数据库系统概论(1)

这是一个关于数据库系统概论(1)的思维导图，概述了数据库系统模型的概念，包括实例（Instance）、数据库系统的三级模式结构以及数据库系统对硬件资源的要求。同时，还涉及了非关系模型、实体E-R图等，展示了数据库技术的广泛性和复杂性。数据作为数据库中的基本对象，具有其特定的定义、特点和结构，以及数据模型组成要素（如数据结构、数据操作和完整性约束条件）等。

数据库系统概论

• 数据库技术是信息系统的核心和基础
  • 信息：数据中所包括的意义
  • 特点：传递信息
• 数据库管理系统DBMS
  • 什么是DBMS
    • 数据库系统的核心软件之一 位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件 。 是基础类软件，是大型复杂的软件系统
  • DBMS用途
    • 科学地组织和存储数据，高效地获取和为何数据。
  • 数据定义功能
    • 定义；数据库中的数据对象
  • 数据组织，存储和管理 分类组织，存储和管理各种数据 确定组织数据的文件结构和存取方法实现数据之间的联系 提供多种存取方法提高存取效率
  • 数据操纵功能
    • 实现对数据库的基本操作（增删改查）
  • 数据库的事务管理和运行管理
    • 保准数据的安全性，完整性，故障后的系统恢复。
  • 数据库的建立和维护功能（实用程序）
    • 数据转储 数据的重组织
  • 其他功能
    • DBMS与网络中其他软件系统的通信 两个DBMS系统的数据转换 异构数据库之间的互访和互操作
• 什么是数据管理
  • 对数据进行分类，组织，编码，存储，检索和维护
• 数据库系统（DBS）
  • 什么是DBS
    • 在计算机系统中介引入数据库的系统构成
  • DBS构成
    • 数据库 数据库管理系统 应用系统 数据库管理员
• 数据库定义：长期储存在计算机内，有组织的，可共享的大量数据的集合
• 数据的定义：描述事物的符合记录
  • 数据是数据库中存储的基本对象
• 数据
  • 种类
    • 文本，图形，音频
  • 特点
    • 数据与其语义是不可分的
• 数据结构化
  • 整体结构化
    • 不仅仅是针对某一个应用，而是面向全组织 数据的最小存取单位是数据项。
  • 数据共享的好处
    • 减少数据冗余，节约存储空间 避免数据之间的不相容性与不一致性。 是系统易于扩充。 物理（实） 逻辑（虚）
  • 数据模型分为两类
    • 概念模型
      • 用途
        • 用于信息建模 现实机器中间层次 设计人员和用户之间进行交流
      • 基本要素
        • 交强语表达 方便直接地表达 简单，清晰，易与用户理解
    • 逻辑模型和物理模型
• 数据模型的组成要素
  • 数据结构
    • 什么是数据结构
      • 描述数据库的组成对象，以及对象之间的联系。
    • 数据结构是对系统静态特性的描述
    • 描述内容
      • 与数据类型，内容，性质有关的对象 与数据之间联系有关的对象
  • 数据操作
    • 对数据库中各种对象（型的实例（值）允许执行的操作及有关操作规则
    • 类型
      • 增删改查
    • 数据模型对操作的定义
      • （1）操作的确切含义 （2）操作符合 （3）操作规则 （4）实现操作的语音 （5）数据操作是对系统动态特性的描述
  • 完整性约束条件
    • 完整性规则
    • 实体完整性
      • 主键，唯一，非空
    • 参照完整性
      • 外键或者空或者与其对应关联表的主码相等，外码约束。
• 信息
  • 实体
  • 属性
  • 码
  • 域
  • 实体型
  • 实体集
  • 联系
  • 两个实体之间的联系
    • 一对一联系
    • 一对多联系
    • 多对多联系
  • 单个实体型内的联系
    • 一对多联系
• 实体E—R
  • 非关系模型
    • 网状模型
      • 允许一个以上的结点无双亲 一个结点可以有多个的双亲。
      • 1.多对多联系在网状模型中的表示 2.网状模型间接表示多对多联系
    • 关系模型
      • 用户观点下，关系模型中的数据的逻辑结构，是一张二维表，它由行和列组成。
      • 关系：一个关系对应通常说的一张表
      • 元组：表中的一行即为一个元组。
      • 属性：表中的列即为一个属性，给每个属性起一个名称即属性名
      • 主码：表示的某一个属性组，他可以唯一确定一个元组
      • 域：属性的取值范围
      • 分量：元组中的一个属性值
      • 优点，建立在严格的数学概念的基本础上 概念单一 实体合各类联系都用关系来表示 对数据的检索结果也是关系 关系模型的存取路经对用户隐蔽 具有更高的数据独立性，更好的安全保密性 简化了程序员的工作和数据库开发建立的立体 缺点 存取路径对用户隐蔽导致查询效率往往不如非关系模型 为提高性能，必须对用户的查询请求进行优化 增加了开发DBMS的难度。
      • CS/BS模式区别
        • CS两层结构
          • 服务端
          • 客户端
        • BS三层结构
          • 浏览器页面
          • 外部服务器
          • 数据服务器
    • 面向对象模型
    • 对象关系模型
• 数据库系统模型的概念
  • 子主题
  • 型（Type）
    • 对某一类数据的结构和属性的说明 列如：.
  • 值（Value）
    • 是型的一个具体赋值
  • 实体（Schema）
    • 数据库逻辑结构和特征的描述 是型的描述 反映的是数据的结构及其联系 模式是相对稳定的
  • 实例（Instance）
    • 模式的一个具体值 反映数据库某一刻的状态 同一个模式可以有很多实例 实例随数据库中的数据的更而变动
  • 数据库系统的三级模式结构
    • 模式（Schema）
      • 一个数据只有一个模式
      • 模式的地位
        • 是数据库系统模式结构的中间层 与数据的物理存储细节和硬件环境无关 与具体的应用程序，开发工具及高级程序设计语言无关
      • 模式的定义
        • 数据之间的联系
    • 外模式（也称子模式或用户模式）
      • 地位
        • 介于模式与应用之间
      • 模式与外模式的关系：一对多
      • 外模式通常是模式的子集
      • 用途
        • 保证数据库安全
    • 内模式（也称为存储模式）
      • 一个数据只有一个内模式
  • 数据库系统对硬件资源的要求
    • （1）足够内存大 （2）足够大的外存 （3）较高的通道能力，提高数据传送率
• SQL语言功能概述
  • SQL功能
    • 数据查询
      • SELECT
    • 数据定义
      • CREATE DROP ALTER
    • 数据操作
      • INSERT UPDATE DELET
    • 数据控制
      • GRANT REVOKE
  • 在列级完整性约束定义处可以定义的约束
    • NOT NULL
      • 限制列取非空
    • DEFAUALT
      • 给定列的默认值
    • UNIQUE
      • 限制列取值不值
    • CHECK
      • 限制列的取值范围
    • PRIMARY KEY
      • 指定本列为主码
    • FORELGN KEY
      • 指定本列为引用其他表的外码
  • SQL提供的计算函数有
    • COUNT（*）统计表中元组个数
      • 统计学生总人数 SELECT COUNT *FROM Student
    • COUNT（［DISTINCT］）统计本列列值个数
      • 统计选修了课程的学生的人数 SELECT COUNT（DISTINCT Sno）FROM SC
    • SUM（［DISTINCT］）计算列值总和
      • 计算9512101号学生的考试总成绩之和 SELECT SUM （Sgrade）FROM student WHERE Sno=计算951210
    • AVG（[DISTINCT]）计算列值平均值
      • 计算“COI”号课程学生的考试平均成绩 SELECT AVG（Sgrade）FROM Student WHERE Cno="""C01"
    • MAX（[DISTINCT]）求列值最大值
      • 查询信息技术学院学生的最大年龄和最小年龄 SELECT MAX（Sage）,MIN（Sage）FROM Student WHERE Sdept =""信息技术学院"
    • MIN（［DISTLNCT］）求列值最小值
  • 简单查询
    • 分组语句的一般形式
      • 删除数据
        • DELETE[FROM]〈表名〉 ［WHERE〈删除条件〉］
          • 删除所有学生的选课记录 DELETE FROM SC
      • 更新数据
        • UPDATE SET WHERE
          • 将1951210学生的年龄改为21岁
            • UPDATE Student SET Sage_=21 WHERE Sno =1951210
      • 插入数据
        • INSERT INTO〈表名〉[〈列名表〉] VALUES（值表） 将新生记录（95029 程东 男 信息系 18岁）插入列Student INSERT INTO Student VALUFS （95029，程东，男，18，信息系）
      • 分组语句的一般形式 GROUP BY〈分组条件〉 HEVING〈组过滤条件〉
        • 统计每门课程的选课人数，列出课程号和人数 SELECT Cno as 课程号 COUNT（Sno）as 选课人数 FROM SC GROUP BY Cno
        • 内连接法
          • 查询信息系选修3VB课程的学生的修课成绩，要求列出学生姓名，课程名和成绩 SELECT Sno Grude Cno FROM Student JoIN SC ON Student Sno =SC.Sno WHERE Sdept =信息技术系 AND CLass=VB课程
• 查询语句基本格式
  • 查询条件
    • 比较运算法
      • =，＞，＜，＞＝，＜＝，！＝
        • 例如，
  • 确定范围
    • DETWEEN……AND NOT BETWEEN……AND
  • 确定集合
    • IN NOT IN
      • 列如，查询信息系，数学系和计算机系的学生的姓名和性别 SELECT Sname.Ssex FROM student WHERE Swept IN(""“信息系”，“数学系”，“计算机系”)
  • 字符匹配
    • LIKE NOT LIJE
      • 列如，查询学生表中姓张，李和刘的学生的情况 SELSCT * FROM Student WHERE Sname LIKE“-[张李刘]%”
  • 空值
    • IS NUII IS NOT NUII
  • 逻辑谓词
    • AND，OR