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数据库技术导论学习笔记

60人浏览 / 0人评论 / | 作者:whisper  | 分类: 数据库系统概论  | 标签: 数据库系统概论  | 

作者:whisper

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有些章节和内容是上机实验性质的,没有ppt内容,所以这里就没有写


 第一章 概述

主要内容

数据管理技术的产生与发展

数据库系统结构

数据库应用系统示例

数据管理技术的产生与发展

产生于20世纪60年代中期。

1970年,由E.F.Codd(埃德加·弗 兰克·科德)提出的关系数据模型, 为关系数据库技术奠定了理论基础

20世纪80年代,出现成熟的关系型数据库管理系 统。

20世纪90年代,各种数据模型、数据库新技术不 断涌现。

数据管理技术的根本目标是解决数据共享问题。

三个阶段:1. 人工管理阶段 2.文件系统阶段 3.数据库系统阶段

当代数据库研究的范围和方向

数据库管理系统软件的研制

研究方向:面向对象数据库系统、扩展数据库系统、 多媒体数据库

数据库设计技术的开发

研究方向:数据库的设计方法、设计工具和理论的研究; 数据模型和数据建模方法的研究; 数据库设计规范的研究;

数据库理论的研究

研究方向:分布式数据库、并行数据库、数据仓库、演绎 数据库和知识数据库系统

数据库系统结构

数据库系统主要可分为

• 集中式数据库系统

• 客户机 /服务器数据库系统

• 分布式数据库系统

• 并行数据库系统

第二章 数据库与数据库管理系统

信息与数据

信息(Information)

是有用的事实和知识。所反映的是关于某一客观系统中的某一事 物的某一方面属性或某一时刻的表现形式。

数据(Data)

是信息的载体,是反映客观事物属性的记录。 可以更有效地表示、存储和提取信息;

信息的4个基本特征

• 信息是人类对客观事物的感知;

• 信息能够在空间和时间上被传递;

• 信息传递需要有载体;

• 信息是可存储、加工和再生的;

数据是用于承载信息的可识别的符号,是信息的一种表 现形式。

数据是信息的符号表示或载体,信息则是数据的内涵, 是对数据的语义解释。

数据的4个基本特征:

① 数据有“型”和“值”之分。

② 数据受数据类型和取值范围的约束。

③ 数据有定性表示和定量表示之分。

④ 数据应具有载体和多种表现形式。

数据库管理系统

数据管理是指对数据收集、整理、编码、存储、 维护、检索、传输等操作。

数据管理是数据处理的基础工作。

信息=数据+处理

数据库(Database)是数据管理的技术和手段。

数据库是按照一定的数据模型(或结构)组织、描述和 存储在计算机内、可共享的数据集合。

数据库管理系统(Database Management System,简 称DBMS)是提供数据管理的计算机系统软件。 数据库管理系统提供了数据库的定义、建立、维护、 查询和统计等操作功能,并完成对数据完整性和安全 性的控制。

数据库管理系统是数据库系统的核心组成部分。

DBMS的主要功能

1. 数据定义功能

2. 数据操纵功能

3. 数据库的建立和维护功能

4. 数据库的运行管理功能

第3章 数据库系统设计

数据库系统设计步骤

目标:对于给定的应用环境,构造最优的数据库模式, 建立数据库及其应用系统 。

内容

• 数据库的结构特性设计——静态

• 数据库的行为特性设计——动态

数据库的结构特性设计过程

数据库的行为特性设计过程

数据库系统设计的六个阶段

数据库系统的三级模式

内模式(存储模式或物理模式)

模 式(逻辑模式或概念模式)

外模式(子模式或用户模式)

概念模型通过实体-联系模型(Entity-Relationship Model,简称为E-R模型)中的实体集、属性和联系,对现实 世界的事物及事物间的联系给出静态描述。

概念结构设计步骤

概念模型的表示方法

实体(Entity):客观存在并且可以相互区别的“事 物”。

属性(Attributes):实体的某一特性。

实体型(Entity Type):用实体名及其属性名集合来抽 象和描述的同类实体。

实体集(Entity Set):同型实体的集合。

联系(Relationship):在现实世界中,事物内部以及 事物之间联系的抽象表示。

E-R 图

实体集 – 用长方形表示,长方形框内写明实体集名。

属性 – 用椭圆形表示,并用无向边将其与相应的实体连接 起来。

联系

– 联系本身:用菱形表示,菱形框内写明联系名,并 用无向边分别与有关实体连接起来,同时在无向边 旁标上联系的类型(1:1、1:n或m:n)

– 联系的属性:联系本身也是一种实体型,也可以有 属性。如果一个联系具有属性,则这些属性也要用 无向边与该联系连接起来 。

实体集联系的类型

基于现实世界的复杂性,可以归纳为三类:

• 两个实体集间的联系;

• 两个以上实体集间的联系;

• 同一个实体集内部各实体之间的联系

两个实体集间的联系类型

一对一联系(1:1) 一对多联系(1:n) 多对多联系(m:n)

两个以上实体集间的联系类型

• 一对多联系(1:n)

• 多对多联系(m:n)

实体集内部的联系

逻辑结构设计的任务

元组(Tuple)。

属性(Attribute)。

E-R模型转换为关系模型

实体集的转换规则

E-R图中的一个实体集转换为关系模型 中的一个关系,即

• 实体的属性就是关系的属性;

• 实体的码就是关系的码;

码或候选码:某个属性或属性组,其值能唯一 确定一个元组,且不含多余的属性。

实体集间联系的转换规则

⑴ 1:1联系

转换为一个独立的关系模式

关系的属性:与该联系相连的各实体集的 码以及联系本身的属性

关系的码:与该联系相连各实体集的码均 是该关系的候选码

与某一端实体对应的关系模式合并

合并后关系的属性:加入相联系的另一个 实体集的码和联系本身的属性

合并后关系的码:不变

⑵1:n联系

转换为一个独立的关系模式

关系的属性:与该联系相连的各实体集的 码以及联系本身的属性

关系的码:n端实体集的码

与n端对应的关系模式合并

合并后关系的属性:在n端关系中加入1端 实体集的码和联系本身的属性

合并后关系的码:不变

⑶ m:n联系

一个m:n联系仅能转换为一个关系模式

关系的属性:与该联系相连的各实体集的码 以及联系本身的属性

关系的码:各实体集的码的组合

⑷ 三个或三个以上实体集间的多元联系

对于1:n的多元联系,与联系相关的1端实体集 的码和联系自身的属性作为新属性加入到n端 实体集对应的关系模式中。

对于m:n的多元联系,新建一个独立的关系 , 该关系的属性为多元联系相连的各实体集的码 以及联系本身的属性,码为各实体集的码的组 合 。

合并可以减少系统中的关系个数,一般情况下 更倾向于采用合并。

关系合并的原则:

在关系模型中,具有相同码的关系,可根据情 况合并为一个关系。

第6章 关系数据库标准语言 SQL

SQL(Structured Query Language)是关系数据 库的标准语言

大多数数据库都采用SQL作为共同的数据存取语 言和标准结构

SQL的基本概念与特点

SQL语言类似于英语的自然语言,简洁易用。

SQL语言是一种非过程语言。即用户只要提出“干什么” 即可,不必管具体操作过程,也不必了解数据的存取路径, 只要指明所需的数据即可。

SQL语言是一种面向集合的语言。每个命令的操作对象是 一个或多个关系,结果也是一个关系。

SQL语言既是自含式语言,又是嵌入式语言。可独立使用, 也可嵌入到宿主语言中。

SQL支持关系数据库的三级模式结构。

按实现的功能,SQL可以分为三类

数据定义语句(DDL)

数据操纵语句(DML)

数据控制语句(DCL)

SQL 的命令动词

用SQL语句定义表时,需要为表中的每一个数据 项设置数据类型,用来指定数据项所存放的数据 是整数、字符串、货币或是其它类型。

SQL的数据定义语句

SQL定义基本表

列级完整性约束条件

表级完整性约束条件

基本完整性约束

主码约束: PRIMARY KEY

参照完整性约束:FOREIGN KEY

SQL维护基本表

(1)修改基本表结构

(2)删除基本表

DROP TABLE ;

基本表定义一旦删除,表中的数据、建立在此 表之上的索引和视图都将自动删除。

有的系统如Oracle,视图定义仍保留在数据字 典中,但用户引用时报错。

SQL的数据查询语句

简单查询  连接查询  嵌套查询  组合查询

简单查询

简单查询指FROM子句中只涉及一个表的查询, 是最基本的查询语句。

WHERE子句常用的运算符

GROUP BY子句将查询结果集按某一列或多个列对元组进 行分组,这些列称为分组列,在分组列上的值相等的元组 为一组。

分组以后,如果还要求按一定的条件对这些组进行筛选, 最终输出满足指定条件的组,则使用HAVING短语指定筛 选条件。

HAVING短语与WHERE子句的区别在于:

作用对象不同

WHERE子句作用于基表或视图,从中 选择满足条件的元组。

HAVING短语作用于组,从中选择满足 条件的组。

ORDER BY子句对查询结果集按照一个或 多个属性列的升序(ASC)或降序(DESC) 排列。

默认值为升序(ASC)。

当排序列含空值(NULL)时:

ASC:排序列为空值的元组最后显示

DESC:排序列为空值的元组最先显示

连接查询

查询同时涉及两个及以上的表时,称为连接查询 。

连接操作的目的就是通过加在连接字段的条件将 多个表连接起来,以便从多个表中查询数据 。

用来连接两个表的条件称为连接条件或连接谓词。

表的连接方法:

FROM子句指明进行连接的多个源表;

WHERE子句指明连接条件。

SQL的数据更新语句

数据更新是指数据的增加、修改和删除 操作 。

SQL的数据更新语句包括 INSERT(插 入)、UPDATE(修改)和DELETE(删 除)3种。

INSERT(插入)

插入单个元组的INSERT语句格式为:

插入子查询结果集的INSERT语句格式为:

UPDATE (修改)

语句格式

DELETE (删除)

语句格式:

第 7 章 数据仓库

数据仓库与数据仓库系统

什么是数据仓库(Data Warehouse,DW)?

“一个面向主题的、集成的、稳 定的、随时间变化的数据的集合, 以用于支持管理决策过程。”

建立数据仓库的目的是帮助企业高层系统地组织、理 解和使用数据,以便进行战略决策

数据仓库系统的体系结构

数据仓库与操作型数据库

数据仓库开发工具

Oracle数据仓库——完整集成的方案

Microsoft SQL Server

SQL Server 2005在数据仓库方面提供了三大服 务和一个工具来实现系统的整合

三大服务是

SQL Server 2005 Integration Services(SSIS)

SQL Server 2005 Analysis Services(SSAS)

SQL Server 2005 Reporting Services(SSRS)

一个工具是 • Business Intelligence Development Studio

 


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