数据库速通:基础篇(上)

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日新计划6月更文 Day 13

绪论

  • 数据:描述事物的符号记录称为数据(Data)

    数据的含义又称为语义,数据与其语义是不可分的

  • 数据库:数据库(DataBase)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:数据库管理系统(DataBase Manage System)是可用于进行数据定义(Data Definition)、数据操纵(Data Manipulation)、数据管理等功能的系统软件

  • 数据库系统:数据库系统(DataBase System)是由DB、DBMS及其开发工具、应用程序和数据库管理员(DataBase Administrator)组成的存储、管理、处理和维护数据的系统。

  在计算机科学发展的过程中,数据库管理技术经历了人工管理阶段、文件系统阶段和数据库系统阶段,数据库系统的出现标志着数据管理技术的巨大飞跃。

  在数据库系统中,常见的关系模型有层次模型、网状模型与关系模型,其中关系模型的出现是现代数据库系统的基础。

  数据库系统的三级模式(schema)是外模式、模式与内模式:

  • 外模式:也称子模式(subschema)或用户模式,是用户可以看到和使用的部分数据库的逻辑结构
  • 模式:也称逻辑模式,是数据库中所有数据的逻辑结构与特征的描述,是所有用户的公共视图
  • 内模式:也称存储模式(storage schema),是数据在数据库内部的组织形式

  数据库的三级模式是数据在不同程度上的抽象,数据库的二级映像(外模式/模式映像,模式/内模式映像)保证了数据库内数据较高的逻辑独立性与物理独立性。

  下面是概念对初学者十分枯燥,但对接触过关系型数据库的人来说就有一种亲切的感觉

关系数据库

接下来进入狸鳝数学时间(bushi)

  关系模型的数据结构只有一种数据类型——关系,但在关系之上进行的各种演算就非常复杂惹。

  在关系数据库中,实体与实体间的联系就是用关系存储的,也就是一张一张的表。

  对关系的操作可分为查询操作与非查询操作,查询操作包括选择、投影、连接、除、并、差、交等,而选择、投影、并、差、笛卡尔积是五种基本操作。

  关系模型中的三类完整性约束是实体完整性、参照完整性和用户定义完整性:

  • 实体完整性:基本关系的主属性不能为空
  • 参照完整性:参照关系的外码(外键)取值应为被参照关系某个元组的主码或空

  传统的关系运算都是二元运算,包括并(Union,)、差(Except,-)、交(Intersection,

和笛卡尔积(Cartesian Product,

  专门的关系运算包括选择、投影、连接和除:

  • 选择:σF(R)={ttRF(t)=true}\sigma_{F}(R)=\{t|t\in R \wedge F(t)=true\},对关系中的元组进行筛选得到新的关系,如σage>20(Student)\sigma_{age>20}(Student)

  • 投影:ΠA(R)={t[A]tR}\Pi_A(R)=\{t[A]|t\in R\},从关系中选择部分属性得到新关系,如ΠSname,Sage(Student)\Pi_{Sname, Sage}(Student)

  • 连接:RAΘBS={tr,tstrRtsStr[A]Θts[B]}R \underset {A \Theta B}{ \Join } S= \{ \overset { \LARGE { \frown }}{t_r, t_s}|t_r \in R \wedge t_s \in S \wedge t_r[A] \Theta t_s[B]\},从两个关系的笛卡尔积中选择满足一定条件的元组。

    连接条件为“=”的连接称为等值连接,自然连接是一种特殊的等值连接它要求参与判断的属性名称相同且需要对结果进行去重。

  • 除:关系R除以关系S的结果包含所有处于R但不处于S的属性及值且结果与S中元组的所有组合处于R中。