数据库原理

2020-08-21  本文已影响0人  jun123123

数据库

第一章

三种数据管理技术和优缺点

数据模型

客观对象的抽象过程：

概念模型

实体-联系法

实体-联系图/E-R图

实体矩形，属性椭圆、联系菱形，实体和属性之间用无向边连接，

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数据模型组成（三要素记住）

数据结构

描述数据库的组成对象以及对象之间的联系，是对系统静态特性的描述

内容：与对象的类型内容性质有关，也与数据之间的联系有关

数据操作

对数据库中对象和实例的操作集合，增删查改，是对系统动态特性的描述

完整性约束条件

一组完整性规则的集合

完整性规则：给定数据模型中数据及其联系所具有的制约和依存规则，用于限制数据模型的状态及状态变化，以保证数据的正确、有效和相容。

常用的数据模型

层次模型和网状模型称为非关系模型，关系模型、面向对象关系模型、对象关系数据模型、半结构化数据模型

层次模型

是用树形结构来表示实体以及实体之间的联系，满足以下两个条件的基本层次结构的集合称为层次模型

层次模型的术语

特点：双亲结点是唯一的；只能直接处理一对多的实体联系；每个记录类型可以定义一个排序字段（码字段）；任何记录值只有按其路径查看才能显出它的全部意义；没有一个子女记录能脱离双亲记录值而独立存在。

完整性约束：

优点：

缺点：

网状模型

满足以下条件：

层次模型是网状模型的一个特例，网状模型中父子节点的联系可以不唯一，要为每个联系命名并指出与该联系有关的父子节点

优点：

缺点：

关系模型

逻辑结构是一个二维表，由行和列组成

关系模型的规范：

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优点：

缺点：

数据库系统的结构

模式：schema，是型的描述，反应的是数据的结构和联系，是静态的

实例：instance，模式的具体值，是某一时刻的状态，是动态的，一个模式可以有多个实例

三级模式

二级=映像功能与数据独立性

数据的逻辑独立性

应用程序（外模式）与数据库的逻辑结构（模式）是相互独立的，即数据的逻辑结构发生改变，应用程序不用改变

外模式/模式映象定义了外模式与模式之间的对应关系，当模式改变时，只需修改外模式/模式映象，使外模式保持不变，而应用程序时是根据外模式编写的，因次不需要修改外部程序，保证了数据与程序的逻辑独立性

数据的物理独立性

应用程序（外模式）与存储在磁盘上的数据库（文件）中的存储结构（内模式）是相互独立的。数据文件的组织方式改变不需要修改应用程序

模式/内模式映象定义了数据全局逻辑结构与存储结构之间的对于关系，当存储结构改变，只需修改模式/内模式映象，使模式保持不变。同样不需要修改应用程序，保证了数据与程序的物理独立性

第二章

关系数据结构及形式化定义

关系的6个性质：

几个概念：

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关系操作

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关系的完整性

关系代数

以集合为基础，定义一组运算，由已知关系经过一系列运行，得到需要的查询结果，关系代数是过程化的查询语言

关系代数继承传统的集合运算：交、并、差、广义笛卡尔积。其中交并差要求参与运算的两个关系要由相同的结构。

专门的关系运算：

选择

\sigma_F(R)=\{t|t\in R\bigwedge F(t)=true\}

其中F是条件，一般为一个逻辑表达式

投影

从R中选择出若干属性组成新的关系
\pi_A(R)=\{t[A]|t\in R\}

其中A为要取出的R中的列的集合

注：投影之后不仅取消了原关系中的某些列，还可能取消某些行（避免重复行）

连接

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同样需要取消重复列

两种常用的连接运算

几种特殊的自然连接：

象集

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除法

假设R=(X,Y),S=(Y,Z),X,Y,Z是属性组，求R\div S\\ 若T=\pi_Y(S)\in V=Z_{x_i}(R)\\ 注：这里的Z是象集，不是上面的属性组\\ 则在结果中加入x_i元组\\ 即，R\div S=\{x|\pi_Y(S)\in Z_{x_i}(R)\}

整除，类似取样性质，需要取样时会用到除法

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对于共同属性的判断，是域相同而不是属性名相同，但通常是指公共属性

各类符号

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关系演算

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看PPT

SQL

在mysql中，create database和create schema是等价的

一些sql关键字：

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索引

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自身连接

select a.con, b.conp from course a,course b;取别名

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嵌套查询中子查询不能使用order by语句

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子查询时，子查询语句要放在等号后面

相关子查询：子查询的条件与父查询当前值相关。相关子查询如果子查询和父查询是对同一个数据库操作，必须使用别名。如果是不相关子查询也可以不用别名。

集函数不能出现在where字句中，只能在select字句和having短句中。集函数不能嵌套。

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from语句后的表也可以是子查询，但必须使用别名

数据更新时会检查完整性规则：

视图view

和表操作基本一致，但是view不占用实际存储空间，而是在使用时从表中获取临时数据集，视图对应外模式。

视图的作用：
简化用户操作，使多用户从多个角度看待同一数据，保证数据的逻辑独立性，提供数据保密

数据完整性

三个要求：

实体完整性

定义

检查

DBMS检查：

参照完整性

定义

检查

处理：

附表操作：拒绝

主表操作：拒绝/级连删除/附表中对应外码设空

用户定义完整性

属性约束

定义

表声明列定义时添加的约束：

检查和处理

拒绝

元组约束

定义

表声明列定义时使用CHECK语句建立，可以设置同一组不同属性之间的约束

检查和处理

拒绝

完整性约束命名字句

定义

constraint <约束名> <约束条件>

约束条件包括：

修改

alter table <table.name> (drop/add) constraint <constraint.name>

断言

create assertion语句创建断言

create assertion <assertion.name> <条件>

对断言中涉及的关系进行操作都会触发断言，不能通过断言的操作都会被拒绝

触发器

定义

create trigger <触发器名>

{before/after} <触发事件> on <表名>

referencing new/old row as <变量>

for each {row/statement}

[when <触发条件>]<触发动作体>

触发器又叫：事件-条件-动作；触发器只能定义在基本表上，不能定义在视图上；基本表数据发生变化时，将激活定义在该表上相应的触发器

before/after指定触发动作执行的时间；触发事件是insert\delete\update或者他们的组合，或update of <列名,...>指定触发列；row/statement指定触发器级别，语句级触发器每条语句最多触发一次，行级触发器每行最多触发一次

关系数据理论

数据依赖

一个关系内部属性与属性之间的一种约束关系，是现实世界属性间相互联系的抽象，是数据的内在性质，是语义的体现。

规范化

函数依赖

由一个属性可以唯一确定另一个属性，称为函数依赖（类似函数关系）。如学号可以唯一确定姓名。

通过依赖将模式分解。

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平凡函数依赖与非平凡函数依赖

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若X->Y，则称X为这个函数依赖的决定因素

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码

范式

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第一范式

表项不可再分

第二范式

每个表都有主码

任何一个非主属性，都完全依赖于候选码

例如主码（学号，课程号），非主属性（成绩，姓名），其中非主属性姓名不是主码的完全依赖（只依赖于学号），那么该关系不属于第二范式

尽量让主码为单一字段

将不符合第二范式的模式分解，使其符合第二范式

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第三范式

不存在非主属性之间的传递依赖

BCNF

只有候选码能决定属性组

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