MySQL數(shù)據(jù)庫原理與應用項目化教程（微課版） 課件 (含思政) 項目1-認識數(shù)據(jù)庫

項目一認識數(shù)據(jù)庫

在學習設計和使用數(shù)據(jù)庫之前，需要理解數(shù)據(jù)庫的基本概念；數(shù)據(jù)庫是有結(jié)構(gòu)的，數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)的基礎是數(shù)據(jù)模型，數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)都是基于某種數(shù)據(jù)模型的，關(guān)系模型是目前使用最廣泛的數(shù)據(jù)模型，要掌握關(guān)系模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)完整性規(guī)則；了解操作關(guān)系數(shù)據(jù)庫的標準語言——SQL語言。知識目標：理解數(shù)據(jù)庫基本概念

（數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)等）。理解概念模型相關(guān)術(shù)語及E-R圖的三要素。理解關(guān)系模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及數(shù)據(jù)完整性規(guī)則。了解關(guān)系數(shù)據(jù)庫的標準語言——SQL語言。能力目標：能根據(jù)給定的數(shù)據(jù)表，寫出關(guān)系模式，分析主鍵、

外鍵及字段取值約束條件。任務1.1任務1.2理解數(shù)據(jù)庫的基本概念理解數(shù)據(jù)模型任務1.3了解SQL語言

任務1.1理解數(shù)據(jù)庫的基本概念理解數(shù)據(jù)庫幾個基本概念：數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。在理解數(shù)據(jù)庫幾個基本概念的基礎上，描述數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)三者之間的關(guān)系，并了解常用的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)產(chǎn)品?！救蝿彰枋觥坷斫鈹?shù)據(jù)庫的基本概念1.1【相關(guān)知識】1.1.31.1.11.1.2

數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)

數(shù)據(jù)

數(shù)據(jù)庫1.1.4

數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)理解數(shù)據(jù)庫的基本概念1.1數(shù)據(jù)（Data）是數(shù)據(jù)庫中存儲的基本對象，是描述事物的符號記錄。描述事物的符號可以是數(shù)字，也可以是文字、圖形、圖像、音頻、視頻等，數(shù)據(jù)有多種表現(xiàn)形式，它們都可以經(jīng)過數(shù)字化后存入計算機。數(shù)據(jù)的含義稱為數(shù)據(jù)的語義，數(shù)據(jù)與其語義是不可分的。例如，描述一位學生的基本信息，在計算機中常常這樣來描述：（劉衛(wèi)平，男，1994-10-16，衡山市東風路78號）即把姓名、性別、出生日期、家庭住址信息組織在一起，構(gòu)成一個記錄。這個記錄就是描述一個學生的數(shù)據(jù)，這樣的數(shù)據(jù)是有結(jié)構(gòu)的。記錄是計算機中表示和存儲數(shù)據(jù)的一種格式或一種方法。數(shù)據(jù)1.1.1數(shù)據(jù)庫（Database，簡稱DB）就是存放數(shù)據(jù)的倉庫。只是這個倉庫是存儲在計算機存儲設備上的，而且是按一定的格式存放的。嚴格地講，數(shù)據(jù)庫是長期存儲在計算機內(nèi)的、有組織的、可共享的大量數(shù)據(jù)的集合。用戶可以對數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進行增加、刪除、修改、查找等操作。數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)按一定的數(shù)據(jù)模型組織、描述和存儲，具有較小的冗余度、較高的數(shù)據(jù)獨立性和易擴展性，并可為各種用戶共享。概括起來，數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)具有永久存儲、有組織和可共享三個基本特點。數(shù)據(jù)庫1.1.2數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DatabaseManagementSystem，簡稱DBMS）是介于用戶與操作系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)管理軟件。DBMS可以創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫，并對其提供統(tǒng)一的管理和控制。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的主要功能包括以下幾個方面：（1）數(shù)據(jù)定義功能（2）數(shù)據(jù)操縱功能（3）數(shù)據(jù)庫的運行管理（4）數(shù)據(jù)庫的建立和維護數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)1.1.3數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（DatabaseSystem，簡稱DBS）是在計算機系統(tǒng)中引入數(shù)據(jù)庫后的系統(tǒng)，由硬件、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫應用程序、各類人員等組成，它們之間的關(guān)系如圖1-1所示。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)1.1.4圖1-1數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的組成對數(shù)據(jù)庫提供專職管理和維護的人員，稱為數(shù)據(jù)庫管理員（DatabaseAdministrator，DBA）。DBA的核心目標是保證數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的穩(wěn)定性、安全性、完整性和高性能。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)有以下幾個特點：（1）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化（2）數(shù)據(jù)共享性高，冗余度低，易擴充（3）數(shù)據(jù)獨立性高（4）數(shù)據(jù)由DBMS提供統(tǒng)一的管理與控制數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)1.1.4【任務實施】描述數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)三者之間的關(guān)系。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)包含了數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。數(shù)據(jù)庫是長期存儲在計算機內(nèi)有組織、可共享的相關(guān)數(shù)據(jù)的集合；數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的核心組成部分，它是介于用戶與操作系統(tǒng)之間的一層數(shù)據(jù)管理軟件，用來創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫，并對數(shù)據(jù)庫提供統(tǒng)一的管理與控制，是用戶和數(shù)據(jù)庫的接口；數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是引入數(shù)據(jù)庫的計算機系統(tǒng)，一般由硬件、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫應用程序、各類人員等組成。理解數(shù)據(jù)庫的基本概念1.1【任務實施】2．了解常用的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)產(chǎn)品。（1）Oracle（2）SQLServer（3）MySQL（4）DB2（5）Access（6）MongoDB……理解數(shù)據(jù)庫的基本概念1.1由瑞典MySQLAB公司出品（先后被SUN和Oracle公司收購），支持在UNIX、Linux、MacOS和Windows等平臺上使用。具有體積小、速度快、容易使用等特點，并且開放源代碼，開發(fā)人員可以根據(jù)需要進行修改；采用社區(qū)版和商業(yè)版的雙授權(quán)政策，兼顧了免費使用和付費服務的場景，軟件使用成本低。理解數(shù)據(jù)庫的基本概念1.1思政小貼士華為GaussDB分布式數(shù)據(jù)庫：是一款劃時代的產(chǎn)品。它引領著華為繼單機數(shù)據(jù)、集群數(shù)據(jù)庫和云分布式數(shù)據(jù)庫后，率先進入數(shù)據(jù)庫發(fā)展的第四個階段——人工智能原生數(shù)據(jù)庫時代。數(shù)據(jù)庫領域?qū)儆谥袊木收陂_始，讓我們一起為GaussDB喝彩！任務1.2理解數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)描述：現(xiàn)實世界

信息世界(概念模型)機器世界(關(guān)系模型)。

了解信息世界的常用術(shù)語及概念模型常用的表達工具E-R圖，目前機器世界主流的數(shù)據(jù)模型是關(guān)系模型，識記并理解關(guān)系模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及數(shù)據(jù)完整性規(guī)則?！救蝿彰枋觥坷斫鈹?shù)據(jù)模型1.2【相關(guān)知識】1.2.21.2.1

關(guān)系模型

概念模型理解數(shù)據(jù)模型1.21.信息世界相關(guān)術(shù)語實體(Entity)：客觀存在并且可以相互區(qū)別的事物稱為實體。

例如：學生、課程等都是實體。(2)屬性(Attribute)：實體所具有的特性稱為屬性。一個實體可由若干個屬性來刻畫。例如：學生實體可以由學號、姓名、性別、出生日期、家庭地址等屬性組成，屬性組合（劉衛(wèi)平，男，1994-10-16，衡山市東風路78號）即描述了一個學生。(3)

碼(Key)：唯一標識實體的屬性或?qū)傩缘慕M合稱為碼。例如：學號是學生實體的碼，因為每個學生的學號都不相同。概念模型1.2.1(4)實體型(EntityType)：用實體名及其屬性名的集合來描述同類實體，稱為實體型。例如：學生(學號，姓名，性別，出生日期，家庭地址)就是一個實體型。(5)實體集(EntitySet)：同類實體的集合稱為實體集。例如：全體學生，所有課程等。(6)聯(lián)系(Relationship)

兩個實體間的聯(lián)系主要有一對一、一對多和多對多三種類型。①一對一聯(lián)系，記作1:1例如：學生與校園卡②一對多聯(lián)系，記作1:n

例如：班級與學生③多對多聯(lián)系，記作m:n例如：學生與課程概念模型1.2.12.E-R圖概念模型常用的描述工具是E-R（Entity-Relationship）圖，又叫實體-聯(lián)系圖。E-R圖有三個要素：實體型（一般簡稱為實體）、聯(lián)系和屬性，通用表示方法如下：(1)用矩形表示實體，實體名寫在框內(nèi)。(2)用菱形表示實體間的聯(lián)系，聯(lián)系名寫在菱形框內(nèi)，用無向邊分別把菱形框與有關(guān)實體連接起來。(3)用橢圓表示實體的屬性或?qū)嶓w間聯(lián)系產(chǎn)生的屬性，并用無向邊把屬性和其所屬的實體或聯(lián)系連接起來。概念模型1.2.1圖1-2學生選修課程E-R圖例如：如圖1-2所示，這是一個描述學生、課程以及學生與課程間聯(lián)系的E-R圖。一個學生可以選修多門課程，一個課程可以被多個學生選修，所以學生與課程之間是多對多的聯(lián)系，學生選課會產(chǎn)生一個新的屬性“成績”。學號是學生實體的碼，課程號是課程實體的碼。概念模型1.2.1圖1-2學生選修課程E-R圖理解數(shù)據(jù)模型1.2思政小貼士【實體之間存在1:1,1:N,M:N聯(lián)系】事物之間普遍存在聯(lián)系，個體不能脫離社會而存在，要處理好個體與個體、個體與集體間的關(guān)系，樹立集體榮譽感。邏輯數(shù)據(jù)模型簡稱為數(shù)據(jù)模型，它直接面向機器世界里數(shù)據(jù)庫的邏輯結(jié)構(gòu)，任何一個DBMS都是基于某種數(shù)據(jù)模型的。層次模型、網(wǎng)狀模型和關(guān)系模型是三種最主要的數(shù)據(jù)模型。層次模型用“樹”結(jié)構(gòu)來表示數(shù)據(jù)之間的關(guān)系，網(wǎng)狀模型用“圖”結(jié)構(gòu)來表示數(shù)據(jù)之間的關(guān)系，關(guān)系模型用“二維表”（或稱“關(guān)系”）來表示數(shù)據(jù)之間的關(guān)系。關(guān)系模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)簡單、清晰、易用，是目前最重要、使用最廣泛的數(shù)據(jù)模型。數(shù)據(jù)模型有三個要素：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)操作和數(shù)據(jù)約束條件。關(guān)系模型1.2.21．關(guān)系數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)關(guān)系模型由一組關(guān)系組成，每個關(guān)系的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是一張規(guī)范化的二維表，把關(guān)系看成是行的一個集合。關(guān)系模型1.2.2學號姓名成績語文數(shù)學

英語S001張三706580S002李四859077S003王五607582……………….………….學號姓名語文數(shù)學英語S001張三706580S002李四859077S003王五607582……………….………….規(guī)范化表1-1非規(guī)范化的二維表表1-2規(guī)范化的二維表關(guān)系模型中的術(shù)語：關(guān)系：一個關(guān)系就是一張二維表。元組(記錄)：表中的一行叫一個元組或一條記錄。屬性(字段)：表中的一列叫一個屬性或字段，給每個屬性取一個名稱叫屬性名。域：屬性的取值范圍。候選碼(候選鍵)：關(guān)系中能唯一標識一個元組的屬性或?qū)傩越M合。唯一標識的意思是它的每個值在關(guān)系中不會重復，是唯一的。主碼(主鍵)：從關(guān)系的候選碼中選定一個做主碼。關(guān)系模型1.2.2全碼：在最簡單的情況下，候選碼只包含一個屬性，在最極端的情況下，候選碼包含關(guān)系的所有屬性，稱為全碼，全碼是候選碼的特例。主屬性：在關(guān)系中，候選碼中的屬性叫主屬性。非主屬性：在關(guān)系中，不包含在任何候選碼中的屬性稱為非主屬性。外碼(外鍵)：設F是關(guān)系R中的一個或一組屬性，但不是R的主碼，如果F與關(guān)系S中的

主碼相對應（即F在S中做主碼），則稱F是關(guān)系R的外碼。關(guān)系模式：用來描述關(guān)系，一般簡記為R(U)，其中：R為關(guān)系名，U為組成該關(guān)系的屬性的集合。關(guān)系模型1.2.2關(guān)系的性質(zhì)：同列同質(zhì)，即同一屬性名下的各屬性值是同類型的數(shù)據(jù)，且必須來自同一個域。同一關(guān)系中屬性名不能重復，但同一關(guān)系中不同屬性的數(shù)據(jù)可來自同一個域。行的順序無關(guān)，可以任意交換。列的順序也無關(guān)，可以任意交換。任意兩個元組不能完全相同，即沒有完全相同的二行數(shù)據(jù)。表中不能有子表，即分量必須取原子值，每一個分量必須是不可分的數(shù)據(jù)項。一個關(guān)系只能有一個主碼，外碼可以有0到多個。關(guān)系模型1.2.22．關(guān)系數(shù)據(jù)操作關(guān)系數(shù)據(jù)操作主要包括查詢、插入、修改和刪除數(shù)據(jù)，操作對象和結(jié)果都是關(guān)系(二維表)。3．關(guān)系數(shù)據(jù)完整性規(guī)則關(guān)系數(shù)據(jù)完整性控制用來確保數(shù)據(jù)的準確性和一致性，通俗地講是為了確保表中數(shù)據(jù)不出現(xiàn)明顯不合邏輯的錯誤。關(guān)系數(shù)據(jù)完整性規(guī)則分為以下三部分：（1）實體完整性規(guī)則：規(guī)定主鍵取值不能重復，主屬性不能為空值。（2）參照完整性規(guī)則：規(guī)定外鍵的取值必須等于被參照表的主鍵的某個值或取空值。（3）用戶自定義完整性規(guī)則：根據(jù)具體語義要求，字段取值滿足某種條件或函數(shù)要求。關(guān)系模型1.2.2理解數(shù)據(jù)模型1.2思政小貼士【數(shù)據(jù)有完整性規(guī)則】“沒有規(guī)矩,不成方圓”，做事要遵循一定的法則，在學校要遵守學校的規(guī)章制度，就業(yè)后要遵守單位的規(guī)章制度?！救蝿諏嵤恳韵氯蝿栈谝粋€小型“學生成績管理”數(shù)據(jù)庫的三張數(shù)據(jù)表：學生基本信息表、課程基本信息表和學生選課成績表，三個表的內(nèi)容分別如表1-3、表1-4、表1-5所示。理解數(shù)據(jù)模型1.2【任務實施】理解數(shù)據(jù)模型1.2【任務實施】理解數(shù)據(jù)模型1.2分析三張表對應的是學生選修課程E-R圖中的哪個部分。

根據(jù)三張表的數(shù)據(jù)，三張表與學生選修課程E-R圖的對應關(guān)系如下：（1）學生基本信息表對應的是“學生”這個實體，表中一條記錄對應一個學生；（2）課程基本信息表對應的是“課程”這個實體，表中一條記錄對應一門課程；（3)學生選課成績表對應的是“選修”這個多對多的聯(lián)系，每個學生選修一門課會產(chǎn)生一條成績記錄?！救蝿諏嵤坷斫鈹?shù)據(jù)模型1.22.分析三張表的主鍵。主鍵是表中能唯一識別一條記錄的字段或字段的組合，即主鍵的值在表中不能重復。（1）學生基本信息表的主鍵：學號。（2）課程基本信息表的主鍵：課程號。（3）學生選課成績表的主鍵是二個字段的組合：（學號，課程號）。3.分析三張表的外鍵。外鍵在本表中不是主鍵，但是對應另外一個表的主鍵。（1）學生基本信息表的外鍵：無。（2）課程基本信息表的外鍵：無。（3）學生選課成績表的外鍵：2個，學號和課程號?！救蝿諏嵤坷斫鈹?shù)據(jù)模型1.24.寫出三張表對應的關(guān)系模式。一個關(guān)系就是一張二維表，關(guān)系模式用來描述關(guān)系，簡寫為R(U)，R為關(guān)系名，U為組成該關(guān)系的屬性的集合。三張表對應的關(guān)系模式如下：（1）學生基本信息表(學號,姓名,性別,出生日期,家庭地址)（2）課程基本信息表(課程號,課程名,學分,任課教師)（3）學生選課成績表(學號,課程號,成績)【任務實施】理解數(shù)據(jù)模型1.25.分析三個表字段取值的約束條件。根據(jù)關(guān)系數(shù)據(jù)完整性規(guī)則，主鍵取值不能重復，主屬性不能取空值；外鍵取值等于被參照表的主鍵的某個值或取空值（當外鍵是主屬性時不能取空值）；除了主鍵、外鍵以外其他字段取值要根據(jù)具體的語義來判斷。（1）學生基本情況表：學號取值不能重復，也不能取NULL；性別只能取“男”或“女”。（2）課程基本信息表：課程號取值不能重復，也不能取NULL。（3）學生選課成績表：（學號，課程號）這個組合的取值不能重復，學號、課程號不能取NULL；成績?nèi)≈?~100。任務1.3了解SQL語言市場上數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)產(chǎn)品有很多，目前常用的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)幾乎都是關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，SQL語言（StructuredQueryLanguage）是由ISO頒布的操作關(guān)系數(shù)據(jù)庫的標準語言。了解SQL語言語句的分類及SQL語言的特點?！救蝿彰枋觥?.3了解SQL語言【相關(guān)知識】1.3.21.3.1SQL語言的特點

SQL語句的分類1.3了解SQL語言SQL語句可以按功能分為四大類：數(shù)據(jù)定義、數(shù)據(jù)操縱、數(shù)據(jù)查詢及數(shù)據(jù)控制。（1）數(shù)據(jù)定義(DataDefinitionLanguage，DDL)DDL語句包括CREATE、ALTER、DROP這三種語句，用于定義數(shù)據(jù)庫，定義表、視圖、存儲過程等數(shù)據(jù)庫對象。CREATE表示創(chuàng)建，ALTER表示修改，DROP表示刪除。（2）數(shù)據(jù)操縱(DataManipulationLanguage，DML)DML語句包括INSERT、UPDATE、DELETE這三種語句，分別用于對數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進行增、刪、改操作。INSERT表示插入，UPDATE表示修改、DELETE表示刪除。1.3.1SQL語句的分類（3）數(shù)據(jù)查詢(DataQueryLanguage，DQL)DQL語句是SELECT語句，用于查詢數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)。SELECT語句是SQL語言中使用頻率最高的一條語句。（4）數(shù)據(jù)控制(DataControlLanguage，DCL)DCL語句包括GRANT、REVOKE、COMMIT、ROBACK這四個基本語句