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数据库

 rongq2007 2023-08-28 发布于广东

​数据库技术与MySQL

1、数据库技术是什么

数据库技术研究的问题是如何科学组织和存储数据,高效地获取或处理数据。

2、什么是SQL

SQL是structured query language缩写,结构化查询语言。

SQL专门是为数据库而建立的操作命令集,是一种功能齐全的数据库语言。

使用SQL时,只需发出“做什么”的命令,怎么做不需要考虑。

数据和数据库的关系 

一、数据

1、数据(data)定义

对客观事物的符号表示,如图形符号、数字、字母等,数据是数据库中存储的基本对象。

日常生活中,直接用语言描述事物;

计算机中,为了存储和处理这些事物,将事物的特征抽象成一个记录来描述。

2、数据的种类

文字、图形、图像、声音


例如,数据库中,学生表中的学生记录:


(王二,男,18,西安,计算机系,95033)


解释为:王二是一个学生,18岁,西安人,95033班


二、数据库(DB)

数据库(DB)定义:


长期存储在计算机内,有组织、可共享的数据集合。

数据库中的数据按一定的数据模型组织、描述和储存。

具有较小的冗余度、较高的数据独立性和易扩展性,可为各个用户共享。

三、DBMS

1、DBMS定义

数据库管理系统(DBMS)位于应用程序与存储数据的之间一层数据管理软件。

它是基础软件,一个大型复杂的软件系统。

DBMS能科学组织和存储数据,高效地获取和维护数据。

2、DBMS主要功能

DBMS主要功能如下:


第一,数据库的定义功能。它把用DDL编写的各级源摸索编译成各级目标模式,这些目标是对数据库机构信息的描述,而不是数据本身,他们被保存在数据字典中,供以后数据操纵或数据控制时使用。


第二,数据库的操作功能。单独数据操纵语言DML及编译程序,实现对数据库的基本操作。基本操作有两类,检索和更新。


第三,数据库的保护功能。数据库的数据恢复、数据库的并发控制、数据的完整性控制和数据安全性控制。


第四,数据库的维护功能。数据库的数据导入、转换、存储、数据库性能监控等。


3、DBMS的优点

相互关联的数据的集合

较少的数据冗余

程序与数据相互对立

保证数据的安全、可靠、正确

数据可以并发使用并能同时保证一致性

四、DBS

1、数据库系统DBS定义

数据库系统(DBS)一般由数据苦、数据库管理系统(及其开发工具)、应用系统、数据库管理员和用户组成。即数据库系统=数据库(DB)+数据库管理系统(DBMS)+应用系统+数据库管理元(DBA)+用户。


2、数据库系统经历3个阶段

网状数据库、层次数据库和关系数据库。他们分别采用的是网状模型(图形结构)、层次模型(树形结构)和关系模型(简单二维表结构)作为数据的组织方式。

实体与属性

实体:客观事物在信息世界中称为实体(Entity),它是现实世界中任何可区分、识别的事物。

属性:描述实体或者联系的性质或特征的数据项。

联系:反映事物内部或事物之间的关联集合,常见3种实体联系:一对一、一对多、多对多联系。

关系模型(Relational Model)常见概念

关系:一个关系就是一个二维表,通常将一个没有重复行、重复列的二维表看成一个关系,每个关系都有一个关系名。

元组:二维表的每一行在关系中称为元组,在MySQL中,一个元组对应表中一个记录。

属性:二维表的每一列在关系中称为属性,每个属性都有一个属性名,属性值是各个元组属性的取值。

域:属性的取值范围。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。同一属性只能在相同域中取值。

关键字:关系中能唯一区分、确定不同元组的属性或属性组合,称为该关系的一个关键字。

关系模式

1、关系模式是什么


对关系的描述称为关系模式,格式为:关系名(属性名1,属性名2……属性名n)。例如student(age,number,birth,class)


2、关系的基本特点


在关系模型中,关系具有以下基本特点:


第一,关系必须规范化,属性不可再分割。


第二,在同一关系中不允许出现相同的属性名。


第三,在同一关系中元组的顺序可以任意。


第四,在同一关系中属性的顺序可以任意。


关系运算

关系运算主要有选择、投影和连接。


具体如下:


选择:从关系模式中找出满足给定条件的元组组成新的关系(从行的角度进行运算)

投影:从关系模式中指定若干属性组成新的关系(从列的角度进行运算)

连接:从两个关系的笛卡尔积中选择属性间满足一定条件的元组,组成新的关系。假设集合A={a, b},集合B={0,1,2},则两个集合的笛卡尔积为{(a, O),(a, 1),(a, 2), (b,0), (b, 1),(b.2))。


关系的完整性约束

关系的完整性约束限定了表中数据的约束,主要有:实体完整性、参照完整性、域完整性。如下:


(1)实体完整性


主属性值(主关系键的值)不能取空值。例如student(number,name,sex,birth,class)中number学号不能为空。主属性值不能为空。主键:唯一,不重复,不为空


(2)参照完整性(引用完整性)


针对两个表来说的,会把两个表分别拆分成一个主表,一个从表;

参照关系:从表参照主表(列);当从表需要做操作的时候,首先询问主表的意见,主表中有的,允许从表做操作;如果主表中没有的,从表是没办法进行操作的。

(3)域完整性(用户定义完整性)


限制了某些属性中出现的值,把属性限制在一个有限的集合中。如果属性类型是正整数,那么输入的值不能为小数等其他任何非整数。


关系模型的规范化

关系模式要满足的条件称为规范化形式,简称范式。


关系模型规范化的目的是为了消除存储异常,减少数据冗余,保证数据的完整性和存储效率,一般规范为3NF即可。


(1)第一范式(1NF)


如果关系R的所有属性均为简单属性,即每个属性都是不可再分的,则称R满足第一范式。简单理解即为第一范式就是无重复的列。


(2)第二范式(2NF)


如果关系R满足第一范式,且每一个非主键字段完全依赖于主键,则称R满足第二范式。例如学生:Student(学号,姓名,年龄);


(3)第三范式( 3NF )


如果关系R满足第二范式,且非主键字段之间不存在依赖关系,则称R满足第三范式。例如,存在一个部门信息表,其中每个部门有部门编号( dept_id)、部门名称、部门简介等信息。那么在员工信息表中列出部门编号后就不能再将部门名称、部门简介等与部门有关的信息再加入员工信息表中。


E-R图

E-R图也称实体-联系图(Entity Relationship Diagram ),提供了表示实体类型、属性和联系的方法,用来描述现实世界的概念模型。


通常用矩形表示实体型,矩形框内写明实体名

用椭圆表示实体属性,椭圆内写明实体属性名用菱形表示实体型间的联系,

在菱形内写明联系名用线段连接起来


 


 


如图有4个实体:


”教材“的实体属性有:教材号、教材名、出版社、价格;

“学生”的实体属性有:学号;

“课程”的实体属性有:课程号;

“教师”的实体属性有:职工号。

实体之间的关系:


教材和课程的关系是1对1(1:1)的关系,1门课程选用1个教材,1个教材对应1门课程;

学生和课程的关系是多对多(m:n)的关系,1个学生可以选多门课程,1门课程也可被多个学生选择;

课程和教师的关系是多对多(m:n)的关系,1门课程可以由多个教师授课,1个教师可以教授多门课程;

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