大工21春《sql数据库系统及应用》复习资料二

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SQL数据库系统及应用辅导资料二主    题：第一章 数据库基础（二）
学习时间：2020年4月6日--4月12日
“不忘初心、牢记使命”主题理论学习：
守初心，就是要牢记全心全意为人民服务的根本宗旨，以坚定的理想信念坚守初心，牢记人民对美好生活的向往就是我们的奋斗目标；以真挚的人民情怀滋养内心，时刻不忘我们党来自人民、根植人民，人民群众的支持和拥护是我们胜利前进的不竭力量源泉；以牢固的公仆意识践行初心，永远铭记人民是共产党的衣食父母，共产党人是人民的勤务员，永远不能脱离群众、轻视群众、漠视群众疾苦。
摘选自《在“不忘初心、牢记使命”主题教育工作会议上的讲话》内    容：第一章 数据库基础
这周我们将继续学习课件第一章（数据模型、常见的数据模型）。本章的学习要求及需要掌握的重点内容如下：
1.理解什么是数据模型
2.掌握数据模型的组成内容
3.掌握数据库领域中涉及到的数据模型种类
4.能够列举出常见的逻辑模型
5.了解关系模型的内容
6.理解关系模型的数据结构数据模型
引入：数据库系统要依据一系列结构、约束等方面的概念性工具进行数据管理，这些概念性工具的集合就是数据模型。什么是数据模型？怎么分类？
一、数据模型的概念
模型是对客观现实的事物的某些特征与内在联系所作的一种模拟或抽象
/
数据模型（Data Model）也是一种模型，它是现实世界数据特征的抽象。数据库系统的数据库是根据数据模型建立的，数据库管理系统基于数据模型对数据库中的数据进行管理。所以，数据模型是数据库系统的基础。二、数据模型的内容
数据模型是一个概念性工具的集合，包括：
描述数据与数据之间联系的概念工具
描述数据语义的概念工具
描述数据一致性约束的概念工具
数据模型通常由3个部分组成：
数据结构
数据操作
数据的完整性约束
1.数据模型三要素之——数据结构
描述数据库的组成对象（类型、内容、性质）以及对象之间的联系，是刻画数据模型性质最重要的方面（通常按数据结构命名数据模型），是对系统静态特性的表述。
2. 数据模型三要素之——数据操作
指该数据结构上的各种实例允许操作的集合，包括相关的操作规则，是对系统动态特性的描述。
3.数据模型三要素之——数据的完整性约束
一组完整性约束的集合。是给定的数据模型中数据及其联系所具有的约束和依存规则，用以限定符合数据模型的数据，保证数据的正确、有效、相容。常见的数据模型
一、数据模型的分类
/
概念模型：ER模型（实体-联系模型）
逻辑模型：层次模型、网状模型、关系模型、面向对象模型、对象关系模型
物理模型：B+树，堆表...逻辑模型之——层次模型
/
层次数据库采用层次模型作为数据的组织方式，以树型结构表示各类实体及实体间的联系，满足下面两个条件的基本层次联系的集合为层次模型。
1）有且仅有一个节点没有双亲节点，即根结点
2）根结点以外的其他节点有且只有一个双亲节点
层次模型的一个基本特点：任何一个给定的记录值只有按其路径查看时，才能显示出它的全部意义，没有一个子女记录值能够脱离双亲记录值而独立存在。
3.逻辑模型之——网状模型
/
现实世界中事物之间更多的联系是非层次的，用层次模型表示非树形结构很不直接，网状模型可以克服这一弊病。
数据库中，把满足以下两个条件的基本联系集合称为网状模型：
1）允许一个以上的节点无双亲
2）一个节点可以有多于一个的双亲
网状模型是比层次模型更普遍的模型
网状模型
优点：更为直接描述现实世界，具有良好的性能，存取效率较高
缺点：结构复杂。应用越复杂，数据结构就更复杂，不利于最终用户掌握，网状模型的DDL、DML语言复杂，并且要求嵌入到某一高级语言（如C）中。不易掌握，不易使用逻辑模型之——关系模型
1970，IBM的E.F.Codd首次提出了关系模型。1981年获得图灵奖。20世纪80年代以来，关系数据库一统天下。
关系模型建立在严格的数学概念的基础上，其数学基础是关系代数
数据的逻辑结构是一张二维表，由行列组成
/二、关系模型
关系型数据库系统是支持关系模型的数据库系统。它应用数学方法来处理数据库中的数据。80年代后，关系型数据库系统成为最重要、最流行的数据库系统种类。
典型的商用系统：Oracle；Microsoft SQL Server; DB21、关系模型的内容
关系数据结构
实体和实体间的联系均用关系来表示（看起来就是一张二维表）
关系操作
常用的关系操作（选择、投影、连接...）
关系的完整性约束
实体完整性、参照完整性、用户自定义完整性
2、关系数据结构
域：具有相同数据类型的值的集合
笛卡儿积：给定一组域D1,D2,...Dn( 可相同），它们的笛卡儿积为：
D1×D2×... × Dn={(d1,d2,...,dn)| di ∈ Di ，i=1,2,..,n}
其中每一个元素(d1,d2,...,dn)叫做一个n元组。元素中的每个值di叫做一个分量。（所有域的所有取值的一个组合，不能重复）
笛卡尔积可表示为一个二维表。表中的每行对应一个元组，表中的每列对应一个域。
示例：
D1={张清玫，刘逸}                                D2={计算机专业，信息专业}则：
D1×D2 ={（张清玫，计算机专业），（张清玫，信息专业），（刘逸，计算机专业），（刘逸，信息专业）}
/
关系： D1 × D2 ×.... × Dn的子集叫做在域D1，D2，...,Dn上的关系。
记为：R（D1，D2，...，Dn)其中：
        R—表示关系名
        n —称为关系的目或度，1单元关系， 2二元关系
        t  —表示关系中的元组。
元组：关系是笛卡尔积的有限子集，所以是一个二维表，表的每行对应一个元组，每列对应一个域。
属性：域可以相同，为了区分域，必须对每列起一个名字，称为属性（Attribute）。
候选码（Candidate key）：若关系中的某一（最小）属性组的值能唯一地标识一个元组，则该（最小）属性组称为候选码。
主码（Primary key）：若关系中有多个候选码，则选定其中的一个为主码。
主属性（Prime attribute）： 候选码的诸属性称为主属性。
非主属性（Nonprimary attribute）：不被任何候选码包含的属性。
全码（All-key） ：关系模式的所有属性都是这个关系模式的候选码根据对关系的扩充与限定，基本关系具有下列性质：
列是同质的，即每列的属性值是同一类型的数据，来自同一个域。
不同的列可出自同一个域，每一列称为一个属性，每个属性必须有不同的属性名。属性名可以标识不同的属性。
列的顺序可以任意交换。
任意两个元组不能完全相同，由主键标识。
元组的顺序可以任意交换。
分量必须取原子值，即每一个分量必须是不可分的数据项（1NF）。不允许表中表的情况。
小结：
/三、关系模型-完整性约束
关系模型中四类完整性约束：
域完整性约束
实体完整性约束
参照完整性约束
用户定义的完整性约束
域完整性约束、实体完整性约束和参照完整性约束是关系模型必须满足的完整性约束条件。
实体完整性约束和参照完整性约束被称作是关系的两个不变性，应该由关系系统自动支持。
域完整性（Domain Integrity）约束是指数据库表中的列必须满足某种特定的数据类型或约束。其中约束又包括取值范围、精度等规定。
实体完整性（Entity Integrity）：若属性A是基本关系R的主属性，则属性A不能为NULL。
关系模型中用主码区分不同的元组。主码中的属性不能为“空（null）”。“空”表示不知道或不确定
参照完整性（Referential Integrity）：现实中，实体间存在着某种联系，关系模型中实体和实体间的联系都是用关系来描述的。因此必然存在关系之间的相互引用。即，一个关系中某些属性的取值需要参照其他关系的属性取值。
外码（Foreign Key）：设F 是基本关系R 的一个或一组属性，但不是关系的码。若F 与基本关系S 的主码Ks 相对应，则称F 是基本关系R 的外码。基本关系R 为参照关系，S 为被参照关系或目标关系。
重要考点
名词解释：
1. 模型是对客观现实的事物的某些特征与内在联系所作的一种模拟或抽象。
2. 数据模型（Data Model）也是一种模型，是数据库系统的基础。数据库系统的数据库是根据数据模型建立的，数据库管理系统基于数据模型对数据库中的数据进行管理。
3. 数据模型中数据结构：描述数据库的组成对象（类型、内容、性质）以及对象之间的联系，是刻画数据模型性质最重要的方面，是对系统静态特性的表述。
4. 数据模型中数据操作：指该数据结构上的各种实例允许操作的集合，包括相关的操作规则，是对系统动态特性的描述。
5. 数据模型中数据的完整性约束：一组完整性约束的集合，是给定的数据模型中数据及其联系所具有的约束和依存规则，用以限定符合数据模型的数据，保证数据的正确、有效、相容。
6. 域：具有相同数据类型的值的集合
7. 元组：关系是笛卡尔积的有限子集，所以是一个二维表，表的每行对应一个元组，每列对应一个域。
8.关系表中的属性：为了区分域，必须对每列起一个名字，称为属性（Attribute）。
9. 候选码：若关系中的某一（最小）属性组的值能唯一地标识一个元组，则该（最小）属性组称为候选码。
10. 主属性（Prime attribute）： 候选码的诸属性称为主属性。
11. 非主属性（Nonprimary attribute）：不被任何候选码包含的属性。
12. 全码（All-key） ：关系模式的所有属性都是这个关系模式的候选码
13. 域完整性约束：是指数据库表中的列必须满足某种特定的数据类型或约束。其中约束又包括取值范围、精度等规定。
14. 外码（Foreign Key）：设F 是基本关系R 的一个或一组属性，但不是关系的码。若F 与基本关系S 的主码Ks 相对应，则称F 是基本关系R 的外码。
简答题：
1. 实体的属性值没有或不知道怎么在数据库中表示？
答案：NULL
解释：null表示没有，不同于空串、0，不是值，是状态
例：处于培训的员工，还没有部门或表示不知道或缺失
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