IT入門(mén)-數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)

1、IT 入門(mén)數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)大連理工大學(xué)軟件學(xué)院2012-6-19提綱1 數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ) 2 SQL語(yǔ)言1數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)1.1 基本概念1.2 數(shù)據(jù)模型1.3 關(guān)系模型1.4 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1.1 基本概念數(shù)據(jù)（Data）描述事物的符號(hào)記錄。如數(shù)字，文字，圖形，圖像，聲音，語(yǔ)言等。數(shù)據(jù)庫(kù)（DataBase，簡(jiǎn)稱(chēng)DB)長(zhǎng)期儲(chǔ)存在計(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)管理系統(tǒng)（DataBase Management System，簡(jiǎn)稱(chēng)DBMS）位于用戶(hù)與操作系統(tǒng)之間的一層數(shù)據(jù)管理軟件。主要功能：1、數(shù)據(jù)定義：（Data Definition Language）2、數(shù)據(jù)操作；（Data Manipulati

2、on Language）3、數(shù)據(jù)庫(kù)的運(yùn)行管理；（安全，完整，并發(fā)，故障恢復(fù)）4、數(shù)據(jù)庫(kù)的建立和維護(hù)功能。（初始數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)庫(kù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)、恢復(fù)，數(shù)據(jù)庫(kù)重組織、性能監(jiān)視、分析等）數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)（DataBase System,簡(jiǎn)稱(chēng)DBS）引入數(shù)據(jù)庫(kù)后的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。一般由數(shù)據(jù)庫(kù)、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)（及其開(kāi)發(fā)工具）、應(yīng)用系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)管理員和用戶(hù)構(gòu)成。用戶(hù)用戶(hù)用戶(hù)應(yīng)用系統(tǒng)應(yīng)用開(kāi)發(fā)工具數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)操作系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)庫(kù)管理員數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)1.2 數(shù)據(jù)模型（Data Model）認(rèn)識(shí)抽象信息世界現(xiàn)實(shí)世界機(jī)器世界概念數(shù)據(jù)模型基本數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)抽象過(guò)程數(shù)據(jù)模型基本概念概念數(shù)據(jù)模型是現(xiàn)實(shí)世界數(shù)據(jù)特征的抽象。用來(lái)抽象、表示和處理現(xiàn)實(shí)世界

3、中的數(shù)據(jù)和信息。數(shù)據(jù)模型的要求能比較真實(shí)地模擬現(xiàn)實(shí)世界；容易為人所理解；便于在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)。分類(lèi)概念數(shù)據(jù)模型（也稱(chēng)信息模型）基本數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)模型三要素?cái)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；數(shù)據(jù)操作；數(shù)據(jù)的完整性約束。概念數(shù)據(jù)模型實(shí)體聯(lián)系模型（Entity-Relationship Model）1976年，P.P.Chen提出。組成：矩形框，令形框，橢圓形框，線段。聯(lián)系類(lèi)型：1:1,1:N,M:N。E-R圖構(gòu)件矩形：表示實(shí)體集橢圓：表示屬性菱形：表示聯(lián)系集線段：實(shí)體集間或?qū)嶓w集與聯(lián)系集間的連接。基本概念實(shí)體(Entity)客觀存在并可以相互區(qū)別的事物。如人、事物、訂貨。屬性(Attribute)實(shí)體具有的某一特性。如學(xué)生的

4、學(xué)號(hào)、姓名、性別。碼(Key)唯一標(biāo)識(shí)實(shí)體的屬性集。如學(xué)生的學(xué)號(hào)。域(Domain)屬性的取值范圍。如性別的域?yàn)椋?、女）?shí)體型（Entity Type）用實(shí)體名及其屬性名集合來(lái)抽象和刻畫(huà)同類(lèi)實(shí)體。如學(xué)生（學(xué)號(hào)，姓名，性別，出生年月，系，入學(xué)時(shí)間）實(shí)體集（Entity Set）同型實(shí)體的集合。聯(lián)系(Relationship)不同實(shí)體集之間的聯(lián)系。分類(lèi)：一對(duì)一（1：1）一對(duì)多（1：n）多對(duì)多（m：n）課程教員授課1m參考書(shū)n供應(yīng)商項(xiàng)目供應(yīng)pm零件n職工領(lǐng)導(dǎo)1n實(shí)體型A實(shí)體型B聯(lián)系名11實(shí)體型A實(shí)體型B聯(lián)系名1n實(shí)體型A實(shí)體型B聯(lián)系名mn供應(yīng)商供應(yīng)商號(hào)工作倉(cāng)庫(kù)零件項(xiàng)目職工地址賬號(hào)電話號(hào)碼倉(cāng)庫(kù)號(hào)姓名

5、面積職稱(chēng)姓名電話號(hào)預(yù)算年齡職工號(hào)供應(yīng)領(lǐng)導(dǎo)庫(kù)存開(kāi)工日期項(xiàng)目號(hào)單價(jià)名稱(chēng)描述規(guī)格零件號(hào)供應(yīng)量庫(kù)存量nnpmm1n1n工廠物資管理E-R圖基本數(shù)據(jù)模型四種最常用的數(shù)據(jù)模型層次模型(Hierarchical Model)代表系統(tǒng)：IBM的IMS，阿波羅登月。網(wǎng)狀模型(NetWork Model)代表系統(tǒng)：GE的IDS，后DBTG數(shù)據(jù)庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)。關(guān)系模型(Relational Model)代表系統(tǒng)：Oracle，Sybase,DB2面向?qū)ο竽Ｐ?Object Oriented Model)比如Gemstone，Objectivity/DB，ObjectStore1.3 關(guān)系模型1970年IBM公司San Jo

6、se研究室的E.F.Codd提出。關(guān)系模型是目前最重要的一種數(shù)據(jù)模型，它建立在嚴(yán)格的數(shù)學(xué)概念的基礎(chǔ)之上，數(shù)學(xué)基礎(chǔ)是關(guān)系代數(shù)。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)關(guān)系：數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)是一張二維表，由行列組成。學(xué)生成績(jī)登記表示例學(xué)號(hào)姓名年齡性別系別年級(jí)200001王小明19女社會(huì)學(xué)2000200081黃大鵬20男計(jì)算機(jī)2000200030張文斌18男法律系2000關(guān)系模型關(guān)系操作與完整性約束關(guān)系操作數(shù)據(jù)定義：定義關(guān)系數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及其他對(duì)象。數(shù)據(jù)查詢(xún)：支持?jǐn)?shù)據(jù)檢索。數(shù)據(jù)更新：數(shù)據(jù)的增、刪、改操作。權(quán)限控制：防止數(shù)據(jù)的越權(quán)訪問(wèn)。注：提供關(guān)系操縱語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)。完整性約束：實(shí)體完整性；參照完整性；自定義完整性術(shù)語(yǔ)關(guān)系（Relation）：一

7、個(gè)關(guān)系對(duì)應(yīng)通常說(shuō)的一張表。元組（Tuple）：表中的一行。屬性（Attribute）：表中的一列成為一個(gè)屬性。每個(gè)屬性需有一個(gè)名稱(chēng)，即屬性名。候選碼：表中的某個(gè)屬性組，可以唯一確定一個(gè)元組。主碼（Key）：選定的一個(gè)候選碼，用于確定元組。超碼：候選碼的超集。域（Domain）：屬性的取值范圍。分量：元組中的一個(gè)屬性值。關(guān)系模式：對(duì)關(guān)系的描述。關(guān)系名（屬性1，屬性2，屬性）關(guān)系模型要求1NF；2NF；3NF；BCNF；4NF存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)邏輯上：實(shí)體與聯(lián)系都用表來(lái)表示。物理上：以文件的形式存儲(chǔ)。關(guān)系模型的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)有嚴(yán)格的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。概念單一。實(shí)體、聯(lián)系、檢索結(jié)果都用關(guān)系表示。存取路徑對(duì)用戶(hù)透明。具有很高

8、的數(shù)據(jù)獨(dú)立性和安全保密性。缺點(diǎn)查詢(xún)效率往往不如非關(guān)系數(shù)據(jù)模型。常用的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)OracleIDC 2007年調(diào)查，Oracle占據(jù)了44.1%的市場(chǎng)份額。IBM為21.3%，微軟為18.3%。世界上十個(gè)最大的 UNIX OLTP 網(wǎng)站全部運(yùn)行于 Oracle 上 。 SybaseSybase公司的數(shù)據(jù)庫(kù)產(chǎn)品。其他數(shù)據(jù)庫(kù)DB2InformixMS SQL ServerMySqlPostgreAccess概念模型與關(guān)系模型轉(zhuǎn)換實(shí)體-關(guān)系（表）屬性碼聯(lián)系-關(guān)系（表）屬性碼系（系號(hào)，系名，電話，系主任號(hào)）系主任（工作證號(hào)，姓名，年齡）領(lǐng)導(dǎo)系主任系111：1聯(lián)系系主任（系號(hào)，工作證號(hào)，姓名，年齡

9、）系（系號(hào)，系名，電話）主鍵主鍵外鍵外鍵包括系學(xué)生1N學(xué)生（學(xué)號(hào)，姓名，性別，系號(hào)）系（系號(hào)，系名，電話，系主任）1：N聯(lián)系選課學(xué)生課程MN學(xué)生（學(xué)號(hào)，姓名，性別，系號(hào)）課程（課號(hào)，課名，學(xué)分）選課（學(xué)號(hào)，課號(hào)，成績(jī)）成績(jī)M：N聯(lián)系職工領(lǐng)導(dǎo)1n職工(職工號(hào)，姓名，年齡，領(lǐng)導(dǎo)）供應(yīng)供應(yīng)商零件項(xiàng)目mpn供應(yīng)量供應(yīng)（供應(yīng)商，項(xiàng)目，零件，數(shù)量）關(guān)系的類(lèi)型基本關(guān)系實(shí)表視圖虛表臨時(shí)表1.4 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)應(yīng)用A應(yīng)用B應(yīng)用C應(yīng)用D應(yīng)用E外模式1外模式2外模式3模式內(nèi)模式數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)模式/模式映象外模式/模式映象數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的三級(jí)模式結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)-用戶(hù)角度Web服務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器企業(yè)內(nèi)部企業(yè)外部?jī)?nèi)部局域網(wǎng)C/

10、S結(jié)構(gòu)C/S結(jié)構(gòu)B/S結(jié)構(gòu)B/S結(jié)構(gòu)Internet查詢(xún)和瀏覽工作站修改和維護(hù)工作站查詢(xún)和瀏覽工作站修改和維護(hù)工作站Internet用戶(hù)模式的概念數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)從DBMS角度看，三級(jí)模式結(jié)構(gòu)。（內(nèi)部系統(tǒng)結(jié)構(gòu)）從最終用戶(hù)角度看，分集中式、分布式、客戶(hù)/服務(wù)器和并行結(jié)構(gòu)。（外部體系結(jié)構(gòu)）模式（Schema）數(shù)據(jù)庫(kù)中全體數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和特征的描述。（僅僅涉及型的描述，不涉及值）實(shí)例（Instance）模式的一個(gè)具體值。數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)三級(jí)模式結(jié)構(gòu)外模式、模式、內(nèi)模式。2 SQL語(yǔ)言SQL數(shù)據(jù)定義語(yǔ)言SQL數(shù)據(jù)操縱語(yǔ)言SQL數(shù)據(jù)查詢(xún)語(yǔ)言2.1數(shù)據(jù)庫(kù)定義命令A(yù)CCESS支持的數(shù)據(jù)類(lèi)型基本表定義基本表的創(chuàng)建基

11、本表的刪除2.1.1 ACCESS的數(shù)據(jù)類(lèi)型Microsoft Access data types, data types used to create tables, and ODBC SQL data types. 數(shù)據(jù)類(lèi)型說(shuō)明Char(size)存放定長(zhǎng)字符數(shù)據(jù)，最長(zhǎng)2000個(gè)字符Nchar(size)與char類(lèi)型相似，最大長(zhǎng)度可達(dá)4000字節(jié)。Varchar2(size)存放可變長(zhǎng)字符數(shù)據(jù)，最大長(zhǎng)度為4000個(gè)字符。Nvarchar2(size)類(lèi)似于varchar2，可以用在所有的字符集中Varchar同varchar2,建議不使用。Number(l,d)數(shù)值型數(shù)據(jù)，l代表總長(zhǎng)度，

12、d代表小數(shù)位數(shù)。Blob二進(jìn)制大對(duì)象，長(zhǎng)度(4G-1)*database block sizeRaw(size)純二進(jìn)制數(shù)據(jù)，最大2000字節(jié)Date 日期型。公元前4712年1月1日到公元9999年12月31日Long存放長(zhǎng)字符串?dāng)?shù)據(jù)，最大2G.Microsoft Access data types, data types used to create tables, and ODBC SQL data typeslimitations on Microsoft Access data types. limitations on Microsoft Access data types. 使用

13、SQL語(yǔ)句查詢(xún)?cè)O(shè)計(jì)SQL視圖SQL語(yǔ)句使用SQL語(yǔ)句2.1.2基本表定義基本表的創(chuàng)建一般格式：CREATE TABEL (列級(jí)完整性約束條件,列級(jí)完整性約束條件,表級(jí)完整性約束條件；說(shuō)明建表的同時(shí)可以定義與該表有關(guān)的完整性約束,這些約束條件被存入系統(tǒng)的數(shù)據(jù)字典中,當(dāng)用戶(hù)操作表時(shí),DBMS會(huì)自動(dòng)檢查該操作是否有違背完整約束條件.建立約束的考慮：如果完整性約束條件涉及到該表的多個(gè)屬性列，則必須定義在表級(jí)上；否則既可以定義在列級(jí)上也可以定義在表級(jí)上。表名、列名是不區(qū)分大小寫(xiě)的。對(duì)一個(gè)用戶(hù)而言，表名必須唯一；一個(gè)表中，列名必須唯一。表名可包括任意合法字符，長(zhǎng)度不超過(guò)64個(gè)字符。2.1.2基本表定義基本

14、表的創(chuàng)建例CREATE TABLE Student(Sno CHAR(5) NOT NULL UNIQUE,Sname CHAR(20) UNIQUE,Ssex CHAR(1),Sage NUMERIC,Sdept CHAR(15),CONSTRAINT PRI_STUDENT PRIMARY KEY(Sno);Primary keycreate table Student(Sno char(9) PRIMARY KEY,Sname char(20) not null,Ssex char(2),Sage smallint,Sdept char(20);create table SC(Sno c

15、har(9) not null,Cno char(4) not null,Grade Smallint,Primary key(Sno,Cno);create table Student(Sno char(9),Sname char(20) not null,Ssex char(2),Sage smallint,Sdept char(20),PRIMARY KEY(Sno);create table Course(cno char(10),cname varchar(20),constraint pk_course primary key (cno);Foreign keycreate tab

16、le SC(Sno char(9) not null,Cno char(4) not null,Grade Smallint,Primary key(Sno,Cno),Foreign key(Sno) references Student(Sno),Foreign key(Cno) references Course(Cno);2.1.3基本表刪除一般格式：DROP TABLE ；說(shuō)明基本表一旦刪除，表中的數(shù)據(jù)、此表上建立的索引和視圖都將自動(dòng)被刪除。例刪除STUDENT表。DROP TABLE STUDENT;2.2數(shù)據(jù)操縱語(yǔ)言INSERT 語(yǔ)句UPDATE語(yǔ)句DELETE語(yǔ)句2.2.1 IN

17、SERT 語(yǔ)句插入單個(gè)元組 格式：INSERT INTO (,)VALUES (,); 注意：對(duì)表定義時(shí)說(shuō)明了NOT NULL約束的屬性列，必須給值而不能為空值，否則會(huì)出錯(cuò)。如果INTO子句中沒(méi)有指明任何列名，則新插入的記錄必須在每個(gè)屬性列上均有值（即給定的值與定義的屬性個(gè)數(shù)必須項(xiàng)等且賦值相容）。字符型和日期型數(shù)據(jù)在插入時(shí)要加單引號(hào)。例Insert into student values(201201,張三,男,30,軟件工程);2.2.2 UPDATE語(yǔ)句修改某一個(gè)元組的值格式：UPDATE SET =,=WHERE;例update student set sname=李四 where sn

18、o=201201;2.2.3 DELETE語(yǔ)句刪除某一個(gè)元組的值格式：DELETEFROMWHERE;例刪除名字為李四的學(xué)生信息.Delete from student where sname=李四;刪除多個(gè)元組的值例刪除student表中的所有數(shù)據(jù).Delete from student;2.3SQL數(shù)據(jù)查詢(xún)語(yǔ)言 查詢(xún)語(yǔ)句的一般結(jié)構(gòu)單表查詢(xún)多表查詢(xún)2.3.1查詢(xún)語(yǔ)句的一般結(jié)構(gòu)命令： SELECT格式：SELECT ALL|DISTINCT，F(xiàn)ROM ，WHERE GROUP BY HAVINGORDER BY ASC|DESC；描述：根據(jù)WHERE子句的條件表達(dá)式，從FROM子句指定的本表中

19、找出滿足條件的元組，再按SELECT子句中的目標(biāo)列表達(dá)式，選出元組中的屬性值形成結(jié)果表。如果有GROUP BY子句則將結(jié)果按的值進(jìn)行分組，該屬性列相等的元組為一個(gè)組。通常會(huì)在每組中作用集函數(shù)。如果GROUP子句帶有HAVING短語(yǔ)，則只有滿足指定條件的組才予輸出。如果有ORDER BY子句，則結(jié)果表還要按的值升序或降序排列。2.3.2單表查詢(xún)選若干元組 查詢(xún)滿足條件的元組 WHERE常用的查詢(xún)條件查詢(xún)條件謂詞比較=,=,=,!=,!,!;NOT+上述比較運(yùn)算符確定范圍BETWEEN AND，NOT BETWEEN AND確定集合IN，NOT IN字符匹配LIKE，NOT LIKE空值IS NU

20、LL，IS NOT NULL多重條件AND，OR2.3.2單表查詢(xún)選若干元組 查詢(xún)滿足條件的元組 比較 例： select sno,sname from student where ssex=男;查詢(xún)滿足條件的元組 確定范圍謂詞BETWEEN AND與NOT BETWEEN AND的一般格式為NOT BETWEEN AND 查詢(xún)屬性值在（或不在）指定范圍內(nèi)的元組。其中為范圍的下限（低值），為范圍的上限（高值）。選出的元組包括邊界與,要求a=b。 例： select * from student where sage between 18and 20;查詢(xún)滿足條件的元組 確定集合謂詞IN可以用來(lái)查找屬性值屬于指定集合的元組。例： select * from student where sage in (19,20);2.3.2單表查詢(xún)選若干元組 查詢(xún)滿足條件的元組 字符匹配謂詞LIKE