第1章 数据库基础知识汇总

where 系名="计算机系"
编号 03004 02001 03001 04001 05001 05002 03002 03003
编号
03004 03001 03002 03003
系名 计 算 机系 外语系 计 算 机系 数学系 电子工程系 电子工程系 计 算 机系 计 算 机系
在一个关系中，每个字段不能再细分为若干个字段，也就 是说表中不能再包含表。
在同一个关系中不能出现相同的字段名。 在一个关系中行的顺序是任意的,即行与行之间可任意调换
位置。 在一个关系中列的顺序是任意的，即列与列之间可任意调
换位置。 设有主关键字或唯一关键字的关系中不能有完全相同的数
据行。
1.2.2 关系运算
第1章 数据库基础知识
学习目标： 1.了解计算机数据库技术的发展。 2.了解数据库系统结构并掌握各类数据模型的特点。 3.了解关系数据库的基本术语，掌握各种关系运算。 4.了解常见数据库设计方法及步骤。
1.1 数据库基础知识简介
1.1 四个基本概念
• 数据（Data）描述事物的符号（文字、图形、图象、声音） • 数据库（Database,简称DB） • 数据库管理系统（Database Management • System，简称DBMS） • 数据库系统（Database System，简称DBS）
新•的弗B数”(里B据ac德k管t曼o理B在技an硅g术a谷lo将re经由)和常服“听务B 到t于o “C企”(BB业actok的 管理t过o C渡hin到a)的满信足号个。人的管理需求上！
• 碾平世界的10大动力
新技术---世界是平的
2006年，美国。 讲述在降低经营成本的考 量下，工资低廉又会说英语的 印度大学生成为美国电话网路 销售公司的最爱，於是纷纷将 call center迁往印度，由此由 文化差异闹出的相关的故事。
δF(R)
其中F是选择条件，是一逻辑表达式。 选择运算结果往往比原有关系的元组个数少， 它是原关系的一个子集，但关系模式不变。
选择运算示意图如下：
选择运算（续）
例如从student关系中查询所有计算机系学生 的记录。
δ系名=“计算机系" (student)
Sql查询命令： Select * from student where 系名="计算机系"
1.1.3 数据库系统
什么是数据库系统（ Database System, DBS ）？ DBS是指在计算机系统中引入数据库之后的系统： 一般由数据库、数据库管理系统及其开发工具、 应用系统、数据库管理员(Database Administrator, DBA)和最终用户构成。即：
DBS = DB + DBMS + Application + DBA + End User
• 特点 – 数据可以长期保存 – 由文件系统管理数据 – 数据冗余大，共享性差 – 数据独立性差
• 应用程序与数据的对应关系
3.2 文件系统
3.3 数据库系统
• 时期 – 20世纪60年代末以来
• 产生的背景 – 应用背景 大规模管理 – 硬件背景 大容量磁盘 – 软件背景 有数据库管理系统 – 处理方式 联机实时处理,分布处理,批处理
现实世界
认识抽象
信息世界 概念模型
机器世界
DBMS支持的数 据模型
蓝图（BluePrint ）
1.1.3 数据模型
1.层次模型（Hierarchical Model）
图1-2 层次模型示例
1) 有且仅有一个结点，没有父结点，此结点是根结点。 2) 其他结点有且仅有一个父结点。 3) 适合于表示一对多的联系。
其中A为关系R的属性列表，各属性间用逗号分隔。 投影运算的结果往往比原有关系属性少，或改变
原有关系的属性顺序，或改变原有关系的属性名等， 投影运算结果不仅消除了原关系中的某些列，而且 还要去掉重复元组。
投影运算（续）
投影运算的示意图如图下：
编号 03004 02001 03001 04001 05001 05002 03002 03003
[例] 查询学生关系Student中都 有哪些系 • π系名 (Student)
•Sql查询命令： •Select 系名from student
结果：
系名 计算机系
外语系 计算机系
数学系 电子工程系 电子工程系
计算机系 计算机系
选择运算
选择是根据给定的条件选择关系R中的若干元组组 成新的关系，是对关系的元组进行筛选。记作
关系数据库是用数学方法处理数据的，关系间可以进行各种 运算，以支持对数据库的各种操作。我们介绍其中最基本的 三种运算：
选择（Selection）
σ
投影（Projection）
π
连接（Join）
投影运算
投影是关系R中的若干属性组成新的关系，并去掉了
重复元组，是对关系的属性进行筛选，记作ΠＡ(R)。
性别 男 女 男 男 男 女 男 女
出生年月 1979.10.01 1979.08.02 1978.08.07 1981.06.02 1980.08.10 1976.09.02 1981.01.03 1979.05.04
例：查询学生所在系及姓 名 Π系名，姓名 (student)
Sql查询命令： Select 系名，姓名 from student
• 应用程序与数据的对应关系
3.1 人工管理
3.2 文件系统
• 时期 – 20世纪50年代末—20世纪60年代中
• 产生的背景 – 应用需求 科学计算、管理 – 硬件水平 磁盘、磁鼓 – 软件水平 有文件系统 – 处理方式 联机实时处理、批处理
1956：IBM公司在其Model 305 RAMAC中第一次引入了磁 盘驱动器
云数据管理
•200数5年据美国是N未IST来（N计atio算na的l In核stit心ute of Standards andTechnology）举办 •了一主场要机器为自公动翻众译服大赛务，的gooGgloeo公g司le获、得冠M军S。N、Yahoo等应用，
均仅没研究有了适3年用机器传翻统译；数据库管理系统，而是另辟蹊径 去首寻次参找加能比赛更；好地满足个人数据管理需要的方法。
3.3 数据库系统
• 特点
– 数据结构化； – 数据的共享性高，冗余度低，易扩充 ； – 数据独立性高 （物理独立性、逻辑独立性）； – 数据由DBMS统一管理和控制。
• 应用程序与数据的对应关系
新技术---世界是平的
弗•里德这曼是在比书尔中把盖全兹球已化经划推分荐为过3个N主遍要的纪一元本 书。他说，这是一本所有决策者、企
新技术---世界是平的
• 当今世界发展的五大趋势： – 能源与资源的供需失衡； – 石油生产国的垄断性经营； – （碳排放增量导致）地球 气候变暖； – 能源日益匮乏（石油、煤 炭不可再生）； – （人口爆炸性增长、无节 制开发和环境污染导致） 生物多样性消失。
数据管理新技术
• 面向对象数据库 • XML数据库 • 数据空间（Mashup技术） • 基于闪存的数据库技术 • 可信数据管理 • RFID数据管理 • 云数据管理 • 不确定性数据管理技术
1.基本术语 (4) 域 就是属性的取值范围，即不同的记录对同一个字段的取值所 限定的界限。 (5) 关键字 能够唯一地标识一具体关系中记录的一个或几个字段， 称之为关键字。 (6) 关系模式 对关系的 描述称为关系模式，一个
关系模式对应于一个关系
结构，它是命名属性的集
合。
1.2.1 关系数据模型的概念
1.1.2 数据库和数据库管理系统
什么是数据库Database？ 所谓数据库就是指有组织的、可共享的、相互
有关联的数据集合，简称DB。 对于关系数据库来说：终端用户数据：终端用
户感兴趣的原始事实元数据：关于数据结构的 数据 什么是数据库管理系统Database Management System ？ 数据库管理系统是用于建立、使用和维护数据 库的一组软件，简称DBMS。
1.1.3 数据模型
2 网络模型（Network Model）
图1-3 网状模型示例
1) 有一个以上的结点无双亲结点。 2) 至少有一个结点有多于一个的双亲。 3) 记录与记录之间不仅存在一对一的关系和一对多的关系，而且还可以存
在多对多的关系。
1.1.3 数据模型
3.关系模型（Relational Model）
全球化业1员.0：工1都推49动必2年全须～球读大化的约的一1力8本0量0书年来。自国家 • 小时候我常听爸妈说：「儿子啊，乖
全球化乖2.把0：饭1吃推80动完0年全，～球因2化0为0的0中年力国量跟来印自企度业的小孩 没饭吃。」现在则听老师说：「孩子
全球化啊3.，0：乖2乖0推0把0动年书全～球念化完的，力因量为来中自国个跟人印度 孩子正等着抢你的饭碗。」
系名 计算机系 外语系 计算机系 数学系 电子工程系 电子工程系 计算机系 计算机系
系名 计算机系 外语系 计算机系 数学系 电子工程系 电子工程系 计算机系 计算机系
姓名 韩东 刘玲 王冬 姜瑞青 翁超雷 田茉莉 宋江明 邵林文贺
student
姓名 韩东 刘玲 王冬 姜瑞青 翁超雷 田茉莉 宋江明 邵林文贺
获胜的秘笈： “统计式”翻译算法基于统计和分析某一单词在这一语言环境中被运用 的概率和位置，以此来寻找词汇的排列规则； “类比式”算法，分析数以亿计的现有翻译作品，……
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数据模型的重要性
数据建模是数据库设计的第一步，是现实事物和计算 机中数据库之间的桥梁。
用户
设计者
程序员
图1-4 关系模型示例
1.2 关系数据库