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数据库的基本概念
数据data：数据库存储的基本对象
数据库database：DB，有组织的、可共享的大量数据的集合
数据库管理系统DBMS：用户和操作系统之间的一层数据管理软件
数据库系统DBS：由数据库、数据库管理系统、应用程序和数据库管理员（DBA）组成
数据库系统的特点
数据结构化
数据共享性高，冗余度低且容易扩充
数据独立性高（物理、逻辑）
数据由数据库管理系统统一管理和控制
五种基本运算
并：U
差：- 或 \
选择：_条件（关系名）
投影：_属性列表（关系名） 自动去重
笛卡尔积：x，两两组合，生成一个大表
数据模型
概念模型、逻辑模型（物理模型）
概念模型：E-R图
逻辑模型：网状、层次、关系模型
物理模型：对数据最底层的抽象
E-R图：实体entity、属性attribute、联系relationship
数据模型的组成要素:数据结构、数据操作、数据的完整性约束条件
数据模型 = 数据的结构 + 数据的操作 + 数据的约束
三级模式结构：外模式、逻辑模式、内模式
外模式：子模式/用户模式:用户能看见和使用的局部数据的逻辑结构和特征的描述，视图
模式：逻辑模式：所有用户的公共数据视图
内模式：存储模式：数据物理结构和存储仿射的描述，数据库内部的组织方式
主键、候选键
主键：唯一的、不能为NULL、可以从候选键选一个作为主键
外键：不是表R的主键，但是是表S的主键
超键：能唯一标识元组的属性集合
候选键：能够确定唯一元组的属性组合（超键中挑出唯一最小集合）
主属性：包含在任何一个候选键上的属性
非主属性：不包含在任何一个候选键中的属性
参照完整性
如果一个表中的某个字段是另一个表主键的外键，则该字段的指必须存在于被参照表的主键中，或者为NULL
函数依赖
各个属性之间的一种依赖关系
属性和属性之间一对一的推导关系称为函数依赖
平凡函数依赖
X = {学号, 姓名}
Y是X的子集时（或相等），称为平凡依赖
X → {学号}
非平凡依赖
Y不是X的子集
X → {成绩}
完全依赖函数
第二范式的要求，完全依赖候选键推出数据
部分函数依赖
传递函数依赖
X->Y
Y->Z
Z传递依赖于X
第三范式要求，可以拆表来满足要求
多值依赖
一个属性决定另一个属性的多个值，且这些值彼此之间互不依赖。
范式
数据库设计的基本原则称为范式
第一范式（1NF）
保证数据表中的每一个字段的值具有原子性（不可再拆分的最小数据单元）
即每个元组的所有属性只能有一个值
第二范式（2NF）
第一范式的基础上增加每一条数据都是可唯 一表示的，所有非主键字段都必须完全依赖主键，不能只依赖主键的一部分
第三范式（3NF）
每一个非主键字段都和主键字段直接相关
所有非主属性之间不能有依赖关系，相互独立
范式的优缺点
优点：有助于消化数据库中的数据冗余
扩展性和数据完整性达到最好的平衡
缺点：降低查询效率，范式越高，设计的表越多
BCNF(巴斯范式)
每个非平凡依赖的函数依赖X->Y，X必须是超键
范式的区分
1NF每行每列都只有一个值
2NF完全依赖主键
3NF非主属性之间不能有依赖
ACID4个特性
A：atomicity 原子性
事务中的所有操作要么全部完成，要么全部不做，不能只完成一部分
C：consistency 一致性
事务执行前后，数据库必须保持完整性约束，数据处于合法状态
I：isolation 隔离性
多个事务并发执行时，互不干扰，事务的中间状态对其他事务不可见
D：durability 持久性
事务一旦提交，其结构永久保存在数据库中，及时系统崩溃也不会丢失
假设银行转账：
从账户 A 扣钱，同时给账户 B 加钱。
原子性：要么两步都成功，要么都不做。
一致性：转账后账户总金额不变。
隔离性：多个转账不会互相影响。
持久性：转账成功后，数据永久保存。
冲突
两个事务并发访问数据库的同一数据项，并且至少有一个事务对数据进行了写操作
丢失（更新）
两个事务同时读取同一个数据，然后都修改后写回数据库，其中一个事务的修改被另一个覆盖，导致前一次的更新丢失
（脏）修改
一个事务修改了数据，但是还没提交，另一个事务读取并修改了这部分未提交的数据，导致不一样
两次读不一致（不可重复读）
一个事务内两次读取同一条数据，中间另一个事务修改了这条数据并提交，导致两次读取结果不同
域完整性
数据库中每个属性（字段）必须符合该属性定义的取值范围和格式规则
数据库设计的步骤
需求分析
概念结构设计：E-R图设计
逻辑结构设计：转换E-R图为与DBMS相符的逻辑结构
物理结构设计：设计存取方法、设计关系、索引等物理结构
数据库实施：建立数据库，试运行，装数据
数据库运行和维护
连接
内连接
只保留AB表中匹配成功的行
SELECT * FROM A INNER JOIN B ON A.id = B.id;
自然连接
AB表中相同名字的属性自动进行等值连接
等值连接
内连接的一种，明确指定连接条件为=
SELECT * FROM A, B WHERE A.id = B.id;
外连接
左外连接
返回左表的所有记录，右边没有匹配的显示为NULL
SELECT * FROM A LEFT JOIN B ON A.id = B.id;
右外连接
SELECT * FROM A RIGHT JOIN B ON A.id = B.id;
全外连接
SELECT * FROM A FULL OUTER JOIN B ON A.id = B.id;
sql语句
DDL：定义：create drop alter
DML：操作：select insert update delete
创建数据库
create database 库；
drop database 库；
show database ；
delete from 表 where 条件；
select * from 表 where 条件;
UPDATE Student
SET Sname = '张三'
WHERE Class = '计算机一班';
% 表示匹配任意长度的任意字符（零个或多个字符）
_ 表示匹配任意单个字符（一个字符）
CREATE TABLE Student (
Sno CHAR(6) PRIMARY KEY, -- 学号，主键，固定6位字符
Sname VARCHAR(50) NOT NULL, -- 姓名，变长字符串，不允许为空
Gender CHAR(1) CHECK (Gender IN ('M','F')), -- 性别，限定只能是 'M' 或 'F'
Age INT CHECK (Age >= 0 AND Age <= 150), -- 年龄，整数，限制范围0~150
Email VARCHAR(100) UNIQUE, -- 邮箱，唯一约束
EnrollmentDate DATE DEFAULT CURRENT_DATE, -- 入学日期，默认当前日期
Phone VARCHAR(20) DEFAULT NULL, -- 电话，允许为空，默认NULL
ClassNo CHAR(4) NOT NULL, -- 班级编号，非空
CONSTRAINT FK_Class FOREIGN KEY (ClassNo) REFERENCES Class(ClassNo) -- 外键，关联班级表
);
INSERT INTO Student (Sno, Sname, Age)
VALUES
('1001', '张三', 18),
('1002', '李四', 19),
('1003', '王五', 17);
ALTER TABLE 表名 ADD 列名 数据类型[约束条件]；
GRANT（授权）
GRANT 权限列表 ON 对象 TO 用户或角色;
GRANT SELECT, INSERT ON Employees TO user1;
REVOKE（撤销授权）
REVOKE 权限列表 ON 对象 FROM 用户或角色;
REVOKE INSERT ON Employees FROM user1;