數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)培訓(xùn)(一)--甕金娥

1、引 言 數(shù)據(jù)庫(kù)是組織、存儲(chǔ)、管理和加工數(shù) 據(jù)的倉(cāng)庫(kù)。 數(shù)據(jù)庫(kù)是長(zhǎng)期存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)內(nèi)的、有 組織的、可共享的數(shù)據(jù)集合。 數(shù)據(jù)庫(kù)是數(shù)據(jù)的集合，其中包含了關(guān) 于某個(gè)企業(yè)的信息什么是數(shù)據(jù)庫(kù)？引 言數(shù)據(jù)庫(kù)能夠幫助用戶存儲(chǔ)、組織和檢索數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)庫(kù)以一定的邏輯方式組織數(shù)據(jù)，當(dāng)我們要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行增、刪、改、查的時(shí)候，數(shù)據(jù)庫(kù)能非?？焖俚耐瓿伤蟮牟僮?。同時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)隱藏了數(shù)據(jù)組織形式，我們只要對(duì)數(shù)據(jù)的屬性進(jìn)行描述就可以了。當(dāng)我們要對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行操作的時(shí)候只要高數(shù)“做什么”就可了，DBMS會(huì)決定一個(gè)比較好的完成操作方式。數(shù)據(jù)庫(kù)能做什么？課程目標(biāo)1、了解，并結(jié)合關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)深入理解數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的基本概念，原理和方

2、法。2、掌握關(guān)系數(shù)據(jù)模型及關(guān)系數(shù)據(jù)語(yǔ)言，能應(yīng)用SQL語(yǔ)言表達(dá)各種數(shù)據(jù)操作。內(nèi) 容 導(dǎo) 航關(guān)系數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)知識(shí)機(jī)構(gòu)化查詢語(yǔ)句1.數(shù)據(jù)庫(kù)基本概念1數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理并不是計(jì)算機(jī)特有的概念，計(jì)算機(jī)沒(méi)有引進(jìn)我們的工作中時(shí)，財(cái)務(wù)部門所處理的單據(jù)、報(bào)表等屬于數(shù)據(jù)處理。計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)是存儲(chǔ)在某一種媒介上能夠識(shí)別的物理符號(hào)。有兩個(gè)含義：描寫(xiě)事物的特性：例某人生日是“1980年12月21日”數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)中的表示形式：同一種意義的數(shù)據(jù)可能用多種不同形式表示1.1數(shù)據(jù)庫(kù)概述1.1、數(shù)據(jù)庫(kù)概述例：生日是“1980年12月21日”，也可以“1980.12.21”明天天氣是“陰有雨”，也可以用圖形符號(hào)：用數(shù)據(jù)符

3、號(hào)表示信息通常有三種：數(shù)值型：如年齡、體重、價(jià)格、溫度字符型：姓名、單位、地址特殊型：照片（圖像）、刮風(fēng)、下雨（圖形符號(hào)），還有聲音、視頻（多媒體數(shù)據(jù)）1.數(shù)據(jù)庫(kù)基本概念1.數(shù)據(jù)庫(kù)基本概念也稱信息處理，是利用計(jì)算機(jī)對(duì)各種類型的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。包括數(shù)據(jù)的采集、整理、存儲(chǔ)、分類、排序、檢索、維護(hù)、加工、統(tǒng)計(jì)和傳輸?shù)纫幌盗胁僮鬟^(guò)程。數(shù)據(jù)處理的目的是從大量數(shù)據(jù)中，通過(guò)分析、歸納、推理等科學(xué)方法，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)等技術(shù)手段，提取有效的信息資源，為進(jìn)一步分析、管理、決策提供依據(jù)。 1.2、數(shù)據(jù)處理1.3、數(shù)據(jù)庫(kù)(DataBase，DB)孤立的數(shù)據(jù)不能代表確切的信息，為反映某一方面的信息往往需要若干

4、數(shù)據(jù)。例學(xué)生基本信息：姓名、性別、出生年月、籍貫、專業(yè)這些數(shù)據(jù)需組織起來(lái)。最初的數(shù)據(jù)以文件形式組織，處理數(shù)據(jù)時(shí)，更多的是涉及對(duì)文件的操作（讀、寫(xiě)），帶來(lái)了數(shù)據(jù)處理不便、數(shù)據(jù)共享困難等一系列問(wèn)題。數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的產(chǎn)生有效地克服了這類問(wèn)題。數(shù)據(jù)庫(kù)是存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的存儲(chǔ)介質(zhì)上，按一定的方式組織起來(lái)的相關(guān)數(shù)據(jù)的集合。數(shù)據(jù)庫(kù)是結(jié)構(gòu)化的，不僅僅描述數(shù)據(jù)本身，而且數(shù)據(jù)之間的關(guān)系進(jìn)行描述。數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)具有高度的共享性。數(shù)據(jù)不是面向某一種應(yīng)用，而是面向多種應(yīng)用，可以被多個(gè)應(yīng)用程序共享。 1.數(shù)據(jù)庫(kù)基本概念2、數(shù)據(jù)模型例子：學(xué)生借閱圖書(shū)現(xiàn)實(shí)世界中：學(xué)生借閱圖書(shū)在信息世界中將抽象為學(xué)生和書(shū)籍兩個(gè)實(shí)體集，兩個(gè)實(shí)體集

5、間的聯(lián)系為“借閱”。用關(guān)系模型表示為學(xué)生、書(shū)籍和借閱三個(gè)關(guān)系。用數(shù)據(jù)庫(kù)中建立學(xué)生、書(shū)籍和借閱三個(gè)數(shù)據(jù)表，并為學(xué)生和借閱兩個(gè)表建立聯(lián)系，為書(shū)籍和借閱兩個(gè)表建立聯(lián)系。這樣，就完成了從現(xiàn)實(shí)世界到數(shù)據(jù)世界的轉(zhuǎn)換。2.關(guān)系模型數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)形式，叫數(shù)據(jù)模型，它是對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)如何組織的一種模型化表示。如果這個(gè)模型只能表示存儲(chǔ)什么信息，那么它是簡(jiǎn)單的，是文件系統(tǒng)早已解決了的問(wèn)題，更重要的是要以一定數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)方式表示各種信息的聯(lián)系。數(shù)據(jù)模型表示的是數(shù)據(jù)庫(kù)框架。打個(gè)比方，建設(shè)一幢樓房，首先要有建筑結(jié)構(gòu)圖，根據(jù)這個(gè)結(jié)構(gòu)圖先搭好架子，然后才能堆磚砌瓦，使建筑物符合要求，數(shù)據(jù)模型就相當(dāng)于這個(gè)建筑結(jié)構(gòu)圖，根據(jù)這個(gè)結(jié)構(gòu)圖組織

6、裝填數(shù)據(jù)。2.1、數(shù)據(jù)模型2.關(guān)系模型概念模型（抽象的）概念模型是數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)人員在認(rèn)識(shí)現(xiàn)實(shí)世界中實(shí)體與實(shí)體間聯(lián)系后進(jìn)行的一種抽象。實(shí)現(xiàn)模型（具體的）有三種：層次型、網(wǎng)絡(luò)型和關(guān)系型2.1、數(shù)據(jù)模型2.關(guān)系模型概念模型（抽象的） 最常用的描述概念模型的方法，稱為實(shí)體聯(lián)系方法(Entity-Relationship Approach)，簡(jiǎn)稱E-R方法。實(shí)體：指客觀存在并可相互區(qū)別的物體。實(shí)體可以是實(shí)在的物體，如學(xué)生、圖書(shū)等，也可以是抽象的事件，如訂貨、借書(shū)等。屬性:實(shí)體具有的某一種特性。如學(xué)生實(shí)體具有的姓名、性別等屬性。實(shí)體集:性質(zhì)相同的同類實(shí)體的集合稱為。如一個(gè)班的學(xué)生、圖書(shū)館的所有圖書(shū)、皇馬球隊(duì)

7、的所有場(chǎng)比賽等。實(shí)體型：屬性的集合，例學(xué)生實(shí)體型描述為：學(xué)生（學(xué)號(hào)、姓名、性別、出生年月）2.1、數(shù)據(jù)模型2.關(guān)系模型實(shí)體之間的聯(lián)系 一對(duì)一：工廠廠長(zhǎng)一對(duì)多：系教師多對(duì)多：商店顧客班長(zhǎng)班長(zhǎng)班級(jí)班級(jí)11班長(zhǎng)班長(zhǎng)學(xué)生學(xué)生1n教師教師學(xué)生學(xué)生mn（a）（b）（c）2.1、數(shù)據(jù)模型2.關(guān)系模型例教師講課ER圖關(guān)系教師名課程號(hào)甕金娥2張亞偉1張艷芳3課程課程號(hào)課程名稱學(xué)時(shí)數(shù)1使用軟件講解22數(shù)據(jù)庫(kù)23頁(yè)面設(shè)計(jì)4教師姓名性別甕金娥女張亞偉男張艷芳女2.1、數(shù)據(jù)模型2.關(guān)系模型實(shí)現(xiàn)模型目前有三種常用的實(shí)現(xiàn)模型形式： 層次型 網(wǎng)狀型 關(guān)系型-Access、oracle、DB2、SQLServer等。2.1、數(shù)

8、據(jù)模型2.關(guān)系模型 關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)，是建立在關(guān)系模型基礎(chǔ)上的數(shù)據(jù)庫(kù)，借助于集合代數(shù)等數(shù)學(xué)概念和方法來(lái)處理數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)。現(xiàn)實(shí)世界中的各種實(shí)體以及實(shí)體之間的各種聯(lián)系均用關(guān)系模型來(lái)表示。標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)查詢語(yǔ)言SQL就是一種基于關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的語(yǔ)言，這種語(yǔ)言執(zhí)行對(duì)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)的檢索和操作。 關(guān)系模型由關(guān)系數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、關(guān)系操作集合、關(guān)系完整性約束三部分組成。2.關(guān)系數(shù)據(jù)模型1、在同一個(gè)關(guān)系中不能出現(xiàn)相同的屬性名。2、關(guān)系中不允許有完全相同的元組。3、在一個(gè)關(guān)系中元組的次序無(wú)關(guān)緊要。4、在一個(gè)關(guān)系中列的次序無(wú)關(guān)緊要。關(guān)系的特點(diǎn)2.關(guān)系數(shù)據(jù)模型 關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中，基本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是二維表，表之間的聯(lián)系通過(guò)不同表中的公共字段來(lái)

9、體現(xiàn)。各個(gè)關(guān)系模式不是孤立的，他們不是隨意堆砌在一起的一堆二維表，要正確反映事物及事物之間的聯(lián)系，需要進(jìn)行仔細(xì)的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)。教師姓名性別甕金娥女張亞偉男張艷芳女2.關(guān)系數(shù)據(jù)模型2.2、實(shí)際關(guān)系模型課程課程號(hào)課程名稱學(xué)時(shí)數(shù)1使用軟件講解22數(shù)據(jù)庫(kù)23頁(yè)面設(shè)計(jì)4關(guān)系教師名課程號(hào)甕金娥2張亞偉1張艷芳3DB2：是第一種使用SQL的數(shù)據(jù)庫(kù)產(chǎn)品，可跨平臺(tái)。IBM是最早進(jìn)行關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)理論研究和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的公司，在關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)理論方面一直走在業(yè)界的前列，所以DB2的功能和性能都是非常優(yōu)秀的。不過(guò)對(duì)開(kāi)發(fā)人員的要求也比其他數(shù)據(jù)可系統(tǒng)更高，因?yàn)橐坏┦褂貌划?dāng)很容易造成死機(jī)、死鎖等問(wèn)題。Oracel：和DB2同時(shí)期發(fā)

10、展起來(lái)的數(shù)據(jù)庫(kù)產(chǎn)品，也是第二個(gè)采用SQL的數(shù)據(jù)庫(kù)產(chǎn)品，Oracle從DB2等產(chǎn)品中吸取了很多優(yōu)點(diǎn)，所以O(shè)racel無(wú)論是功能、性能還是可用性方面都是非常好的。主流的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)目前有許多DBMS產(chǎn)品，如DB2、Oracle、SQLServer、MySQL等，它們?cè)跀?shù)據(jù)庫(kù)市場(chǎng)上各占有一席之地。2.關(guān)系數(shù)據(jù)模型SQLServer：可用性做的非常好，提供了很多外圍工具看來(lái)幫助用戶對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行管理，用戶甚至無(wú)需直接執(zhí)行任何SQL語(yǔ)句就可以完成數(shù)據(jù)庫(kù)的創(chuàng)建、數(shù)據(jù)表的創(chuàng)建、數(shù)據(jù)的備份/恢復(fù)等工作。但它只能運(yùn)行于windows操作系統(tǒng)，在實(shí)際使用中在大數(shù)據(jù)量和大交易量的壞境中表現(xiàn)的并不是太好，當(dāng)企業(yè)的業(yè)務(wù)

11、量達(dá)到一個(gè)水平后就要考慮升級(jí)到Oracle或者BD2了。MySQL：是一個(gè)小型關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，目前被廣泛應(yīng)用于中小型系統(tǒng)中，特別是網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中的用戶群更多。但它很難用于支持大業(yè)務(wù)量的系統(tǒng)。主流的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)2.關(guān)系數(shù)據(jù)模型 要想使用數(shù)據(jù)庫(kù)，就必須熟悉一些基礎(chǔ)概念，這些概念包括：Catalog、表、列、數(shù)據(jù)類型、記錄、主鍵以及表關(guān)聯(lián)等。1、數(shù)據(jù)庫(kù)（Catalog） ： 一個(gè)DBMS可以管理很多個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)，這些不同的數(shù)據(jù)庫(kù)就叫做Catalog，采用多個(gè)Catalog可以有以下三點(diǎn)好處1）便于對(duì)CataLog進(jìn)行個(gè)性化管理。2）避免了命名沖突。3）安全性更高。2、表（table）：雖然我們已經(jīng)將

12、不同用途的物品保存在不同的倉(cāng)庫(kù)了，但是在同一個(gè)倉(cāng)庫(kù)中的數(shù)據(jù)仍然存在問(wèn)題，比如食品分為熟食、生肉、大米等，如果把它們隨意地堆放在一起，就很難這些食品進(jìn)行管理，比如要對(duì)大米進(jìn)行提貨就必須在一堆食品中翻來(lái)翻去的找，為了解決這種問(wèn)題就需要將倉(cāng)庫(kù)再次進(jìn)行劃分為不同的區(qū)域，這個(gè)區(qū)域就叫做表。1.1數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)概念2.關(guān)系數(shù)據(jù)模型3、列（Column）：往往我們對(duì)一個(gè)事物的描述可以由很多種方法，比如對(duì)一個(gè)員工來(lái)說(shuō)，我們可以說(shuō)這個(gè)員工2003年5月入職，是產(chǎn)品開(kāi)發(fā)部的，姓名叫張三，也可以描述為這個(gè)員工名叫李四，技術(shù)支持部的，入職時(shí)間時(shí)2005年7月。為了統(tǒng)一這種說(shuō)法，就需要確定一個(gè)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。1.1數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)概念

13、姓名部門入職時(shí)間張三產(chǎn)品開(kāi)發(fā)部2003年5月李四技術(shù)支持部2005、72.關(guān)系數(shù)據(jù)模型4、數(shù)據(jù)類型（DataType）：上面 我們?yōu)閱T工表規(guī)定了姓名、部門和入職時(shí)間3個(gè)列，只要按照這個(gè)格式進(jìn)行數(shù)據(jù)填寫(xiě)就可以了，但是這里仍然有一個(gè)問(wèn)題，那就是我們沒(méi)法限定用戶向表中填寫(xiě)什么數(shù)據(jù)。如果我們規(guī)定了每一列中填寫(xiě)的數(shù)據(jù)格式：姓名必須填寫(xiě)漢字，最短2個(gè)，最長(zhǎng)5個(gè)，部門必須填寫(xiě)漢字，入職時(shí)間必須填寫(xiě)正確的格式。1.1數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)概念姓名部門入職時(shí)間張三產(chǎn)品開(kāi)發(fā)部2003年5月李四技術(shù)支持部2005年7月這樣就提高了對(duì)數(shù)據(jù)表的操作效率，能夠確定對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行操作所需要的正確處理方式2.關(guān)系數(shù)據(jù)模型5、記錄（Recor

14、d）：記錄可以被稱為行（Row）,可以通俗的認(rèn)為它是數(shù)據(jù)表中的一行數(shù)據(jù)，一員工表為例：1.1數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)概念姓名部門入職時(shí)間張三產(chǎn)品開(kāi)發(fā)部2003年5月李四技術(shù)支持部2005年7月這里每一行數(shù)據(jù)就代表一個(gè)員工的資料，這樣的一行數(shù)據(jù)就叫做一條記錄。表是有行和列組成的一張二維表，這就是關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中最基本的數(shù)據(jù)模型。2.關(guān)系數(shù)據(jù)模型1.數(shù)據(jù)庫(kù)基本概念6、主鍵（PrimaryKey）：?jiǎn)T工表中的每一行記錄代表了一個(gè)員工，一般員工的名字就能唯一標(biāo)識(shí)這個(gè)員工，但是名字也有可能重復(fù)，這是我們就要為每一名員工分配一個(gè)唯一的工號(hào)，如下表：1.1數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)概念工號(hào)姓名部門入職時(shí)間001張三產(chǎn)品開(kāi)發(fā)部2003年5月0

15、02李四技術(shù)支持部2005年7月這個(gè)可以唯一標(biāo)示一個(gè)員工的列就被稱為員工表的主鍵（PrimaryKey）所以我們可以說(shuō)能唯一標(biāo)識(shí)一行記錄字段就稱為此表的主鍵。6、索引（Index）：無(wú)索引的表就是一個(gè)無(wú)序的行集。為表建立索引以后，方便了對(duì)表記錄的檢索。1.1數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)概念工號(hào)姓名年齡入職時(shí)間001張三232003年5月002張五242004年6月003楊六252005年5月004李四242005年7月請(qǐng)大家檢索出年齡為24的人員。先排序，后檢索，是不是能提高檢索效率。但是索引減慢了數(shù)據(jù)插入和刪除的速度，每位每次插入和刪除時(shí)都要更新索引。2.關(guān)系數(shù)據(jù)模型7、表關(guān)聯(lián)我們來(lái)為貨物建一張表，其中包括規(guī)

16、格、名稱、生產(chǎn)廠家等信息，如下圖：1.1數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)概念編號(hào)名稱規(guī)格生產(chǎn)廠家廠家地址廠家電話001生肉幼稚七俠鎮(zhèn)肉聯(lián)廠新昌西路2030951-123456002玉米腸簡(jiǎn)裝七俠鎮(zhèn)肉聯(lián)廠新昌西路2030951-123456003尿素60公斤裝六扇門化工廠漢中工業(yè)區(qū)0951-654321004打印紙16開(kāi)錢氏紙業(yè)二公司對(duì)面0951-123654005磷酸二胺30公斤裝六扇門化工廠漢中工業(yè)關(guān)系數(shù)據(jù)模型1.數(shù)據(jù)庫(kù)基本概念可以看到這里存在大量的冗余信息，比如廠家的名稱、地址、電話燈就在表中出現(xiàn)多次，這會(huì)帶來(lái)如下問(wèn)題：信息冗余占據(jù)空間。也就是存在大量的重復(fù)數(shù)據(jù)。信息冗余使得新數(shù)據(jù)的

17、加入變得麻煩，每次錄入新的貨物時(shí)就必須把廠家的地址，名稱、電話重新錄入以便。信息冗余使得維護(hù)數(shù)據(jù)的正確性得不到保證，如果廠家變遷，那么所有的對(duì)應(yīng)記錄嗎都要更新一次，或者有些字打錯(cuò)檢索不到等問(wèn)題。1.1數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)概念解決的辦法就是將廠家的信息在一個(gè)新的表中維護(hù)。下面我們來(lái)創(chuàng)建廠家數(shù)據(jù)表7、表關(guān)聯(lián)1.1數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)概念廠家編號(hào)廠家名稱廠家地址廠家電話001七俠鎮(zhèn)肉聯(lián)廠新昌西路2030951-123456002六扇門化工廠漢中工業(yè)區(qū)0951-654321003錢氏紙業(yè)二公司對(duì)面0951-123654這里我們?yōu)槊總€(gè)廠家指定一個(gè)廠家編號(hào)作為主鍵，這個(gè)編號(hào)就可以唯一標(biāo)識(shí)一個(gè)廠家。有了廠家的信息表，貨物表就可以修改成為怎么樣的了呢？2.關(guān)系數(shù)據(jù)模型7、表關(guān)聯(lián)1.1數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)概念這種將兩張表通過(guò)字段管理起來(lái)的方式就為稱為“表關(guān)聯(lián)”，關(guān)聯(lián)到其他表主鍵的字段被稱為“外鍵”，表關(guān)聯(lián)也是關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的核心理念，它使得數(shù)據(jù)中的數(shù)據(jù)不再互相孤立，通過(guò)表關(guān)聯(lián)可以表達(dá)非常復(fù)雜的數(shù)