MySQL數(shù)據(jù)庫教程課件

第1章數(shù)據(jù)庫基礎知識和MySQL的安裝與配置學習目標掌握數(shù)據(jù)庫的基本概念。了解數(shù)據(jù)庫的發(fā)展歷程和數(shù)據(jù)模型。掌握關系數(shù)據(jù)庫的基礎知識。掌握MySQL的安裝與配置方法。掌握登錄與退出MySQL的方法。1.1數(shù)據(jù)庫概述數(shù)據(jù)庫可以理解為存放數(shù)據(jù)的倉庫，但是數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)并不是隨意存放的，必須滿足一定的規(guī)則，否則會影響查詢效率。研究數(shù)據(jù)庫的根本任務是研究如何科學地組織和管理數(shù)據(jù)，以提供可共享的、安全可靠的數(shù)據(jù)。1.1.1數(shù)據(jù)庫的基本概念1．數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)是對客觀事物的符號表示。數(shù)據(jù)的表現(xiàn)形式不僅包括數(shù)字和文字，還包括聲音、圖形和圖像等。數(shù)據(jù)是數(shù)據(jù)庫中存儲的基本對象。2．數(shù)據(jù)庫（DataBase，DB）

數(shù)據(jù)庫是指長期存儲在計算機內(nèi)的、有組織的、可共享的數(shù)據(jù)集合。數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)通常按照一定的數(shù)據(jù)模型進行組織、描述和存儲，能夠被多個用戶共享。3．數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DataBaseManagementSystem，DBMS）數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)是一個負責存取數(shù)據(jù)、維護和管理數(shù)據(jù)庫的系統(tǒng)軟件，為用戶提供操作數(shù)據(jù)庫的界面。1.1.1數(shù)據(jù)庫的基本概念4．數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（DataBaseSystem，DBS）數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是指引入數(shù)據(jù)庫后的計算機系統(tǒng)。（1）數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的組成除了計算機硬件系統(tǒng)和操作系統(tǒng)外，還包括：數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)應用程序利用各種開發(fā)工具開發(fā)的、滿足特定應用環(huán)境

要求的程序。運行模式有C/S和B/S兩種。相關人員數(shù)據(jù)庫管理員開發(fā)人員最終用戶1.1.1數(shù)據(jù)庫的基本概念（2）數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的內(nèi)部體系結(jié)構三級模式：

外模式

概念模式

內(nèi)模式二級映射：

外模式到概念模式的映射

概念模式到內(nèi)模式的映射1.1.1數(shù)據(jù)庫的基本概念三級模式：①外模式。也稱為子模式或用戶模式。它是對數(shù)據(jù)庫用戶（包括開發(fā)人員和最終用戶）能夠看見和使用的局部數(shù)據(jù)邏輯結(jié)構的描述，是與某一應用程序相關的數(shù)據(jù)的邏輯表示。②概念模式。也稱為邏輯模式。它是對數(shù)據(jù)庫中全局數(shù)據(jù)邏輯結(jié)構的描述，是所有用戶（或應用程序）的公共數(shù)據(jù)視圖。它不涉及具體的硬件環(huán)境與平臺，也與具體的軟件環(huán)境無關。一個概念模式可以有若干個外模式。③內(nèi)模式。也稱為存儲模式或物理模式。它是對數(shù)據(jù)庫物理結(jié)構和存儲方法的描述，是數(shù)據(jù)在存儲介質(zhì)上的保存方式。一般用戶通常不需要關心內(nèi)模式的具體實現(xiàn)細節(jié)，但內(nèi)模式的設計會直接影響到數(shù)據(jù)庫的性能。1.1.1數(shù)據(jù)庫的基本概念二級映射：④外模式到概念模式的映射是指外模式與概念模式之間的對應關系。外模式是用戶的局部模式，而概念模式是全局模式。當概念模式發(fā)生改變時，數(shù)據(jù)庫管理員負責改變相應的映射關系，使外模式保持不變，這樣也就沒有必要修改應用程序，從而保證了數(shù)據(jù)的邏輯獨立性。⑤概念模式到內(nèi)模式的映射是指數(shù)據(jù)的全局邏輯結(jié)構與物理存儲結(jié)構之間的對應關系。當數(shù)據(jù)庫的存儲結(jié)構發(fā)生改變時，數(shù)據(jù)庫管理員負責改變相應的映射關系，使概念模式保持不變，從而保證了數(shù)據(jù)的物理獨立性。1.1.2數(shù)據(jù)庫的發(fā)展歷程隨著計算機硬件技術和軟件技術的發(fā)展，經(jīng)歷了三個階段。人工管理文件系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)人工管理階段應用程序與數(shù)據(jù)的關系時間：20世紀50年代中期以前。背景：計算機主要用于科學計算。硬件：外部存儲設備只有磁帶、卡片和紙帶。軟件：沒有可進行數(shù)據(jù)管理的軟件。特點：數(shù)據(jù)不單獨保存；一組數(shù)據(jù)對應一個程序。計算機沒有數(shù)據(jù)管理功能，程序和數(shù)據(jù)編寫在一起，每個程序都有自己的數(shù)據(jù)，不能共享，數(shù)據(jù)冗余度很大。人工管理人工管理階段應用程序與數(shù)據(jù)處理程序示例分別編寫程序求出10個整數(shù)中的最大值和最小值。從這個例子可以看出，在人工管理階段，程序和數(shù)據(jù)是不可分割的整體。每個程序都有自己的數(shù)據(jù)，而且數(shù)據(jù)完全依賴于程序，無法實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。文件系統(tǒng)階段應用程序與數(shù)據(jù)的關系時間：20世紀60年代中期。背景：計算機已大量用于信息處理。硬件：有了可直接存取的存儲設備（如磁盤）。軟件：操作系統(tǒng)。特點：數(shù)據(jù)可長期保存；程序與數(shù)據(jù)具有一定的獨立性。數(shù)據(jù)以文件形式存儲，由操作系統(tǒng)統(tǒng)一管理，使得程序與數(shù)據(jù)具有一定的獨立性。實現(xiàn)了數(shù)據(jù)以文件為單位的共享。文件系統(tǒng)分別編寫程序求出10個整數(shù)的最大值和最小值。文件系統(tǒng)階段應用程序與數(shù)據(jù)處理程序示例從這個例子可以看出，文件中只保存了數(shù)據(jù)，并未存儲數(shù)據(jù)的結(jié)構信息，因此讀取文件數(shù)據(jù)的操作必須在程序中實現(xiàn)，這說明程序與數(shù)據(jù)的獨立性仍有局限性，數(shù)據(jù)不能完全脫離程序。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段應用程序與數(shù)據(jù)的關系時間：20世紀60年代后期背景：計算機廣泛應用于各個領域，數(shù)據(jù)規(guī)模越來越大，數(shù)據(jù)共享要求越來越強。特點：數(shù)據(jù)不再面向特定的某個或多個應用程序，而是面向整個應用系統(tǒng)。數(shù)據(jù)庫中保存了數(shù)據(jù)及其結(jié)構信息，程序不用考慮數(shù)據(jù)的存取問題，具體的工作由數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)完成。真正實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的獨立和共享。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)采用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)管理方式的示例分別求出10個整數(shù)的最大值和最小值。求最大值的SQL語句為:SELECTMAX(num)FROMdata求最小值的SQL語句為:SELECTMIN(num)FROMdata

從這個例子可以看出，數(shù)據(jù)庫中不僅保存了數(shù)據(jù)，還保存了數(shù)據(jù)表的結(jié)構信息（如列名稱num），程序中可以不用考慮數(shù)據(jù)的存取問題，具體的工作由數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)完成，數(shù)據(jù)真正實現(xiàn)了獨立和共享。1.1.3數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)模型是指數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的存儲結(jié)構，是反映客觀事物及其聯(lián)系的數(shù)據(jù)描述形式。按應用層次可分為3類。概念模型是對現(xiàn)實世界的第一層抽象，又稱為信息模型。它利用各種概念來描述現(xiàn)實世界的事物以及事物之間的聯(lián)系，主要用于數(shù)據(jù)庫設計。邏輯模型是概念模型的數(shù)據(jù)化，是事物和事物之間聯(lián)系的數(shù)據(jù)描述。它提供了表示和組織數(shù)據(jù)的方法，主要的邏輯模型有層次模型、網(wǎng)狀模型和關系模型等。物理模型是對數(shù)據(jù)最底層的抽象。它描述了數(shù)據(jù)在計算機系統(tǒng)內(nèi)部的表示方式和存取方法。物理模型是面向計算機系統(tǒng)的，由數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)實現(xiàn)。1．概念模型概念模型是數(shù)據(jù)庫設計人員和用戶進行交流的工具，僅考慮某領域內(nèi)的實體、屬性和聯(lián)系。概念模型中的幾個基本概念，（1）實體（2）屬性（3）實體集（4）實體之間的聯(lián)系（5）E-R圖（1）實體客觀存在并可相互區(qū)別的事物稱為實體。實體可以是具體的人、事、物，也可以是抽象的概念。例如，一個學生、一名教師、一門課程、一本書等。（2）屬性描述實體的特性稱為屬性。一個實體可以有若干個屬性。如一個“學生”實體有“學號”“姓名”“性別”“出生日期”“班級”等屬性。屬性的具體取值稱為屬性值。例如，某一個男學生實體的“性別”屬性的屬性值是“男”。（3）實體集同類型實體的集合稱為實體集。例如，對于“學生”實體來說，全體學生就是一個實體集。對于“課程”實體來說，學校開設的所有課程是一個實體集。（4）實體之間的聯(lián)系實體之間的聯(lián)系是指兩個不同實體集之間的聯(lián)系。一對一聯(lián)系（1∶1）。實體集A中的一個實體最多與實體集B中的一個實體相對應，實體集B中的一個實體最多與實體集A中的一個實體相對應。例如，一個班級只有一個班長，而一個班長也只能管理一個班級，所以班級和班長兩個實體集是一對一聯(lián)系。一對多聯(lián)系（1∶n）。對于實體集A中的一個實體，實體集B中有多個實體與之對應；對于實體集B中的每一個實體，實體集A中最多只有一個實體與之對應。例如，一個班級有多個學生，而一個學生只能屬于一個班級，所以班級和學生兩個實體集是一對多聯(lián)系。多對多聯(lián)系（m∶n）。對于實體集A中的每一個實體，實體集B中有多個實體與之對應；對于實體集B中的每一個實體，實體集A中也有多個實體與之對應。例如，一個學生可以選修多門課程，而一門課程也可以被多個學生選修，所以學生和課程兩個實體集是多對多聯(lián)系。（5）E-R圖實體聯(lián)系（Entity-Relationship，E-R）方法是使用最廣泛的概念模型表示方法，該方法使用E-R圖來描述現(xiàn)實世界中實體集及實體集之間的聯(lián)系。實體集：用矩形表示。屬性：用橢圓表示，并用線條將其與對應的實體集連接起來聯(lián)系：用菱形表示，并用線條將其與有關的實體集連接起來，同時標注類型。2．邏輯模型邏輯模型是面向數(shù)據(jù)庫的邏輯結(jié)構。常用的邏輯模型有3種：（1）層次模型（2）網(wǎng)狀模型（3）關系模型（1）層次模型按照層次結(jié)構組織數(shù)據(jù)，用樹形結(jié)構表示。易于實現(xiàn)實體集之間的一對多聯(lián)系，具有兩個特點：

有且僅有一個根結(jié)點（沒有父結(jié)點的結(jié)點）。

除根結(jié)點之外的其他結(jié)點有且只有一個父結(jié)點。（2）網(wǎng)狀模型按照網(wǎng)狀結(jié)構組織數(shù)據(jù)，易于表現(xiàn)實體集之間的多對多聯(lián)系。具有兩個特點。

允許一個以上的結(jié)點沒有父結(jié)點；

允許一個結(jié)點有多個父結(jié)點。（3）關系模型用二維表格來表示實體集以及實體集之間的聯(lián)系。學生：學生表（學號、姓名、性別、出生日期、班級）課程：課程表（課程編號、課程名稱、學時、學分）學生-課程：選修成績表（學號、課程編號、成績）1.1.4關系數(shù)據(jù)庫基于關系模型建立的數(shù)據(jù)庫稱為關系數(shù)據(jù)庫。關系數(shù)據(jù)庫是由若干張二維表格組成的集合，它借助集合代數(shù)等概念和方法來處理數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)。1．關系數(shù)據(jù)庫中的基本術語（1）關系（2）屬性（字段）（3）元組（記錄）（4）分量（5）域（6）主關鍵字（7）外部關鍵字（1）關系關系是滿足關系模型基本性質(zhì)的二維表格，一個關系就是一張二維表格。對關系的描述稱為關系模式，一般格式為：

關系名（屬性名1，屬性名2，……，屬性名n）例如，課程表（課程編號，課程名稱，學時，學分）（2）屬性（字段）二維表格中的一列稱為一個屬性，每一列都有一個屬性名。在關系數(shù)據(jù)庫中，一列稱為一個字段，每個字段都有字段名稱。（3）元組（記錄）二維表格中的一行稱為一個元組。在關系數(shù)據(jù)庫中稱為一條記錄。（4）分量記錄中的一個字段值稱為一個分量。關系數(shù)據(jù)庫要求每一個分量都必須是不可分的數(shù)據(jù)項，即不允許表中還有表。（5）域字段的取值范圍。例如，選修成績表中“成績”字段只能輸入整數(shù)值，而且取值范圍為[0，100]。（6）主關鍵字關系中能夠唯一標識一條記錄的字段集（一個字段或幾個字段的組合）稱為主關鍵字，也稱為主鍵或主碼。

學生表中“學號”字段可以是主關鍵字

課程表中“課程編號”字段可以是主關鍵字

選修成績表中，一個學生可以選修多門課程，但是學號和課程編號可以唯一確定一個學生某門課程的成績，因此可以將它們組合在一起成為主關鍵字。學生：學生表（學號、姓名、性別、出生日期、班級）課程：課程表（課程編號、課程名稱、學時、學分）學生-課程：選修成績表（學號、課程編號、成績）（7）外部關鍵字如果一個字段集不是所在關系的主關鍵字，而是另一個關系的主關鍵字，則該字段集稱為外部關鍵字，也稱為外鍵或外碼。在選修成績表中，“學號”字段單獨使用時不是主鍵，但它是學生表的主鍵，因此，選修成績表中的“學號”字段是一個外部關鍵字。同理，選修成績表中的“課程編號”字段也是一個外部關鍵字。學生：學生表（學號、姓名、性別、出生日期、班級）課程：課程表（課程編號、課程名稱、學時、學分）學生-課程：選修成績表（學號、課程編號、成績）2．關系的基本性質(zhì)一個關系就是一張二維表格，但不是所有的二維表格都是關系，關系具有以下7個基本性質(zhì)。（1）元組（記錄）個數(shù)有限；（2）元組（記錄）均各不相同；（3）元組（記錄）次序可以交換；（4）元組（記錄）的分量是不可分的基本數(shù)據(jù)項；（5）屬性（字段）名各不相同；（6）屬性（字段）次序可以交換；（7）屬性（字段）分量具有與該屬性相同的值域。由關系的基本性質(zhì)可知，二維表格的每一行都是唯一的，而且每一列的數(shù)據(jù)類型都是相同的。3．關系運算關系運算的結(jié)果也是一個關系。（1）傳統(tǒng)的集合運算（2）專門的關系運算并交差廣義笛卡兒積選擇投影連接除（1）傳統(tǒng)的集合運算R和S兩個關系的并運算可以記作R∪S，表示將兩個關系的所有元組組成一個新的關系。若有相同的元組，則只保留一個。（1）傳統(tǒng)的集合運算R和S兩個關系的交運算可以記作R∩S，表示將兩個關系中的公共元組組成一個新的關系。（1）傳統(tǒng)的集合運算R和S兩個關系的差運算可以記作R-S，表示將屬于R但不屬于S的元組組成一個新的關系。（1）傳統(tǒng)的集合運算假設R和S是兩個結(jié)構不同的關系，R有m個屬性、i個元組，S有n個屬性、j個元組，則兩個關系的廣義笛卡兒積可以記作R×S，運算結(jié)果是一個具有m+n個屬性、i×j個元組的關系。RABx1y3SCDEm84n96R×SABCDEx1m84x1n96y3m84y3n96（1）傳統(tǒng)的集合運算

R×S運算結(jié)果是一個具有m+n個屬性、i×j個元組的關系。（2）專門的關系運算選擇運算是指從指定關系中選出滿足給定條件的元組組成一個新的關系。

班級=“英語2101”(喜歡唱歌的學生R)（2）專門的關系運算投影運算是指從指定關系中選出某些屬性組成一個新的關系。

∏學號，姓名(喜歡唱歌的學生R)（2）專門的關系運算連接運算是關系的橫向結(jié)合，它把兩個關系中滿足連接條件的元組組成一個新的關系，通常記作：R?S。內(nèi)連接①等值連接②非等值連接③自然連接外連接④左外連接⑤

右外連接⑥

全外連接①等值連接等值連接是從關系R和關系S的廣義笛卡兒積中選取滿足等值條件的元組組成一個新的關系。運算結(jié)果包含兩個關系的所有屬性，也包括重復的屬性。例如，等值條件為：R的B列=S的B列RABx1y3SBCD1m412n65R×S（笛卡兒積）A（R）B（S）BCDx11m41x12n65y31m41y32n65R?S（等值連接）A（R）B（S）BCDx11m41①等值連接例如，等值條件為：“學號”屬性值相等。②非等值連接非等值連接是從關系R和關系S的廣義笛卡兒積中選出滿足非等值條件的元組組成一個新的關系?？梢允褂玫谋容^運算符（>、>=、<=、<、<>），運算結(jié)果同樣包含兩個關系的所有屬性，也包括重復的屬性。例如，非等值條件為：R的B列>S的B列R?S（R的B列>S的B列）A（R）B（S）BCDy31m41y32n65RABx1y3SBCD1m412n65R×S（笛卡兒積）A（R）B（S）BCDx11m41x12n65y31m41y32n65②非等值連接例如，非等值條件為：R中的“學號”大于S中的“學號”。得到的學生選修成績單無意義。③自然連接自然連接是按照公共屬性值相等的條件進行連接，要求兩個關系中必須有相同的屬性，運算結(jié)果是從關系R和關系S的廣義笛卡兒積中選出公共屬性滿足等值條件的元組，并在結(jié)果中消除重復的屬性。例如，關系R和S的自然連接，公共屬性B列相等。R?S（自然連接）ABCDx1m41RABx1y3SBCD1m412n65R×S（笛卡兒積）A（R）B（S）BCDx11m41x12n65y31m41y32n65③自然連接例如，關系R和S的自然連接，公共屬性學號列相等。④左外連接左外連接是在等值連接的基礎上，保留左邊關系R中要舍棄的元組，同時將右邊關系S對應的屬性值用NULL代替。左外連接能夠保證包含左邊關系R中的所有元組。⑤右外連接右外連接是在等值連接的基礎上，保留右邊關系S中要舍棄的元組，同時將左邊關系R對應的屬性值用NULL代替。右外連接能夠保證包含右邊關系S中的所有元組。⑥全外連接全外連接是在等值連接的基礎上，同時保留關系R和關系S中要舍棄的元組，但將其他屬性值用NULL代替。全外連接能夠保證包含關系R和關系S中的所有元組。（2）專門的關系運算關系R和關系S的除運算表示為R÷S。除運算要求關系S的屬性全部包含在關系R中，且關系R中存在關系S中沒有的屬性。除運算的結(jié)果也是一個關系，該關系的屬性由R中除去S中的屬性之外的屬性組成，元組由R與S中在所有相同屬性上有相等值的那些元組組成。（2）專門的關系運算例如，將學生選課表R與所有課程S進行除運算，目的是找出選修了所有課程的學生。