数据库

数据库的基本知识

数据库的基本作用：

1 ：存储大量数据，方便检索和访问

2 ：保持数据信息的一致、完整

3 ：共享和安全

4 ：通过组合分析，产生新的有用信息

数据库的基本概念：

1 ：数据库就是“数据”的“仓库”

2 ：数据库由表、关系以及操作对象组成

3 ：数据存放在表中

4：数据库的增删改查的功能都是由数据库管理系统—DBMS来实现

5：为减少数据查找的麻烦，允许数据有一定的冗余

6：存在不正确、不准确的数据，数据库“失去了完整性”

Oracle 数据库

主要特点：

1 ：支持多用户、大事务量的事务处理

2 ：数据安全性和完整性控制

3 ：支持分布式数据处理

4 ：可移植性

基本体系：

1 ：数据库的体系结构是指数据库的组成、工作过程与原理，以及数据在数据库中的组织与管理机制

2 ：Oracle服务器提供开放、全面和综合的信息管理，它由Oracle数据库和Oracle实例组成

基本结构：

1 ：Oracle 数据库由操作系统文件组成，这些文件为数据库信息提供实际物理存储区

2 ：Oracle 数据库包括逻辑结构和物理结构

3 ：物理组件就是Oracle数据库所使用的操作系统物理文件，分别有数据文件、控制文件、日志文件（日志文件记录对数据库的所有修改信息，用于故障恢复）

4：逻辑组件如下图所示：

5：关于逻辑组件的解释：

（1）表空间是数据库中最大的逻辑单位，一个 Oracle 数据库至少包含一个表空间，就是名为SYSTEM的系统表空间。

（2）每个表空间是由一个或多个数据文件组成的，一个数据文件只能与一个表空间相关联。

（3）表空间的大小等于构成该表空间的所有数据文件大小之和。

（4）段 : 段是构成表空间的逻辑存储结构，段由一组区组成。 按照段所存储数据的特征，将段分为四种类型，即数据段、索引段、回退段和临时段。

（5）区 : 区为段分配空间，它由连续的数据块组成。 当段中的所有空间已完全使用时，系统自动为该段分配一个新区。区不能跨数据文件存在，只能存在于一个数据文件中。

（6）数据块 : 数据块是Oracle服务器所能分配、读取或写入的最小存储单元。Oracle服务器以数据块为单位管理数据文件的存储空间。

（7）模式 : 模式是对用户所创建的数据库对象的总称。 模式对象包括表、视图、索引、同义词、序列、过程和程序包等。

系统全局区：

关于内存结构的解释：

共享池 ：

（1）共享池是对SQL、PL/SQL程序进行语法分析、编译、执行的内存区域

（2）共享池由库缓存和数据字典缓存组成。

（3）共享池的大小直接影响数据库的性能。

数据缓冲区 ：

（1）用于存储从磁盘数据文件中读入的数据，所有用户共享。

（2）服务器进程将读入的数据保存在数据缓冲区中，当后续的请求需要这些数据时可以在内存中找到，不需要再从磁盘读取，提高了读取速度。

（3）数据缓冲区的大小对数据库的读取速度有直接的影响。

日志缓冲区 ：

（1）日志记录数据库的所有修改信息，日志信息首先产生于日志缓冲区。

（2）当日志缓冲区的日志数据达到一定数量时，由后台进程将日志数据写入日志文件中。

（3）相对来说，日志缓冲区对数据库的性能影响较小。

后台进程 ：

PMON 进程监控进程 ：

（1）清理出现故障的进程。

（2）释放所有当前挂起的锁定。

（3）释放故障进程使用的资源。

SMON 系统监控进程 ：

（1）在实例失败之后，重新打开数据库时自动恢复实例。

（2）整理数据文件的自由空间，将相邻区域结合起来。

（3）释放不再使用的临时段。

DBWR 数据写入进程 ：

（1）管理数据缓冲区，将最近使用过的块保留在内存中。

（2）将修改后的缓冲区数据写入数据文件中。

LGWR 日志写入进程 ：

（1）负责将日志缓冲区中的日志数据写入日志文件。

（2）系统有多个日志文件，该进程以循环的方式将数据写入文件。

CKPT 进程检查进程 ：

（1）该进程在检查点出现时，对全部数据文件的标题进行修改，指示该检查点。

会话：

1 ：会话是用户与 Oracle 服务器的单个连接

2 ：当用户与服务器建立连接时创建会话

3 ：当用户与服务器断开连接时关闭会话

程序全局区：

1 ：程序全局区（PGA）包含单个服务器进程所需的数据和控制信息

2 ：PGA是在用户进程连接到数据库并创建一个会话时自动分配的，保存每个与Oracle 数据库连接的用户进程所需的信息

3 ：PGA为非共享区，只能单个进程使用，当一个用户会话结束，PGA释放

创建新用户

基本创建语法于概念：

1 ：要连接到Oracle数据库，就需要创建一个用户帐户

2 ：每个用户都有一个默认表空间和一个临时表空间

3 ：CREATE USER命令用于创建新用户

权限说明：

1 ：权限指的是执行特定命令或访问数据库对象的权利

2 ：权限有两种类型，系统权限和对象权限

​ （1）系统权限允许用户执行某些数据库操作，如创建表就是一个系统权限

​ （2）对象权限允许用户对数据库对象（如表、视图、序列等）执行特定操作

3 ：角色是一组相关权限的组合，可以将权限授予角色，再把角色授予用户，以简化权限管理。

权限的相关语法：

基础总结 ：

1 ：Oracle 服务器由Oracle 数据库和 Oracle 实例组成

2 ： Oracle 实例由系统全局区内存结构和用于管理数据库的后台进程组成

3 ：Oracle 中用于访问数据库的主要查询工具有 SQLPlus、iSQLPlus 和 PL/SQLOracle

企业管理器是用于管理、诊断和调整多个数据库的工具

4 ：Oracle 中的 SYSTEM 用户和 SYS 用户具有管理权限，而 SCOTT 用户只有基本的权限

5 ：Oracle 服务在 Windows 注册表中注册，并由 Windows 操作系统管理

数据库表管理

完整性

数据完整性：可靠性 + 准确性 = 数据完整性

完整性包括：域完整性、实体完整性、引用完整性、自定义完整性（基本用不上了）

约束

确保输入的数据满足指定的要求，否则将拒绝相应的数据修改

实体完整性

1 ：主键： 唯一且非空（学号）

2 ：组合主键 ：以多个字段作为一个主键使用

3 ：唯一约束 :唯一，允许一个空 （身份证号码）

4 ：序列：自动编号，不能编辑

域完整性

1 ：数据类型限制

2 ：检查约束

​ 检查约束 age>=10 and age<=80

3 ：默认约束

​ 我们班可能男生占绝大多数，可以通过设置默认约束设置默认值为“男”

4 ：非空约束

​ 学生姓名可以重复，但不能为空，设置非空约束

5 ：外键约束

引用完整性

1 ：从表的外键字段上出现的任何数据在主表的主键字段上必须得有。

2 ：主表的主键字段上出现的数据在从表的外键字段中可有，可无，可重复

常用数据类型

创表语法

create table tbEmp
(
    eID		number	primary key,		--职员编号
    eName	varchar2(20)	not null,			--职员姓名
    eSex		varchar2(2)	not null 			--职员性别
        check(esex in ('男','女')),
    eAge		number		not null check(eage>=18),	--职员年龄
    eAddr	varchar2(50)	not null,			--职员地址
    eTel		varchar2(30)	not null,			--职员电话
    eEmail	varchar2(30)	null,				--职员邮箱
    eJoinTime	date		not null			--入职时间
);

约束语法

ALTER TABLE stuInfo 
     ADD CONSTRAINT PK_stuNo PRIMARY KEY (stuNo);
ALTER TABLE stuInfo 
    ADD CONSTRAINT UQ_stuID UNIQUE (stuID);
alter table stuInfo 
  modify(stu_address varchar2(200) default '地址不详');
ALTER TABLE stuInfo 
    ADD CONSTRAINT CK_stuAge 
        CHECK(stuAge >= 15 AND stuAge <= 40);
ALTER TABLE stuMarks
   ADD CONSTRAINT FK_stuNo          
       FOREIGN KEY(stuNo) REFERENCES stuInfo(stuNo);

总结

1 ：数据库创建表的过程是规定数据列的属性的过程，同时也是实施数据完整性（包括实体完整性、引用完整性和域完整性等）保证的过程

2 ：实体完整性数据行不能存在重复，引用完整性要求子表中的相关项必须在主表中存在

3 ：域完整性实现了对输入到特定列的数值的限制

4 ：数据库中存在五种约束，分别是：主键约束、外键约束、检查约束、默认约束和唯一性约束

5 ：创建数据库表需要：确定表的列名、数据类型、是否允许为空，还需要确定主键、必要的默认值和检查约束

6 ：如果建立了主表和子表的关系，则：

——子表中的相关项目的数据，在主表中必须存在；

——主表中相关项的数据更改了，则子表对应的数据项也应当随之更改；

——在删除子表之前，不能够删除主表；

数据管理

SQL的组成 ：

1 ：DML（数据操作语言）

——插入、删除和修改数据库中的数据；

——INSERT、 UPDATE 、DELETE等；

2 ：DCL（数据控制语言）

——用来控制存取许可、存取权限等；

——GRANT、REVOKE 等；

3 ：DDL（数据定义语言）

——用来建立数据库、数据库对象和定义其列

——CREATE TABLE 、DROP TABLE 等

插入语句

insert into tbemp
(eID,ename,esex,eage,eaddr,etel,eemail,ejointime)
values
    (1,'赵龙','男',25,'湖南省长沙市伍家岭江南苑9栋203号','0731-4230123','zl@163.net','5-10月-2005');
insert into tbemp
(eID,ename,esex,eage,eaddr,etel,eemail,ejointime)
values
    (2,'李云','女',23,'湖南省长沙市东风路东风新村21栋502号','0731-4145268','ly@163.net','3-7月-2003');
insert into tbemp
(eID,ename,esex,eage,eaddr,etel,eemail,ejointime)
values
    (3,'孙一成','男',24,'湖南省株洲市601厂宿舍15栋308号','0732-8342567','syc@163.net','2-11月-2002');
insert into tbemp
(eID,ename,esex,eage,eaddr,etel,eemail,ejointime)
values
    (4,'林笑','男',27,'湖南省郴洲市人民医院20栋301号','0735-2245214','lx@163.net','5-1月-2006');
insert into tbemp
(eID,ename,esex,eage,eaddr,etel,eemail,ejointime)
values
    (5,'卫晴','女',23,'湖南省长沙市望月湖12栋403号','0731-8325124','wq@163.net','5-3月-2007');

注意事项：

1:每次插入一行数据，不可能只插入半行或者几列数据，因此，插入的数据是否有效将按照整行的完整性的要求来检验；

2:每个数据值的数据类型、精度和小数位数必须与相应的列匹配；

3:如果在设计表的时候就指定了某列不允许为空，则必须插入数据；

4:插入的数据项，要求符合检查约束的要求

5:具有缺省值的列，可以使用DEFAULT（缺省）关键字来代替插入的数值

更新语句

UPDATE <表名> SET <列名 = 更新值,…> [WHERE <更新条件>]

例子：

UPDATE Students SET SSEX = 0
UPDATE Students 
SET SAddress ='北京女子职业技术学校家政班' 
WHERE SAddress = '北京女子职业技术学校刺绣班'
UPDATE Scores
SET Scores = Scores + 5
WHERE Scores <= 95

删除语句

DELETE FROM <表名> [WHERE <删除条件>]

TRUNCATE TABLE <表名>

TRUNCATE TABLE Students = DELETE FROM Students

总结

1 ：SQL(结构化查询语言)是数据库能够识别的通用指令集

2 ：数据库中的通配符经常和LIKE结合使用来进行不精确的限制

3 ：WHERE用来限制条件，其后紧跟条件表达式使用

4 ：UPDATE更新数据，一般都有限制条件使用

5 ：DELETE删除数据时，不能删除被外键值所引用的数据行

数据查询

查询的意思：查询产生一个虚拟表，看到的是表形式显示的结果，但结果并不真正存储，每次执行查询只是现从数据表中提取数据，并按照表的形式显示出来

基本语句 ：

SELECT <列名> FROM <表名> [WHERE <查询条件表达式>] [ORDER BY <排序的列名>[ASC或DESC]]

例子：

select * from tbEmp;
-- 2. 查询所有职员的姓名,电话,地址
select eName,eTel,eAddr from tbEmp;
-- 3. 查询所有女职员的详细信息
select * from tbEmp where eSex = '女';
-- 4. 查询年龄在24到26岁之间的职员的姓名,性别
select eName,eSex from tbEmp where eAge >= 24 and eAge <= 26;
-- 5. 查询家住长沙的女职员的姓名,电话,地址
select eName,eTel,eAddr from tbEmp where eSex = '女' and eAddr like '%长沙%';
-- 6. 查询李云,孙一成,林笑的电话,地址
select eTel,eAddr from tbEmp where eName in ('李云','孙一成','林笑');
-- 7. 查询郴洲和株洲的职员的姓名,性别,年龄
select eName,eSex,eAge from tbEmp where eAddr like '%株洲%' or eAddr like '%郴洲%';
-- 8. 查询家住长沙,年龄在25到28岁之间的男职员的姓名
select eName from tbEmp where eAddr like '%长沙%' and eAge >= 25 and eAge <= 28 and eSex = '男';
-- 9. 查询邮件地址为空的职员
select * from tbEmp where eEmail is null;
-- 10.查询入职时间超过两年的员工
select * from tbEmp where eJoinTime <= add_months(sysdate,-24);
-- 11.查出1月份入职的员工
select * from tbEmp where extract(month from eJoinTime) = 1;
-- 12.将所有email为163.net的邮箱改为126.com
update tbEmp set eEmail = replace(eEmail,'163.net','126.com')where eEmail like '%163.net%';
-- 13.找出年龄最小的两位长沙员工
SELECT * FROM tbEmp WHERE eAddr LIKE '%长沙%' and ROWNUM < 3 order by eAge asc ;
-- 14.查找员工信息，要求结果集表达方式为
-- 字段名：个人信息
-- 内容描述：'员工１，赵龙，今年２５岁，家住湖南省长沙市伍家岭江南苑9栋203号'
SELECT '员工'||tbEmp.eID||','||tbEmp.eName||','||'今年'||eAge||'岁，家住'||tbEmp.eAddr as 个人信息 from tbEmp;
-- 15.求所有员工的年龄总和
SELECT SUM(eAge) as 全体年龄 from tbEmp;
-- 16.分别求男，女员工年龄总和
SELECT SUM(eAge) from tbEmp group by eSex;

oracle中的函数：

日期函数：

ADD_MONTHS(日期,增值):追加一个月份

SYSDATE:获得系统时间

MONTHS_BETWEEN(日期，日期):两日期相差多少月

LAST_DAY(日期):返回当月最大天数

ROUND(number,[integer])四舍五入

NEXT_DAY(日期,星期)：获得某一日期后的第一个星期的值

TRUNC(date,[fmt]):舍去某一日期类型

EXTRACT(fmt from date):从当前日期提取一日期类型

字符函数：

数字函数：

转换函数：

转换函数将值从一种数据类型转换为另一种数据类型

常用的转换函数有：TO_CHAR、TO_DATE、TO_NUMBER

例子：

SELECT TO_DATE(‘2005-12-06’ , ‘yyyy-mm-dd’)
FROM dual;
SELECT TO_NUMBER('100') FROM dual;
SELECT TO_CHAR(sysdate,'YYYY"年"fmMM"月"fmDD"日" HH24:MI:SS')
FROM dual;　　
SELECT TO_CHAR(itemrate,‘C99999’) FROM itemfile;

其他函数：

1 ：NVL (expr1, expr2):expr1为NULL，返回expr2；不为NULL，返回expr1

2 ：NVL2 (expr1, expr2, expr3) ->expr1不为NULL，返回expr2；为NULL，返回expr3。expr2和expr3类型不同的话，expr3会转换为expr2的类型

3 ：NULLIF (expr1, expr2) ->相等返回NULL，不等返回expr1

SELECT itemdesc, NVL(re_level,0) FROM itemfile;
SELECT itemdesc, NVL2(re_level,re_level,max_level) 
FROM itemfile;
SELECT itemdesc, NULLIF(re_level,max_level) 
FROM itemfile;

模糊查询—LIKE

例子：SELECT SName AS 姓名 FROM Students WHERE SName LIKE '张%'

模糊查询—IS NULL

例子：SELECT SName As 姓名 SAddress AS 地址 FROM Students WHERE SAddress IS NULL

模糊查询—BETWEEN

例子：SELECT StudentID, Score FROM SCore WHERE Score BETWEEN 60 AND 80

模糊查询—IN

例子：SELECT SName AS 学员姓名,SAddress As 地址 FROM Students WHERE SAddress IN ('北京','广州','上海')

聚合函数：

sum,avg,max,min,count

分组查询—GROUP BY：

SELECT CourseID, AVG(Score) AS 课程平均成绩FROM ScoreGROUP BY CourseID

分组查询—HAVING：

SELECT StudentID AS 学员编号,CourseID AS 内部测试, AVG(Score) AS 内部测试平均成绩FROM ScoreGROUP BY StudentID,CourseIDHAVING COUNT(Score)>1

分组查询对比：

WHERE子句从数据源中去掉不符合其搜索条件的数据

GROUP BY子句搜集数据行到各个组中，统计函数为各个组计算统计值

HAVING子句去掉不符合其组搜索条件的各组数据行

多表联结查询：

1：内联结(INNER JOIN)

2：外联结：

左外联结 (LEFT JOIN)

右外联结 (RIGHT JOIN)

完整外联结(FULL JOIN)

3：交叉联结(CROSS JOIN)（基本用不上）

总结：

1：使用LIKE、BETWEEN、IN关键字，能够进行模糊查询 —— 条件不明确的查询

2：聚合函数能够对列生成一个单一的值，对于分析和统计通常非常有用

3：分组查询是针对表中不同的组，分类统计和输出，GROUP BY子句通常会结合聚合函数一起来使用

4：HAVING子句能够在分组的基础上，再次进行筛选

5：多个表之间通常使用联结查询

6：最常见的联结查询是内联结（INNER JOIN），通常会在相关表之间提取引用列的数据项

数据库的设计

项目实际开发周期

E—R图

映射基数（多对多不用看）

下面是一个er图的示例

E-R图转换为表

1：将各实体转换为对应的表，将各属性转换为各表对应的列

2：标识每个表的主键列，需要注意的是：没有主键的表添加ID编号列，它没有实际含义，用于做主键或外键，例如用户表中的“UID”列，版块表中添加“SID”列，发贴表和跟贴表中的“TID”列

3：在表之间建立主外键，体现实体之间的映射关系

各表之间的主键

各表之间的联系

数据规范化

1：仅有好的RDBMS并不足以避免数据冗余，必须在数据库的设计中创建好的表结构

2：Dr E.F.codd 最初定义了规范化的三个级别，范式是具有最小冗余的表结构。这些范式是

第一范式(1st NF －First Normal Fromate)

第二范式(2nd NF－Second Normal Fromate)

第三范式(3rd NF－ Third Normal Fromate)

第一范式的目标是确保每列的原子性

如果每列都是不可再分的最小数据单元（也称为最小的原子单元），则满足第一范式（1NF）

如果一个关系满足1NF，并且除了主键以外的其他列，都依赖与该主键，则满足第二范式（2NF）

第二范式要求每个表只描述一件事情

如果一个关系满足2NF，并且除了主键以外的其他列都不传递依赖于主键列，则满足第三范式（3NF）

总结：

在需求分析阶段，设计数据库的一般步骤为：

1：收集信息

2：标识对象

3：标识每个对象的属性

4：标识对象之间的关系

在概要设计阶段和详细设计阶段，设计数据库的步骤为：

1：绘制E-R图

2：将E-R图转换为表格

3：应用三大范式规范化表格

为了设计结构良好的数据库，需要遵守一些专门的规则，称为数据库的设计范式。

第一范式（1NF）的目标：确保每列的原子性。

第二范式（2NF）的目标：确保表中的每列，都和主键相关 。

第三范式（3NF）的目标：确保每列都和主键列直接相关，而不是间接相关 。