数据库笔记

引论 一、本门课的系统结构 1 .系统软件----DBMS（Data Base Manager System） 2 .应用软件----DBS 二、本门课的授课内容 第一篇 第一章 概论 （基础） 第二章 关系数据库（RDBMS）----SQL 30% 第三章 安全性/完整性 第二篇 原理（50%） DBS设计 第三篇 DBMS（15-20%） 实现篇

第一章 DBS概述 §1.1 基本概念 一、信息：关于现实世界新的事实的知识 二、数据：用以载荷信息的物理符号

硬件 OS DBMS 应用程序 DBS 三、数据处理 四、数据原理——数据库技术 §1.2 数据管理进展 一、人工管理（50年代中期） 二、文件管理（50年代中期——60年代中期） 三、数据库管理（60年代末期——至今） 特点： ①关系结构——表 1 .数据结构化 ②层次结构——树 ③网状结构——图 2 .高度共享，冗余度低 3 .数据独立性高 ① 物理独立性 ② 逻辑独立性 安全性 4 .DBMS统一管理 完整性 并发控制 §1.3 DBS的组成与结构 一、DBS术语 1 .数据库：长期存放在计算机内有组织的相互关联的数据的集合 2 .DBMS：是一个系统软件，能够帮助用户建立，使用（检索、更新）管理和控制数据库的软件系统 3 .DBS：带有数据训的计算机应用系统 二、DBS组成 1 .软件——OS、DBMS、应用程序 2 .硬件 ① 内存——存放OS、DBMS、应用程序、缓冲区、工具 ② 外存——存放DB （1）系统分析员 （2）数据库管理员(DBA)※ 3 .人员 （3）数据库设计者 （4）应用程序员 （5）用户 三、DBS的结构（三级模式）

1 .外模式（子模式）：关于数据库的局部逻辑结构的描述 2 .模式：关于数据库的全局逻辑结构的描述

应用程序B 应用程序C 应用程序A 应用程序D 应用程序E 外模式1 外模式2 外模式3

模式 内模式 DB

外模式/模式映射 模式/内模式映射 DBMS 3 .内模式：对数据库的存储结构的描述 ①模式和内模式各只有一个 ②外模式可以有多个，必须命名，不同名的外模式之间互相结论 覆盖 ③一个外模式可以被多个应用程序所启用，但每个应用程序只能用一个外模式 ④三级模式之间的两级映射由DBMS支持 §1.4 数据模型 一、 定义：数据结构，完整性约束，数据操作组成数据模型 二、 分类 基于对象模型——（独立于计算机）如ER图 基于记录模型——（计算机） 1 .关系模型 2 .层次模型 3 .网状模型 §1.5 DBMS 一、 定义功能（DDL） 二、 操纵功能 第二章 关系数据库

§2.1 关系数据模型 1 .数据结构 一、三要素 2 .完整性约束规则 3 .关系运算 二、数据结构 1 .域：值的集合 2 .基数：域中元素的个数 3 .笛卡尔积：D1×D2×…×Dn={(d1......dn)|di∈Di,1≤i≤n} 例：D1={白，李} D2={丁，王，张} D3={白一，李一，李二} ※ 4 .关系：从笛卡尔积抽取的有意义的子集，构成关系R（U，D，DOM，I，F） ①任何元组不能全同 ②行的顺序不重要，可以任意交换 ※5 .关系的性质 ③列的顺序不重要，可以任意交换 ④列是同质的 ⑤不同的列可出自相同的栈 ⑥每一分量是不可再分的，是原子的 §2.2 关系运算 DDL RDBMS DML 关系代数语言 DCL 关系演算语言 关系代数语言：用对关系的代数运算来表达查询 关系代数语言——ISBL 关系演算语言：用谓词演算公式表达查询 关系演算语言 元组演算语言——代表QUEL（已实现） 域演算语言——代表QBE（已实现） 介于关系代数与关系演算之间的语言——SQL

按表达查询方式不同 传统集合运算——并、交、差 一、关系代数语言 选择 专门的关系运算 投影 连接 除法 （一）传统集合运算（要求：两个关系相容，即属性个数相同，对应的列出自相同的域） 1 .并 ①公式：R∪S={t|t∈R∨t∈S} ②作用：由属于R或属于S的所有元组构成，但去掉重元 组 2 .交 ①公式：R∩S={t|t∈R∧t∈S} ②作用：由属于R又属于S的所有元组构成 3 .差 ①公式：R-S={t|t∈R∧t∈S} ②作用：由属于R但不属于S的元组构成 R∩S=R-（R-S）=S-(S-R) （二）专门的关系代数运算 1 .选择 （1） 公式：ςF（R） 例：ςA＞4（R） （2）作用：在关系的水平方向查找（选取）满足给定条件的子集 2．投影 （1）公式：π属性表（R） 例：πsn（P） 例3：求CS年龄＝19的学生姓名 ①P＝ςSD=’cs’∧SA=19（S） ②πsn（P） VF: SQL: CREAT S(新建) SELECT sno,sn 或 USE a:\s (打开) FROM S LIST for SD=’CS’ .and. SA=19 WHERE SD=’CS’ AND SA=19 Fields sno,sn 例4：求选修‘c2’课学号及成绩 πsno,GR（ςcno=’CS’（SC）） 例5：求选修‘c2’课姓名及成绩 （3）作用：在关系的垂直方向查找（选取）满足给定条件的子集 笛卡尔积 3．连接 （有）条件连接 等值连接 自然连接 （1） 笛卡尔积 R×S＝{trts|tr∈R∧ts∈S} （2）条件连接 R S={trts| tr∈R∧ts∈S∧tr[A]θts[B]} ==ςR,AθS.B（R×S） （3）等值连接 R S={trts| tr∈R∧ts∈S∧tr[A]=ts[B]} ==ςR,A=S.B（R×S） ※（4）自然连接 R S={trts[B]= tr∈R∧ts∈S∧tr[A]=ts[B]} ==πR.*,S.*(B)（ςR,A=S.B

区别 AθB A=B （R×S）） 解例5：πsn,GR（πsno,GR（ςcno=’c2’（SC） πsno,sn（S））） 例6：求‘CS’系选‘C1’课的姓名及学号 解：πsno,sn（ςSD=’cs’（SC）） πsno（ςcno=’c1’（SC）） 例7：求‘CS’系选‘C1’课成绩优秀的姓名及学号 解：πsno,sn（ςSD=’cs’（SC）） πsno（ςcno=’c1’∧GR≥90

（SC））

例8：求刘老师所教课的课名及所选课学生姓名 πcn,sn（πcno,cn（ςCT=’刘’（C）） SC πsno,sn（S）） 例9：求‘CS‘系年龄小于19岁的学生姓名及所选课的课名 πsn,cn（πsno,sn（ςSD=’cs’ ∧SA<19（S）） SC πcno,cn（S）） 例10：求无人选的谭号 πcno（c）-πcno（SC） 4．除法 （1）R（X，Y）÷S（Y） 例13：求选全部课程的学生姓名 πsn（S （πsno,cno（SC）÷πcno（C））） 例12：求同时选‘C1’和‘C2’课的姓名 πsno,cno（SC）÷πcno（ςcno=’c1’∧cno=’c2’

（C））

§2.3 SQL(结构化查询语言) 视图（外模式） DDL 基本表（模式） 存储文件（内模式） 查找――select SQL DML 插入――insert 删除――delete 修改――update 安全性 DCL 完整性 并发控制――加锁 一、 SQL特点 1． 一体化语言，也就是集DDL，DML，DCL为一体 2． 介于关系代数和关系演算之间的语言 3． 一个语法两种使用方式：交互使用；作为其它程序设计语言的子语言使用 4． 语法简单，易学易用 5． SQL语句的查询结果是一张表 二、 DDL定义功能 1． 定义基本表 语法格式：creat table S(sno char(5) not null, sn char(8) not null, SA integer,SD char(20)); alter table S add drop 2．视图：从一个或几个基本表中导出的表，是一个虚表 ※三．SQL的数据操纵功能 1．简单查询 （一）查找 2. 集合查询 并，交，差 union,intersect,minus 3．连接查询 4．嵌套查询 相关子查询――使用exists(not exists) 不相关子查询――使用in(not in) 1．Select的语法格式 Select 目标列 from 关系表 [where 条件] [group by] [order by] ①省略where子句，查询化作投影运算 说明 ②当目标列包含了被选关系的全部属性时，查询化为选择运算 ③连接查询当中要写明连接条件 例1：select sn,SD from S πsn,SD（S） 例2：select sno,sn,SD,SA /＊ from S where SA<19 ςSA<19（S）