关系型数据库基础
数据库基础知识2
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层次模型具有层次分明、结构清晰的优点。 层次模型具有层次分明、结构清晰的优点。但只能反映实体 一对多”的联系。 间“一对多”的联系。
网状模型用 图结构” 网状模型用“图结构”来表示数据之间的联 系
网状数据模型反映现实世界较为复杂的事物间的联系。特点是: 网状数据模型反映现实世界较为复杂的事物间的联系。特点是: （1）可以有两个以上的根结点。 可以有两个以上的根结点。 一个父结点可以有多个子结点, （2 ） 一个父结点可以有多个子结点, 一个子结点也可以有多个父 结点。 结点。 专业系
2.1 数据模型概述
2.1.2 数据模型的组成三要素
1、数据结构——用于描述现实世界数据(系统)的静态特性 数据结构——用于描述现实世界数据(系统) ——用于描述现实世界数据 规定数据的存储和表示方式。 规定数据的存储和表示方式。 2、数据操作—用于描述现实世界数据(系统)的动态特性 数据操作—用于描述现实世界数据(系统) 是数据库中各种数据的操作集合以及相应的操作规则。 是数据库中各种数据的操作集合以及相应的操作规则。 如：创建、插入、替换、删除、查询、统计等操作。 创建、插入、替换、删除、查询、统计等操作。 3、数据的约束条件—一组完整性规则的集合 数据的约束条件— 是给定的数据模型中的数据及其联系所具有的制约和依存关 系，用以保证数据的正确、有效、相容。 用以保证数据的正确、有效、相容。 如：有效性规则，参照完整性，触发器等。 有效性规则，参照完整性，触发器等。
层次模型用 树结构” 层次模型用“树结构”来表示数据之间的联系
把客观问题抽象为一个严格的自上而下的层次关系。 把客观问题抽象为一个严格的自上而下的层次关系。 其特点是：(1)只有一个根结点. 其特点是：(1)只有一个根结点. 只有一个根结点 (2) 一 个 父 结 点 可 以 有 多 个 子 结 点 , 但 每 个 子 结点只能有一个父结点。 结点只能有一个父结点。
关系型数据库三大范式
关系型数据库三⼤范式基础概念：关键字、主关键字、候选关键字,⾮关键字如果某个字段或多个字段的值可以唯⼀地标识⼀条记录，则该字段或字段组就称为关键字。
如果⼀个关键字是⽤以标识每条记录的唯⼀性，并作为该表与其他表实现关联之⽤，则称其为主关键字（主键，primary key）或主码。
除主关键字以外的其他关键字称为候选关键字。
除关键字意外的字称为⾮关键字例如，有⼀个表字段为：id firstname lastname address phone IDcard那么id或IDcard或firstname+lastname（不存在同名的情况下）都可以说是关键字。
其中id为主关键字，IDcard和firstname+lastname为候选关键字。
数据库设计范式第⼀范式(1NF)：数据表中的字都是单⼀属性，不可再分的（原⼦性）。
单⼀属性由基本类型构成，包括整型、实数、字符型、逻辑型、⽇期型等。
在任何⼀个关系数据库中，第⼀范式（1NF）是对关系模式的基本要求，不满⾜第⼀范式（1NF）的数据库就不是关系数据库。
第⼆范式(2NF)：数据表中⾮关键字都不存在对候选关键字的部分函数依赖（部分函数依赖指的是存在组合关键字中的某些字段决定⾮关键字段的情况），则符合第⼆范式（完全依赖于主键），也即所有⾮关键字段都完全依赖于任意⼀组候选关键字。
例：假定选课关系表为SelectCourse(学号, 姓名, 年龄, 课程名称, 成绩, 学分)，关键字为组合关键字(学号, 课程名称)，因为存在如下决定关系： (学号, 课程名称) → (姓名, 年龄, 成绩, 学分) 这个数据库表不满⾜第⼆范式，因为存在如下决定关系： (课程名称) → (学分) (学号) → (姓名, 年龄) 即存在组合关键字中的字段决定⾮关键字的情况。
由于不符合2NF，这个选课关系表会存在如下问题： (1) 数据冗余： 同⼀门课程由n个学⽣选修，"学分"就重复n-1次；同⼀个学⽣选修了m门课程，姓名和年龄就重复了m-1次。
数据库基础知识整理与复习总结
数据库基础知识整理与复习总结关系型数据库MySQL1、数据库底层MySQL数据库的底层是B+树。
说到B+树，先说下B树，B树也叫多路平衡查找树，所有的叶⼦节点位于同⼀层，具有以下特点：1）⼀个节点可以容纳多个值；2）除⾮数据已满，不会增加新的层，B树追求最少的层数；3）⼦节点中的值与⽗节点的值有严格的⼤⼩对应关系。
⼀般来说，如果⽗节点有a个值，那么就有a+1个⼦节点；4）关键字集合分布在整棵树中；5）任何⼀个关键字出现且只出现在⼀个节点中；6）搜索可能在叶⼦结点结束，其搜索性能等价于在关键字全集做⼀次⼆分查找。
B+树是基于B树和叶⼦节点顺序访问指针进⾏实现，它具有B树的平衡性，并且通过顺序访问指针来提⾼区间查询的性能，⼀个叶⼦节点中的key从左⾄右⾮递减排列。
特点在于：1）⾮叶⼦节点中含有n个关键字，关键字不保存数据，只作为索引，所有数据都保存在叶⼦结点；2）有的叶⼦节点中包含了全部关键字的信息及只想这些关键字记录的指针，即叶⼦节点包含链表结构，能够⽅便进⾏区间查询；3）所有的⾮叶⼦结点可以看成是索引部分，节点中仅包含其⼦树中的最⼤（或最⼩）关键字；4）同⼀个数字会在不同节点中重复出现，根节点的最⼤元素就是B+树的最⼤元素。
MySQL中的InnoDB引擎是以主键ID为索引的数据存储引擎。
InnoDB通过B+树结构对ID建⽴索引，在叶⼦节点存储数据。
若建索引的字段不是主键ID，则对该字段建索引，然后再叶⼦节点中存储的是该记录的主键，然后通过主键索引找到对应的记录。
因为不再需要全表扫描，只需要对树进⾏搜索即可，所以查找速度很快，还可以⽤于排序和分组。
InnoDB和MyISAM引擎都是基于B+树，InnoDB是聚簇索引，数据域存放的是完整的数据记录；MyISAM是⾮聚簇索引，数据域存放的是数据记录的地址。
InnoDB⽀持表锁、⾏锁、间隙锁、外键以及事务，MyISAM仅⽀持表锁，同时不⽀持外键和事务。
InnoDB注重事务，MyISAM注重性能。
关系型数据库的基本原理和概念
关系型数据库的基本原理和概念x《关系型数据库的基本原理和概念》一、关系型数据库的概念关系型数据库，简称 RDBMS，是根据结构化查询语言（SQL）标准来构建的、支持事务处理的关系数据库系统。
它是一种重点处理存储和维护数据的方法，以支持高性能的交互查询，事务处理能力，安全性和灵活性。
关系型数据库的概念源于E.F.Codd，他首先提出了一种可以满足复杂查询需求的抽象概念，即关系数据模型（RDM）。
RDM是Dr. Codd 于1970年发表的文章，它描述了一种使用简单的表来存储集合结构的数据模型。
RDM的基本原则有关系、可计算性、无重复项和统一操作接口（表达式）。
二、关系型数据库的基本原理关系型数据库的基本原理是以表格的形式组织和存储数据，在数据库中，表格用于存储元组，也就是一行或一条数据记录。
每个表格都具有一组唯一的名称，每个表格也有多个列（字段），每个列都有一个唯一的名称。
表之间可以通过关系（字段）连接在一起，这就是“关系”的概念，比如，一个“用户”表可以与一个“订单”表通过一个“用户ID”字段连接，以表示一个用户对应多个订单。
表格的这种组织形式非常适合查询，可以利用SQL语句通过关联多个表来组合复杂的查询结果。
此外，可以使用SQL语句以事务的方式操作数据，保证查询和更新的安全性和一致性。
三、关系型数据库的优点关系型数据库具有许多优点，可以有效地帮助组织存储、管理和检索大量数据。
1. 有效且灵活的数据存储：RDBMS可以有效地存储、管理和检索大量的数据，还可以轻松实现新数据的增加和对旧数据的更新。
2. 结构化数据模型：RDBMS使用结构化数据模型，这种模型描述了数据之间的关系，可以使用SQL语句检索和管理数据，从而简化了数据操作的复杂性。
3. 高性能的交互查询：由于数据的结构化，RDBMS支持高性能的交互查询，用户可以快速检索或筛选一组数据。
4. 强大的安全性和可靠性：RDBMS可以通过使用多种安全措施来保护数据的安全性，包括审计、授权和数据加密等；支持事务处理，可以有效保护数据的可靠性和一致性，比如支持回滚操作。
02 关系数据库的基本理论
2.2.4 关系系统
2．关系系统的分类 按照E.F.Codd的思想，可以把关系系统分 类如下： （1）最小关系系统 （2）关系上完备的系统 （3）全关系系统
2.2.4 关系系统
3．全关系系统的12条基本准则 【准则2-0】一个关系型的DBMS必须能完全通过 它的关系能力来管理数据库。 【准则2-1】信息准则。 【准则2-2】保证访问准则。 【准则2-3】空值的系统化处理。 【准则2-4】基于关系模型的动态的联机数据字典。 【准则2-5】统一的数据子语言准则。
第2章 关系数据库的基本理论
关系数据库系统具有独特的风格，概括起 来有以下五个特点。
（1）简单明了的数据模型。 （2）具有严谨的理论基础。 （3）实体表示方法和实体之间联系的表示 方法一致。 （4）处理多对多的联系方便。 （5）使用的关系数据语言功能强大。
2.1 关系模型概述
关系模型是关系数据库的基础。关系模型由数据 结构、关系操作集合和完整性约束三部分组成。 2.1.1 关系数据结构
其中，姓名、职称、X称为域名，姓名域和职称域各有4个值， X域有2个值，一般称它们的基数分别为4、4、2。
2.2.1 数学定义
【 定 义 2-2】 给 定 一 组 域 D1,D2,…,Dn ， 则 D1×D2×…×Dn ＝ ｛ (d1,d2,…,dn) ｜ d1∈Di ， i ＝ 1,2,…,n ｝ 称 为 D1,D2,…,Dn 的 笛卡尔积。其中每个(d1,d2,…,dn)叫做一个n元组，元组中的 每个di是Di域中的一个值，称为一个分量。
表达（或描述）关系操作的关系数据语言 可以分为三类，具体分类情况如下：
2.1.2 关系操作
（1）关系代数 关系代数是用对关系的运算来表达查询要
求的方式。 （2）关系演算
数据库快速入门之MySQL篇
数据库快速入门之MySQL篇MySQL是一种开源的关系型数据库管理系统，在当前的互联网技术中被广泛使用。
MySQL以其高速、可靠、易于使用和扩展等特点，成为了一个备受好评的数据库选择。
本文将简单介绍MySQL的基本知识和操作。
一、MySQL的基础知识1.数据库的概念数据库是一个数据的集合，是经过组织和存储的集合。
在计算机领域中，常常用于管理和存储各种类型的数据，如文本、音频、视频等。
数据库具有数据存储、数据管理、数据统计分析等多种功能。
2.数据库管理系统的概念数据库管理系统（DBMS）是指管理数据的软件系统，它可以对数据进行操作、处理、存储和保护。
它是建立在数据库上的一个软件系统。
3.关系型数据库管理系统的概念关系型数据库管理系统（RDBMS）是一种使用关系型模型来管理数据库的管理系统。
在这种模型中，数据被存储在表格中，并且使用关键字来连接表格数据。
MySQL是一种典型的RDBMS。
二、MySQL的操作1.安装MySQLMySQL的安装相对比较简单，只需要下载MySQL的安装包，然后按照提示进行安装即可。
但需要注意的是，安装MySQL要检查操作系统是否支持，以及安装路径是否存在。
2.启动和关闭MySQL安装完成后，需要启动MySQL以进行一些操作。
可以通过在命令行中输入以下指令来启动MySQL：mysql -u root -ppassowrd: ********```其中，“-u”参数指定用户名，“-p”参数指定密码，“passowrd：********”是指输入密码，注意密码不会在终端上显示。
如果没有密码，则不需要输入密码。
关闭MySQL可以通过输入以下语句结束：```mysql> exit;```3.创建数据库在MySQL中创建数据库可以使用以下指令：mysql> create database dbname;```其中，“dbname”是指数据库名称。
如果需要使用创建的数据库，可以通过以下指令切换：```mysql> use dbname;```4.创建表格在MySQL中创建表格可以使用以下指令：```mysql> create table tablename ( field1 type1, field2 type2……); ```其中，“tablename”是指创建的表名，而“field1”和“type1”等则是表示创建的字段名称和类型。
数据库基础教程(完整版)
数据库基础教程（完整版）第一部分：认识数据库数据库，顾名思义，就是一个用来存储、管理数据的仓库。
在这个信息爆炸的时代，数据已经成为了企业的核心资产，而数据库就是管理这些资产的重要工具。
无论是电商平台、社交媒体，还是企业内部的管理系统，都离不开数据库的支持。
一、数据库的分类1. 关系型数据库：以表的形式组织数据，每个表由行和列组成，行代表记录，列代表字段。
常见的有MySQL、Oracle、SQL Server等。
2. 非关系型数据库：与关系型数据库不同，非关系型数据库的数据结构更加灵活，常见的有MongoDB、Redis、Cassandra等。
3. NoSQL数据库：NoSQL是Not Only SQL的缩写，表示不仅仅是SQL，它包含了非关系型数据库以及一些新型的数据库技术，如NewSQL 等。
二、数据库的组成1. 数据库管理系统（DBMS）：负责管理和维护数据库的软件系统，如MySQL、Oracle等。
2. 数据库：存储数据的仓库，由多个表组成。
3. 表：数据库中的基本单位，由行和列组成，行代表记录，列代表字段。
4. 记录：表中的一行数据，代表一个完整的信息。
5. 字段：表中的一列数据，代表记录中的一个属性。
三、数据库的作用1. 数据存储：将数据存储在数据库中，方便管理和查询。
2. 数据管理：通过数据库管理系统，可以对数据进行增删改查等操作。
3. 数据安全：数据库管理系统提供了数据备份、恢复、权限控制等功能，保障数据的安全。
4. 数据共享：多个用户可以同时访问数据库，实现数据共享。
5. 数据分析：通过数据库管理系统，可以对数据进行统计、分析等操作，为企业决策提供依据。
四、学习数据库的必要性1. 提高工作效率：掌握数据库技术，可以快速地处理大量数据，提高工作效率。
2. 适应市场需求：随着互联网的发展，数据库技术已经成为IT 行业的必备技能。
3. 拓展职业发展：学习数据库技术，可以为职业发展打下坚实的基础。
关系型数据库
关系型数据库在计算机科学的领域中，数据库是一种非常重要的技术。
我们可以把它看作是一个储存数据的容器。
在一个很长的时间内，关系型数据库是业界中最流行的数据库类型。
在这篇文章中，我们将研究一下关系型数据库的基础知识，以及它们在计算机科学领域中的重要性。
一、什么是关系型数据库关系型数据库是一种利用表格来储存数据的数据库。
它们被广泛应用在商业应用程序中，例如客户关系管理系统或者在线销售系统。
每个表格都由行和列组成，其中行表示一条记录，而列则表示记录中不同的属性。
例如，在一个客户关系管理系统中，可能有一个客户表格，其中包含客户姓名、地址、电话号码等属性。
在一个关系型数据库中，表格之间可以建立关系。
例如，在一个客户关系管理系统中，可能有一个订单表格。
由于每个订单都与一个客户相关，所以我们可以建立一个客户和订单之间的关系。
通过这种方式，我们可以轻松地查询一个客户的所有订单。
关系型数据库最大的优点是它们可以很好地处理复杂的数据结构。
例如，在一个电子商务网站中，一个用户可能同时有多个地址，但我们只需要在一个表格中储存用户ID和地址，然后使用一个外键将用户ID和订单表格关联起来。
这样，我们就可以轻松地查看一个用户的所有地址。
二、关系型数据库的重要性关系型数据库是商业应用中最流行的数据库类型。
它们在许多方面都拥有重要的应用：1. 财务报告：许多公司使用关系型数据库来储存它们的账目数据。
这些数据被用来生成财务报告和业务分析。
2. 客户关系管理：关系型数据库被广泛应用在CRM系统中。
这些系统储存了关于客户的大量信息，例如他们的联系方式和购买历史。
3. 在线销售：在一个在线销售系统中，关系型数据库用于储存产品和订单数据。
这样，客户就可以轻松地浏览产品和下订单。
4. 物流管理：关系型数据库也被应用在物流管理系统中。
例如，当一家快递公司将包裹转交给下一家快递公司时，这些数据被储存在关系型数据库中。
5. 银行系统：最复杂的系统之一就是银行系统。
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DBMS 的缺点
组织冲突 开发项目失败 出现系统故障时的开发 开销成本 需要高级职员
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RDBMS（关系数据库管理系统）
“关系模型”是简化数据库结构的一种尝试。它 将数据库中的全部数据表示为数据值的简单的 行-列式表。
RDBMS 是一个数据库管理系统，在这一系统 中，用户看得见的全部数据均严格组织为数据 值表，并且可对这些表进行所有的数据库操作
关系型数据库基础 RDBMS系统基本概念
1
课程目标
了解数据库技术的发展史 解释数据和数据库的概念 定义数据库管理系统 (DBMS) 列出 DBMS 功能 识别并简要解释不同的数据库模型
− 层次结构模型 − 网络模型 − 关系模型 列出数据库管理系统的优点和缺点 解释数据库在组织中的必要性 说明什么是实体和属性 列举表的特征
6
数据库的作用
存储数据 提供检索或更改数据的标准化方法，将数据转化成有用
的信息。
创建数据库可解决面向文件系统的问题，从而能够简洁、
快速、轻松地使用安全的数据系统。 数据库的关键是可以让我们存储数据，并在需要时可以
轻松地修改，常见的系统有 Oracle 8 或 Sybase、SQL Server 的软件系统
使我们能在数据库中存储和修改信息，并从数 据库中抽取信息
9
DBMS 功能
DBMS（数据库管理系统）主要负责处理数据，并将数 据转换成信息。
主要功能包括：
– 数据字典管理 – 数据存储管理 – 安全性管理 – 多用户访问控制 – 备份和恢复管理 – 数据库访问语言和应用程序编程接口 – 数据完整性
5
什么是数据
数据是任何商务活动中最为重要的组成部分 在收集这些数据并对其进行分析时，将会产生相关信息
– 例如，体育记者收集最近 5 届甲A比赛中有关上海队表现 的数据，与同期比赛中大连队所取得的成绩相比较，该记 者可得出哪一个球队在足球比赛中表现更好的结论。
– 信息有助于我们预测和规划事件。在商务世界中，能够预 测事件并对其进行规划来节省资金和时间
当数据库包含大量的数据时，此模型非常有效。
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网络模型的优点
关系在网络数据库模型中比在层次结构模型中 更容易实现
– 此模型可强制执行数据库的完整性 – 此模型可取得足够的数据独立性
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网络模型的缺点
此模型中的数据库结构难以设计 程序员必须非常熟悉内部结构才能访问数据库 此模型提供了一个导航数据的访问环境，数据
7
数据库系统的缺点
组织冲突 开发项目失败
– 需要花费太长时间来开发的项目可能被终止 – 管理层和用户对此项目不感兴趣，导致项目失败 – 有些职员可能离开。
出现系统故障时的开发 开销成本 需要高级职员
8
数据库管理系统 (DBMS)
数据库管理系统 — 也称为 DBMS，它是一个 程序集合
访问方法不灵活
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关系模型
此模型将数据库作为一个关系集合表示出来。 在此模型的术语中，行称作元组，列称作属性，
表称量称
作关系的度。元组的数量叫基数
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关系模型的约束
域约束 键约束 关系数据库架构和完整性约束 实体完整性、引用完整性和外键
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表及其特征
通过基于一个称为表的结构创建数据关系，以 便于对数据的访问和操作。
表包含属于一个实体集的一组相关实体 术语实体集和表经常交替使用
表也称为关系，行称为元组，列称为属性
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表的特征
具有由行和列组成的二维结构 每一元组表示实体集中的单个实体 每一列具有不同的名称 行/列的每一相交点表示单个数据值 每张表必须具有称为主键的键，用来唯一标识每一行 一列中的所有值必须符合相同的数据格式。例如，如果
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关系模型的优点
使程序员将精力集中于数据库的逻辑视图而不 用关心物理视图
查询的灵活性 大多数关系数据库使用结构化查询语言 (SQL)。 RDBMS 使用 SQL 可将用户查询转换成检索请
求的数据所必需的技术代码
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缺点
速度与其他类型数据库系统相比还是稍微偏慢。 关系模型如此易于处理，以致未经培训的人都
为属性指定了十进制数据格式，则表示该属性的列中的 所有值必须为十进制 每一列均具有特定范围的值，称为属性域 每一行包括描述实体情况的信息 在 RDBMS 中，行和列的顺序并不重要
平面文件系统是数据库技术发展的开端
4
面向文件的系统遇到问题
数据冗余 — 相同的数据存储在不同的地方 较差的数据控制能力 — 冗余数据使在有些情况下不一致 难以进行数据操作 — 手动修改文件既乏味又容易导致错
误 难以进行的工作流 — 访问数据需要进行大量的编程，对
实际用户来说过于困难
2
课程目标（续）
描述数据库键 理解完整性问题 解释数据字典 画出 E-R 图示 理解规范化的意义和下面的概念
– 第一范式 – 第二范式 – 第三范式
理解数据库恢复的概念
3
数据库技术的发展史
面向文件的系统，称作表。表中的行称作记录， 列称作字段
由单个数据表组成的数据库文件是平面文件数 据库
10
数据库模型
层次结构模型 网络模型 关系模型
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层次结构模型
层次结构模型中
– 每个父级都可以有许多个子级 – 每个子级只能有一个父级存在
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层次结构模型的优点
数据保存在一个公用数据库中，数据共享更为 简单，并且增强了安全性。
DBMS 提供了数据独立性，可减少维护程序的 人力和成本。
发现能够轻松地生成有用的报表和查询，而不 必过多思考是否需要设计合适的数据库。忽略 了数据库的设计
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DBMS用户
数据库管理员 (DBA) 数据库设计人员 最终用户 系统分析员和应用程序程序员 DBMS 设计人员和实现人员
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DBMS 的优点
控制冗余 限制未授权访问 程序对象和数据结构的持久存储 提供多用户界面 强制完整性约束 提供备份和恢复