数据库系统笔记

数据库发展史

人工管理阶段（1950） \(\Rightarrow\) 文件系统阶段（1950-1960） \(\Rightarrow\) 数据库系统阶段（1960-）

数据库管理系统（DBMS）的出现，使得数据存储、数据管理和数据应用分离。
数据库管理系统采用外模式-模式-内模式的三级模式，外模式/模式和模式/内模式的两级映象结构。

数据模型

定义：是数据及其联系在计算机中的表示和组织形式的描述。
组成三要素：数据结构，数据操纵，数据完整性约束。
经典模型：层次模型（有根树），网状模型（有向图），关系模型。

关系数据结构

关系代数

A set of fundamental operations to retrieve and manipulate tuples in a relation.

These operations take one or some relations as inputs, and outputs a new relation.

并、交、差、笛卡尔积与集合运算相似。

选择（Select）

行视角，选择出符合条件的若干元祖集合。

符号: \(\sigma_F(R)\)
举例: \(\sigma_{Name = 'qaq'}(R)\)
SQL写法: SELECT * FROM R WHERE Name = 'qaq'

投影（Projection）

列视角，选择出若干属性列组成新的关系。

符号: \(\Pi_{A_1, A_2, ..., A_m}(R)\)
举例: \(\Pi_{Name, id}(\sigma_{Name = 'qaq'}(R))\)
SQL写法: SELECT Name, id FROM R WHERE Name = 'qaq'

投影运算会把新关系中的重复行删去（集合的不可重原则）。

连接（Join）

符号: \(R \Join S _{A \theta B}\)
其中 \(A, B\) 是 \(R\) 与 \(S\) 上的度数相等且可比较的属性组，\(\theta\) 是比较运算符。
SQL: SELECT * FROM R JOIN S USING (ATTRIBUTE1, ATTRIBUTE2, ...)

若 \(\theta\) 为 \(=\)，则叫做等值连接。
自然连接是一种特殊的等值连接，只不过是在等值连接的基础上去掉结果中重复的属性列。