數(shù)據(jù)庫概述完整版本

1數(shù)據(jù)庫概述1.1數(shù)據(jù)庫ONE1.1數(shù)據(jù)庫1.1.1數(shù)據(jù)庫的概念和作用數(shù)據(jù)庫（Database）是指長期存儲在計算機內(nèi)，有組織的、可共享的數(shù)據(jù)集合。它可視為一個電子化的文件柜，用來存儲電子文件，用戶可以對文件中的數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢、新增、更新、刪除等操作。表1-1學(xué)生信息表學(xué)生姓名學(xué)生性別學(xué)生年齡所屬班級劉美女22大二3班王明男23大四2班張三男20大一3班1.1數(shù)據(jù)庫1.1.2數(shù)據(jù)庫的特點實現(xiàn)了數(shù)據(jù)獨立性1實現(xiàn)了數(shù)據(jù)共享2減少了數(shù)據(jù)冗余度3實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的集中控制4

維護(hù)了數(shù)據(jù)完整性5提高了數(shù)據(jù)的可恢復(fù)性6數(shù)據(jù)獨立性包括物理獨立性和邏輯獨立性。數(shù)據(jù)冗余是指數(shù)據(jù)在存儲器中不必要的重復(fù)存儲。數(shù)據(jù)完整性是指數(shù)據(jù)的一致性、正確性、有效性和相容性。1.1數(shù)據(jù)庫1.1.3數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)模型的概念1數(shù)據(jù)模型的類型2數(shù)據(jù)模型（DataModel）是對現(xiàn)實世界數(shù)據(jù)的模擬和抽象，是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中用于提供信息表示和操作手段的形式構(gòu)架。其主要作用是確定系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的定義和格式，使人更容易理解，便于在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)上實現(xiàn)。概念數(shù)據(jù)模型（ConceptualDataModel）：主要用來描述現(xiàn)實世界數(shù)據(jù)的概念化結(jié)構(gòu)。邏輯數(shù)據(jù)模型（LogixalDataModel）：是用戶在數(shù)據(jù)庫中所看到的數(shù)據(jù)模型，反映的是系統(tǒng)設(shè)計人員對數(shù)據(jù)存儲的觀點，是對概念數(shù)據(jù)模型的進(jìn)一步分解和細(xì)化，主要包括層次數(shù)據(jù)模型、網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型和關(guān)系數(shù)據(jù)模型三種類型。物理數(shù)據(jù)模型（PhysicalDataModel）：這是描述數(shù)據(jù)在存儲介質(zhì)上的組織結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)模型。1.1數(shù)據(jù)庫1.1.3數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)模型的三要素3①數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是數(shù)據(jù)模型的基礎(chǔ)，用于描述數(shù)據(jù)庫對象的靜態(tài)特征，包括數(shù)據(jù)的類型、內(nèi)容、性質(zhì)及數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系等。②數(shù)據(jù)操作。用于描述數(shù)據(jù)庫對象的動態(tài)特征，包括在相應(yīng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)上的操作類型和操作方式，主要指查詢、插入、刪除和修改等操作。③數(shù)據(jù)完整性約束。數(shù)據(jù)完整性約束是一組完整性規(guī)則的集合，主要描述數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)內(nèi)數(shù)據(jù)間的語法、詞義聯(lián)系、數(shù)據(jù)之間的制約和依存關(guān)系，并且規(guī)定了數(shù)據(jù)庫狀態(tài)及狀態(tài)變化所應(yīng)滿足的條件，以保證數(shù)據(jù)的正確性、有效性和相容性。1.1數(shù)據(jù)庫1.1.4數(shù)據(jù)庫類型層次模型數(shù)據(jù)庫1目前成熟地應(yīng)用在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)模型有：層次模型、網(wǎng)狀模型和關(guān)系模型。它們之間的根本區(qū)別在于數(shù)據(jù)之間聯(lián)系的表示方式不同，層次模型以“樹結(jié)構(gòu)”表示數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系，網(wǎng)狀模型以“網(wǎng)結(jié)構(gòu)”表示數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系，關(guān)系模型以“二維表”表示數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系。

層次模型是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)最早使用的一種模型，它的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)就像是一棵“有向樹”。根結(jié)點在最上端，層次最高，子結(jié)點在下，逐層排列，如圖1-1所示。圖1-1層次模型圖1.1數(shù)據(jù)庫1.1.4數(shù)據(jù)庫類型網(wǎng)狀模型數(shù)據(jù)庫2

網(wǎng)狀模型以網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)表示實體與實體之間的多種復(fù)雜聯(lián)系，能夠更為直接地描述現(xiàn)實客觀世界。網(wǎng)中的每一個結(jié)點代表一個記錄類型，結(jié)點之間的聯(lián)系用鏈接指針來實現(xiàn)，如圖1-2所示。圖1-2網(wǎng)狀模型圖1.1數(shù)據(jù)庫1.1.4數(shù)據(jù)庫類型關(guān)系模型數(shù)據(jù)庫3關(guān)系模型數(shù)據(jù)庫的層次結(jié)構(gòu)可以分為以下四級：數(shù)據(jù)庫（Database）表（Table）記錄（Record）字段（Field）1.1數(shù)據(jù)庫1.1.4數(shù)據(jù)庫類型關(guān)系模型數(shù)據(jù)庫3圖1-3所示為一個簡單的關(guān)系模型。圖1-3關(guān)系模型圖1.1數(shù)據(jù)庫1.1.4數(shù)據(jù)庫類型關(guān)系模型數(shù)據(jù)庫3將圖轉(zhuǎn)換成兩張表，兩張表之間通過教師編號進(jìn)行關(guān)聯(lián)，如表1-2和表1-3所示。教師編號姓

名性

別所屬系101劉老師男數(shù)學(xué)系102王老師女文學(xué)系103趙老師男物理系課程編號課程名教師編號上課教室201高等代數(shù)101sx-01202文學(xué)史102wx-03203電磁學(xué)103wl-02表1-2教師表表1-3課程表1.2數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)ONE1.2數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)1.2.1數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的構(gòu)成數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)通常由硬件、軟件、數(shù)據(jù)庫以及用戶構(gòu)成，如圖1-4所示。圖1-4數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的構(gòu)成1.2數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)1.2.2數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DatabaseManagementSystem，簡稱DBMS）是一種操作和管理數(shù)據(jù)庫的大型軟件，使用它可以創(chuàng)建、使用和維護(hù)數(shù)據(jù)庫。DBMS建立在操作系統(tǒng)之上，對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行統(tǒng)一的管理和控制，以保證數(shù)據(jù)庫的安全性和完整性。對數(shù)據(jù)定義；對數(shù)據(jù)進(jìn)行增加、刪除、更新、查詢等操作；對數(shù)據(jù)進(jìn)行組織、存儲與管理；維護(hù)數(shù)據(jù)庫，保證數(shù)據(jù)庫的正常運行；保護(hù)數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的安全，數(shù)據(jù)遭到破壞后能夠恢復(fù)；負(fù)責(zé)處理數(shù)據(jù)的傳送。1.2數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)1.2.3常見的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)常見的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)有MySQL數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、Oracle數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、DB2數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、SQLServer數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)等。Oracle1DB22SQLServer3Oracle即OracleRDBMS，是甲骨文公司的一款關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。SQLServer是Microsoft公司推出的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，是真正的客戶機/服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)DB2是IBM公司出品的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，具有較好的可伸縮性，可支持從大型機到單用戶環(huán)境，并且支持所有常見的服務(wù)器操作系統(tǒng)平臺。1.3MySQL數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)ONE1.3MySQL數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)MySQL是目前非常流行的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)就是管理關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，并將數(shù)據(jù)組織為相關(guān)的行和列的系統(tǒng)。MySQL由瑞典MySQLAB公司開發(fā)，目前屬于Oracle公司。MySQL在過去由于性能高、成本低、可靠性好，被廣泛地應(yīng)用在互聯(lián)網(wǎng)上的中小型網(wǎng)站中。不過，隨著MySQL的不斷發(fā)展和完善，它也逐漸用于大型網(wǎng)站和應(yīng)用，例如Baidu，Sina，Tencent，Alibaba，Google，F(xiàn)acebook，Twitter等大型互聯(lián)網(wǎng)公司都用到了MySQL。1.3MySQL數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)1996年，MySQL1.0誕生。1996年10月份，MySQL3.11.1發(fā)布。1999年，Monty作為創(chuàng)始人之一，成立了MySQLAB公司，并與Sleepycat公司合作，發(fā)布了MySQL3.23版本。2003年3月，MySQL4.0正式發(fā)布。2005年10月，代表MySQL里程碑的版本——MySQL5.0正式問世。2008年1月16日，Sun公司收購MySQL。2009年4月20日，Oracle收購Sun公司。2010年4月，MySQL5.5版本正式對外發(fā)布。2013年2月，MySQL5.6GA版本發(fā)布。2015年10月，MySQL5.7GA版本發(fā)布。1.3.1MySQL的產(chǎn)生與發(fā)展1.3MySQL數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)MySQL由于其性能優(yōu)秀，已經(jīng)成為最流行的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)之一。1.3.2MySQL的優(yōu)勢運行速度快，具有高效的查詢速度；對于大多數(shù)個人免費；支持Linux、MacOS、Windows等多種操作系統(tǒng)；為C，C++，Python，Java，Perl，PHP，Ruby和.NET等多種編程語言提供了API；支持多線程，充分利用了CPU資源；既能作為一個單獨的應(yīng)用程序應(yīng)用在客戶端/服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，也能作為一個庫嵌入到其他軟件中；支持多種存儲引擎；可復(fù)制全局事務(wù)標(biāo)識，支持自我修復(fù)式集群。1.3MySQL數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)1.3.3如何學(xué)習(xí)MySQL鞏固基礎(chǔ)1多動手操作2多查看資料3對于學(xué)習(xí)MySQL來說，SQL語言是最為基礎(chǔ)的部分，大部分操作都是通過SQL語句來執(zhí)行的，因此熟練使用SQL語句對深入學(xué)習(xí)MySQL有很大的幫助。同一個功能，往往可以使用不同的SQL語句來實現(xiàn)，只有多動手操作，才能檢驗自己的想法是否正確，哪種實現(xiàn)方法最合理。不斷學(xué)習(xí)31.4結(jié)構(gòu)化查詢語言SQLONE1.4結(jié)構(gòu)化查詢語言SQL1.4.1SQL簡介結(jié)構(gòu)化查詢語言（StructuredQueryLanguage，簡稱SQL）是目前被廣泛使用的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫標(biāo)準(zhǔn)語言，用于插入、更新、刪除和查詢數(shù)據(jù)，以及管理關(guān)系型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。SQL語句主要可分為以下4類：數(shù)據(jù)定義語句（DDL）1數(shù)據(jù)操作語句（DML）2數(shù)據(jù)控制語句（DCL）3數(shù)據(jù)定義語句是負(fù)責(zé)定義數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與數(shù)據(jù)庫對象的指令集，常用語句關(guān)鍵字包括CREATE、ALTER與DROP。數(shù)據(jù)操作語句是負(fù)責(zé)訪問數(shù)據(jù)庫對象中數(shù)據(jù)的指令集，用戶通過它可以實現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫的基本操作，常用關(guān)鍵字包括INSERT，UPDATE，DELETE和SELECT。事務(wù)處理語句3數(shù)據(jù)控制語句是對數(shù)據(jù)訪問權(quán)進(jìn)行控制的指令集，它可以管理用戶對數(shù)據(jù)表、預(yù)存程序、用戶自定義函數(shù)等數(shù)據(jù)庫對象的使用權(quán)限。常用關(guān)鍵字包括GRANT和REVOKE。1.4結(jié)構(gòu)化查詢語言SQL1.4.2SQL的簡單應(yīng)用下面將通過使用SQL語句創(chuàng)建表，并在表中添加和查詢數(shù)據(jù)，來初步認(rèn)識SQL語句的應(yīng)用?！纠?-1】使用SQL語句創(chuàng)建一張表，并在其中插入一條記錄。首先設(shè)計一張名為students的表格，表中有一條學(xué)生信息，如表1-4所示。表1-4students表編

號姓

名年

齡性

別1小明22男1.4結(jié)構(gòu)化查詢語言SQL1.4.2SQL的簡單應(yīng)用CREATETABLEstudents(idINT(11)UNSIGNED,nameVARCHAR(32),ageINT(4)UNSIGNED,sexVARCHAR(16));根據(jù)表1-4可以編寫一條SQL語句，該語句使用CREATE關(guān)鍵字聲明創(chuàng)建一張名為students的表：

提示MySQL中的SQL語句是不區(qū)分大小寫的，就是說CREATE和create作用相同，但是很多開發(fā)人員習(xí)慣將關(guān)鍵字大寫，將數(shù)據(jù)列和表名小寫。讀者也應(yīng)該養(yǎng)成一個良好的編程習(xí)慣，這樣寫出來的代碼更容易閱讀和維護(hù)。1.4結(jié)構(gòu)化查詢語言SQL1.4.2SQL的簡單應(yīng)用INSERTINTOstudents(id,name,age,sex)VALUES(1,"小明",22,"男");現(xiàn)在這張表里沒有任何數(shù)據(jù)，下面使用INSERT關(guān)鍵字在表中添加一條數(shù)據(jù)：SELECT*