这是我参与「第五届青训营 」伴学笔记创作活动的第 15 天

一、绪论

1.1数据库的四个基本概念

1.数据（data）

描述事物的符号记录称为数据。数据的含义称为数据的语义，数据与其语义是不可分。

2.数据库（database,db）

数据库是长期存储在计算机内、有组织的、可共享的大量数据的集合。数据库中的数据按一定的数据模型组织、描述和存储，具有较小的冗余度、较高的数据独立性和易扩展性，并且可为各种用户共享。

3.数据库管理系统(database management system,dbms)

数据库管理系统和操作系统一样，是计算机的基础软件。例如：Mysql，Oracle…

数据库管理系统的主要功能：

1. 数据定义的功能
2. 数据组织、存储、和管理
3. 数据操纵功能
4. 数据库事务管理和运行管理
5. 数据库的建立和维护
6. 其他

4.数据库系统(database system,dbs)

数据库系统是由数据库、数据库管理系统、应用数据和数据库管理员组成的存储、管理、处理和维护数据的系统。

数据库系统的特点：

1. 数据结构化
2. 数据的共享性高、冗余度低且易扩充。
3. 数据独立性高
4. 数据由数据库管理系统统一管理和控制

1.2数据模型

数据模型也是一种模型，它是对现实世界的抽象。数据模型是数据系统的核心和基础。

根据模型应用的不同目的，将模型分为两个部分：第一类是概念模型，第二类是逻辑模型和物理模型。

概念模型：

也称信息模型，它是按用户的观点来对数据和信息建模，主要用于数据库设计。

逻辑模型：

• 层次模型
• 网状模型
• 关系模型（mysql就是基于关系模型的关系型数据库）
• 面向对象数据模型
• 半结构化数据模型

物理模型：

是对数据最底层的抽象，它描述数据在系统内部的表示方式和存取方法，或在磁盘或磁带上的存储方式和存储方法，是面对计算机系统的。

现实世界中客观对象的抽象过程：

人们首先将现实世界抽象为信息世界（概念模型），然后将信息世界转换为机器世界。

数据模型是数据库系统的核心和基础。

信息世界中的基本概念：

1. 实体：客观存在并且互相区别的事务称为实体
2. 属性：实体所具有的某一特性称为属性
3. 码：唯一标识实体的属性集称为码
4. 实体型：用实体名及其属性名集合来抽象和刻画同类实体，称为实体类型。
5. 实体集：同一类型的实体的集合称为实体集
6. 联系：实体之间的联系通常是指不同实体之间的联系，实体之间由一对一，一对多，多对多等多种联系。

注意：信息模型的一种表示方法，实体-联系方法，该方法用E-R图

数据模型的组成要素：

数据模型是严格定义的一组概念的集合，因此数据模型通常由数据结构、数据操作、和数据的完整性约束三部分组成。

1. 数据结构：数据结构描述数据库组成对象以及对象之间的关系。
2. 数据操作：数据操作是指数据库中各种对象的实例允许执行的操作的集合，包括操作及其有关的操作原则。如：查询和更新
3. 数据的完整性约束条件：数据的完整性约束条件是一组完整性规则。

1.3数据库系统的结构

数据库系统中模式的概念：

在数据模型中有’型‘和’值‘的概念，模式是数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述，它仅仅涉及’型‘的概念，不涉及具体的值。模式的一个具体值称为模式的一个实例，模式是相对稳定的，而实例是相对变动的。

数据库系统的三级模式结构：

1. 模式：模式也称逻辑模式，是数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述，是所有用户公共数据视图。
2. 外模式：外模式也称为子模式或者用户模式，它是数据库用户能够看见和使用局部数据的逻辑结构的描述，是数据库用户的数据视图，是与某一应用有关的数据的逻辑表示。
3. 内模式：内模式也称存储模式，一个数据库只有一个内模式。它是数据物理结构和存储方式的描述，是数据在数据库内部的组织方式。

二、关系型数据库

2.1关系

域：

域是一组具有相同数据类型的值的集合。

笛卡尔积：

笛卡尔积是域上的一种集合运算。

关系（对应通常说法就是一张表）：

关系是笛卡尔积的子集。

某一关系中的某一属性组的值能唯一标识一个元组，而子集不能，则称该属性组为候选码

若一个关系中有多个候选码。则选定其中一个为主码。

候选码的的属性称为主属性，不包含任何人候选码的属性称为非主属性或非码属性。

关系的三种类型：

1. 基本关系（基本表，基表）：基本表是实际存在的表，它是实际存储数据的逻辑表示。
2. 查询表：查询表是对应查询结果的表。
3. 视图表：视图表是由基本表或其他视图表导出的表，不对应实际存储的数据。

基本关系的六条性质：

1. 列是同质的，每一个列的分量是同一类型的数据，来自同一个域。
2. 不同的列可以出自同一个域，称其每一列为一个属性，不同属性要基于不同的属性名。
3. 列的顺序是无所谓的的，即列的次序可以任意交换。
4. 任意两个元组的候选码不能取相同的值。
5. 行的顺序是无所谓的，行的次序能任意交换。
6. 分量必须取原子值，即每一个分量是不可分的数据项。（不可分！！！）

关系模式：

关系数据库中，关系模式是型，关系是值。

关系数据库：

关系数据库的型也称为关系数据库模式，是对关系数据库的描述，关系数据库的值是这些关系模式在某一时刻对应关系的集合。

2.2关系操作

关系的五种基本操作：

1. 选择
2. 投影
3. 并
4. 差
5. 笛卡尔积

其他操作基本上可以用基本操作来定义和导出。

2.3关系的完整性

关系模型中有三类完整型的约束：

1. 实体完整性：若属性（一个或者一组）A是基本关系R的主属性，则A不能取null。

2. 参照完整性：

   首先给出外码的定义：F是基本关系R的一个或一组属性，但不是R的码，Ks是关系S的主码，若F与Ks相对应，则称F是R的外码，并且称基本关系R为参照关系，基本关系S称为被参照关系或者目标关系。

   参照完整性的规则R中对与每个元组在F上的值必须：

   或者取空值（F每个属性值均为空值）

   或者等于S的某个元组的主码值

3. 用户定义的完整性：针对某一具体关系数据库的约束条件，反应某一具体应用所涉及的数据必须满足于一要求。

2.4关系代数

专门的关系运算有：选择、连接、投影、除运算等。

1.选择select

选择又称限制，它是在关系R中选择满足给定的条件的诸元组。

2.投影projection

关系R上的投影是从R中选择出若干属性列组成新的关系。

3.连接join

它是从两个关系的笛卡尔积中选取属性间满足一定条件的元组。

连接又分为：等值连接、非等值连接、自然连接、外连接

等值连接要求被比较的关系中进行比较的分量必须是同名的属性组（必须相等）。

自然连接在等值连接的基础上把重复属性的列去掉。

外连接则是将在做自然连接时，关系R中某些元组有可能在S中不存在公共属性上值相等的元组，这些元组称为悬浮元组，将被舍弃的悬浮元组给留下就是外连接做的事情。

4.除运算

设关系R除以关系S的结果关系T，则T包含所有在R但是不在S中的属性及值，且T元组与S元组的所有组合都在R中。

三、关系数据库标准语言SQL

3.1对表结构的操作

操作方式	创建表	删除表	修改表
sql语句	create table	drop table	alter table

3.2对索引的操作

看实验

3.3单表查询

看实验

3.4多表查询

看实验

3.5数据的更新

看实验