数据库基础培训(一)--瓮金娥

2引言●数据库是组织、存储、管理和加工数据的仓库。●数据库是长期存储在计算机内的、有组织的、可共享的数据集合。●数据库是数据的集合，其中包含了关于某个企业的信息★什么是数据库？3引言数据库能够帮助用户存储、组织和检索数据。数据库以一定的逻辑方式组织数据，当我们要对数据进行增、删、改、查的时候，数据库能非常快速的完成所要求的操作。同时数据库隐藏了数据组织形式，我们只要对数据的属性进行描述就可以了。当我们要对数据库中的数据进行操作的时候只要高数“做什么”就可了，DBMS会决定一个比较好的完成操作方式。★数据库能做什么？课程目标1、了解，并结合关系型数据库系统深入理解数据库系统的基本概念，原理和方法。2、掌握关系数据模型及关系数据语言，能应用SQL语言表达各种数据操作。内容导航关系数据模型数据库基础知识机构化查询语句1.数据库基本概念1．数据与数据处理•数据处理并不是计算机特有的概念，计算机没有引进我们的工作中时，财务部门所处理的单据、报表等属于数据处理。•计算机中的数据是存储在某一种媒介上能够识别的物理符号。•有两个含义：–描写事物的特性：例某人生日是“1980年12月21日”–数据在计算机中的表示形式：同一种意义的数据可能用多种不同形式表示1.1数据库概述1.1、数据库概述例：•生日是“1980年12月21日”，也可以“1980.12.21”•明天天气是“阴有雨”，也可以用图形符号：•用数据符号表示信息通常有三种：•数值型：如年龄、体重、价格、温度•字符型：姓名、单位、地址•特殊型：照片（图像）、刮风、下雨（图形符号），还有声音、视频（多媒体数据）1.数据库基本概念1.数据库基本概念•也称信息处理，是利用计算机对各种类型的数据进行处理。包括数据的采集、整理、存储、分类、排序、检索、维护、加工、统计和传输等一系列操作过程。•数据处理的目的是从大量数据中，通过分析、归纳、推理等科学方法，利用计算机技术、数据库技术等技术手段，提取有效的信息资源，为进一步分析、管理、决策提供依据。1.2、数据处理1.3、数据库(DataBase，DB)•孤立的数据不能代表确切的信息，为反映某一方面的信息往往需要若干数据。•例学生基本信息：姓名、性别、出生年月、籍贯、专业……这些数据需组织起来。•最初的数据以文件形式组织，处理数据时，更多的是涉及对文件的操作（读、写），带来了数据处理不便、数据共享困难等一系列问题。数据库技术的产生有效地克服了这类问题。•数据库是存储在计算机系统中的存储介质上，按一定的方式组织起来的相关数据的集合。数据库是结构化的，不仅仅描述数据本身，而且数据之间的关系进行描述。•数据库中的数据具有高度的共享性。数据不是面向某一种应用，而是面向多种应用，可以被多个应用程序共享。1.数据库基本概念2、数据模型例子：学生借阅图书现实世界中：学生借阅图书在信息世界中将抽象为学生和书籍两个实体集，两个实体集间的联系为“借阅”。用关系模型表示为学生、书籍和借阅三个关系。用数据库中建立学生、书籍和借阅三个数据表，并为学生和借阅两个表建立联系，为书籍和借阅两个表建立联系。这样，就完成了从现实世界到数据世界的转换。2.关系模型•数据库的数据结构形式，叫数据模型，它是对数据库如何组织的一种模型化表示。•如果这个模型只能表示存储什么信息，那么它是简单的，是文件系统早已解决了的问题，更重要的是要以一定数据结构方式表示各种信息的联系。•数据模型表示的是数据库框架。打个比方，建设一幢楼房，首先要有建筑结构图，根据这个结构图先搭好架子，然后才能堆砖砌瓦，使建筑物符合要求，数据模型就相当于这个建筑结构图，根据这个结构图组织装填数据。2.1、数据模型2.关系模型•概念模型（抽象的）–概念模型是数据库设计人员在认识现实世界中实体与实体间联系后进行的一种抽象。•实现模型（具体的）–有三种：层次型、网络型和关系型2.1、数据模型2.关系模型•概念模型（抽象的）最常用的描述概念模型的方法，称为实体—联系方法(Entity-RelationshipApproach)，简称E-R方法。•实体：指客观存在并可相互区别的物体。实体可以是实在的物体，如学生、图书等，也可以是抽象的事件，如订货、借书等。•属性:实体具有的某一种特性。如学生实体具有的姓名、性别等属性。•实体集:性质相同的同类实体的集合称为。如一个班的学生、图书馆的所有图书、皇马球队的所有场比赛等。•实体型：属性的集合，例学生实体型描述为：学生（学号、姓名、性别、出生年月）2.1、数据模型2.关系模型•实体之间的联系•一对一：工厂——厂长•一对多：系——教师•多对多：商店——顾客班长班长－班级班级11班长班长－学生学生1n教师教师－学生学生mn（a）（b）（c）2.1、数据模型2.关系模型•例教师讲课E——R图关系教师名课程号瓮金娥2张亚伟1张艳芳3课程课程号课程名称学时数1使用软件讲解22数据库23页面设计4教师姓名性别瓮金娥女张亚伟男张艳芳女2.1、数据模型2.关系模型•实现模型•目前有三种常用的实现模型形式：①层次型②网状型③关系型-----Access、oracle、DB2、SQLServer等。2.1、数据模型2.关系模型关系数据库，是建立在关系模型基础上的数据库，借助于集合代数等数学概念和方法来处理数据库中的数据。现实世界中的各种实体以及实体之间的各种联系均用关系模型来表示。标准数据查询语言SQL就是一种基于关系数据库的语言，这种语言执行对关系数据库中数据的检索和操作。关系模型由关系数据结构、关系操作集合、关系完整性约束三部分组成。2.关系数据模型1、在同一个关系中不能出现相同的属性名。2、关系中不允许有完全相同的元组。3、在一个关系中元组的次序无关紧要。4、在一个关系中列的次序无关紧要。关系的特点2.关系数据模型关系数据库中，基本数据结构是二维表，表之间的联系通过不同表中的公共字段来体现。各个关系模式不是孤立的，他们不是随意堆砌在一起的一堆二维表，要正确反映事物及事物之间的联系，需要进行仔细的关系数据库设计。教师姓名性别瓮金娥女张亚伟男张艳芳女2.关系数据模型2.2、实际关系模型课程课程号课程名称学时数1使用软件讲解22数据库23页面设计4关系教师名课程号瓮金娥2张亚伟1张艳芳3DB2：是第一种使用SQL的数据库产品，可跨平台。IBM是最早进行关系数据库理论研究和产品开发的公司，在关系数据库理论方面一直走在业界的前列，所以DB2的功能和性能都是非常优秀的。不过对开发人员的要求也比其他数据可系统更高，因为一旦使用不当很容易造成死机、死锁等问题。Oracel：和DB2同时期发展起来的数据库产品，也是第二个采用SQL的数据库产品，Oracle从DB2等产品中吸取了很多优点，所以Oracel无论是功能、性能还是可用性方面都是非常好的。主流的数据库管理系统目前有许多DBMS产品，如DB2、Oracle、SQLServer、MySQL等，它们在数据库市场上各占有一席之地。2.关系数据模型SQLServer：可用性做的非常好，提供了很多外围工具看来帮助用户对数据库进行管理，用户甚至无需直接执行任何SQL语句就可以完成数据库的创建、数据表的创建、数据的备份/恢复等工作。但它只能运行于windows操作系统，在实际使用中在大数据量和大交易量的坏境中表现的并不是太好，当企业的业务量达到一个水平后就要考虑升级到Oracle或者BD2了。MySQL：是一个小型关系型数据库管理系统，目前被广泛应用于中小型系统中，特别是网络应用中的用户群更多。但它很难用于支持大业务量的系统。主流的数据库管理系统2.关系数据模型要想使用数据库，就必须熟悉一些基础概念，这些概念包括：Catalog、表、列、数据类型、记录、主键以及表关联等。1、数据库（Catalog）：一个DBMS可以管理很多个数据库，这些不同的数据库就叫做Catalog，采用多个Catalog可以有以下三点好处1）便于对CataLog进行个性化管理。2）避免了命名冲突。3）安全性更高。2、表（table）：虽然我们已经将不同用途的物品保存在不同的仓库了，但是在同一个仓库中的数据仍然存在问题，比如食品分为熟食、生肉、大米等，如果把它们随意地堆放在一起，就很难这些食品进行管理，比如要对大米进行提货就必须在一堆食品中翻来翻去的找，为了解决这种问题就需要将仓库再次进行划分为不同的区域，这个区域就叫做表。1.1数据库基础概念2.关系数据模型3、列（Column）：往往我们对一个事物的描述可以由很多种方法，比如对一个员工来说，我们可以说这个员工2003年5月入职，是产品开发部的，姓名叫张三，也可以描述为这个员工名叫李四，技术支持部的，入职时间时2005年7月。为了统一这种说法，就需要确定一个统一标准。1.1数据库基础概念姓名部门入职时间张三产品开发部2003年5月李四技术支持部2005、72.关系数据模型4、数据类型（DataType）：上面我们为员工表规定了姓名、部门和入职时间3个列，只要按照这个格式进行数据填写就可以了，但是这里仍然有一个问题，那就是我们没法限定用户向表中填写什么数据。如果我们规定了每一列中填写的数据格式：姓名必须填写汉字，最短2个，最长5个，部门必须填写汉字，入职时间必须填写正确的格式。1.1数据库基础概念姓名部门入职时间张三产品开发部2003年5月李四技术支持部2005年7月这样就提高了对数据表的操作效率，能够确定对数据进行操作所需要的正确处理方式2.关系数据模型5、记录（Record）：记录可以被称为行（Row）,可以通俗的认为它是数据表中的一行数据，一员工表为例：1.1数据库基础概念姓名部门入职时间张三产品开发部2003年5月李四技术支持部2005年7月这里每一行数据就代表一个员工的资料，这样的一行数据就叫做一条记录。表是有行和列组成的一张二维表，这就是关系数据库中最基本的数据模型。2.关系数据模型1.数据库基本概念6、主键（PrimaryKey）：员工表中的每一行记录代表了一个员工，一般员工的名字就能唯一标识这个员工，但是名字也有可能重复，这是我们就要为每一名员工分配一个唯一的工号，如下表：1.1数据库基础概念工号姓名部门入职时间001张三产品开发部2003年5月002李四技术支持部2005年7月这个可以唯一标示一个员工的列就被称为员工表的主键（PrimaryKey）所以我们可以说能唯一标识一行记录字段就称为此表的主键。6、索引（Index）：无索引的表就是一个无序的行集。为表建立索引以后，方便了对表记录的检索。1.1数据库基础概念工号姓名年龄入职时间001张三232003年5月002张五242004年6月003杨六252005年5月004李四242005年7月请大家检索出年龄为24的人员。先排序，后检索，是不是能提高检索效率。但是索引减慢了数据插入和删除的速度，每位每次插入和删除时都要更新索引。2.关系数据模型7、表关联我们来为货物建一张表，其中包括规格、名称、生产厂家等信息，如下图：1.1数据库基础概念编号名称规格生产厂家厂家地址厂家电话001生肉幼稚七侠镇肉联厂新昌西路2030951-123456002玉米肠简装七侠镇肉联厂新昌西路2030951-123456003尿素60公斤装六扇门化工厂汉中工业区0951-654321004打印纸16开钱氏纸业二公司对面0951-123654005磷酸二胺30公斤装六扇门化工厂汉中工业区0951-6543212.关系数据模型1.数据库基本概念可以看到这里存在大量的冗余信息，比如厂家的名称、地址、电话灯就在表中出现多次，这会带来如下问题：●信息冗余占据空间。也就是存在大量的重复数据。●信息冗余使得新数据的加入变得麻烦，每次录入新的货物时就必须把厂家的地址，名称、电话重新录入以便。●信息冗余使得维护数据的正确性得不到保证，如果厂家变迁，那么所有的对应记录吗都要更新一次，或者有些字打错检索不到等问题。1.1数据库基础概念解决的办法就是将厂家的信息在一个新的表中维护。下面我们来创建厂家数据表7、表关联1.1数据库基础概念