01.數(shù)據(jù)庫基本概念

1、數(shù)據(jù)庫基本概念Oracle SQL和PL/SQL編程目標(biāo)了解數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DBMS）的用途區(qū)分字段和記錄、列和行了解實(shí)體-關(guān)系模型的基本組件。定義實(shí)體之間可以存在的三種關(guān)系。掌握數(shù)據(jù)庫規(guī)范化的用途。掌握鍵的用途、外鍵的用途掌握結(jié)構(gòu)化查詢語言（SQL）的用途內(nèi)容數(shù)據(jù)庫相關(guān)術(shù)語數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)概述結(jié)構(gòu)化查詢語言（SQL）為什么使用數(shù)據(jù)庫使用數(shù)據(jù)庫是為了存儲和管理數(shù)據(jù)為什么使用數(shù)據(jù)庫來存儲和管理數(shù)據(jù)為什么不提倡使用像Excel這樣的電子數(shù)據(jù)表來存儲和管理數(shù)據(jù)呢？為什么使用數(shù)據(jù)庫(續(xù))上圖所示的電子表格中，記錄了公司員工及部門主管的信息。在該電子表格中，可以對每一列數(shù)據(jù)進(jìn)行升序、降序排序、查找等操作。如果

2、該公司的員工數(shù)量不多，那么可以采用這種簡單的電子表格存儲和管理公司員工信息。為什么使用數(shù)據(jù)庫(續(xù))采用這種電子表格存儲和管理員工信息時，會出現(xiàn)一系列問題由于員工吳英辭職，現(xiàn)在希望把她的信息刪除，在刪除第7行時，除吳英的信息外，還會同時把其主管徐曼的信息也刪除掉如果更新部門主管張子美的Email信息，則會出現(xiàn)，由于李江和王強(qiáng)所屬主管都是張子美，所以兩筆數(shù)據(jù)中的張子美Email都需修改，否則就會出現(xiàn)數(shù)據(jù)不一致現(xiàn)象為什么使用數(shù)據(jù)庫(續(xù))上述電子表格中只有幾筆數(shù)據(jù)，刪除、更新、插入數(shù)據(jù)時都會出現(xiàn)問題。設(shè)想一下，在采用電子表格存儲和管理大量業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的情況下，如果有成千上萬業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)被許多人同時處理，則勢必

3、會造成很嚴(yán)重的數(shù)據(jù)混亂問題。為什么使用數(shù)據(jù)庫(續(xù))實(shí)際上，采用電子表格來存儲和管理數(shù)據(jù)，不僅僅可能造成數(shù)據(jù)的不一致性，而且還有其他更嚴(yán)重的問題電子表格只能處理有限的數(shù)據(jù)列和數(shù)據(jù)行，對于數(shù)百萬、數(shù)千萬等巨大的數(shù)據(jù)列很難有效地處理電子表格無法提供安全、方便地權(quán)限管理和控制手段電子表格很難實(shí)現(xiàn)多個數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)電子表格很難實(shí)現(xiàn)并發(fā)控制、增量維護(hù)等管理方式這些問題只能通過數(shù)據(jù)庫來解決，數(shù)據(jù)庫是一種有效地管理大量的、安全的、并發(fā)的、關(guān)聯(lián)的、一致的數(shù)據(jù)工具，因此需要使用數(shù)據(jù)庫存儲和管理數(shù)據(jù)。Excel2007的工作表大小為 16,384 列 1,048,576 行數(shù)據(jù)庫術(shù)語數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DBMS）

4、關(guān)系型數(shù)據(jù)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) (RDBMS)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫（DataBase）和數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DBMS）“數(shù)據(jù)庫”是一種存儲結(jié)構(gòu)，它允許使用各種格式輸入、處理和檢索數(shù)據(jù)全部都不必在每次需要數(shù)據(jù)的時候重新鍵入它們。DBMS（Database Management System）,用來創(chuàng)建和維護(hù)數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)，輸入、處理和檢索它所存儲的數(shù)據(jù)。什么是關(guān)系型數(shù)據(jù) 4-1關(guān)系型數(shù)據(jù)是以關(guān)系數(shù)學(xué)模型來表示的數(shù)據(jù)。關(guān)系數(shù)學(xué)模型中以二維表的形式來描述數(shù)據(jù)。學(xué)號姓名專業(yè)導(dǎo)師編號2009080520王海計(jì)算機(jī)安全2009012009080521李東軟件工程200

5、909表1：研究生信息二維表表2：導(dǎo)師信息二維表編號姓名職稱職務(wù)200901劉洋博導(dǎo)200901200909海濤碩導(dǎo)200909字段（列）記錄（行）字符什么是關(guān)系型數(shù)據(jù) 4-2研究生信息學(xué)號：2009080520姓名：王海專業(yè)：計(jì)算機(jī)安全導(dǎo)師編號： 200901研究生A研究生信息學(xué)號： 2009080521姓名：李東專業(yè)：軟件工程導(dǎo)師編號： 200909研究生B研究生信息學(xué)號：_姓名： _專業(yè)： _導(dǎo)師編號： _研究生C字段記錄文件字符“字符”是數(shù)據(jù)的基本單元，它可以是一個字母，數(shù)字或特殊符號一組相關(guān)的字符被稱為一個“字段”與信息相關(guān)的字段的集合稱為一個“記錄”有關(guān)同一類實(shí)體（例如研究生、導(dǎo)師

6、）的一組記錄存儲在一個“文件”中相關(guān)文件的集合存儲在一個“數(shù)據(jù)庫”中。什么是關(guān)系型數(shù)據(jù) 4-3“字符”、“字段”、“記錄”、“文件”與邏輯數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)有關(guān)，但在許多情況下，可以互換地使用它們和物理數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)。在創(chuàng)建物理數(shù)據(jù)庫時，字段通常稱為“列”，記錄稱為“行”，文件稱為“表”。什么是關(guān)系型數(shù)據(jù) 4-4什么是主碼（主鍵）能夠唯一表示數(shù)據(jù)表中的每個記錄的【字段】或者【字段】的組合就稱為主碼。比如表1中的【學(xué)號】字段就是主鍵。什么是外碼（外鍵）表2的【編號】字段和表1的【導(dǎo)師編號】字段是對應(yīng)的。表2中的【編號】字段是表2的主碼,因此表1中的【導(dǎo)師編號】字段又可以稱為是表1的外碼。關(guān)系型數(shù)據(jù)庫關(guān)

7、系型數(shù)據(jù)庫是存儲在計(jì)算機(jī)上的、可共享的、有組織的關(guān)系型數(shù)據(jù)的集合。關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) (RDBMS)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) (RDBMS) 位于操作系統(tǒng)和關(guān)系型數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)庫管理軟件。Oracle9i/10g/11g就是一個關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。關(guān)系型數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)指為滿足用戶需求，采用各種應(yīng)用開發(fā)工具（如Java、VB、PB和Delphi等）和開發(fā)技術(shù)開發(fā)的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用軟件。關(guān)系型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)硬件操作系統(tǒng)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫關(guān)系型數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)用戶關(guān)系型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)1. 硬件硬件指安裝數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)，包括兩種。服務(wù)器客戶機(jī)2. 操作系

8、統(tǒng)操作系統(tǒng)指安裝數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)采用的操作系統(tǒng)。3. 關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫關(guān)系型數(shù)據(jù)庫是存儲在計(jì)算機(jī)上的、可共享的、有組織的關(guān)系型數(shù)據(jù)的集合。關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)是位于操作系統(tǒng)和關(guān)系型數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)庫管理軟件。4. 關(guān)系型數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)指為滿足用戶需求，采用各種應(yīng)用開發(fā)工具（如Java、VB、PB和Delphi等）和開發(fā)技術(shù)開發(fā)的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用軟件。5. 用戶用戶指與數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)打交道的人員，包括如下3類人員。最終用戶數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)員數(shù)據(jù)庫管理員內(nèi)容數(shù)據(jù)庫相關(guān)術(shù)語數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)概述結(jié)構(gòu)化查詢語言（SQL）數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)概述系統(tǒng)開發(fā)生命周期（System Devel

9、opment Life Cycle,SDLC）1.系統(tǒng)研究了解問題2.系統(tǒng)分析了解前面所識別的問題的解決方案3.系統(tǒng)設(shè)計(jì)創(chuàng)建邏輯組件和物理組件4.系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)將完成的系統(tǒng)投入使用5.系統(tǒng)維護(hù)與檢查評估所實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)概述設(shè)計(jì)一個數(shù)據(jù)庫首先識別數(shù)據(jù)庫的需求輸入、處理和輸出。確定了數(shù)據(jù)庫的需求之后，通常開始繪制“實(shí)體關(guān)系”（E-R）模型，將不同的實(shí)體聯(lián)系在一起。數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)概述實(shí)體關(guān)系（E-R）模型“實(shí)體”是系統(tǒng)中將要包括的任何人、位置或事物，它們具有某些特征或?qū)傩?。?shí)體E-R模型的一些符號屬性聯(lián)系用矩形表示，矩形框內(nèi)寫明實(shí)體名用橢圓形表示，并用無向邊將其與相應(yīng)的實(shí)體連接起來用菱形表示，菱形框內(nèi)寫

10、明聯(lián)系名，并用無向邊分別與有關(guān)實(shí)體連接起來，同時在無向邊旁標(biāo)上聯(lián)系的類型（1 : 1，1 : n或m : n）就是指存在的三種關(guān)系（一對一，一對多，多對多）。 PublisherCustomersOrdersBooksAuthorcustomer#lastnamefirstnameaddress下達(dá)1n包含nm網(wǎng)上書店的E-R模型圖擁有mn擁有1nE-R模型幫助設(shè)計(jì)人員識別表的規(guī)劃中可能存在的問題。注意：如果E-R模型中存在多個多對多關(guān)系，在創(chuàng)建物理數(shù)據(jù)庫之前，所有的多對多關(guān)系都必須減少為一組一對多關(guān)系，需要規(guī)范化來實(shí)現(xiàn)。數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)概述數(shù)據(jù)庫規(guī)范化數(shù)據(jù)“規(guī)范化”的用途是減少或控制數(shù)據(jù)冗余（也就

11、是不需要的數(shù)據(jù)副本）和避免數(shù)據(jù)異常。數(shù)據(jù)庫規(guī)范化舉例：建立BOOKSHOP數(shù)據(jù)庫的過程中需要實(shí)現(xiàn)銷售給客戶圖書。那么首先來設(shè)計(jì)存儲書信息的表BOOKS。ISBNTITLEPUBLICATION DATECOSTRETAILCATEGORYPUBLISHERCONTACTAUTHOR8843172113DATABASE IMPLEMENTATION2004-6-431.4055.95COMPUTERAMERICAN PUBLISHINGDAVID DAVIDSONTINA PETERSONJUAN ADAMSJAMES AUSTIN1915762492HANDCRANKED COMPUTERS2

12、006-1-2121.8025.00COMPUTERAMERICAN PUBLISHINGDAVID DAVIDSONLISA WHITEWILLIAM WHITE“第一范式”（1NF）確定各個表中應(yīng)該包括的數(shù)據(jù)的第一步是識別“主鍵”。主鍵用來唯一標(biāo)識各個記錄的字段，可以選擇ISBN，因?yàn)槿魏蝺杀緯粫邢嗤腎SBN。注意一本書可能存在多個作者，author字段包含多個數(shù)據(jù)值，當(dāng)一個記錄包含重復(fù)的組時，他是“非規(guī)范化”的，需要轉(zhuǎn)換為“第一范式”（1NF）。轉(zhuǎn)換結(jié)果如下：ISBNTITLEPUBLICATION DATECOSTRETAILCATEGORYPUBLISHERCONTACTAUT

13、HOR8843172113DATABASE IMPLEMENTATION2004-6-431.4055.95COMPUTERAMERICAN PUBLISHINGDAVID DAVIDSONTINA PETERSON8843172113DATABASE IMPLEMENTATION2004-6-431.4055.95COMPUTERAMERICAN PUBLISHINGDAVID DAVIDSONJUAN ADAMS8843172113DATABASE IMPLEMENTATION2004-6-431.4055.95COMPUTERAMERICAN PUBLISHINGDAVID DAVIDS

14、ONJAMES AUSTIN1915762492HANDCRANKED COMPUTERS2006-1-2121.8025.00COMPUTERAMERICAN PUBLISHINGDAVID DAVIDSONLISA WHITE1915762492HANDCRANKED COMPUTERS2006-1-2121.8025.00COMPUTERAMERICAN PUBLISHINGDAVID DAVIDSONWILLIAM WHITE“第一范式”（1NF）上面刪除了作者姓名的重復(fù)組。此時，不能再將ISBN作為主鍵了，唯一標(biāo)識各個記錄的是ISBN和AUTHOR字段的組合，使用多個字段作為一個表的

15、主鍵時，稱為“復(fù)合主鍵”?，F(xiàn)在刪除了重復(fù)的組，并且可以唯一標(biāo)識記錄，滿足1NF。消除部分依賴性第二范式（2NF）注意：當(dāng)主鍵包含多個字段時，出現(xiàn)“部分依賴性”一個記錄（行）中包含的某些字段（書名、出版日期）只依賴與這本書本身，而不依賴于編寫了這本書的人（作者）。解決部分依賴性最簡單的方法是將符合主鍵分成兩部分，每一部分表示單獨(dú)的表。為消除部分依賴性，為書創(chuàng)建一個表，為作者創(chuàng)建一個表，這樣將滿足第二范式（2NF）。第二范式（2NF）消除部分依賴性ISBNTITLEPUBLICATION DATECOSTRETAILCATEGORYPUBLISHERCONTACT8843172113DATABAS

16、E IMPLEMENTATION2004-6-431.4055.95COMPUTERAMERICAN PUBLISHINGDAVID DAVIDSON1915762492HANDCRANKED COMPUTERS2006-1-2121.8025.00COMPUTERAMERICAN PUBLISHINGDAVID DAVIDSON消除了部分依賴的BOOKS表第三范式（3NF）消除傳遞依賴可傳遞依賴表示記錄中至少有一個值不依賴與主鍵，而是依賴于這個記錄中的另一個字段。例中，出版社辦公室的聯(lián)系人實(shí)際上依賴于書的出版社，而不是依賴與這本書。要消除BOOKS表中傳遞依賴，可刪除聯(lián)系人信息并將它放在一個

17、單獨(dú)的表中。這樣將滿足第三范式（3NF）第三范式（3NF）消除傳遞依賴ISBNTITLEPUBLICATION DATECOSTRETAILCATEGORYPUBLISHER8843172113DATABASE IMPLEMENTATION2004-6-431.4055.95COMPUTERAMERICAN PUBLISHING1915762492HANDCRANKED COMPUTERS2006-1-2121.8025.00COMPUTERAMERICAN PUBLISHING消除了傳遞依賴總結(jié)數(shù)據(jù)庫規(guī)范三范式實(shí)際工作中表只規(guī)范到第三范式總結(jié)一下1NF：刪除所有重復(fù)的組，并確定一個主鍵或復(fù)合

18、主鍵。2NF：確定表處于1NF狀態(tài)，消除任何部分依賴性。3NF：確定表處于2NF狀態(tài)，消除任何可傳遞依賴性。鏈接數(shù)據(jù)庫中的表規(guī)范化表之后要建立表之間的鏈接。兩表之間的連接是通過一個“公共字段”建立的。公共字段是兩個表中都存在的一個字段。在許多情況下，公共字段是其中一個表的主鍵。在第二個表中，它被稱為“外鍵”。外鍵的作用是與另一個或一些表建立關(guān)系或鏈接。外鍵出現(xiàn)在一對多關(guān)系的“多”端。設(shè)計(jì)關(guān)系數(shù)據(jù)庫時盡量不要存在多對多關(guān)系，用來消除多對多關(guān)系的最常用方法是通過添加“橋接表”來創(chuàng)建兩個一對多關(guān)系。例如：ORDERITEMS表創(chuàng)建了ORDERS表和BOOKS表之間的一對多關(guān)系BOOKAUTHOR表創(chuàng)建了BOOKS表和AUTHOR表之間的一對多關(guān)系課程示例簡介本課程示例數(shù)據(jù)庫基于一個假想的企業(yè)一家BookShop在線圖書經(jīng)銷商的活動。這家公司通過Internet向全美國的客戶銷售圖書。當(dāng)新客戶下達(dá)訂單時，一位客戶服務(wù)代表收集關(guān)于該客戶的姓名、付費(fèi)方式、發(fā)貨地址以及預(yù)定書目等的數(shù)據(jù)。公司還保存了圖書庫存的數(shù)據(jù)。內(nèi)容數(shù)據(jù)相關(guān)庫術(shù)語數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)概述結(jié)構(gòu)化查詢語言（SQL）結(jié)構(gòu)化查詢語言（SQL）與關(guān)系數(shù)據(jù)庫進(jìn)行交互的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)是通過“結(jié)構(gòu)化查詢語言”（Stru