資料庫系統概論—基礎篇(1)

一、緒論

1.資料庫系統概述

1.1資料庫四個基本概念

• 數據：描述事物的符號記錄
• 資料庫(DB)：存放數據的倉庫
• 資料庫管理系統(DBMS)：位於用戶與操作系統之間的一層數據管理軟體
• 資料庫系統(DBS)：由資料庫，資料庫管理系統，應用程式和資料庫管理員組成

1.2數管理技術的發展

人工管理階段->文件系統階段->資料庫系統階段

文件系統到資料庫系統標志著數據管理技術的飛躍

1.3資料庫系統特點

數據結構化(資料庫系統和文件系統的本質區別)，數據共用性高、冗餘度低且易擴充，數據獨立性高（物理、邏輯），數據由資料庫管理系統統一管理控制

2數據模型

2.1數據模型的分類

• 概念模型：從現實世界提取信息
• 邏輯和物理模型

顯示世界->信息世界->機器世界

概念模型的的一種表示表示方法：E-R模型

2.2數據(邏輯)模型的組成

數據模型通常由數據結構，數據操作和數據完整性約束組成

2.3常用的數據(邏輯)模型

• 層次模型：性能優於關係資料庫，不低於網狀資料庫(最快查詢，給出路徑)
• 網狀模型：幾乎不用
• 關係模型：一個關係對應一張二維表(表中無表，屬性不可分)

3資料庫系統結構

模式：全體數據的邏輯結構和特征描述(所有表頭的相加)

3.1三級模型

• 外模式：局部、用戶模式
• 模式：全局、邏輯模式；只有一個
• 內模式：物理、存儲模式；只有一個

內模式與模式一對一

模式與外模式一對多

外模式與應用一對多

應用與外模式一對一

3.2兩級映像

• 外模式/模式：保證數據與程式的邏輯獨立性(全局變，局部可不變)
• 模式/內模式：保證數據與程式的物理獨立性（存儲變，邏輯可不變）

4.1資料庫系統組成

資料庫系統 = 資料庫 + 資料庫管理系統 + 應用程式 + 資料庫管理員 = 硬體平臺及資料庫 + 軟體 + 人員

二、關係資料庫

2.1關係數據結構及形式化定義

2.1.1關係

只包含單一數據結構，可以看作一張二維表

相關概念

• 域：具有相同數據類型的值的集合(取值範圍)
• 笛卡爾積：不同域之間相互組合
• 關係：笛卡爾積的子集，可以表示成R(D1,D2...Dn);其中R是關係名，n是關係的目或度(d多少列）
• 候選碼：某一屬性唯一確定一個元組
• 主碼：多個候選碼其中選一個，其餘為候補碼
• 主屬性：候選碼的屬性總和
• 全碼：所有屬性為候選碼

三種類型

基本關係：實際存在的表

查詢表：臨時表(需要自己存儲)

視圖表：虛表(只有表頭，沒有數據)

2.1.2關係模式

關係模式就是表頭；關係 = 模式 + 數據

關係模式是靜態的，穩定的，關係是 動態的，隨時間不斷變化的

2.2關係操作

2.2.1基本關係操作

操作的對象和結果都是集合

常用關係模式：查詢，插入，刪除，修改

查詢的五大操作：選擇，投影，並，差，笛卡爾積

2.3關係的完整性

2.3.1實體完整性

主屬性不能是空值

2.3.2參照完整性

• 參照關係：其中某屬性是另一表中的主碼
• 被參照關係：其主碼是另一表中的某屬性