MySQL数据库基础(高职)全套教学课件.pptx
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MySQL数据库基础(高职)全套教学课件.pptx
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MySQL数据库基础,第1章数据库基础知识第2章数据设计第3章数据库及数据表的基本操作第4章数据更新第5章数据查询第6章数据视图第7章索引第8章数据库编程第9章数据安全第10章综合案例,第1章数据库基础知识基本概念关系数据库MySQL的安装与配置,01,1.1.1数据与数据库数据(Data)是对客观事物的符号记录,是按照一定规则排列组合的物理符号,可以是数字、文字、图像等。
在计算机中,数据是指经过数字化后能被计算机处理的符号记录。
数据是描述和管理信息的有效载体。
数据库(Database)可以理解为存储数据的地方。
在计算机中,数据库是指存储在计算机内,有组织、可共享的数据集合。
在数据库中保存的是以一定方式存储在一起的相互关联的数据整体。
数据库既保存了数据,也保存了数据与数据之间的相互关系。
通过数据库对数据进行存储,可以方便地对数据进行查询、更新、添加和删除等操作。
例如,将一个班的学生信息进行存储,可以使用如表1-1所示的结构,1.1基本概念,1.1.2数据库系统数据库系统(DatabaseSystem,DBS)通常由硬件、数据库、管理软件、用户4个部分组成,如图11所示。
1.1基本概念,数据库管理系统数据库管理系统(DatabaseManagementSystem,DBMS)是位于用户与操作系统之间的一种数据管理软件。
使用数据库管理系统可以创建、使用和维护数据库。
数据库管理系统建立在操作系统的基础上,对数据库进行统一的管理和控制,以保证数据库的安全和完整性。
数据库管理系统的主要功能包括以下几点。
数据定义。
数据库管理系统提供了数据定义语言(DataDefinitionLanguage,DDL),用于定义数据库的结构、完整性约束条件和触发机制等。
数据操纵。
数据操纵语言(DataManipulationLanguage,DML)可以实现对数据的操作,包括对数据库中数据的查询、添加、修改、删除等。
数据库的建立与维护。
数据库管理系统提供了一些管理维护程序,可以实现对数据库初始数据的输入,对工作日志进行记录,对数据库性能进行监视,重新组织数据库,修改和更新数据库及数据恢复等。
数据库控制。
数据库管理系统还提供了一系列运行控制程序,可以实现对运行中的数据库进行管理和控制。
对数据库的管理和控制主要体现为以下几点。
1.1基本概念,结构化查询语言在与数据库进行交互时通常需要一种语言来完成对数据库的操作。
目前,被广泛使用的关系数据库标准语言就是结构化查询语言(StructuredQueryLanguage,SQL)。
使用SQL可以实现对关系数据库中数据的查询、插入、更新、删除等,也可以对关系数据库进行管理。
SQL是一种高级的非过程化编程语言,允许用户在高层数据结构上工作,既不要求用户指定数据的存放方法,也不需要知道数据的具体存放方式,只需要指出“做什么”即可。
由于SQL简单易学,且功能丰富,因此它已被定为关系数据库语言的国际标准。
SQL中的语句主要分为以下4类。
数据定义。
数据定义语言主要负责定义数据库对象及数据结构。
例如,对数据库对象的创建、修改和删除。
常使用的数据定义语句包括CREATE、ALTER、DROP等。
例如,创建数据库cjgl可以使用语句:
CREATEDATABASEcjgl。
数据操纵。
数据操纵语言主要负责对数据库中的数据进行访问,包括数据的插入、修改、删除和查询等。
常用的数据操纵语句包括:
INSERT、UPDATE、DELETE、SELECT等。
例如,查询student表的数据可以使用语句:
SELECT*fromstudent。
数据控制。
数据控制语言(DataControlLanguage,DCL)主要负责对数据的访问权限进行控制,可以实现用户对数据表、预存程序和函数等的使用权限的管理。
事务处理。
数据库中的事务指的是一组不可分割的操作,要么都执行,要么都不执行。
事务处理语句负责对事务中的操作进行控制。
1.1基本概念,关系数据模型数据模型(DataModel)是对现实世界数据的模拟和抽象,是数据库的核心与基础,提供了信息表示和操作手段的形式架构。
数据模型的主要作用是确定系统中数据的定义和格式,使人更容易理解,以便在数据库系统上得以更好的实现。
数据模型通常由数据结构、数据操作和完整性约束3个部分组成。
数据结构:
是对数据静态特征的描述,包括数据的类型、内容、性质和数据之间的相互关系等。
数据操作:
是对数据库对象动态特征的描述,主要包括操作类型和操作方式。
完整性约束:
是一组完整性规则的集合,主要用于描述数据之间的语法、数据之间的相互关系和制约关系等,并规定了数例如,班级和学生之间的关系可以通过图1-2表示。
1.2关系数据库,1.2.1关系数据模型一个班级可以有多个学生,一个学生只能属于一个班级。
将班级与学生的这种关系转换为关系表,可以通过班级编号进行关联,如表1-2和表1-3所示。
1.2关系数据库,关系数据库管理系统针对关系数据模型设计的数据库管理系统称为关系数据库管理系统(RelationalDatabaseManagementSystem,RDBMS)。
常见的关系数据库管理系统包括SQLServer、DB2、Oracle和MySQL等。
SQLServerSQLServer是Microsoft公司推出的关系数据库管理系统。
2.DB2DB2是IBM公司开发的关系数据库管理系统,主要运行在UNIX、Linux等服务器操作系统上。
3.OracleOracle是甲骨文公司开发的关系数据库管理系统。
MySQLMySQL由瑞典的MySQLAB公司开发,目前是Oracle公司旗下产品。
1.2关系数据库,关系的完整性约束实体完整性实体完整性也称为表中行的完整性,指的是能唯一标示一个实体且属性不能为空值,也不能有重复的主码。
在关系数据模型中,将能标示一条记录的属性或属性组称为候选码,一般选中其中的一个作为该关系的主码。
包含在任何一个候选码中的属性都称为主属性。
不包含在任何候选码中的属性称为非主属性。
实体完整性规则是指关系中的主属性不能为空值,也不能重复。
参照完整性参照完整性是定义建立关系之间联系的主关键字与外部关键字引用的约束条件。
在关系数据模型中,实体与实体之间的关系可以通过引用对应的实体关系模式的主码来表示。
在上面的关系中,学生关系中的“所属班级编号”对应于班级关系中的“班级编号”,而“班级编号”是班级关系的主码,则“所属班级编号”是学生关系的外码。
参照完整性约束规则为:
若属性F是基本关系R的外码,且与基本关系S的主码K相对应,则R中某条记录的F值必须与S中某条记录的主码值相同,或者取空值。
用户定义完整性用户定义完整性是根据应用环境的要求和实际的需要,对某一具体应用所涉及的数据提出约束性条件。
这一约束机制一般不应由应用程序提供,而应由关系数据模型提供定义并检验,用户定义完整性主要包括字段有效性约束和记录有效性约束。
1.2关系数据库,MySQL服务器的安装与配置MySQL服务器的安装包可以到MySQL官网上下载。
下载MySQL安装包文件的具体步骤如下。
在浏览器地址栏中输入:
http:
/localhost/cache/5031130221004331/png/downloads,按“Enter”键进入下载页面,如图1-3所单击超链接“MySQLInstallerforWindows”,跳转到MySQL版本选择页面。
单击“LookingforthelatestGAversion?
”,在“SelectVersion”下拉列表框中选择“5.7.29”,在“SelectOperatingSystem”下拉列表框中选择“MicrosoftWindows”,如图1-4所示。
1.3MySQL的安装与配置,1.3.1MySQL服务器的安装与配置(3)单击“Windows(x86,32-bit),MSIInstaller”右边的“Download”按钮,跳转到用户注册页面,单击页面下方的“Nothanks,juststartmydownload.”超链接,开始下载,如图1-5所示。
1.3MySQL的安装与配置,1.3.1MySQL服务器的安装与配置MySQL安装包文件下载成功后,便可以安装MySQL服务器。
安装MySQL的具体步骤如下。
(1)双击下载的mysql-installer-community-5.7.29.0.msi文件,进入安装向导。
首先需要选择一种安装类型。
安装类型包括5种:
“DeveloperDefault”(开发者默认)、“Serveronly”(仅服务器)、“Clientonly”(仅客户端)、“Full”(完全)、“Custom”(自定义),如图1-6所示。
1.3MySQL的安装与配置,1.3.1MySQL服务器的安装与配置
(2)选择“DeveloperDefault”单选按钮,然后单击“Next”按钮,进入“PathConflicts”对话框,如图1-7所示。
1.3MySQL的安装与配置,1.3.1MySQL服务器的安装与配置(3)在“InstallDirectory”文本框中设置MySQL服务器的安装位置,在“DataDirectory”文本框中设置数据的存放位置,然后单击“Next”按钮,进入“CheckRequirements”对话框。
在该对话框中检查系统是否具备安装MySQL所必需的插件,如果不具备,单击“Execute”按钮,在线安装所需的插件,如图1-8所示。
1.3MySQL的安装与配置,1.3.1MySQL服务器的安装与配置(4)插件安装完成以后,单击“Next”按钮,进入“Installation”对话框,如图1-9所示。
1.3MySQL的安装与配置,1.3.1MySQL服务器的安装与配置(5)单击“Execute”按钮,开始安装MySQL的各项组件。
安装完成后单击“Next”按钮,进入“ProductConfiguration”对话框,如图1-10所示。
1.3MySQL的安装与配置,1.3.1MySQL服务器的安装与配置(6)单击“Next”按钮,进入“HighAvailability”对话框,如图1-11所示。
1.3MySQL的安装与配置,1.3.1MySQL服务器的安装与配置(7)保持默认设置,单击“Next”按钮,进入“TypeandNetworking”对话框。
在该对话框中配置服务器类型和网络选项。
服务器类型包括:
DevelopmentComputer(开发者类型)、ServerComputer(服务器类型)、DedicatedComputer(致力于MySQL服务类型)3种。
网络选项包括连接方式和端口的设置,如图1-12所示。
1.3MySQL的安装与配置,1.3.1MySQL服务器的安装与配置(8)选择默认的服务器类型“DevelopmentComputer”和默认的网络连接方式“TCP/IP”,并保持默认端口“3306”。
单击“Next”按钮,进入“AccountsandRoles”对话框。
在该对话框中可以设置默认用户root的登录密码,也可以添加新的用户,如图1-13所示。
1.3MySQL的安装与配置,1.3.1MySQL服务器的安装与配置(9)在“MySQLRootPassword”和“RepeatPassword”文本框中输入相同的密码,然后单击“Next”按钮,进入“WindowsService”对话框。
在该对话框中,配置MySQL服务器的名称,是否开机自启动等,如图1-14所示。
1.3MySQL的安装与配置,1.3.1MySQL服务器的安装与配置(10)保持默认设置,单击“Next”按钮,进入“ApplyConfiguration”对话框,如图1-15所示。
1.3MySQL的安装与配置,1.3.1MySQL服务器的安装与配置(11)单击“Execute”按钮,完成MySQL服务器的配置,如图1-16所示。
1.3MySQL的安装与配置,1.3.1MySQL服务器的安装与配置(12)单击“Finish”按钮,然后在弹出的对话框中单击“Next”按钮,进入“MySQLRouterConfiguration”对话框,如图1-17所示,1.3MySQL的安装与配置,1.3.1MySQL服务器的安装与配置(13)保持默认设置,单击“Finish”按钮,然后在弹出的对话框中单击“Next”按钮,进入“ConnectToServer”对话框。
在“Password”文本框中输入密码,单击“Check”按钮,测试连接,如图1-18所示。
1.3MySQL的安装与配置,1.3.1MySQL服务器的安装与配置(14)单击“Next”按钮,进入“ApplyConfiguration”对话框,单击“Execute”按钮,应用配置,如图1-19所示。
1.3MySQL的安装与配置,1.3.1MySQL服务器的安装与配置(15)单击“Finish”按钮,进入“InstallationComplete”对话框,完成安装。
在该对话框中,单击“Finish”按钮,完成整个安装过程,如图1-20所示。
1.3MySQL的安装与配置,MySQL基本操作通过系统服务操作MySQL服务器在Windows的系统服务中可以启动、暂停、停止和重新启动MySQL服务器,具体方法如下。
执行“开始”|“控制面板”|“管理工具”|“服务”命令,打开Windows服务管理器窗口。
在该窗口中选择名称为“MySQL57”的服务,可以查看该项服务的状态。
在窗口左边单击相应的选项,可实现对MySQL服务器的操作。
也可以在该项上单击鼠标右键,在弹出的快捷菜单中选择相应的命令,实现对MySQL服务的启动、暂停、停止和重新启动等操作,如图1-21所示。
1.3MySQL的安装与配置,MySQL基本操作通过命令提示符操作MySQL服务器通过在命令提示符窗口中输入命令,也可以实现对MySQL服务器的操作,具体方法如下。
单击“开始”菜单,在弹出的输入框中输入“cmd”命令,按“Enter”键,打开命令提示符窗口。
在该窗口中输入以下命令。
netstartmysql57按“Enter”键,即可启动MySQL服务器,如图1-22所示。
1.3MySQL的安装与配置,1.3.3CommandLineClientMySQL服务器启动后,就可以通过MySQL的CommandLineClient程序来操作MySQL数据了,具体步骤如下。
(1)执行“开始”|“所有程序”|“MySQL”|“MySQLServer5.7”|“MySQL5.7CommandLineClient”命令,打开MySQL客户端命令行窗口,如图1-23所示。
1.3MySQL的安装与配置,1.3.3CommandLineClient
(2)在该窗口中输入root用户的登录密码(该密码为安装过程中配置的密码),登录到MySQL服务器,如图1-24所示。
1.3MySQL的安装与配置,1.3.3CommandLineClient(3)输入操作的SQL语句,即可实现对数据库的各项操作,如图1-25所示。
1.3MySQL的安装与配置,1.3.4MySQL图形化界面管理工具MySQL本身没有提供非常方便的图形化界面管理工具,操作都通过在客户端命令行窗口中进行,需要对操作命令非常熟悉,对于初学者来说增加了学习难度。
在学习过程中,可以使用第三方提供的图形化界面管理工具。
常用的图形化界面管理工具包括使用Navicat操作MySQL数据库的基本步骤如下。
(1)打开Navicat,如图1-26所示。
1.3MySQL的安装与配置,1.3.4MySQL图形化界面管理工具
(2)单击“连接”按钮,在弹出的“新建连接”对话框中输入“连接名”“主机名或IP地址”“端口”“用户名”和“密码”等信息,单击“连接测试”按钮。
若弹出“连接成功”对话框,则表明连接信息正确,如图1-27所示。
1.3MySQL的安装与配置,1.3.4MySQL图形化界面管理工具(3)单击该对话框中的“确定”按钮,再单击“新建连接”对话框中的“确定”按钮,返回Navicat窗口。
在窗口左侧显示出刚才建立的连接。
双击该连接,即可查看当前MySQL服务器中已有的数据库,如图1-28所示。
1.3MySQL的安装与配置,1.3.4MySQL图形化界面管理工具(4)在连接名称“test”上单击鼠标右键,在弹出的快捷菜单中选择“新建数据库”命令,弹出“新建数据库”对话框。
在该对话框中设置“数据库名”“字符集”和“排序规则”信息,如图1-29所示。
1.3MySQL的安装与配置,1.3.4MySQL图形化界面管理工具(5)单击“确定”按钮,返回Navicat窗口。
在“test”连接下可以看到新建的数据库“db_test”。
双击“db_test”,打开该数据库。
在表上单击鼠标右键,在弹出的快捷菜单中选择“新建表”命令,打开表设计窗口。
在该窗口中设置表结构信息,如图1-30所示。
1.3MySQL的安装与配置,MySQL图形化界面管理工具单击“保存”按钮,弹出“表名”对话框。
在该对话框中输入表名信息,单击“确定”按钮,返回Navicat窗口。
在窗口中双击“db_test”下的“表”,即可查看刚才创建的数据表“tb_test”。
双击“tb_test”,打开表,在该表中输入基本数据,如图1-31所示。
在Navicat窗口中对数据库和数据表进行其他操作。
由于图形化界面操作相对比较简单,此处不再详细介绍,读者可以在学习的过程中自行研究。
1.3MySQL的安装与配置,MySQL数据库基础,第2章数据设计数据库设计概述概念结构设计逻辑结构设计物理结构设计数据库实施与维护,02,2.1.1认识数据库设计数据库设计分为6个步骤,包括需求分析(了解和分析用户需求,包括数据和数据的特点、存储方式等)、概念结构设计(抽象出来的现实世界模型)、逻辑结构设计(设计实现)、物理结构设计(存储结构和存取方法)、数据库实施、运行与维护。
2.1数据库设计概述,2.1.2数据库设计的基本步骤数据库设计的6个步骤,如图2-1所示。
概念结构设计概述概念结构设计也称概念模型设计。
概念模型是将现实世界的事物反映到人的大脑中的一种事物抽象,这种抽象既不依赖计算机系统,也不与具体的DBMS相关,是现实世界到机器世界的中间层次。
通过对概念模型的设计最后转换为计算机所支持的DBMS数据模型。
常用的表示概念模型的方法E-R模型也称为ER实体联系图(E-R图),是表示概念模型的工具,包括实体、联系、属性,其中用矩形表示现实世界的实体,用菱形表示实体间的联系,用椭圆表示实体和联系的属性。
ER模型的表示方法如表2-1所示。
2.2认识数据库设计,2.2认识数据库设计,2.概念结构设计的基本概念实体:
客观存在并能相互区分的事物,可以是具体的人、事、物,如一个学生、一门课程、一个系;也可以是抽象的概念或联系,如一个年度学期、学生的一次选课等。
属性:
实体所具有的某一特性,用若干属性来刻画某一实体,如学生实体可以由学生编号、姓名、性别、出生日期、民族、家庭住址、联系电话、入学时间、身份证编码等属性组成。
主码:
能够对实体进行唯一标识的属性集,可以是单属性,也可以是多个属性。
例如,学生实体的主码是学号,班级实体的主码是班级号。
主码不能为空,并且不能取重复值。
域:
属性的取值范围。
例如,身份证的域为18位,学生性别的域为(男,女)。
联系:
实体与实体之间,以及实体内部之间通过联系来关联。
两个实体间的联系可以分为以下3类。
2.2认识数据库设计,一对一联系(11)。
如果对于实体集A中的每一个实体,实体集B中有且只有一个实体与之联系;反之亦然,则实体集A与实体集B具有一对一联系,记为11。
例如,“学生”实体与“身份证”实体之间属于一对一联系,一个学生只能有一个身份证号,一个身份证只能属于一个学生,如图2-2所示。
一对多联系(1n)。
如果对于实体集A中的每一个实体,实体集B中有n个实体与之联系(n0);对于实体集B中的每一个实体,实体集A中至多有一个实体与之联系,则实体集A与实体集B具有一对多联系,记为1n。
例如,“班级”实体与“学生”实体之间属于一对多联系,一个班级有多个学生,一个学生只能在一个班级,如图2-3所示。
多对多联系(mn)。
如果对于实体集A中的每一个实体,实体集B中有n个实体与之联系(n0);对于实体集B中的每一个实体,实体集A中有m个实体与之联系(m0),则实体集A与实体集B具有多对多联系,记为mn。
例如,“学生”实体与“课程”实体之间属于多对多联系,一个学生可以选修n个课程,一个课程也可以被m个学生选修,如图2-4所示。
2.2.2数据抽象与局部视图设计数据抽象是指通过概念模型对现实世界进行抽象,对人、事、物及概念进行人为处理,从而抽取出认为重要的共同特征,并对这些特征进行概念描述。
例如,本书以学生成绩管理系统为例,通过需求分析,获取数据和属性各自的特点;进行数据抽象,建立抽象的概念数据模型,涉及的实体有系别、班级、学生、课程、年度学期及身份证;这些实体对应的局部E-R图分别如图2-5至图2-10所示,图中带下划线的属性表示该实体的主码属性。
2.2认识数据库设计,2.2.3全局概念模式设计一般情况下先设计局部E-R图,如2.2.2节中给出的学生成绩管理系统的局部实体E-R图,而实体之间可以通过联系进行连接,故可以将局部E-R图综合成全局E-R图,即全局概念模式,如图2-11所示。
在全局E-R图中,系别和班级之间是一对多的联系,班级和学生之间是一对多的联系,身份证和学生之间是一对一的联系,学生和年度学期之间是多对多的联系,学生和课程之间是多对多的联系。
在合并局部E-R图时需要注意,联系本身也可以有属性,因此在合并的E-R图中给出了。
2.2认识数据库设计,2.3.1逻辑结构设计概述逻辑结构设计旨在将概念结构设计建立的E-R图转换成计算机系统支持的某一具体的DBMS(数据库管理系统)中的数据模型。
数据模型分为层次模型、网状模型、关系模型,其中关系模型是目前比较常用的一种数据模型。
将E-R图转换为关系数据模型,即将E-R图中的实体及实体间的联系用二维表表示。
关系模型的表现形式如表2-2所示。
2.3逻辑结构设计,2.3.1逻辑结构设计概述综上可知,通过概念模型转换成关系模型,关系模型的表现形式是二维表,最后在关系数据库中得以实现,在概念模型、关系模型、关系数据库中,相关的术语之间的对应关系如表2-3所示。
2.3逻辑结构设计,E-R模型向关系模型的转换将信息世界转换成机器世界的逻辑模型,需要从信息世界抽象出来的ER模型向关系模型转换。
ER模型向关系模型转换需要通过一定的规则,完成实体和实体间的联系向关系模式的转换,转换规则分为以下两种。
独立实体到关系模型的转换实体和实体之间的联系到关系模式的转换实体和实体之间的联系分为3种,对应的转换规则也分为3种。
一对一联系(11)到关系模式的转换一对多联系(1n)到关系模式的转换多对多联系(mn)到关系模式的转换,2.3逻辑结构设计,2.3逻辑结构设计,图2-12所示为学生成绩管理系统的局部E-R图,它是一个三元关系图。
将其转换为关系模型为选修(学期编号,学生编号,课程编号,成绩,备注)。
当多个属性构成关系的主码时,可以增加一个新的属性作为关系的主码,减少主码的数量。
在关系选修中,加入属性“成绩编号”作为主码,即选修(成绩编号,学期编号,学生编号,课程编号,成绩,备注)。
2.3逻辑结构设计,学生成绩管理系统的关系模型,以及完整性约束还可以用表格直观地描述,如表2-4至表2-10所示。
2.3逻辑结构设计,2.3逻辑结构设计,2.3逻辑结构设计,2.3.3数据模型优化E-R模型转换为关系模型后,还应适当地修改、调整数据库逻辑结构,合理地设计关系模型,提高数据库应用系统的性能,对数据模型进行优化。
不好的数据库设计可能存在插入异常、删除异常、修改异常及数据冗余等问题。
通过对关系模型进行规范化设计,即关系模型的
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