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文档简介
1、第一章,数据库系统概述1.11, 数据(DATA:数据是数据库存储中的基 本对象 ,描述事务的符号记录。数据解释;对数据含义的说明,数据的 含义成为数据的语义。2, 数据库(DB):长期存储在计算机内,有 组织的可以共享的数据的集合。3,数据库管理系统(DBMS):数据库管理 系统软件。(1),数据定义功能(DDL,数据定 义语言),对数据库重的数据对象进行定义( 2),数据操纵功能( dml 数据操纵 语言)(3),数据库的运行管理,保证数据 的安全性,完整性,系统恢复,多用户对数 据库的并发使用( 4),数据库的建立和维护功能,数 据库初始数据输入,切换,数据库的存储, 回复功能,数据库的
2、重组功能,性能监视分 析功能4,数据库系统(DBS):由DB DBMS DBA应 用系统组成。1.2数据的处理指的是对各种数据进行搜集存 储加工和传播数据管理,对数据进行分类组织编码存储 和检索和维护数据库管理技术经历了人工管理,文件系统, 数据库系统三个阶段。数据库系统管理的特点1,数据结构化,与文件系统的根| 本区别,可以存储数据库中的 某一个数据项,某一组数据项, 一个记录或一组记录。2,共享性高,冗余度低,易扩充3,数据的独立性高a)物理独立性b)逻辑独立性4,数据由DBMS统一管理和控制a)数据的安全性保护b)数据的完整性检查,即正确性c)并发控制数据库恢复数据库系统的组成1, 数据
3、库a) 硬件平台及数据库;i. 要求有足够大的内存ii. 要有足够大的磁盘的直接存储设 备iii. 要求系统有较高的通道,提高数 据的传输率b) 对软件的要求i. DBMS 数据库的建立维护和使用 配置的软件ii. 支持 DBMS 运行的操作系统iii. 具有数据库借口的高级语言及其 编译系统iv. 以 DBMS 为核心的应用开发工具v. 为特定应用环境开发的数据库应 用系统c) 人员 数据抽象级别不同, 具有不同 的数据视图i. 数据库管理员1. 决定数据库的信息内容和结构2. 决定数据库的存储结构和存储 策略(为了提高存取效率和空间利用率)3. 定义数据的安全性要求和完整 性约束条件4.
4、监控数据库的使用和运行5. 数据库的改进和重组结构ii. 系统分析员,数据库设计人员1.负责应用系统的需求分析和规 范说明确定系统的软硬件配置, 并参与数据库系统的概要设计iii. 应用程序员1.负责设计和编写应用系统的 程序模块,并进行调试和安装。iv. 最终用户1.4数据模型和数据模式数据模型(DataModel)是现实世界数据特 种的抽象,在数据库中用数据模型这个工具 来抽象,表示和处理现实世界中的数据和信 息,对于数据库来说是核心和基础DBMS都是基于某种数据模型的。 描述了系统的静态 特性,动态特性和完整性约束条件1,概念模型:按照用户的观点。用于数据库设计,用ER图表示2, 数据模
5、型 :按照计算机的观点。用于 DBMS 的实现(1),概念数据模型,用ER图表示( 2),逻辑数据模型( 3),物理数据模型,反映数据的存储结构(物理块,指针,索引)数据模型的组成要素,1 , 数据结构(静态)研究对象类型的集合,一类是数据类型,内容,性质有关的对象。另一类是数据之间联系有关的对象2, 数据操作(动态)主要有检索和更新(增删改)3, 完整性约束(完整性约束条件)保证数据的正确, 有效, 相容。数据模式,三个模式都放在数据目录中,是 数据目录的基本内容。1,概念模式,是用逻辑数据模型(外模 式)对一个单位的数据的描述。反映 数据库的逻辑结构。2,外模式,逻辑数据模型,对用户所用
6、到的那部分数据的描述,反映的是一 个局部信息。由概念模式推到出来3,内模式,用物理数据模型对数据的描 述,表示数据库的存储结构1.5数据库的应用 就是如何选择合适的 DBMS设计 1,数据库的规划。2,数据库的设计。数据的表示和存储结构 的额设计3,数据库的建立。定义数据模式,规定访 问权限,设置完整性约束,装载数据4,数据库的运行,管理和维护。5,数据库的扩充和重构第二章,数据模型数据模型,关于数据特征的抽象,描述数据的基本结构及其相互间的关系,以及定义在数据上的操作。 把表示实体类型以及 实体间的联系叫做数据模型。第一层:概念数据模型实体联系模型(ER第二层:结构数据模型层次网状关系面向对
7、象2.1层次数据模型PART PW/VMBp COLOR, WE I ITJfrojoctt.i x amr-, e»ate,totalsP S 11"斗 SU. QLTA>CT I TY>_ i rr <+ Ax-rr* * s;层次模型的优点,记录之间的联系通过指针来实现的查询效 率高缺点:只能表示一对多的联系层次顺序严格复杂,应用程序的编写也比较 复杂2.2网状数据模型1512-2网状模型*多对多的联系拆成一对多的联系特点:记录之间的联系通过指针来实现,多 对多的联系容易实现,查询效率高 编写应用程序复杂2.3关系数据模型用表格表示实体集,用外键表示
8、实体间的联 系关系模型由关系模式的组成的集合 每个关系就是一张表格, 记录之间的联系通 过各个关系模式的键来描述PART模式(星,FNAME, COLOR, WEIGHT)PROJECT式融 JNAME, DATE)SUPPLIER検士 (S#, SNAME, SADDR) P_J模式(席,P#, TATOL)模式(理,S荐,QUANTITY)2.3.1基本概念及定义属性,用来描述事物的特征(字段) 域,关系之间每个属性的取值范围2.关系和元祖关系 R 属性 A 对应域 DR = (A1/D1,A2/D2.AN/DN),N 为属性的个数,也成为关系的目。同一个关系中不允许有同名的属性, 但不同
9、 的属性可以有相同的域。元组就是记录候选键: 一个数幸福或属性组的值唯一的决 定其他所有属性的值, 而其任何子集没有这 个性质超键 :以上相同,区别仅在与其真子集也 有此性质主键 一个关系 R 可有多个候选键, 若选中一个作为KEY则他就是主键全键:由所有属性组成的键,称为全键主属性:能作为候选键的属性就是主属性非主属性:不包含候选键的属性,称为非主 属性外键:引用其他关系的键或本关系的键2.3.2约束对于关系R中r的任何一个元祖T应满足条件汕*)汕叫1,域完整性约束。最简单,最基本的约束, 凡是属性的值一定是域中间的值。是否 为空应该由语义确定2,实体完整性约束,每一个关系都应该有 一个主键
10、,他的值不能够为空。3,引用完整性约束,不同关系之间,或同 一个关系不同元组之间的约束。4,一般性的完整性约束2.3.3操作1,关系的代数操作a),选择操作对一个关系施加运算,按给定条件从 关系中挑选满足条件的元祖组成的集合 语法;杆朮(咲系名)b)投影操作从关系中挑选指定的属性组成新的关系外栽成:山協你系和2,关系的运算a)集合运算并交差b)连接操作按给定的条件,把满足条件的两个 关系所有的元祖,按一切可能的拼接后形成的新关系R汽连絲件严齢件(R x S)c)除操作Pr-s 二 nx (r) -nx(nx (R总 s) -r)d)外连接操作外连接操作时,保留不匹配的那 些元组I)左外连接,只
11、保留作关系的 所有元组II)右外连接III)全外连接E)外并操作这是并操作的扩展,对非并兼容 的量关系进行并操作,结果等于量关 系的属性集的并。2.3.4 关系演算将谓词演算用于关系演算中,称关系演算。1, 元组关系演算a)以元组为变量,利用元组关系演算,可 以表示关系代数操作。2.5 ER模型2 .6面向对象数据模型 (OOdm)现实世界中含有复杂数据结构的应用领域 概念1,对象:一切可识别的实体2 对象的属性:关于对象的静态描述3 聚集:由对象组成对象的过程4 对象的封装及消息:对对象的特征,操 作封装在对象的内部, 与外部的联系通过消 息进行联系对象封装的好处, 有利于数据的独立性 有利
12、于提高对象的可靠性不足: 查询属性值必须通过方法实现 对象的操作限制在事先定义的范围, 不够灵活5对象等同的:即相等与统一。6对象的类,把相似的对象归并在一起, 我们称之为类,类中的每个对象都成为实 例。,同一类的对象具有相同的实例变量与 方法7元类,由类组成的类称之为元类。8子类和超类,类的子集称之为类,该类 称之为子类,原来的类称之为子类的超类9子类与超类的继承关系,子类具有超类 的一切特性。也继承所有间接超类的特性。类层次的结构多继承问题,由此产生冲突 解决冲突的办法超类之间的冲突,在子类中规定超类优 先级次序的方法。10 集合类:在关系模型中,可识别的单 位是关系, 在 OODM 中,可识别的单位是对 象第三章3.1 数据库的用户接口DBMS 为用户提供了增删改数据定义修改模 式等操作命令和语言称为数据库和用户的 借口过程性语言, 以关系代数为基础设计出的数 据库的语言。非过程性语言,用户只要说明需要的数据, 而如何获得这些数据不必由用户说明, 由系 统来实现。SQL语言按功能分为四大部
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