課程目錄
第1章 數據庫的基本概念與設計方法
第2章 MySQL簡介
第3章 數據庫和表
第4章 表數據的基本操作
第5章 數據庫的查詢
第6章 索引
第7章 視圖
第8章 數據完整性約束與表維護語句
第9章 觸發器
第10章 事件
第11章 存儲過程與存儲函數
第12章 訪問控制與安全管理
第13章 備份與恢復
第14章 PHP和MySQL數據庫編程
第15章 開發實例
文章目錄
1. 數據庫的基本概念與設計方法
1.1 數據庫的基本概念
- 數據
- 數據庫
- 數據管理系統
- 數據庫系統
1.2 數據庫的特點
- 數據機構化
- 數據共享性好
- 數據冗餘度小
- 數據獨立性高
- 數據由DBMS統一管理和控制
1.3 數據庫的結構
1.3.1 數據庫系統的三級模式結構
- 內模式
- 模式
- 外模式
1.3.2 數據獨立性和三級模式結構的兩層映像
數據庫的三級模式是數據庫三個級別上的抽象，三級模式使各層數據保持獨立。
- 層次獨立性：數據庫的整體邏輯結構和特徵的描述（概念結構）是獨立於數據庫其他層次結構（內/外模式）的描述。
- 存儲模式獨立性：數據庫的內部存儲模式依賴於概念模式，但存儲模式獨立於外部模式，也獨立於具體的存儲設備。
- 外模式獨立性：用戶邏輯結構（外模式）是在全局邏輯結構描述的基礎上定義的，它面向具體的應用程序，獨立於內部模式和存儲設備。
- 應用程序獨立性：特定的應用程序是在外模式描述的邏輯結構上編寫的，它依賴於特定的外模式，與數據庫的模式和存儲結構獨立。
注意：三級模式和兩層映像是必考點，要熟記並且要注意其中的區別。
（1）外模式/模式映像
- 模式描述的是數據的全局邏輯結構，外模式描述的是數據的局部邏輯結構。
（2）模式/內模式映像
- 模式/內模式映像定義了數據庫的邏輯結構與存儲結構之間的對應關係。
映像：一種對應規則，指出映像雙方是如何進行轉換的。
1.3.3 數據庫系統的運行與應用結構
常見的運行與應用結構有：
- 客戶/服務器結構（Client/Server, C/S）
- 瀏覽器/服務器結構（Browser/Server, B/S）
1.4 數據模型
模型（Model）：對現實世界特徵的模擬和抽象。
數據模型（Data Model）：對現實世界中數據特徵的抽象，描述的數數據的共性。
- 概念層
數據抽象級別的最高層，是按用戶的觀點對現實世界建模。概念層的數據模型稱爲概念數據模型，簡稱概念模型。概念模型獨立於任何DBMS。概念數據模型必須換成邏輯數據模型，才能在DBMS中實現。
常用的概念模型有實體—聯繫模型（Entity—Relationship Model， E—R模型）。 - 邏輯層
數據抽象級別的中間層，描述數據庫數據整體的邏輯結構。 - 物理層
數據抽象的最底層，用來描述數據物理存儲結構和存儲方法。
1.4.1 概念模型
1.4.2 關係模型
注意：關係規範化是考試中的難點，要理解各種範式的內在含義和區別。
- 第一範式
定義：任給關係R，如果R中每個列與行的交點處的取值都是不可再分的基本元素，則R達到第一範式，簡稱1NF。
約束規則：表中每個列只包含具有原子性的值，即關係的每一個分量必須是一個不可分的數據項。 - 第二範式
定義：如果一個關係達到第一範式，且不存在任何非主屬性對候選關鍵字的部分函數依賴，則稱此關係達到第二範式，簡稱2NF。
約束規則一：首先要符合第一範式。
約束規則二：沒有部分函數依賴性，即表中不存在非主鍵的列依賴於組合主鍵某個部分的現象。 - 第三範式
定義：如果一個關係達到第二範式，且不存在非主屬性對候選關鍵字的傳遞函數依賴，則稱爲達到第三範式，簡稱3NF。
約束規則一：首先要符合第二範式。
約束規則二：沒有傳遞函數依賴性，即表中不存在任何非主鍵列與其他非主鍵列相互關聯的現象。 - BCNF範式
定義：如果一個關係R中的所有屬性都不傳遞依賴於R的任何候選關鍵字，或者說關係R中的每個決定因數都是候選關鍵字時，則稱關係R屬於BCNF範式。
約束規則一：首先要符合第三範式。
約束規則二：表中不存在主鍵列對主鍵的部分函數依賴和傳遞函數依賴。
一個低一級範式的關係模式，通過模式分解逐步消除數據依賴中不合適的部分，是模式中的各關係模式達到某種程度的分離，轉換爲若干個高一級範式的關係模式的集合，這種過程就是關係規範化。其對錶的規範化過程具體描述如下：
- 通過消除非主鍵列對主鍵的部分函數依賴，將1NF表規範爲2NF表。
- 通過消除非主鍵列對主鍵的傳遞函數依賴，將2NF表規範爲3NF表。
- 通過消除主鍵列對主鍵的部分函數依賴和傳遞函數依賴，將3NF表規範爲BCNF表。
1.5 數據庫設計
數據庫設計分爲6個階段：需求分析、概念結構設計、邏輯結構設計、物理結構設計、數據庫實施、數據庫運行與維護。
1.5.1 概念結構設計
概念結構是對現實的一種抽象，抽取共同特性，忽略非本質細節，用各種概念精確地加以描述。
在實際數據庫設計中，概念結構設計就是將需求分析得到的用戶需求抽象爲信息結構的過程，它是整個數據庫設計的關鍵。
1.5.2 邏輯結構設計
從基本E-R圖向關係模型的轉換
數據庫的邏輯設計主要是將概念模型轉換成一般的關係模式，也就是將E-R圖中的實體、實體的屬性和實體之間的聯繫轉化爲關係模式。關係模型的邏輯結構是一組關係模式的集合，而E-R圖則是由實體、實體的屬性和實體間的聯繫三個要素所組成的。所以，將E-R圖轉換爲關係模型實際上就是要將實體、實體的屬性和實體間的聯繫轉換爲某種關係模式。一般遵守幾點原則如上圖。
1.5.3 物理設計
數據庫的物理設計通常分爲兩步：
（1）確定數據庫的物理結構
（2）對物理結構進行評價