一、数据库绪论

数据库的四个概念

• 数据（Data）：数据是数据库中存储的基本对象，它是描述事物的符号记录。
• 数据库（Database）：数据库是长期储存在计算机内、有组织的、可共享的大量数据的集合。
• 数据库管理系统（DBMS）：数据库管理系统是位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件，它是一个大型复杂的软件系统，它主要用于科学地组织和存储数据、高效地获取和维护数据。
• 数据库系统（DBS）：数据库系统主要是由数据库、数据库管理系统（及其开发工具）、数据库管理员以及应用程序所构成的一套人机系统。

信息世界中的基本概念

• 实体（Entity）：客观存在并可相互区别的事物称为实体。
• 属性（Attribute）：实体所具有的某一特性称为属性。一个实体可以由若干个属性来刻画。例如学生实体可以由学号、姓名、性别、出生年份、系、入学时间等属性组成。（94002268，张山，男，1976，计算机系，1994）这些属性组合起来表征了一个学生。
• 码（Key）：唯一标识实体的属性集称为码。例如学号是学生实体的码。
• 域（Domain）：属性的取值范围称为该属性的域。例如，学号的域为8位整数，姓名的域为字符串集合，年龄的域为小于38的整数，性别的域为（男，女）。
• 实体型（Entity Type） ：具有相同属性的实体必然具有共同的特征和性质。用实体名及其属性名集合来抽象和刻画同类实体，称为实体型。例如，学生（学号，姓名，性别，出生年份，系，入学时间）就是一个实体型。
• 实体集（Entity Set）：同型实体的集合称为实体集。例如，全体学生就是一个实体集。
• 联系（Relationship） ：在现实世界中，事物内部以及事物之间是有联系的，这些联系在信息世界中反映为实体（型）内部的联系和实体（型）之间的联系。实体内部的联系通常是指组成实体的各属性之间的联系。实体之间的联系通常是指不同实体集之间的联系。

两个实体型之间的联系

两个实体型之间的联系可以分为三类：

一对一联系（1 : 1）

如果对于实体集A中的每一个实体，实体集B中至多有一个（也可以没有）实体与之联系，反之亦然，则称实体集A与实体集B具有一对一联系，记为1 : 1。例如，学校里面，一个班级只有一个正班长，而一个班长只在一个班中任职，则班级与班长之间具有一对一联系。

一对多联系（1 : n）

如果对于实体集A中的每一个实体，实体集B中有n个实体（n≥0）与之联系，反之，对于实体集B中的每一个实体，实体集A中至多只有一个实体与之联系，则称实体集A与实体集B有一对多联系，记为1 : n。例如，一个班级中有若干名学生，而每个学生只在一个班级中学习，则班级与学生之间具有一对多联系。

多对多联系（m : n）

如果对于实体集A中的每一个实体，实体集B中有n个实体（n≥0）与之联系，反之，对于实体集B中的每一个实体，实体集A中也有m个实体（m≥0）与之联系，则称实体集A与实体集B具有多对多联系，记为m : n。

常见的数据模型

• 层次模型（Hierarchical Model）
• 网状模型（Network Model）
• 关系模型（Relational Model)）
• 面向对象数据模型（Object Oriented Data Model）
• 对象关系数据模型（Object Relational Data Model）
• 半结构化数据模型（Semistruture Data Model）

数据库系统结构

• 从数据库应用开发人员角度看，数据库系统通常采用三级模式结构，是数据库系统内部的系统结构。

• 从数据库最终用户角度看，数据库系统的结构分为：

  • 单用户结构
  • 主从式结构
  • 分布式结构
  • 客户-服务器结构
  • 浏览器-应用服务器结构
  • 数据库服务器多层结构

数据库系统的组成

• 数据库
• 数据库管理系统（及其开发工具）
• 数据库管理员
• 应用程序

数据库管理员职责

0. 决定数据库中的信息内容和结构。
1. 决定数据库的存储结构和存取策略。
2. 定义数据的安全性要求和完整性约束条件。
3. 监控数据库的使用和运行。
4. 数据库的改进和重组。

二、关系型数据库

域（Domain）： 域是一组具有相同数据类型的值的集合。

笛卡尔积（Cartesian Product）： 给定一组域D1，D2，…，Dn，允许其中某些域是相同的。D1，D2，…，Dn的笛卡尔积为： D1×D2×…×Dn ＝｛（d1，d2，…，dn）｜di∈Di，i＝1，2，…，n｝，笛卡尔积是所有域的所有取值的一个组合，它不能重复。

• 元组（Tuple）：笛卡尔积中每一个元素（d1，d2，…，dn）叫作一个n元组（n-tuple）或简称元组。
• 分量（Component）：笛卡尔积中每一个元素（d1，d2，…，dn）中的每一个值di叫作一个分量。
• 基数（Cardinal number）：若Di（i＝1，2，…，n）为有限集，其基数为mi（i＝1，2，…，n），则D1×D2×…×Dn的基数M为：

关系（Relation）： D1×D2×…×Dn的子集叫作在域D1，D2，…，Dn上的关系，表示为R（D1，D2，…，Dn），其中，R为关系名，n为关系的目或度（Degree）。

什么是关系模式？

关系模式是对关系的描述。如元组集合的结构，完整性约束条件。

关系操作

常用关系操作：

• 查询操作：选择、投影、连接、除、并、差、交、笛卡尔积（选择、投影、并、差、笛卡尔基是5种基本操作，交、连接、除，可以用5种基本运算来表达，引进它们并不增加语言的能力，但可以简化表达）
• 数据更新：插入、删除、修改

三、SQL语言

SQL的功能

SQL的结构

SQL支持关系数据库三级模式结构：

SQL的数据类型