Chapter 14 Databases

OBJECTIVES After reading this chapter, the reader should be able to: Understand a DBMS and define its components. Understand the architecture of a DBMS and its levels. Distinguish between different database models. Understand the concept of relational database operations on a relation. Use Structured Query Language (SQL) to define simple relations.

Contents 14.1 Database management system 14.2 Architecture 14.3 database Models 14.4 Relational Model 14.5 Operations on Relations 14.6 Structured Query Language 14.7 Other Database Models Summary

14.1 DATABASE MANAGEMENT SYSTEM

Key terms Database(数据库):数据逻辑上的集合，而不强调其在物理上的相关。 Database management system(DBMS):数据库管理系统，是定义(define)、创建(create)、维护(maintain)数据库的一种工具。

Figure 14-1 DBMS components 硬件 软件 数据 用户 规程

Key terms user(用户) (1)End user(最终用户):直接从数据库中获取信息的人。包括：database administrator(DBA)—数据库管理员，以及normal user—普通用户。 (2)Application programs(应用程序):

14.2 ARCHITECTURE

Key terms Architecture:体系结构。 (1)Internal Level:内层，直接与硬件交互 (2)Conceptual level：概念层，定义数据的逻辑视图(logical view) (3)External level:外层，直接与用户交互

Figure 14-2 Database architecture

14.3 DATABASE MODELS

Hierarchical model(层次模型) Figure 14-3 Hierarchical model(层次模型)

Figure 14-4 Network model(网络模型)

Relational model(关系模型) Figure 14-5 Relational model(关系模型)

14.4 RELATIONAL MODEL

Figure 14-6 Relation 属性 元组 名称

14.5 OPERATIONS ON RELATIONS

Insert operation（插入操作） Figure 14-7 Insert operation（插入操作）

Delete operation（删除操作） Figure 14-8 Delete operation（删除操作）

Update operation（更新操作） Figure 14-9 Update operation（更新操作）

Select operation（选择操作） Figure 14-10 Select operation（选择操作）

Project operation（投影操作） Figure 14-11 Project operation（投影操作）

Figure 14-12 Join operation（连接操作）

Figure 14-13 Union operation（并操作）

Intersection operation（交操作） Figure 14-14 Intersection operation（交操作）

Difference operation（差操作） Figure 14-15 Difference operation（差操作）

14.6 STRUCTURED QUERY LANGUAGE

Key terms Structured Query Language(SQL):结构化查询语言。用于关系数据库的标准语言。

insert into RELATION-NAME values (…,…,…) 结构化查询语言 插入(Insert) insert into RELATION-NAME values (…,…,…) insert into COURSES values (“CIS52”,”TCP/IP Protocols”,6)

delete from RELATION-NAME where criteria 结构化查询语言 删除(delete) delete from RELATION-NAME where criteria delete from COURSES where No=“CIS19”

update COURSES set Unit=6 where NO=“CIS51” 结构化查询语言 update RLATION-NAME set attribute1=value1 attribute2=value2,… where criteria update COURSES set Unit=6 where NO=“CIS51”

select * from COURSES where Unit=5 选择(select) 结构化查询语言 select * from RELATION-NAME where criteria select * from COURSES where Unit=5

select attribute-list from RELATION-NAME 结构化查询语言 投影(project) select attribute-list from RELATION-NAME select No,Unit from COURSES

select No,Course-Name, Unit, Professor from COURSES,TAUGHT-BY 结构化查询语言 连接(join) select attribute-list from RELATION1, RELATION2 where criteria select No,Course-Name, Unit, Professor from COURSES,TAUGHT-BY where COURSES.No=TAUGHT-BY.Bo;

select * from CIS15-Roster union select * from CIS52-Roster; 结构化查询语言 from RELATION1 union from RELATION2 select * from CIS15-Roster union select * from CIS52-Roster;

select * from CIS15-Roster intersection select * from CIS52-Roster; 结构化查询语言 交(Intersection) select * from RELATION1 intersection from RELATION2 select * from CIS15-Roster intersection select * from CIS52-Roster;

select * from CIS15-Roster minus select * from CIS52-Roster; 结构化查询语言 差(Difference) select * from RELATION1 minus from RELATION2 select * from CIS15-Roster minus select * from CIS52-Roster;

14.7 OTHER DATABASE MODELS

Key terms Distributed databases:分布式数据库模型。 基于关系模型；数据存储在通过互联网通信的计算机上。 Object-Oriented Databases：面向对象数据库。

Summary 数据库是数据在逻辑上的集合，而不强调其在物理上的相关。 • 数据库管理系统(DBMS)定义、创建、维护数据库，并且控制用户对数据库的存取。 数据库管理系统由硬件、软件、数据、用户和规程组成。 • 数据库管理系统的用户可以是人也可以是应用程序。 • 数据库管理系统有三个层次：内层、概念层、外层。

Summary 数据库管理系统的内层直接与硬件交互。外层直接与用户交互。概念层定义了数据的逻辑视图以及数据模型和模式图表。 • 关系数据库管理系统是目前广泛应用的数据库模型。 关系可以被认为是二维表，每一列称为属性，每一行称为元组。

Summary • 在一个关系上进行的操作叫一元操作。包括：插入、删除、更新、选择、投影。 在两个关系上进行的操作叫二元操作。包括：连接、并、交、差。 • 结构化查询语言(SQL)是由ANSI和ISO定义的标准化语言，用于关系数据库。