1 数据库基础知识

的关系（列操作） 例：从学生关系中查询学生的学号和姓名
A a b c
A a b c
B 3 2 1
C X y z
C X y z

专门的关系运算： 笛卡尔积：两个关系的合并操作（属性个数为m
+ n,元组个数为p × q）

专门的关系运算： 连接：关系的横向结合，R 与S的联接是R与S的笛卡尔
积中满足相应条件限制的元组构成的关系
学分
成绩
选修时间
1.2.3数据模型(逻辑数据模型)

数据模型：数据库中数据的结构 表示，反映事务本身及事务之间 的各种联系，是DBMS用来表示 实体与实体间联系的方法，分为 三种：
层次数据模型


层次数据模型：树形结构表示 网状数据模型：网络结构表示 关系数据模型：二维表结构表示

数据库技术发展至今，绝大多数数据库 管理系统是基于关系型的， Access是 一种关系数据库管理系统

5. 数据库系统（Database System ,DBS）


拥有数据库技术支持的计算机系统 由数据库（DB）、数据库管理系统（DBMS）、 数据库管理员(DBA)、硬件平台（包括计算机、网 络）和软件平台（操作系统等）构成。
6. 数据库应用系统（DBAS）


利用数据库系统进行应用开发，是：DBS+应用软件 +应用界面 数据库应用系统的核心问题是：数据库系统设计 教务管理系统、人事管理系统是DBAS
姓名
职称
应发工资 基本工资 奖金
津贴
应扣工资 房租 水电
实发工资
不符合关系规范化，不是二维表，是复合表
关系数据模型
关系中的数据完整性约束

实体完整性约束

主键中属性值不能为空值 实体及实体间的联系 具体应用要求来定义的约束条件
参照完整性约束

用户定义的完整性约束

1.3关系代数
关系代数是以对关系的集合运算为基础，分为传统的集合运 算和专门的关系运算，其运算对象是关系，运算结果也是关 系。 传统的集合运算：元组具有相同的结构（相同的关系模式） 并（R∪S）：关系中元组（记录）直接追加； 差（R﹣S） ：R差S 表示属于R但不属于S的元组； 交（R ∩ S） ：R交S表示既属于R又属于S的共同元组
描述事物的符号记录，用物理符号记录下来的可以鉴别 的信息 物理符号：数字、文字、图形、图像声音及其他特殊符 号

2. 数据库(Database，简称DB)

存储在计算机存储设备中的、结构化的相关数据的集合
通讯录-数据库，某位联系人的地址或者电话-数据
3. 数据库管理系统(Database Management System, DBMS) 数据库的管理机构，负责数据库中数据的组织、数据操纵、 数据维护、控制及保护和数据服务 是一种系统软件，要在操作系统支持下工作 是数据库系统的核心 Access就是一个DBMS


数据统一管理与控制
数据库技术的根本目标是要 解决数据的共享问题
1.1.4 数据库系统的内部结构体系

数据库系统的三级模式（数据库系统中数据结构的 一种表示形式）
（1）概念模式 （2）外模式（用户模式） （3）内模式（物理模式）
内模式处于最底层，它反映了数据在计算机物理结构中的实际存储 形式 概念模式处于中层，它反映了设计者的全局数据逻辑要求 外模式处于最外层，它反映了用户对数据的要求

专门的关系运算：

在关系数据库中，基本的关系运算有三种，它们是选择、投影 和连接

选择：在基本表中选择满足条件的元组成一个新的关系（行操作）

例：从学生表中找出年龄大于20的学生
A a b c
B 3 2 1
C X y z
A b
B 2
C y

专门的关系运算： 投影：在基本表中选择需要的字段（属性）组成一个新
实体描述


实体：现实世界中的事物，实体是概念世界中的基 本单位，它们是客观存在并相互区别的事物（可以 是实际的事物，也可以是抽象的事物） 实体的属性：用来描述实体的特性 实体集：具有相同类型及相同性质(或属性)的实体 的集合
一个人是实体，一笔贷款也是实体 张三、李四·· ·等人是实体，他们均是学生而组成一个实体集 学生可以用学号、姓名、性别、出生年份、入学时间等属性来描述

1.2.4关系数据模型

术语

关系模式：对一个关系的结构描述 关系名( 属性1, 属性2, ...... , 属性n ) 例：职员（编号，姓名，工作时间，学历） 可以由E-R模型转换过来
学生 M 选课 N 课程
学号 姓名 性别 出生年月
系
课号
课程名
学分
成绩
选修时间
学生（学号，姓名，性别，出生年月，系） 选课（学号，课号，成绩，选修时间） 课程（课号，课程名，学分）
关系数据模型
关系(二维表)的特点
关系必须规范化，即满足一定要求 最基本要求:每个属性必须是不可分割的数据单元，表中 不能再包含表。(即元组的分量不能再分成更小的数据项) 不能有相同属性名 不能有相同元组（记录），即数据不能冗余 元组（记录）的次序无关 属性（列）的次序无关

C 3 1 2 3 1 2 3 1 2
D 4 8 1 4 8 1 4 8 1
E 1 1 1 7 7 7 5 5 5
F 8 8 8 9 9 9 2 2 2
T0：笛卡尔积 T1: 连接 T2: 等值连接
3
2
1
8
5
2
T1=R ｜ × ｜S
D>E
T2=R ｜ × ｜S
D=E

专门的关系运算： 自然连接：去掉重复属性的等R模型，即实体联系模型，用来描述实体集之间的联系 实体集间可通过联系建立联接关系，一般实体集间无法建 立直接关系，它只能通过联系才能建立起联接关系

实体集—矩形表示
学生
课程
属性—椭圆形表示 联系—菱形表示
学生 M
学号
姓名
课程名
选课
选课
N
课程
学号 姓名 性别 出生年月
系
课号
课程名
网状数据模型
关系数据模型
1.2.4关系数据模型

术语
关系：实体之间的联系，即二维表，一个关系对应一个表 元组：二维表中的行，对应于表中的记录 属性：二维表中的列，对应于表中的字段名 域：属性的取值范围 关键字（主码、主键）：能惟一标识一个元组的属性或属性 的集合 外部关键字：表中的一个字段不是本表的主关键字，而是另 外一个表的主关键字或候选关键字
件）

专门的关系运算： 除：
s
C 3 5 D 4 6
s
C 3 D 4
5
4
6
2
T T=R ÷ S
A B
T
A B
1
7
2
8
1
2
1.4数据库设计与管理
设计的四个阶段 需求分析 概念设计（E-R图） 逻辑设计（将E-R图转换成关系数据模型的过程） 物理设计
需求分析 需求说明书 概念设计 概念数据模型 DBMS模型 逻辑设计 逻辑数据模型 DBMS条件 硬件、OS支持 物理设计 物理数据模型
R
A 1 3 7 B 2 2 3 C 3 1 2 D 4 8 1
S
E 1 F 8
T0
7
5
9
2
T1
A 1 3 3 B 2 2 2 C 3 1 1 D 4 8 8 E 1 1 7 F 8 8 9 A 7
T2
B 3 C 2 D 1 E 1 F 8
A 1 3 7 1 3 7 1 3 7
B 2 2 3 2 2 3 2 2 3
1.5 ACCESS简介
Access数据库扩展名为.mdb Access数据库的系统结构

表：存储数据的对象（数据库系统的核心与基础） 查询：方便查看数据 窗体：数据库和用户联系的界面 报表：用来设计打印输出样式 数据访问页：特殊的web页 宏：一系列操作的集合 模块：设计复杂程序完成宏等不能完成的任务

1.2 数据模型 1.2.1数据模型的基本概念
概念数据模型 逻辑数据模型
数据模型分成概念数据模型（面 向现实世界和用户）、逻辑数据 模型（面向数据库系统）和物理 数据模型三种类型 其中概念数据模型常见的模型有 E-R模型，逻辑数据模型（简称数 据模型）有三种常用模型···
典型的模型
1.2.2E-R模型（一种常用的概念数据模型）
主要功能 数据模式定义 数据存取的物理构建 数据操纵（查询，增、删改记录） 实现相应功能所使用的数据语言 数据定义语言（DDL） 数据操纵语言（DML） 数据控制语言（DCL）
数据的完整性、安全性定义与检查
数据库的并发控制与故障恢复 数据的服务
4. 数据库管理员
主要工作包括：数据库设计 、数据库维护、改善系统性能 ，提高系统效率
1.1.2 数据管理技术的发展
人工管理阶段 >>>文件系统阶段>>>数据库系统阶段
1.1.3 数据库系统的基本特点


数据的集成性 数据的高共享性与低冗余性 数据独立性（数据与程序间互不依赖）
物理独立性：当数据的物理结构（存储结构、存取方式等 ）的改变，不影响数据库的逻辑结构，不会引起应用程序 的变化 逻辑独立性：数据库总体逻辑结构的改变，如修改数据模 式、增加新的数据类型、改变数据间的联系，不需要修改 相应的应用程序
实体（集）之间的联系