdministrator DBA 是专门从事数据库的建立 使用和维护等工作的专业人员 数据库系统 数据模型是现实世界中数据和信息在数据库中的抽象与表示 1 数据模型 1 概念模型 信息模型 它是按人的观点来对数据和信息进行抽象 主要用于数据库的设计 2 数据模型 结构模型 它是按计算机的观点建模 主要用于DBMS的实现 3 数据模型 3 数据模型 结构模型直接描述数据库中数据的逻辑结构 涉及计算机系统

5、所以以称为基本数据模型 它是用于计算机的第二次抽象 常用的结构数据模型有三种 层次模型网状模型关系模型 层次模型 网状模型 关系模型是目前最重要的一种数据模型 关系数据库采用关系模型为数据的组织方式 SQLServer2005数据库就是基于关系模型建立的 关系数据库最基本的数据结构是数据表 每个数据表都是有关联的行和列的集合 也称为关系表 关系模型 关系表的特点 每一列都是类型相同的数据每一列是不可分解的最小数据项任意两行不能相同行与列的排序无关紧要 1 实体 Entity 是客观存在并可以相互区别的事物 可以是具体的人 事 物 也可以是抽象的概念和联系 实体可以是 有形的 如人物或商品无形的

6、 如技术级别事件 如音乐会例如 一个部门 一个产品 一个学生等都是实体 4 关系数据库 2 属性 Attribute 实体所具有的某一特性称为实体的属性 一个实体由若干个属性来描述 例如 教师可以由老师编号 姓名 性别 职称 学历 工作时间等属性描述 1002 李宏 女 教授 研究生 1970 这些属性组合起来描述了一个教师的实体 3 域 属性的取值范围称为域 域作为属性值的集合 其类型与范围具体由属性的性质及其所表示的意义确定 4 关键字 关系中能唯一区分 确定不同实体的属性或属性组合 称为该关系的主关键字或是主键 5 外部关键字 ForeignKey 如果关系中的某个属性或属性的组合不是关

7、键字或只是组合的一部分 但却是另一个关系 表 的关键字时 称该属性或属性组合为这个关系的外部关键字或是外键 1 3关系数据库 雇员表 部门表 外键 子表 父表 4 关系运算关系数据库支持选择 投影和连接关系运算 它们源于代数中并 交 差 选择 投影和连接等运算 1 选择 从一个表中找出满足指定条件的记录行形成一个新表的操作 选择是从行的角度进行运算得到新的表 例 从 学生 表中查询2006年入学学生的信息 代码如下 Select from学生where入学时间 2006 9 1 1 3关系数据库 4 关系运算 2 投影 从一个表中找出若干字段形成一个新表的操作 投影是从列的角度进行运算 例 从

8、 学生 表中查找出学生的学号 姓名和所在系部信息 代码如下 Select学号 姓名 系部名称from学生选择和投影都是对单表进行的运算 1 3关系数据库 4 关系运算 3 连接 从两个表中选择满足某种条件的记录 它是将两个表中的记录按一定条件横向结合 生成一个新表 例 连接 学生 表和 系部 表 代码如下 Select学号 姓名 性别 出生日期 系部 系部 系部 系部名称 系部 系主任From学生Join系部On学生 系部名称 系部 系部名称 1 2 1关系模型基础知识 5 关系的完整性约束数据的完整性是指关系模型中数据的正确性与一致性 1 实体完整性 关系中实体 元组 的主键属性不能为空 例

9、 学生表中学号属性不能为空 2 域完整性 表中列的数据必须具有正确的数据类型 格式 以及有效的取值范围 例 选课表中成绩列的值应在0 100之间 3 参照完整性 不能引用不存在的元组 例 在学生选课表中的学号列不能引用学生表中没有的学号 4 用户定义完整性 用户定义的完整性规则是应用领域需要遵守的约束条件 1 3关系数据库 任务二设计数据库 课前回顾 数据模型有哪3种 关系模型的基本数据结构是什么 范式 规范化设计方法中 满足一定条件的关系模式被称为范式 NormalForm NF 1 第一范式 1NF 如果关系R的每一个属性都是单纯域 即数据表中的每一个数据项都是单项 则称R满足第一范式 4

10、 关系数据库 2 第二范式 2NF 如果关系R满足第一范式 且每一个非主属性完全依赖于主键 如果有多个主关键字 则每个非主关键字都应完全依赖于每一个主关键字 则称R满足第二范式 课程名称学号姓名分数班级 课程名称学号分数 学号姓名班级 分解为 3 第三范式 3NF 如果关系R满足第二范式 且每一个非主关键字都非传递地依赖于主关键字 即没有非主属性依赖于另一个非主属性 则称R满足第三范式 书号书名出版社作者作者单位单位地址 无关 分解为 书号书名出版社作者 单位名称单位地址 5 数据库设计 需求分析结构设计数据库实施数据库运行和维护 概念模型的表示方法很多 其中比较著名的是实体关系方法 Enti

11、ty Relationship 该方法使用E R图来描述现实世界的概念模型 1 E R提供了表示实体型 属性和联系的方法 实体 用矩型表示 矩形框内写明实体名 属性 用椭圆形表示 椭圆内明联系名 通过无向边将属性与实体连接起来 联系 用菱形表示 菱形框内写明联系名 通过无向这与有关实体连接起来 同时在无向边上注明联系的类型 主关键字 带阴影的椭圆 概念结构设计 一对一关系 一对多关系 1 M 多对多关系 M N M N 2 下面用E R图表示学生选课管理的概念模型 例如 学生管理设计的实体有学生 课程和教材学生的属性 学号 姓名 性别 出生年月 入学时间 班级课程的属性 课程编号 课程名 学时

12、数 学分 课程性质教材的属性 教材编号 教材名称 出版社 主编 单价 概念模型 3 常见的实体联系有3种 一对一联系 一对多联系和多对多联系 实体的联系如下 一门课程只能选用一种教材 一种教材对应一门课程一名学生可以选修多门课程 一门课程可以由多名学生选修 学生选课管理E R图如下 数据库模型 逻辑结构设计 将E R图转换为关系模式优化关系模式 形成第三范式对关系模式进行完整性及安全性方面的分析和评价 物理结构设计 数据的存取方法数据的存储结构系统配置选择最优设计方案 SQL分类 DDL 数据定义语言 Create Alter Drop DECLARE DML 数据操纵语言 Select De

13、lete Update Insert DCL 数据控制语言 GRANT REVOKE COMMIT ROLLBACK 项目二熟悉SQLServer2005系统操作环境 课前回顾 对下面的数据表进行规范化设计 使其转换为满足第三范式的若干个数据表 规范化为第一范式 规范化为第二范式 规范化为第三范式 绘制E R图 分别画出学校与教师 教师与课程的联系E R图 并转换为关系模式 SQLServer2005的概述 SQLServer2005系统是Microsoft公司于2005年12月7日向全球发布的关系型数据库管理系统 RDBMS 是一个全面的 集成的 端到端的数据解决方案 它为企业中的用户提供了

14、一个更安全可靠和更高效的平台 48 SQLServer2005的数据平台 SQLServer2005通过全面的功能集 为不同规模的企业提供了完整的数据解决方案 其数据平台如图所示 SQLServer2005数据平台包括以下服务组件 1 SQLServerDatabaseServices 数据库引擎 RelationalDatabase ReplicationServices 包括关系型数据库引擎 存储 处理和保护数据的核心功能 并且还包括数据库复制 全文检索以及管理关系数据和XML数据的特性 例如 完成业务数据的添加 更新 删除 查询和完全控制等 2 NotificationServices

15、通知服务 该服务允许将通知 如消息 发送到目标区域 如SMS或任何在侦听的进程 这样当特定动作发生时便能 获悉 能够向不同的连接和移动设备发布个性化 及时的信息更新 SQLServer2005的服务组件 3 ReportingServices 报表服务 该服务包括创建 管理和发布传统的 可打印的报表和交互的 基于Web的报表的服务器端和客户端组件 例如 在航空公司的机票销售信息系统中 可以用本服务方便的生成Word PDF Excle等特定格式的文件 4 AnalysisServices 分析服务 该服务包括创建和管理联机在线分析处理 onlineanalyticalprocessing OL

16、AP 和数据挖掘功能 通过使用该工具 获取数据集并对数据切块 切片 分析其中所包含的信息 例如 在航空公司的机票销售信息系统中 可以用本服务对客户数据进行挖掘分析 发现更多有价值的信息和知识 为减少客户流失 客户管理水平提供有效的支持 SQLServer2005的服务组件 SQLServer2005数据平台包括以下服务组件 5 IntegrationServices 集成服务 用于数据仓库和企业范围内数据集成的数据提取 转换和加载 ETL 功能 该组件允许用数据源 不仅可以是SQLServer 而且可以是Oracle Excel XML文档和文本文件等 导入和导出数据 6 工作站组件 联机丛书和开发工具包括客户端组件 管理工具 开发工具 文档和参考示例 SQLServer2005的服务组件 SQLServer2005性能 1 NETFramework集成数据库编程人员可以充分利用Microsoft NETFramework类库和现代编程语言MicrosoftVisualBasic NET和C 编程语言来实现服务器中的功能 通过集成的通用语言运行时 CommonLanguageRunti