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第一章绪论

一、数据库系统概述

1. 数据库的4个基本概念

1.数据：数据库中存储的基本对象，描述事物的符号记录。

2.数据库：长期储存在计算机内、有组织的、可共享的大量数据的集合。较小的冗余度、较高的数据独立性、易扩展性

3.数据库管理系统：位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件。

数据定义功能，数据组织、存储和管理，数据操纵功能，数据库的事务管理和运行管理，数据库的建立和维护功能，其他功能

4.数据库系统：数据库、数据库管理系统、应用程序和数据库管理员。

好处：提高应用开发的效率，不必考虑数据管理的细节；数据与程序之间的独立性，只修改逻辑结构，不必修改应用程序；减轻管理人员维护系统的负担

2. 数据管理技术的产生和发展

1.人工管理阶段：无直接存取设备，没有操作系统，批处理，某一应用程序，无共享独立

2.文件系统阶段：磁盘、磁鼓，文件系统（是操作系统的一部分），联机实时处理、批处理，某一应用，共享独立差，临时数据

3.数据库系统阶段：独立于操作系统、现实世界，安全，完整，并发，恢复

二、数据模型

1.分类

概念模型

逻辑和物理模型：层次、网状、关系、面向对象数据、对象关系数据、半结构化数据

关系模型优点：

1.建立在严格的数学概念基础上；

2.概念单一，联系都用关系来表示。数据结构简单，清晰，用户易懂易用；

3.存取路径对用户透明，独立保密。

缺点：由于存取路径对用户透明，查询效率不如格式化数据模型。DBMS进行优化。

2. 组成要素

数据结构、数据操作、数据的完整性约束

3. 数据库系统的三级模式

模式：所有用户的公共数据视图；

外模式：用户模式，模式的子图；

内模式：存储模式，只有一个。

数据与程序的物理独立性：当数据库的存储结构改变，管理员对模式/内模式映像做相应改变，可以使模式保持不变，从而应用程序也不必改变。

数据与程序的逻辑独立性：当模式改变时，管理员对各个外模式/模式的映像做相应改变，可以使外模式保持不变。应用程序是依据数据的外模式编写的。

第二章关系数据库

一、关系数据结构及形式化定义

1.关系

域：具有相同数据类型的值的集合

关系：是笛卡尔积D1*D2*...*Dn的子集。候选码：唯一标识一个元组，选定其中一个为主码。候选码的诸属性为主属性，不包含在任何候选码中的属性为非主属性。

2.关系模式

型，对关系的描述。R（U,D,DOM,F）R为关系名，U为组成关系的属性名集合，D为U中属性所来自的域，DOM为属性向域的映像集合，F为属性间的依赖关系集合。关系是关系模式在某一时刻的状态或内容。关系模式是静态的、稳定的，而关系是动态的、随时间不断变化的。

二、关系操作

1. 基本操作

查询：select、project、join、divide、union、except、intersection、Cartesian Product

插入、删除、修改操作。

2. 关系数据语言的分类

关系代数语言：基本运算 并、差、笛卡尔积、投影、选择 （交、连接、除均可用5种基本运算来表达）

关系演算语言（元组、域）

具有关系代数和关系演算双重特点的语言

三、关系的完整性

1. 实体完整性

主属性不能取空

2. 参照完整性

外码与主码之间的引用规则。关系R在外码F上的值必须取空值，或者等于S中某个元组的主码值。

（在参照完整性中，外码属性值可以为空，它表示该属性的值尚未确定，但前提条件是该外码属性不是其所在参照关系的主属性。）

3.用户定义完整性

四、关系运算符

1.传统集合运算

并、差、交、笛卡尔积

2.专门的关系运算

选择、投影、连接（自然连接是一种特殊的等值连接）、除运算（给定关系R (X，Y) 和S (Y，Z)，其中X，Y，Z为属性组。R中的Y与S中的Y可以有不同的属性名，但必须出自相同的域集。R与S的除运算得到一个新的关系P(X)，P是R中满足下列条件的元组在X属性列上的投影：元组在X上分量值x的象集Yx包含S在Y上投影的集合。）

示例：至少用了供应商S1所供应的全部零件的工程项目代码

解释：有关系:R(x,y) S(y,z)

     R                 S

A   B   C     B   C  D

a1 b1 c2     b1 c2 d1

a1 b2 c3     b2 c1 d1

a1 b2 c1     b2 c3 d2

R÷S的结果为a1

x相当于A y 相当于B,C z相当于D

按照除运算规则规则，我们不必关注D

只需比较B,C当S关系中的B,C所有的组合(b1,c2)(b2,c3)(b2,c1)都出现在R关系中时,结果才为A

Yx：x在R中的象集，x = tr[X]

a1的象集为：{（b1,c2），（b2,c3），（b2,c1）}

a2的象集为：{（b3,c7），（b2,c3）}

a3的象集为：{（b4,c6）}

a4的象集为：{（b6,c6）}

S在（B,C）上的投影为{(b1,c2),(b2,c3),(b2,c1)}。

显然只有R的象集a1包含S在（B,C）属性组上的投影，所以R÷S={a1}。

除操作是同时从行和列角度进行运算

五、关系演算

1. 元组关系演算语言ALPHA

GET、PUT、HOLD、UPDATE、DELETE、DROP