绪论
数据模型
概念
1）概念模型：不需要编程，与用户达成一致
2）逻辑模型：需要编程，按照计算机系统的观点来对数据建模
3）物理模型：是对数据的最底层抽象，描述了计算机系统内部和磁盘的存取方法
组成要素
数据结构，数据操作，完整性约束
E-R模型
基本概念
1）实体：一个人，一次看病，一个诊室等
2）属性：一个实体可以有多种属性，比如一个医生的ID，姓名，性别等
3）码：用来标识实体的属性的，是独一无二的，比如每个医生都有他的一个ID
4）域：姓名的域是字符串（char），性别的域是m/f，这就是域
5）实体型：医生（医生ID，姓名，性别）就是描述医生的实体型
6）实体集：医院里的所有医生–实体型的集合叫实体集
联系
总共三种联系
1）一对一联系：（1:1）一个科室只有一个主任，一个主任只管一个科室
2）一对多联系：（1:n）一个科室有多个医生，一个医生只属于一个科室
3）多对多联系：（m:n）一个病人找很多医生看病，一个医生也看过很多人的病
表示方法
实体：矩形表示
属性：椭圆表示
联系：菱形表示
下面引用了此博主的ER图
关系模型
关系模型能简化成一张二维表，就是我们日常生活中的样子，而且，关系模型，不允许表中嵌套表
1）优点
①关系模型建立在严格的数学理论基础上
②关系模型数据结构简单清晰，用户易懂易用
③数据独立，有更好的安保性
2）缺点
①查询效率低
习题解答
1.解释数据、数据库、数据库管理系统、数据库系统的概念（填空题/选择题）
数据：描述事物的符号记录；
数据库：长期存储在计算机内，有组织，可共享的大量数据的集合；
数据库管理系统：一种操纵和管理数据库的大型软件，用于建立，使用和维护数据库。
数据库系统：为适应数据处理需要而发展起来的数据处理系统
3.什么是数据模型，数据模型包含哪些要素？（填空题/选择题）
数据模型：对现实世界的模拟和抽象，用于描述、组织、操作、约束数据
要素包含：数据结构，数据操作，完整性约束
4.什么是概念模型、逻辑模型和物理模型？他们之间有什么关系？（填空题/选择题）
概念模型：按照用户的观点和认识对现实世界的数据进行建模
逻辑模型：按照计算机系统的观点对数据建模
物理模型：对数据的最底层抽象
关系：把现实世界具体事务转化为某种数据模型，需要两次抽象：
一，将现实世界抽象为信息世界，建立概念模型；
二，将信息世界抽象为机器世界，建立逻辑模型和物理模型
6.学校中有多个学院，每个学院有多个教研室和班级，每个教研室有多名教师，其中高级职称教师各带着若干名研究生，每名研究生只有一名导师。每个班有多名学生，每个学生选修多门课程，每门课程被多名学生选修。试用ER图表示该学校的概念模型。（大题）
8.什么是关系模型，关系模型有什么优缺点？（填空题/选择题）
关系模型：关系数据库采用的数据模型，包括关系数据结构，关系数据操作，关系完整性约束
优缺点：
①建立在严格的数学理论基础上
②概念单一，数据结构简单清晰，用户易懂易用
③存取路径对用户透明，有更高的数据独立性，更好的安全密保性，简化了数据库的建立和开发工作
④查询效率低，增加了数据库管理系统的开发难度
11.数据库管理系统结构中的三级模式和二级映像指的是什么？（填空题/选择题）
三级模式：模式（全部数据逻辑结构和特征的描述），外模式（局部数据逻辑结构和特征的描述），内模式（数据物理结构和存储方式的描述）
二级映像：外模式/模式映像，模式/内模式映像
12.什么是数据的逻辑独立性？什么是数据的物理独立性？数据库系统如何实现数据的独立性？（填空题/选择题）
数据库逻辑独立性：如果数据库模式要修改，只需要对数据库的外模式/模式映像进行修改，应尽可能地保持外模式不变
数据库物理独立性：如果数据库的内模式要修改，只需要对数据库的模式/内模式映像进行修改，应尽可能地保持模式不变
数据库系统如何实现数据的独立性：数据库的二级独立性是指逻辑独立性和物理独立性，三个抽象级间通过二级映像相互转换，使得数据库的三级形成一个统一的整体，使得数据库系统实现了数据的独立性
关系模型与关系代数
关系模型的完整性规则
①实体完整性：主属性不能取空值（null）
②参照完整性：F是S的外部码，则F在S上的取值不能为空（null）
③用户自定义的完整性：针对某一具体要求来定义的约束条件，反应某一具体应用所涉及的数据必须满足的语义要求
关系代数运算
关系代数运算符
| ①集合运算符 | ∪，∩，-，× | 并，交，减，笛卡尔积 |
|---|---|---|
| ②比较运算符 | ＞，≥，＜，≤，＝，＜＞ | 大于，大于等于，小于，小于等于，等于，不等于 |
| ③关系运算符 | σ，Π，▷◁，÷ | 选择，投影，连接，除 |
| ④逻辑运算符 | ∧，∨，﹁ | 与，或，非 |
其中，值得注意的是，
①“差-”运算，R-S=R-(R∩S)也就是说，两集合不同的区域，被减数保留，减数除去。
②“笛卡尔积×”运算，R×S就是线性代数的矩阵乘积R(3,3)×S(3,3)=R×S(9,9)
③
σ选择案例：在某个表中选出符合条件的元组
请给下表
查询内科全体医生
查询助手为d3的医生
Doctor:
| dID | dName | Title | Department | Assistant |
|---|---|---|---|---|
| d1 | 王丹 | 主任医师 | 内科 | d3 |
| d3 | 张景 | 实习医生 | 内科 | |
| d2 | 刘秀 | 主治医师 | 呼吸科 | d6 |
| d6 | 汪力 | 实习医生 | 呼吸科 |
写法：
σ Department='内科'(Doctor)
σ Assistant='d3'(Doctor)
Π投影案例：从某表上选出若干列组成“新表”
查询所有医生的姓名和职称，即求此两属性上的投影
写法：
Π dname,title(Doctor)
θ连接案例：从两个关系笛卡尔积中选取满足条件的元组
考虑：指保留与否
R(A,B,C) S(B,E)
一般连接R▷◁S(C<E)
等值连接R▷◁S(R.B=S.B)（只考虑行）
自然连接R▷◁S(R.B∩S.B=＞B,R行∩S行=＞行)（行列都考虑）
外连接
左边关系R要舍弃的元组保留：左外连接
右边关系R要舍弃的元组保留：右外连接
习题解答
1.试述关系模型的3个组成部分（大题）
3.简述以下概念，并说明他们之间的联系与区别：域，笛卡尔积，关系，元组，属性，主码，候选码，外部码。（大题）
域：⼀组具有相同数据类型的值的集合
笛卡尔积：D1×D2×……×Dn={(d1,d2,…di)|di∈Di,i=1,2,…n}
关系：一个n元关系是定义在域D1,D2Dn上的，它是笛卡尔积D1×D2×Dn的一个子集，记为R(D1,D2……)
元组：关系中的每个元素是关系中的元组，t表示
属性：关系中不同的列可以对应相同的域，为了加以区分，必须对每一列起名字，成为属性
主码：若一个关系中有多个候选码，则选定其中一个为主码
候选码：若关系中的某一属性值能唯一地标识一个元组，则称该属性为候选码
外部码：设F是基本关系S中的一个或一组属性，但不是S的主码（或候选码），但F与基本关系R的主码Ks相对应，则称F为S的外部码
4.关系模型的完整性规则有哪些？（大题）
①实体完整性：主属性不能取空值
②参照完整性：F是S的外部码。则F在S上的取值不能为空，要不等于在R中的取值
③用户自定义完整性：针对某一具体要求来定义的约束条件，反映某一具体应用所涉及的数据必须满足的语义要求。