数据库技术

目录

数据模型

关系数据库

 Access数据库

SQL基础

关系数据库的设计

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数据模型

现实世界中的数据要转换为抽象的数据库数据，需要经过以下阶段：

·数据模型基本可以分为：概念模型（信息模型)、逻辑模型、物理模型

·概念模型 相关术语：

属性：一个实体可以有多个属性

码（键、关键字）：在实体型中能够唯一标识一个实体的属性或属性集称为实体的码。

 ·实体形之间的联系：

一对一

一对多

多对多（分两个方向，从1出发）

·E-R图是概念模型

E-R图提供了表示实体、属性和联系的方法

图素：

矩形 表示实体

椭圆 表示属性

菱形 表示联系

无向边 + 联系类

 ·逻辑模型

层次模型 联系：一对多（树型结构）

网状模型 联系：多对多 （图/网）

关系模型 联系：一对一、一对多、多对多三种均有（表格）

关系数据库

·关系模型

1. 关系：二维表

2. 属性 ：列=字段； 元数（列的个数）

3. 域：值域

4. 元组 ：行=记录（标题那行不算）

5. 分量：属性值

  如，（ 01001 ，赵乾，女，讲师，计算机， 6000 ） 中“ 01001 ”为一个分量

6. 关系模式 ：二维表结构 表名（列名...）

如， T （ TNo ， TN ， Sex ， Prof ， Dept ， Sal ）

元数：6

元组：5（标题那行不算）

· 关系的性质

列是同质的，每一列中的分量必须来自同一个域且必须是同一类型的数据。

不同的属性可来自同一个域，但不同的属性有不同的名字。

关系中不允许出现相同的元组。关系中的一个元组表示现实世界中的一个实体或一个实体间的联系。

关系中的每个分量必须是不可再分的数据项。

· E-R图和关系模式的转换

1. 一对一联系的转换

规则 ：选择一个合适的实体，在其中加入另一实体的码。

关系模式转换步骤：

①分别写出每个实体对应的关系模式： 学生（学号，姓名，性别，系别） 身份证（身份证号，签发机关，有效时间）

②选择其中一个实体，加入另一实体的码 学生（学号，姓名，性别，系别， __________

③得出最终答案 【不唯一】 学生（学号，姓名，性别，系别，身份证号） 身份证（身份证号，签发机关，有效时间）

2. 一对多联系的转换

规则 ：在“多”的那端实体中加入“一”的那端实体的码。

 

关系模式转换步骤：

①分别写出每个实体对应的关系模式

班级（班级编号，学院，系别，人数）

学生（学号，姓名，性别，系别）

②在多的那端实体中加入一端实体的码

学生（学号，姓名，性别，系别， ________ ）

③得出最终答案

班级（班级编号，学院，系别，人数）

学生（学号，姓名，性别，系别，班级编号）

3. 多对多联系的转换

规则 ：联系也需要转换，码为两个实体的码的 组成

关系模式转换步骤：

①分别写出每个实体对应的关系模式

学生（学号，姓名，性别，系别）

课程（课程编号，课程名称，学分）

②增加联系的关系模式，同时加上两个实体的码

选课（ ____________________ ，成绩）

③得出最终答案

学生（学号，姓名，性别，系别）

课程（课程编号，课程名称，学分）

选课（学号，课程编号，成绩）

·关系模型的完整性约束

有 3 类：实体完整性、参照完整性、用户定义完整性

实体完整性和参照完整性是关系模型 必须 满足的完整性约束条件。

不同的关系数据库系统由于应用环境不同，需要用户自己定义一些特殊的约束条件，即 用户自定义完整性 。

实体完整性 ：指每个关系都必须具有主码，且主码对应的所有属性值均不可为空。

参照完整性：指如果关系R2的外码X与关系R1的主码相对应，则X的每个值或等于R1的主码的某一个值或取空值。

·关系的码

候选码可以有多个，主码只能一个，都可以唯一决定这个表格。

学生（ 学号 ， 身份证号 ，姓名，班级编号） 候选码2个 从中任意选一个为主码/主键

班级（ 班级编号 ，学院，系别，人数）

选课（ 学号，课程编号 ，成绩） 学号和课程编号共同决定 属性集 联合主键

班级编号是学生表的外键（外码）一般用波浪线表示

参照完整性： 约束外键的取值范围 值应该在主键里选。

实体完整性：约束的是 主键 ， 不能空着也不能重复。

用户定义完整性：看用户自定义的值域

学号  课号   成绩

01     yw01   98

01     sx02    98

02     yw01   97

候选码里的属性都是主属性

· 关系代数

1、传统的集合运算

并

差

 交

广义笛卡尔积

3列2行   4列3行

列数相加，行数相乘

列：3+4

行：2*3

R m列 x行

S n列 y行

R*S=m+n列，x*y行

1. （ 2022 上 · 高 中 ） 已 知 R ={a1 ,a2 ,a3 } ， S ={1,2} ， T =R × S 。 那 T 关 系 中 的 元 组 数为

（ ）。

A. 2 B. 3 C. 5 D. 6

元组 行和行间做乘法

D

并集会变多，交集变少。

2、专门的代数运算

投影和选择都针对一个表。

选择 【根据条件得到 行 】

 投影 【根据条件得到列】

 

连接

①等值连接

 

 

②自然连接（特殊等值连接）

规则 ：①两表有相同的属性 ②结果（字段 - 相同属性列只保留一列）（记录 - 相同属性做等值连接）

默认相同属性做等值连接 结果去掉重复的一个

（ 2022 上 · 初中） 在关系代数中，从两个关系的笛卡尔积选取它们属性间满足一定条件元组

的操作称为（ ）。

A. 投影

B. 选择

C. 自然连接

D. 等值连接

D

投影（列）和选择（行）针对一个表

选取属性间满足一定条件元组    最终结果要和笛卡尔积中的元组个数一样

自然连接：（在等值连接的基础上去掉重复的）相同属性（列）做等值连接+去掉重复 

 Access数据库

·数据类型和字段属性

1、数据类型

文本 255

备注 

数字 字段大小可以设置为1、2、4、8、16

日期时间

货币 计算时禁止四舍五入

自动编号 一个表只能由一个自动编号字段

是/否

OLE文件 通常用附件字段代替OLE对象字段 它不允许将多个文件附加到一条记录中

超链接

附件

2、字段属性

字段大小

格式 控制数据显示或打印的格式

输入掩码

默认值 添加新记录时，自动加入字段中的值

有效性规则  设置限定该字段所能

有效性文本  当数据不符合有效性规则时所显示的信息

必须 设置该字段是否必须填入数据

允许空字符串

文本对齐

小数位数

数据表之间的联系

表格是逻辑模型是由概念模型（E-R图）转换过来

 两个  SNo和CNo共同组成的主键

创建查询

宏观（可视化）

 条件查询

考试一般考Access

SOL中 下划线 =一个 %=多个

【例 3-1 】查询考试 成绩区间在[75，80] 之间的学生的 学号、姓名、课号和成绩 ，并按

成绩降序 排列。

 也可以用 between 75 and 80

 因为CNo这一列是文本 所以要加”“

分组查询

 男 女 按性别分组

数学号的个数 学号不会重复

性别 个数 年龄 显示出来

D

SQL基础

·数据定义

1、创建数据表

CREATE TABLE S 

(

SNo varchar(6)  PRIMARY KEY,

SN  varchar(10) NOT NULL,

Age int

)

常用约束类型：

NOT NULL

UNIQUE 取值唯一

PRIMARY KEY 约束 用于定义数据表中的主码，起到唯一标识的作用，其值不可为空。

当表的主码由多个列组成时：
PRIMARY KEY(SNo，CNo)

2、修改数据表

ALTER TABLE

①增加列

ALTER TABLE S

ADD

ClassNo varchar（6）NOT NULL

②删除列

ALTER TABLE S

DROP COLUMN ClassNo

③修改列

将学生表S中的属性SN加宽到12个字符

ALTER TABLE S

ALTER COLUMN

SN varchar（12） NOT NULL

④删除数据表

DROP TABLE SC

3、数据操纵

①插入数据

INSERT INTO S VALUES('11001','冯明','男','计算机',18)

②修改数据

将学生冯明转入自动化系

UPDATE S

SET Dept=‘自动化’

WHERE SN='冯明'

3、删除数据

DELETE FROM S

WHERE SN='冯明'

单表查询

格式：

SELECT [ALL|DISTINCT] < 列名 > [ AS < 列别名 >]

FROM < 表名 >

[WHERE < 条件 1>]

[GROUP BY < 列名 1> [HAVING < 条件 2>] ]

[ORDER BY < 列名 2> [ASC|DESC]]

说明：

① DISTINCT 代表在结果中，去除重复值

②若查询全部列， < 列名 > 可以用 * 代替

③可以通过 AS 给列名和表起别名

④ GROUP BY 进行分组， HAVING 根据条件进行分组

⑤ ORDER BY 进行排序； ASC 升序（可省）、 DESC 降序

条件查询

SELECT [ALL|DISTINCT] < 列名 > [ AS < 列别名 >]

FROM < 表名 >

WHERE < 条件 1>

说明：

①若查询全部列， < 列名 > 可以用 * 代替

②查询条件及运算符对应表格

【例 8-2 】从选课表 SC 中查询选修了课程“ C0201” 并且

成绩高于 80 分的学生的学号与成绩。

*************************************************

SELECT SNo, Grade

FROM SC

WHERE CNo='C0201' AND Grade>80

BETWEEN AND 是闭区间

【例 8-3 】从学生表 S 中查询年龄在 [16,19] 之间的学生

学号、姓名和年龄。

*************************************************

SELECT SNo, SN, Age

FROM S

WHERE Age BETWEEN 16 AND 19

也可以 用Age>=16 And Age<=19

【例 8-5 】从课程表 C 中查询课号以“ C ”开头的的所有

课号及课程名 。

*************************************************

SELECT Cno, CN

FROM C

WHERE CNo like 'C*'

聚集函数

AVG

SUM

MAX

MIN

COUNT(*) 统计元组个数

【例 9 】从学生表 S 中查询计算机系学生的人数，以及这

些学生年龄的总和及平均值 。

*************************************************

SELECT COUNT(*) As 个数, SUM(Age) As 年龄和, AVG(Age) As 平均年龄

FROM S

WHERE Dept=' 计算机 ';

分组查询

SELECT [ALL|DISTINCT] < 列名 > [ AS < 列别名 >]

FROM < 表名 >

[ WHERE < 条件 1> ]

GROUP BY < 列名 1>

[ HAVING < 条件 2> ]

说明：

① GROUP BY 进行分组

②分组之 前 有条件进行过滤，用 WHERE

③分组之 后 有条件进行过滤，用 HAVING

 学号  课号 成绩

01     yw   98

01     sx    98

01      yy   70

02      yw    -

02      yy   77

03      sx    -

把01、02、03的同学筛选出来后 再选出其中选修两门以及上课程的同学

 排序查询

SELECT [ALL|DISTINCT] < 列名 > [ AS < 列别名 >]

FROM < 表名 >

[WHERE < 条件 1>]

ORDER BY < 列名 2> [ASC|DESC]

说明：

① ORDER BY 进行排序；

② ASC 升序（可省）、 DESC 降序

【例 11 】从学生表 S 中查询学生的学号、姓名和年龄，并

按年龄降序排列 。

*************************************************

SELECT SNo, SN, Age

FROM S

ORDER BY Age DESC;

 C

多表查询p239

关系数据库的设计

21年考过一次

学号——>姓名        学号是一个学生的主键可以决定姓名

（学号，课号）——>成绩  不能拆开

学号——>系号——>系主任  所以学号——>系主任

候选码的求解

关系模式 

R表名 

A,B,C,D 列

四类：L类、R类、LR类、N类

UL:所有L类的集合

UR:所有R类的集合

UB=U-UL-UR

B的闭包：B+=BD（B能决定B，能决定D）

A：L类

B：LR类

【例 1 】设有 R （ A ， B ， C ， D ），它的函数依赖集

F={D → B ， B → D ， AD → B ， AC → D} ，求

R 的候选码。

A:L

B:LR

C：L

D:LR

UL=AC,UR=空集，UB=BD

UL+=AC+=ACDB=U

AC是唯一的候选码

【例 2 】设有 R （ A ， B ， C ， D ），它的函数依

赖集 F={AB → C ， D → B ， C → A ， C→D} ，求 R

的候选码。

A：LR

B:LR

C:LR

D:LR

①UL=空集，UR=空集，UB=ABCD

②UL+=空集

A+=A  B+=B C+=CADB=U  所以C为候选码 D+=DB

因为候选码中还未包含全部非R（ABCD)属性 所以还得组合

所有带C的组合也不可以

AB+=ABCD=U  所以AB也为候选码    AD+=ADBC=U 所以AD也为候选码

一个关系里候选码可以有多个  因为候选码中包含全部非R属性 所以停止组合

（ 2021 下 · 高中）关系模式 R （ A ， B ， C ， D ， E ），

根据语义有如下函数依赖集： F={A→C ， BC→D ，

CD→A ， AB→E} 。关系模式 R 的规范化程度最高达到

（ ）。

A:LR

B:UL

C:LR

D:LR

E:LR

①UL=B UR=E UB=ACD

②UL+=B+=B  ×

③BA+=BACED=U   BA

BC+=BCDAE=U   BC

BD+=BD ×

接着拿B和ACD两两组合

BAC 

BAD

BCD

有BA BC都去掉

所以候选码为 BA BC

范式 向下兼容

BC范式（主属性不依赖于非主属性）：

不允许非主属性在左边，主属性在右边。

主属性：A、B、C

非主属性：D、E

因为CD决定A 存在这种情况 所以不是BC范式

候选码可以唯一决定其它

AB可以决定D AB可以决定E BC可以决定D BC决定E

找不到AB决定xx xx决定D 所以不传递依赖

同理BC也是

所以是3NF