1、1数据库系统概述一、有关概念1数据2数据库（DB）3数据库管理系统（DBMS）Access桌面 DBMS VFP SQL ServerOracle客户机/服务器型 DBMS MySQLDB24数据库系统（DBS ）数据库（DB）数据库管理系统（DBMS）开发工具应用系统二、数据管理技术的发展1数据管理的三个阶段（1）人工管理阶段（2）文件系统阶段（3）数据库系统阶段概念模型一、模型的三个世界1现实世界2信息世界：即根据需求分析画概念模型（即 E-R 图） ，E-R 图与 DBMS 无关。3机器世界：将 E-R 图转换为某一种数据模型，数据模型与 DBMS 相关。注意：信息世界又称概念模型，机器
2、世界又称数据模型二、实体及属性1实体：客观存在并可相互区别的事物。2属性：3关键词：能唯一标识每个实体又不含多余属性的属性组合。一个表的码可以有多个，但主码只能有一个。4实体型：即二维表的结构5实体集：即整个二维表三、实体间的联系：21两实体集间实体之间的联系1：1 联系、1：n 联系、m：n 联系2同一实体集内实体之间的联系1：1 联系、1：n 联系、m：n 联系数据模型一、层次模型：用树型结构表示实体之间的联系。二、网状模型：用图结构表示实体之间的联系。三、关系模型：用二维表表示实体之间的联系。1重要术语：关系：一个关系就是一个二维表；元组：二维表的一行，即实体；关系模式：在实体型的基础上
3、，注明主码。关系模型：指一个数据库中全部二维表结构的集合。数据库系统结构数据库系统的模式结构三级模式 1模式：是数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述。模式只涉及数据库的结构；模式既不涉及应用程序，又不涉及数据库结构的存储； 外模式：是模式的一个子集，是与某一个应用程序有关的逻辑表示。特点：一个应用程序只能使用一个外模式，但同一个外模式可为多个应用程序使用。 内模式：描述数据库结构的存储，但不涉及物理记录。2两级映象 外模式/模式映象：保证数据库的逻辑独立性； 模式/内模式映象：保证数据库的物理独立性；3两级映象的意义 使数据库与应用系统完全分开，数据库改变时，应用系统不必改变。 数据的存取完
4、全由 DBMS 管理，用户不必考虑存取路径。数据库管理系统1 DBMS 的功能：负责对数据库进行统一的管理与控制。 数据定义：即定义数据库中各对象的结构 数据操纵：包括对数据库进行查询、插入、删除、修改等操作。 数据控制：包括安全性控制、完整性控制、并发控制、数据库恢复。2DBMS 的组成：DDL 语言DML 语言3DCL 语言实用程序一、 基本概念1码：能唯一标识元组的属性集。2候选码：一个属性集既能唯一标识元组，且又不含有多余属性，一个关系模式可以有多个候选码。3主码：任选候选码中的一个。4主属性：主码中包含的各个属性。5非主属性：不包含在主码中的各个属性。6外码：设 F 是关系 R 的一
5、个属性，不是 R 的主码，但却是另一个关系 S 的主码，则称 F 是关系R 的外码。关系的数学定义一、域1定义：域是一组具有相同类型的值的集合。2域的基数：域中所含数据的个数。二、笛卡尔积1定义：给定一组域 D1,D2,D3，则 D1D2D3 称为笛卡尔积。2笛卡尔积 D1D2D3 对应一个二维表，所含元组的个数等于各个域的基数之积。三、关系1定义：笛卡儿积的一部分元组称为关系。2关系的目（或度）：一个关系所含属性的个数。3关系的性质任意两个元组不能完全相同，但属性名允许重复。四、关系的完整性1实体完整性：指关系的所有主属性都不能取空值。注意：实体完整性不仅仅是主码整体不能取空值。2参照完整性
6、：指一个关系外码的取值必须是相关关系中主码的有效值或空值。五、专门的关系运算1选择：从关系 R 中选择满足条件的元组。2投影：从关系 R 中选择若干属性组成新的关系，并把新关系的重复元组去掉。3条件连接：将两关系按一定条件连接成一个新关系 说明：条件连接：两关系可以没有公共属性，若有公共属性，则新关系含有重复属性。4自然连接：将两关系按公共属性连接成一个新的关系，并把新关系的重复属性去掉。说明： 自然连接：两关系至少有一个公共属性。 对于 R 的每个元组，S 都从第一个元组开始判断，若两元组的公共属性值相同，则产生一个新元组添加到新关系中，最后把新关系中的重复属性去掉。 关系数据库规范化理论函
7、数依赖一、有关概念：41函数依赖：任给 R（U） ，U 为属性集，x、y 为 U 的子集，如果对于 x 的每个值，y 有唯一确定的值与之对应，则称 x 决定 y，或 y 函数依赖于 x。2. 完全函数依赖：若 xy，且对于 x 的所有真子集 x,都有 x y，则称 x 完全决定 y，或 y 完全函数依赖于 x。结论：若 xy，且 x 只包含一个属性，则 。xf 3部分函数依赖：若 xy，且存在 x 的一个真子集 x,满足 xy，则称 x 部分决定 y，或 y 部分函数依赖于 x。4传递函数依赖：若 xy,yz,但 y x,则 zt二、平凡函数依赖与非平凡函数依赖设 xy，如果 y 是 x 的子
8、集，则该依赖是平凡的。如果 y 中至少有一个属性不在 x 中，则该依赖是非平凡的。如果 y 中没有一个属性在 x 中，则该依赖为完全非平凡的。关系模式的规范化一、存在问题 数据冗余大； 修改麻烦； 插入异常：应该插入到 DB 中的数据插不进去。如：新开课程没有学生选修时，新开课程的课程号、课程名插不进去。 删除异常：不应该删除的数据被删掉。如选修某门课的学生毕业了，在删除学生信息的同时，把课程信息也删除掉。结论：一个好的关系模式应满足： 冗余应尽可能少； 应尽可能避免插入、删除异常； 消去关系中不合适的属性依赖关系。二、关系模式的规范化1第一范式（1NF） 定义：若关系 R 的所有属性不能再分
9、，则 R1NF 存在问题 原因：存在非主属性对主码的部分依赖。 解决办法：消除非主属性对主码的部分依赖，将关系 R 一分为二，将满足完全依赖的属性集组成一个关系；将满足部分依赖的属性集组成另一个关系；2第二范式（2NF） 定义：若关系 R1NF，且它的每个非主属性都完全依赖于主码，则称 R2NF。3第三范式（3NF）5 定义：若关系 R2NF，且它的每个非主属性都不传递依赖于主码，则称 R3NF。4结论 若 R1NF，且主码只含一个属性，则 R 一定为 2NF。 若 R2NF，且只有 01 个非主属性，则 R 一定为 3NF。 3NF 一般控制了数据冗余，一般避免了操作异常。 范式并非越高越好
10、，适可而止。数据库设计一、数据库设计的步骤 需求分析：了解分析用户的需要、要求。 概念结构设计：根据需求分析的结果画概念模型（即 E-R 图） 。 逻辑结构设计：将 E-R 图转换为某一种数据模型，并优化。 物理结构设计 数据库实施 数据库运行与恢复概念结构设计一、局部 E-R 图设计 1确定局部范围通常把系统涉及的各个部门或各个主要功能作为局部。2确定实体与属性 属性是不能再分的数据项； 联系只发生在两实体之间； 原则上，能够作为属性，就不要作为实体。二、合并成总体 E-R 图1消除各局部 E-R 图的冲突问题。2按公共实体名合并，生成初步 E-R 图。3消除冗余的属性和冗余的联系，生成总体
11、 E-R 图。逻辑结构设计一、联系的属性和主码（1）联系的属性：必须包含相关联的各实体型的主码。（2）联系的主码1：1 联系：可以是相关联的任一实体型的主码。1：n 联系：必须是 n 方实体型的主码。m：n 联系：必须是相关联的各实体型的主码之和。二、E-R 图向关系模型的转换（1）把每个实体型转换为一个关系模式。（2）1：1 联系：可以消化到相关联的任一实体型对应的关系模式中。（3）1：n 联系：可以消化到 n 方实体名对应的关系模式中。（4）m：n 联系：必须转换为一个关系模式，并且不能消化。6（5）多元联系：不能消化物理结构设计与数据库实施1物理结构设计在逻辑设计的基础上，为每个关系模式
12、选择合适的存储结构与存储方式。选择存储结构：即决定每个表的记录顺序。选择存取方式：即决定为哪些属性建立非聚集索引，以便加快查找速度。一般把经常查询的属性名指定为非聚集索引。2数据库实施主要工作：定义数据库结构；组织数据入库；编写应用程序；数据库试运行；创建和使用数据库一、数据库文件1一个数据库至少有一个主要数据文件和一个事务日志文件。如果数据库很大，可以使用一个主要数据文件、多个次要数据文件和多个事务日志文件。主数据文件(.mdf )次数据文件(.ndf ) 事务日志文件(.ldf ) ：用来记录对数据库对象的所有更新操作。2系统数据库Master 数据库、Model 数据库二、创建数据库1打
13、开数据库：Use 数据库名2删除数据库：Drop database 数据库名三、修改数据库1分离和附加数据库2备份和还原数据库3数据的导入和导出创建和使用表数据类型1字符型char(n)、varchar(n) 、Text用于存放数据库的各类对象72统一码字符型每个英文字母、数字、汉字算 1 个字符，每个字符占 2 个字节。nchar(n)、nvarchar(n) 、ntext3整型4实型 精确数值型 近似数值型5贷币型6日期时间型使用对象资源管理器创建和管理表一、创建表1在一个表中只能定义一个标识字段。2只有整型和精确数值型（decimal、numeric）字段才能指定为标识字段。3把某个字段
14、指定为公式字段。二、设置约束1主键约束：每个表中只能有一列或一个组合被指定为主键，主键中的各个列不能为空值。2外键约束：创建外键约束，就是定义两个表的永久关联，这两个表分别称为主键表、外键表。外键表中外键的值只能是主键表中主键的有效值或空值。3唯一性约束：主键约束与唯一性约束的区别是：（1） 在一个表中只能定义一个主键约束，但可定义多个唯一性约束；（2）指定为主键约束的列不能取空值，但指定为唯一性约束的列允许取空值。4唯一性约束：用于限制输入到一列或多列的值的范围，保证数据库的数据完整性。5默认值约束：T-SQL一、SQL 语言的特点SQL 语言集数据定义、数据查询、数据操纵、数据控制的功能于
15、一体。所有的 DBMS 都支持 SQL 语言。T-SQL 基础一、创建和使用数据库1创建数据库create database 数据库名82使用数据库Use 数据库名3删除数据库 drop database 数据库名二、 定义表1创建表create table 表名（属性名 类型，属性名 类型）指定标识字段：identity(标识种子，标识增量)指定公式字段：属性名 as 表达式2删除表drop table 表名, 表名三、select 语句select */表达式表into 新表from 表名 ,表名where 条件group by 属性名having 条件order by 属性名Asc/De
16、sc1Select 子句 *代表所有属性名 若一个属性名来自多个表，则属性名前须冠以表名，格式为：表名. 属性名 设置表达式的别名：表达式 As 别名 限制查询结果的记录行数：all 返回全部记录top n 返回前面 n 行记录distinct 表示取消重复行说明：top n 只能放在关键字 select 的后面；all、distinct 只能放在关键字 select 或聚合函数的后面。2Where 子句 in 的格式：属性名 in (常量， ，常量) like 的格式：属性名 like 通配字符串 在 Where 子句中指定连接：Where 表名 1. 属性名= 表名 2. 属性名3Orde
17、r by 子句order by 属性名 1 Asc/Desc, 属性名 2 Asc/Desc94聚合函数5Group by 子句使用 Group by 子句时，Select 子句只能使用分组项字段和聚合函数6Having 子句 Having 子句只能跟在 Group by 子句之后，且只能使用聚合函数和分组项字段。 where 子句放在 Group by 子句之前，甚至可以没有 Group by 子句；且不能包含聚合函数。7into 子句功能：将查询结果保存到新的基表中。一、 查询的分类单表查询连接查询嵌套查询五、数据操纵1insert 语句（1）每次插入一条记录insert into 表名(
18、 属性名表) values(表达式表)（2）插入子查询的结果insert into 表名( 属性名表)update 表名 set 属性名= 值，属性名=值 where 条件缺省 where 子句，默认为更新全部记录。3delete 语句delete from 表名 where 条件T-SQL 程序设计基础一、常量：字符型：由单引号括住整型实型二、变量：局部变量：由用户定义和赋值，以 开头。全局变量：由系统定义和赋值，以 开头。1. 声明局部变量Declare 变量名 类型2. 给局部变量赋值10 使用 set 语句：Set 变量名=表达式 使用 select 语句Select 变量名 =表达式
19、,，变量名 =表达式from 表名若表达式中含有属性名，则必须使用 from 子句。3. 输出表达式的值：使用 print 语句Print 表达式使用 select 语句Select 表达式， ，表达式from 表名4局部变量的作用域：只能在声明它的批处理中使用。批处理1什么叫批处理？一个脚本由一个或多个批处理组成，批处理以 GO 作为结束标志。2批处理是脚本的编译单位，当一个批处理中的某个语句出现编译错误，则批处理中的任何语句均无法执行。3当一个批处理中的某个语句出现运行错误，则批处理中当前语句和它之后的语句将无法执行。流程控制语句一、begin end 语句二、if-else 语句当逻辑表
20、达式包含子查询时，子查询必须用括号括住。三、case 表达式说明：case 表达式不是语句，不能单独执行。四、while 语句2专用于循环体的语句：Break 强制退出 while 语句，执行其后续语句。Continue 返回 while 语句的入口。Break、Continue 必须放在循环体内，并常与 if-else 语句结合使用。二、 其它语句1Return 语句 2存储过程11 创建存储过程 删除存储过程函数1创建函数create function 函数名(形参名 类型) returns 类型asbegin函数体 End注： 函数体最后一条语句必须是 return 语句。 两类函数：标
21、量函数、内嵌表值函数2执行函数Exec 变量名 1=函数名 常量| 变量名 Print 函数名 (常量| 变量名)3删除函数Drop function 函数名T-SQL 高级应用一、查询的分类单表查询连接查询嵌套查询一、 连接查询：在 where 子句中指定连接1内连接：where 表名 1.属性名=表名 2.属性名2自身连接：给一个表取两个别名，where 子句的格式为：where 别名 1.属性名=别名 2.属性名3左外连接：where 表名 1.属性名*=表名 2.属性名意义：查询结果包含了表 1 的全部记录和表 2 满足条件的记录。4右外连接：where 表名 1.属性名=*表名 2.
22、属性名意义：查询结果包含了表 2 的全部记录和表 1 满足条件的记录。三、连接查询：在 from 子句中指定连接121内连接：from 表名 1 inner join 表名 2 on 条件2左外连接：from 表名 1 left outer join 表名 2 on 条件3右外连接：from 表名 1 right outer join 表名 2 on 条件4完全外连接：from 表名 1 full outer join 表名 2 on 条件5交叉连接四、嵌套查询事务处理1什么叫事务？事务是用户定义的一组操作序列。 事务是并发控制的基本单位。 一个事务包含的诸操作要么都执行，要么都不执行。1 事
23、务的属性 原子性：指事务中包含的诸操作要么都执行，要么都不执行。 一致性：事务必须使数据库从一个一致性状态变到另一个一致性状态。 隔离性：一个事务的执行不能被其他事务干扰。 持久性3显式定义事务4在事务内设置保存点使用游标一、游标的概念1 每个表均有一个游标，它可以指向表的任意一条记录。2 移动游标的方法：在触发器或存储过程中，使用 SQL 语句定义和使用游标。在前台应用程序中，使用主语言实现对游标的移动。二、 Transact-SQL 游标的使用：1. 声明游标Declare 游标名 cursorforward_only / scroll global /localread_only for
24、 select 语句forward_only(只进游标)：只能进行 next 操作，缺省为 forward_only。scroll （滚动游标）global /local：缺省为：global2打开游标open 游标名打开游标时，游标指向查询结果集的第一条记录之前。3提取游标fetch next / prior / first /last from 游标名13into 局部变量名表 缺省 into 子句：移动游标，并显示当前记录的内容。 含 into 子句：移动游标，并将当前记录各属性值依次赋给局部变量。 缺省游标移动方式，则为 next。4关闭游标close 游标名5释放游标索引一、索引的概
25、念： 如果把数据表比作一本书，那么表的索引就是这本书的目录。可见，索引使用户能快速访问数据表的特定信息。 索引包括两项：索引字段值、原记录号 索引必须依附于某个基本表，不能单独存在。二、索引的类型：聚集索引：影响数据表的记录顺序非聚集索引：不会影响数据表的记录顺序注：一个表只能建立一个聚集索引，但可以建立若干个非聚集索引。三、创建索引1自动创建索引：。如果在数据表的某个属性设置主键约束或唯一约束，则系统将在这些属性上自动创建唯一索引。自动创建的索引随约束的存在而存在，随约束的消失而消失。2使用 SQL 语句创建索引Create unique clustered/nonclustered ind
26、ex 索引名On 表名（属性名asc/desc, 属性名asc/desc）注：若未指定 clustered，则创建非聚集索引；若未指定排序方式，则为 ASC；text,ntext 类型的字段不能指定为索引字段。四、删除索引：Drop index 索引名， ，索引名视图一、视图的特点：视图只有结构，没有记录，是虚表；一个视图总对应着一个 select 语句；对视图的查询、更新，实际上是对基本表的查询、更新。14二、定义视图：1创建视图：Create view 视图名 (属性名， ，属性名)As 子查询with check option说明：视图的属性个数必须与子查询中 select 子句的表达式
27、个数相同。2删除视图：Drop view 视图名， ，视图名三、查询视图：select */表达式表from 视图名 ,视图名where 条件group by 属性名order by 属性名Asc/Desc四、操纵视图：1向视图插入一条记录insert into 视图名( 属性名表) values( 表达式表)2修改视图中的数据update 视图名 set 属性名= 值，属性名=值 where 条件缺省 where 子句，默认为更新全部记录。3删除视图中的记录 delete from 视图名 where 条件触发器一、维护数据完整性的措施：创建约束，创建触发器基于一个表创建创建规则：以单独的对
28、象创建，可以绑定到数据库的所有表中。二、触发器类型：1after 触发器：1 Instead of 触发器：三、创建触发器：Create trigger 触发器名On 表名| 视图名For | after | Instead of 触发操作15As SQL 语句序列说明：for 或 after，表示创建 after 触发器。触发操作是指 Insert、update 、delete 中的一个或多个。五、删除触发器Drop trigger 触发器名,触发器名。把一个登录名指定为数据库的 public 和 db_owner，则登录名对该数据库拥有全部权限。数据库的构建与数据装入（1）图书信息表16（2）读者信息表17（3）管理员信息表18（4）借阅表19（5）管理员书籍（6）管理员学生20
