前言：

一、基本概念

（一）数据

数据（data）是事实或观察的结果，是对客观事物的逻辑归纳，是用于表示客观事物的未经加

工的原始素材。

（二）数据库（DB）和数据库管理员（DBA）

（三）数据库系统

（1） 数据库管理系统（DBMS）是用于管理数据库的，一般具有存储、存取、安全保障、备份等基础功 能。

（ 2） 数据库系统（DBS）由数据库（DB）、数据库管理系统 DBMS（及其应用开发工具）、应用程序、数 据库管理员以及用户组成。DBMS 是系统软件。

（ 3）发展阶段： 人工处理->文件系统->数据库系统

（ 4）数据库系统的特点：

①、结构化：整体和内部都是结构化，数据不仅对某个应用，而是全面组织的。

②、数据的共享性高,冗余度低,易扩充：数据是面向整体的，不仅用于某个人，某个应用或某服务等，可 以供多个应用来使用。

③、数据独立性高:物理独立性和逻辑独立性。 物理独立性指的是存储，与逻辑结构分开，由 DBMS 来管 理，物理存储改变化，应用程序不需要改变。逻辑独立性是指用户不用怕逻辑结构的变化对应用程序的 影响。

④、数据由 DBMS 统一管理和控制：多个并发、多用户访问数据库也可同时访问（存取）同一个数据。

（ 5）常用数据库软件：

自由软件（开源软件）：MySQL、PostgreSQL、MongoDB（非关系型）、MongoDB（非关系型）、 Hbase（非关系型）、Redis（非关系型）等

非自由软件：Oracle、Microsoft SQL Server、DB2、Access、Visual FoxPro 等 。

二、数据库系统的特点

 三、数据库系统的组成

 四、关系数据模型

（1） 关系数据库系统是支持关系模型的数据库系统。 目前大多数据库系统都是基于关系数据模型（ SQL 技术类数据库：MySQL、Access、SQL Server 等），但是随着大数据的发展，也开始利用非关系数据模型 来处理数据，比如 NoSQL 技术（ Redis、Hbase、MongodDB 等）。

（ 2）组成部分： 关系数据结构、关系操作集合和关系完整性约束

①、 关系数据结构：

关系（联系）：各实体之间的关系（联系），即二维表结构表示

属性：二维表中每一列在关系中称为属性

元组：二维表的第一行在关系中称为元组。

域：属性的取值 范围称为域。

候选关键字：能用来唯一区分、确定不同的元组的属性或属性的组合，称为该关系的候选关键字。

候选关键字可以简称为关键字。

主键：从候选关键字中选定一个作为关键字，称这为该关系的主关键字。主键是唯一标识元组的属

性或属性组。

外键：如果一个 A 表的主关键字是另一个 B 表中的字段，则该字段为 B 表的外键,A 表是主表，B 表 称为从表。

②、 关系操作集合：选择（ select）、投影（project）、连接（

join）、等查询（Query）操作和增加 （ Insert）、删除（Delete）、修改（Update）操作两大部分。

③、 关系完整性约束：

实体完整性 ：是否为空值，主码等

参照完整性 ：主要使用外键来约束， 参照的完整性要求关系中不允许引用不存在的实体。

用户定义的完整性 ：取值范围、属性值函数关系 等

（ 3） 关系模型的特点

①、每个属性对应一个值域，不同属性的值域可以相同

②、不允许出现相同的元组或者属性

③、元组的顺序可以交换；属性的顺序可以交换，交换后不产生新的关系

④、关系中元组的个数可以为 0 或空表。

⑤、关系中的每一个属性都是原子数据，不可再分的数据。

⑥、主键的属性不能为空，不能为重值。

（4）关系和关系模式:

①、 关系模式是二维表的静态结构

②、 关系是动态的二维表的内容,实体间的联系：1 对 1(1:1)，1 对多(1:m 或多对一 m:1)，多对多（m:n）

③、 关系模式的形式：

关系模式名（属性名 1，属性名 2，…，属性名 n）

R(A1,A2,…,An)

（ 5） 关系数据库的完整性

①、实体的完整性：主键不可能重复、不能为空值 （NULL）

②、引用完整性约束：外键可以为空，外键取值受到约束。

5、关系运算

（1）传统集合运算：

并：并操作只会增加或保持元组的个数，可以选择显示的属性的个数

差：差操作只会减少或保持元组的个数

交：交操作只会减少元组个数，且属性个数也不变

迪卡尔积：迪卡尔积操作元组个数和属性都会增加

（2）选择运算（一元操作）：对应 SELECT 语言中 WHERE 后面条件

（ 3）投影运算（一元操作）：对应 SELECT 语言中要查询的字段（或属性）

（ 4）连接运算（二元操作）：对应 SELECT 语句中 JOIN 等

6、概念模型：也称信息模型，是按用户的观点来对数据和信息建模，主要用于数据库设计。

7、逻辑模型：是按计算机系统的观点对数据建模，用于 DBMS 实现。

8、物理模型：是对数据最底层的抽象，描述数据在系统内部的表示方式和存取方法，在磁盘或磁带上的存储方式和存取方法，是面向计算机系统的。

 五、SQL语言

（1） 结构化查询语言(Structured Query Language)简称 SQL ， 结构化查询语言为高级的非过程化编程语 言，允许用户在高层数据结构上工作，是关系数据库的标准语言。

（ 2）SQL 由四部分组成：

①、 数据定义语言 ，即 SQL DDL，用于定义 SQL 模式、基本表、视图、索引等结构。主要命令语句： CREATE（创建）、ALTER（修改）、DROP（删除）。

②、 数据操纵语言 ，即 SQL DML。主要命令语言：INSERT（插入）、UPDATE（更新）、DELETE（删除）

③、 数据查询语言 ，即 SQL DQL。主要命令语言：SELECT（查询），有些教材中将 SELECT 归入数据操纵 语言中。

④、 数据控制语言 ，即 SQL DCL，这一部分包括对基本表和视图的授权、完整性规则的描述、事务控制 等内容。

 六、数据库设计阶段：

（1）需求分析

（2） 概念结构设计(E-R 模型) ：主要采用 E-R 模型进行设计，包括画 E-R 图。

数据库系统的全局概念结构模式独立于具体的计算机和 DBMS 。

①、 E-R 图也称实体-联系图(Entity Relationship Diagram)，提供了表示实体类型、属性和联系的方法，用来描述, ，用来描述，与具体的数据库管理系统及软硬件环境无关.

②、用“ 矩形框 ”表示实体型，矩形框内写明 实体名称 ；

③、用“ 椭圆图框 ”或圆角矩形表示 实体的属性 ，并用“实心线段”将其与相应关系的“实体型”连接起来；

④、用” 菱形框 “表示 实体型之间的联系 成因，在菱形框内写明联系名，并用”实心线段“分别与有关实体型 连接起来，同时在”实心线段“旁标上联系的类型（

1:1,1:n 或 m:n ）

（3） 逻辑结构设计 将Ｅ－Ｒ图中实体之间联系或实体可以转换成为关系。

（4） 物理结构设计

（ 5）实施

（ 6）运行与维护