Oracle基础教程01

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1、Oracle基础教程,南京大学计算机科学与技术系,2006-5-3,2,Contents,Part I 数据库基础 Part II 数据库实践 Part III 数据库管理,PartI 数据库基础,第一章 数据库的基本理论,2006-5-3,4,第一章 数据库的基本理论,1.1 :基本概念 1.2 ：关系数据库系统 1.3 :关系模型 1.4 :关系数据库设计与规范化,2006-5-3,5,1.1 基本概念,数据 数据是一种有结构的符号串，它是软件中程序加工的原料与结果。 数据表现的多样性 数据的可构造性 型（type） 值（value） 数据的挥发性与持久性 挥发性（transient） 持

2、久性（persistent） 数据的私有性与共享性 数据“量”的表示,2006-5-3,6,数据库,数据库是数据的集合，它具有统一结构形式并存放于统一的存贮介质内，它是多种应用数据集成，并可被应用所共享。 数据库存放数据，数据按所提供的数据模式存放，它能构造复杂的数据结构以建立数据间内在联系与复杂关系，从而构成数据的全局结构模式。 数据库中的数据具有“集成”、“共享”之特点，亦即是数据库集中了各种应用的数据，进行统一的构造与存储，而它们可为不同应用服务与使用,2006-5-3,7,数据库管理系统,数据库管理系统是数据库的机构，它是一种软件（属系统软件），它负责： 数据库中的数据组织。 数据库中

3、的数据操纵。 数据库中的数据维护、控制及保护数 据不受破坏。数据库中的数据服务。,2006-5-3,8,数据库管理员,对数据库的规划、设计、维护、监视需要有专人管理，称之为数据库管理员，主要工作如下： （1）数据库设计（Database Design） （2）数据库维护 （3）改善系统性能，提高系统效率。,2006-5-3,9,数据库系统的内部结构体系,2006-5-3,10,数据库系统的三级模式,数据模式是数据库系统中数据结构的一种表示形式，它具有不同的层次与结构方式 概念模式（Conceptual Schema）外模式（也称子模式Subschema）内模式（Internal Schema）

4、,2006-5-3,11,概念模式,概念模式是数据库系统中全局数据逻辑结构的描述，是全体用户（应用）公共数据视图，此种描述是一种抽象的描述，它不涉及具体的硬件环境与平台，也与具体的软件环境无关。 概念模式主要描述数据的概念记录类型及数据以及它们间的关系，它还包括一些数据间的语义约束，对它的描述可用DBMS中的DDL语言定义。,2006-5-3,12,外模式,外模式也称子模式（Subschema）或称用户模式（Users schema）它是用户的数据视图，亦即是用户所见到的模式的一个部分，它由概念模式推导而出，概念模式给出了系统全局的数据描述而外模式则给出每个用户的局部描述。一个概念模式可以有若

5、干个外模式，每个用户只关心与它有关的模式，这样可以屏蔽大量无关信息且有利于数据保护，因此对用户极为有利。在一般的DBMS中都提供有相关的外模式描述语言（外模式DDL）。,2006-5-3,13,内模式（Internal Schema）,内模式又称物理模式（Physical Schema），它给出了数据库物理存储结构与物理存取方法，如数据存储的文件结构、索引、集簇及hash等存取方式与存取路径，内模式的物理性主要体现在操作系统及文件级上，它还不深入到设备级上（如磁盘及磁盘操作），但近年来有向设备级发展的趋势（如原始磁盘、磁盘分块技术等），DBMS一般提供相关的内模式描述语言（内模式DDL）。,2

6、006-5-3,14,数据库系统两级映射,数据库系统的三级模式是对数据的三个级别抽象，它把数据的具体物理实现留给物理模式，使用户与全局设计者能不必关心数据库的具体实现与物理背景，同时，它通过两级映射建立三级模式间的联系与转换，使得概念模式与外模式虽然并不具物理存在，但是也能通过映射而获得其存在的实体，同时两级映射也保证了数据库系统中数据的独立性，亦即数据的物理组织改变与逻辑概念级改变，并不影响用户外模式的改变，它只要调整映射方式而不必改变用户模式。,2006-5-3,15,1概念模式到内模式的映射 该映射给出了概念模式中数据的全局逻辑结构到数据的物理存储结构间的对应关系，此种映射一般由DBMS

7、实现。 2外模式到概念模式的映射 概念模式是一个全局模式而外模式则是用户的局部模式，一个概念模式中可以定义多个外模式，而每个外模式是概念模式的一个基本视图。外模式到概念模式的映射给出了外模式与概念模式的对应关系，这种映射一般由DBMS实现。,2006-5-3,16,1.2 关系数据库系统,关系数据库系统是基于关系模型的数据库系统，它由E.F.Codd于1970年提出，于1976年以后相继出现了实验性及商品化系统如SYSTEMR，INGRES，QBE等。70年代末以后所问世的产品90以上为关系模型的，它并逐渐替代网状、层次模型数据库系统而成为主流数据库系统。关系数据库系统的崛起并迅速占领市场与它

8、明显的优越性有关。,2006-5-3,17,关系数据库系统的优点：,（1）数据结构简单 关系数据库系统中采用统一的二维表作为数据结构，具有高度简洁性与方便性。 （2）用户使用方便 关系数据库系统使用不涉及系统内部物理结构，所用数据语言均为非过程性语言。 （3）功能强 关系数据库系统能直接构造复杂的数据模型，特别是多联系间的模型的能力，它可以一次获取一组元组，它可以修改数据间联系，同时也可以有一定程度修改数据模式的能力。 （4）数据独立性高 关系数据库系统的组织、使用由于不涉及物理存放因素，不涉及过程性因素，因此数据的物理独立性很高，逻辑独立性也有一定的改善。 （5）理论基础深 关系数据库系统的

9、特点之一是以理论“引导”产品。目前的关系数据库系统一般建立在逻辑与代数基础上的。,2006-5-3,18,关系数据库系统的现状,1）可移植性 目前，大量的产品能同时适应多个机种与多个操作系统。 2）标准化 以SQL代表的结构查询语言已陆续被美国标准化组织ANSI、国际标准化组织ISO以及我国标准化组织确定为数据库使用的标准化语言，从而完成了它的使用的统一性，这被称为是一次关系数据库领域的革命。 3）开发工具,2006-5-3,19,关系数据库系统的现状（二）,4）分布式功能 5）开放性 现代关系数据库系统大都具有较好的开放性，能与不同的数据、不同的应用接口并能不断的扩充与发展，一般关系数据库系

10、统都具有通用的ODBC与JDBC接口以及快速的专用接口。 6）其他方面的扩展 多媒体管理功能 知识管理功能 工程管理功能,2006-5-3,20,关系数据库系统的衡量准则,Codd于1974年在IFIP会议上提出了关系数据库的六个准则，它们是： （1） 提供高度的数据独立性； （2） 提供严格的数据视图； （3） 减轻DBA的工作； （4） 建立理论基础； （5） 事务管理与文件管理相结合为商业及其它行业的服务作准备； （6） 操作对象是记录集合，而不是单个记录。,2006-5-3,21,Codd于1985年在“Computer Worold”杂志上提出了完全关系型的12条严格标准，它们是：,

11、（1）信息准则 关系数据库的所有信息都应能在逻辑一级唯一地用表中的值显示表示。同时，数据库的结构描述也应在逻辑上组织成关系形式。 （2）确保访问准则 关系数据库系统应能保证用逻辑方式依靠表名、关键字值与列名的组合访问数据库每一个数据的原子值。 （3）空值的关系处理准则 （4）基于资源管理的动态联机目录 描述数据库应与一般的数据采用同样的方式，并允许受权用户用同样方式查询或扩充。 （5）统一的易用的数据子语言,2006-5-3,22,（6）视图更新准则 （7）高级插入、修改及删除操作。 （8）物理数据独立性。 （9）逻辑数据独立性。 （10）数据完整性准则 应具有能支持三类数据完整性，它包括实体

12、完整性、关联完整性以及针对具体数据库所定义的其他完整性约束。 （11）分布独立性 当数据由集中存储变为分布存储时或数据重新分布时，应用程序或用户终端的工作应保持不受影响。 （12）无损害原则 如果某关系数据库系统允许使用每次处理一个元组的低级语言，则此种使用不能损害数据完整性准则。,2006-5-3,23,关系数据库产品的分类,（1）半关系型系统 这些系统大都采用关系作为基本数据结构，但不提供完备数据子语言，数据独立性差，无视图功能与空值概念，它只满足准则中的少量的原则。 （2）基本关系型系统 这些系统均采用关系作为基本数据结构，有完备的数据子语言，有一定的数据独立性，并有一定空值处理能力，有

13、视图功能，它满足准则之大部分条件，但不满足准则之所有条件。 （3）完全关系型系统 凡严格符合12条准则的关系型系统称完全关系型系统，这是一种理想化的系统，到目前为止还尚未有完全关系型系统出现。,2006-5-3,24,1.3 关 系 模 型,关系模型由关系数据结构、关系操作及关系的约束三部分组成。,2006-5-3,25,1.3.1 关系数据结构,1表结构 关系模型统一采用二维表简称表。二维表由表框架（Frame）及表元组（Tuple）组成。 表框架由n个命名的属性（Attribute）组成，n称为属性元数（Arity）每个属性有一个取值范围称为值域（Domain）。在表框架中按行可以存放数据

14、，每行数据称为元组，一个元组是由n个元组分量所组成，每个元组分量是表框架中每个属性的投影值。一个表框架可以存放m个元组，m称为表的基数（Cardinality）。,2006-5-3,26,二维表的7个性质：,元组个数有限性:二维表中元组个数是有限的; 元组的唯一性:二维表中元组均不相同; 元组的次序无关性:二维表中元组的次序可以任意交换； 元组分量的原子性:二维表中元组的分量是不可分 割的基本数据项; 属性名唯一性:二维表中属性名各不相同; 属性的次序无关性:二维表中属性与次序无关，可任意交换 分量值域的同一性:二维表中属性划中分量具有与 该属性相同值域。,2006-5-3,27,二维表的一个

15、实例,2006-5-3,28,2码,码是关系模型中的一个重要概念，它具有标识元组，建立元组间联系等重要作用。码（Key）：在二维表中凡能唯一最小标识元组的属性集称为该表的码或称关键字。候选码（Candidata Key）：二维表中可能有若干个码，它们称为该表的候选码或称候选关键字。主码（Primary key）：从二维表的所有候选码中选取一个作为用户使用的码称为主码（或称主关键字），一般主码也简称码。外码（Foreign Key）：表A中的某属性集是某表B的码则称该属性集为A的外码（或称外关键字）。,2006-5-3,29,3关系,关系是二维表的一种抽象关系是关系模型的基本数据单位，具有n个属

16、性的关系称n元关系，n=0时称空关系，每个关系有一个名称为关系名，关系名及关系中的属性构成了关系框架， 设关系的名为R，其属性集为a1, a2, an, 则该关系的框架是：R（a1, a2, an）,2006-5-3,30,关系框架与关系元组构成了一个关系一个语义相关的关系集合构成一个关系数据库（Relational Database）。关系的框架称为关系模式而语义相关的关系模式集合构成了关系数据库模式（Relational Database Schema）,2006-5-3,31,4关系与ER模型,ER模型与关系间的比较表,2006-5-3,32,在关系模型中关系既能表示实体集又能表示联系

17、，例：,2006-5-3,33,1.3.2 关系操纵,关系模型的数据操纵即是建立在关系上的数据操纵，一般有查询、增加、删除及修改等四种操作。,2006-5-3,34,1数据查询,用户可以查询关系数据库中的数据，它包括一个关系内的查询以及多个关系间的查询。 （1）对一个关系内查询的基本单位是元组分量，其基本过程是先定位后操作，定位包括纵向定位与横向定位两部分，纵向定位即是指定关系中的一些属性（称列指定），横向定位即是选择满足某些逻辑条件的元组（称行选择）。在定位后即可进行查询操作即将定位的数据从关系数据库中取出并放入至指定内存。 （2）对多个关系间的数据查询则可分为三步，第一步将多个关系合并成一个关系，第二步为对合并后的一个关系作定位，最后第三步为操作。对多个关系的合并可分解成两个关系的逐步合并。,