MySQL數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用(微課版)ch01數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)

graduationthesisdefense數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)本章概述

主要內(nèi)容

本章學(xué)習(xí)目標(biāo)

本章概述本章主要介紹數(shù)據(jù)庫的相關(guān)概念，主要包括數(shù)據(jù)庫技術(shù)的發(fā)展、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的組成、數(shù)據(jù)模型的概念與規(guī)范、結(jié)構(gòu)化查詢語言SQL、數(shù)據(jù)庫的體系結(jié)構(gòu)、E-R圖的設(shè)計方法，以及數(shù)據(jù)庫設(shè)計。通過本章的學(xué)習(xí)，讀者可以對數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)知識有一個概括性的認(rèn)識，并對數(shù)據(jù)庫設(shè)計步驟有大致的了解。本章學(xué)習(xí)目標(biāo)了解數(shù)據(jù)庫技術(shù)的發(fā)展階段，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的組成，數(shù)據(jù)模型與規(guī)范化，結(jié)構(gòu)化查詢語言SQL；熟記數(shù)據(jù)庫的體系結(jié)構(gòu)，內(nèi)容包括數(shù)據(jù)庫三級模式結(jié)構(gòu)、三級模式之間的映射；

掌握E-R圖的概念及設(shè)計，內(nèi)容包括實體、屬性、關(guān)系的概念，以及E-R圖設(shè)計原則；

掌握數(shù)據(jù)庫設(shè)計的步驟與方法，內(nèi)容包括為實體建立數(shù)據(jù)表、為表建立主鍵和外鍵、為字段選擇合適的數(shù)據(jù)類型、定義約束條件。0501020304E-R圖數(shù)據(jù)模型的體系結(jié)構(gòu)本章小結(jié)數(shù)據(jù)庫概述數(shù)據(jù)庫設(shè)計目錄0501020304E-R圖數(shù)據(jù)模型的體系結(jié)構(gòu)本章小結(jié)數(shù)據(jù)庫概述數(shù)據(jù)庫設(shè)計目錄PART01數(shù)據(jù)庫技術(shù)的發(fā)展；數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的組成；數(shù)據(jù)模型與規(guī)范化；結(jié)構(gòu)化查詢語言SQL。數(shù)據(jù)庫概述數(shù)據(jù)庫技術(shù)的發(fā)展20世紀(jì)50年代后期到20世紀(jì)60年代中期，硬件設(shè)備和軟件技術(shù)都有了進一步發(fā)展，大容量的磁盤等輔助存儲設(shè)備的出現(xiàn)，使得專門管理輔助設(shè)備上的數(shù)據(jù)的文件系統(tǒng)應(yīng)運而生。本階段的特點是：數(shù)據(jù)可以長期保留；數(shù)據(jù)不屬于某個特定應(yīng)用；文件組織形式的多樣化。缺點是：數(shù)據(jù)冗余、數(shù)據(jù)不一致性、數(shù)據(jù)孤立。20世紀(jì)50年代中期以前，計算機主要用于科學(xué)計算。本階段的特點是：數(shù)據(jù)量較少；數(shù)據(jù)不保存；沒有軟件系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進行管理。人工管理階段文件系統(tǒng)階段20世紀(jì)60年代后期以來，計算機應(yīng)用于管理系統(tǒng)，出現(xiàn)了數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)來統(tǒng)一管理數(shù)據(jù)。本階段的特點是：采用復(fù)雜的數(shù)據(jù)模型表示數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；有較高的數(shù)據(jù)獨立性。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的組成用戶存儲數(shù)據(jù)的集合，包括邏輯結(jié)構(gòu)和物理結(jié)構(gòu)。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)庫設(shè)計和維護。進行數(shù)據(jù)查詢和操作。包括用戶界面和業(yè)務(wù)邏輯。數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫管理員應(yīng)用系統(tǒng)用于數(shù)據(jù)定義、數(shù)據(jù)操作和數(shù)據(jù)控制的系統(tǒng)。數(shù)據(jù)模型與規(guī)范化-數(shù)據(jù)模型的概念數(shù)據(jù)模型（DataModel）是數(shù)據(jù)特征的抽象，它從抽象層次上描述了系統(tǒng)的靜態(tài)特征、動態(tài)行為和約束條件，為數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的信息表示與操作提供一個抽象的框架。數(shù)據(jù)模型所描述的內(nèi)容有三部分，分別是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)操作和數(shù)據(jù)約束。數(shù)據(jù)模型與規(guī)范化-不同應(yīng)用層次的數(shù)據(jù)模型概念數(shù)據(jù)模型是一種面向用戶、面向客觀世界的模型，主要用來描述世界的概念化結(jié)構(gòu)，它是數(shù)據(jù)庫的設(shè)計人員在設(shè)計的初始階段。邏輯數(shù)據(jù)模型是一種面向數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的模型，是具體的DBMS所支持的數(shù)據(jù)模型，如層次數(shù)據(jù)模型、網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型、關(guān)系數(shù)據(jù)模型。物理數(shù)據(jù)模型是一種面向計算機物理表示的模型，描述了數(shù)據(jù)在儲存介質(zhì)上的組織結(jié)構(gòu)，它不但與具體的DBMS有關(guān)，而且還與操作系統(tǒng)和硬件有關(guān)。據(jù)模型與規(guī)范化-常見的邏輯數(shù)據(jù)模型層次模型將數(shù)據(jù)組織成一對多關(guān)系的結(jié)構(gòu)，用樹形結(jié)構(gòu)表示實體及實體間的聯(lián)系。網(wǎng)狀模型用有向圖結(jié)構(gòu)表示實體類型及實體間聯(lián)系的數(shù)據(jù)模型被稱為網(wǎng)狀模型，是具有多對多類型的數(shù)據(jù)組織方式。關(guān)系模型關(guān)系模型以二維表來描述數(shù)據(jù)。在關(guān)系模型中，每個表都有多個字段列和記錄行，而每個字段列都有固定的屬性（數(shù)字、字符、日期等）。關(guān)系數(shù)據(jù)庫規(guī)范化第二范式是在第一范式的基礎(chǔ)上建立起來的，即滿足第二范式必先滿足第一范式。第二范式要求數(shù)據(jù)庫表中的每個實體（即各個記錄行）必須可以被唯一地區(qū)分。第三范式是在第二范式的基礎(chǔ)上建立起來的，即滿足第三范式必先滿足第二范式。第三范式要求關(guān)系表不存在非關(guān)鍵字列對任意候選關(guān)鍵字列的傳遞函數(shù)依賴。第三范式第一范式第一范式是指在一個關(guān)系中，消除重復(fù)字段，且各字段都是最小的邏輯存儲單位。這是最基本的范式。第二范式數(shù)據(jù)模型與規(guī)范化-關(guān)系數(shù)據(jù)庫設(shè)計原則數(shù)據(jù)庫內(nèi)數(shù)據(jù)文件的數(shù)據(jù)組織應(yīng)獲得最大限度的共享、最小的冗余度，消除數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)依賴關(guān)系中的冗余部分，使依賴于同一個數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)達到有效的分離。保證輸入、修改數(shù)據(jù)時數(shù)據(jù)的一致性與正確性。保證數(shù)據(jù)與使用數(shù)據(jù)的應(yīng)用程序之間的高度獨立性。結(jié)構(gòu)化查詢語言SQL結(jié)構(gòu)化查詢語言（StructuredQueryLanguage，SQL）是一種應(yīng)用于關(guān)系數(shù)據(jù)庫查詢的結(jié)構(gòu)化語言，最早是由Boyce和Chamberlin在1974年提出的，稱為SEQUEL語言。SQL語言的功能包括數(shù)據(jù)查詢、數(shù)據(jù)操縱、數(shù)據(jù)定義和數(shù)據(jù)控制4個部分。SQL語言簡潔、方便、實用，為完成其核心功能只用了6個動詞——SELECT、CREATE、INSERT、UPDATE、DELETE和GRANT（REVOKE）。甲骨文公司的Oracle數(shù)據(jù)庫所使用的SQL語言是ProceduralLanguage/SQL（簡稱PL/SQL），而微軟公司的SQLServer數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)支持的是Transact-SQL（簡稱T-SQL）。MySQL也對SQL標(biāo)準(zhǔn)進行了擴展，只是至今沒有命名。0501020304E-R圖數(shù)據(jù)模型的體系結(jié)構(gòu)本章小結(jié)數(shù)據(jù)庫概述數(shù)據(jù)庫設(shè)計目錄PART02數(shù)據(jù)庫三級模式；三級模式之間的映射。數(shù)據(jù)庫的體系結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫三級模式模式也被稱為邏輯模式或概念模式。它是數(shù)據(jù)庫中全體數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和特征的描述，也是所有用戶的公共數(shù)據(jù)視圖。一個數(shù)據(jù)庫只有一個模式。內(nèi)模式也被稱為存儲模式。它是數(shù)據(jù)物理結(jié)構(gòu)和存儲方式的描述，也是數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫內(nèi)部的表示方式。一個數(shù)據(jù)庫只有一個內(nèi)模式。內(nèi)模式外模式外模式也被稱為用戶模式。它是數(shù)據(jù)庫用戶（包括應(yīng)用程序員和最終用戶）能夠看見和使用的局部數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和特征的描述，也是數(shù)據(jù)庫用戶的數(shù)據(jù)視圖。模式三級模式之間的映射外模式/模式映射模式/內(nèi)模式映射同一個模式可以有任意多個外模式。對于每一個外模式，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)都有一個外模式/模式映射。當(dāng)模式發(fā)生改變時，由數(shù)據(jù)庫管理員對各個外模式／模式映射做相應(yīng)的改變，可以使外模式保持不變。保證了數(shù)據(jù)與程序的邏輯獨立性。數(shù)據(jù)庫中只有一個模式和一個內(nèi)模式，因此模式/內(nèi)模式映射是唯一的，它定義了數(shù)據(jù)庫的全局邏輯結(jié)構(gòu)與存儲結(jié)構(gòu)之間的對應(yīng)關(guān)系。當(dāng)數(shù)據(jù)庫的存儲結(jié)構(gòu)被改變時，數(shù)據(jù)庫管理員對模式/內(nèi)模式映射進行相應(yīng)的改變，以保持模式不變，應(yīng)用程序也會相應(yīng)地發(fā)生變動。保證了數(shù)據(jù)與程序的物理獨立性。為了能夠在內(nèi)部實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫的3個抽象層次的聯(lián)系和轉(zhuǎn)換，數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)在三級模式之間提供了兩層映射，分別為外模式/模式映射和模式/內(nèi)模式映射。0501020304E-R圖數(shù)據(jù)模型的體系結(jié)構(gòu)本章小結(jié)數(shù)據(jù)庫概述數(shù)據(jù)庫設(shè)計目錄PART03E-R圖（Entity-RelationshipDiagram）也稱“實體—關(guān)系圖”，用于描述現(xiàn)實世界的事物，以及事物與事物之間的關(guān)系。其中E表示實體，R表示關(guān)系。它提供了表示實體類型、屬性和關(guān)系的方法。E-R圖E-R圖的概念實體屬性實體所具有的性質(zhì)或特征。關(guān)系實體之間的聯(lián)系。E-R圖中表示現(xiàn)實世界中的對象或概念。E-R圖設(shè)計原則在設(shè)計E-R圖時，應(yīng)盡量簡化設(shè)計，避免信息冗余。簡化設(shè)計，避免冗余E-R圖設(shè)計應(yīng)準(zhǔn)確描述實體及其相互關(guān)系。準(zhǔn)確描述實體和關(guān)系0501020304E-R圖數(shù)據(jù)模型的體系結(jié)構(gòu)本章小結(jié)數(shù)據(jù)庫概述數(shù)據(jù)庫設(shè)計目錄PART04為實體建立數(shù)據(jù)表；為表建立主鍵和外鍵；為字段選擇合適的數(shù)據(jù)類型；定義約束條件。數(shù)據(jù)庫設(shè)計數(shù)據(jù)庫設(shè)計步驟需求分析創(chuàng)建概念模型，描述數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)。邏輯設(shè)計將概念模型轉(zhuǎn)換為邏輯模型，為數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)準(zhǔn)備。物理設(shè)計概念設(shè)計收集和分析用戶需求，確定數(shù)據(jù)庫設(shè)計的方向。根據(jù)邏輯模型，設(shè)計數(shù)據(jù)庫的物理存儲結(jié)構(gòu)。數(shù)據(jù)庫設(shè)計方法為數(shù)據(jù)表設(shè)置主鍵和外鍵，確保數(shù)據(jù)的完整性和關(guān)聯(lián)性。定義數(shù)據(jù)表的約束條件，保證數(shù)據(jù)的正確性和一致性。為表建立主鍵和外鍵根據(jù)實體關(guān)系，為每個實體建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)表。為實體建立數(shù)據(jù)表為字段選擇合適的數(shù)據(jù)類型定義約束條件根據(jù)字段的數(shù)據(jù)特性，選擇合適的數(shù)據(jù)類型。0501020304E-R圖數(shù)據(jù)模型的體系結(jié)構(gòu)本章小結(jié)數(shù)據(jù)庫概述數(shù)據(jù)庫設(shè)計目錄PART05本章主要介紹的是數(shù)據(jù)庫技術(shù)基礎(chǔ)知識，首先概括性介紹了數(shù)據(jù)庫，包括數(shù)據(jù)庫技術(shù)的發(fā)展、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的組成、數(shù)據(jù)模型與規(guī)范化、結(jié)構(gòu)化查詢語言SQL；然后介紹數(shù)據(jù)庫體系結(jié)構(gòu)，包括數(shù)據(jù)庫三級模式（外模式、模式、內(nèi)模式）和兩級映射（外模式/模式映射和模