软件工程-基础课程-数据库系统_数据仓库与数据挖掘.docxVIP

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数据库系统基础

1数据库系统概述

数据库系统是用于存储、管理和检索数据的集合，它包括硬件、软件和数据管理策略。数据库系统的核心是数据库管理系统（DBMS），它提供了一种方式来创建、维护和访问数据库。DBMS可以是关系型的、对象型的、XML型的或NoSQL型的，每种类型都有其特定的用途和优势。

2关系数据库模型

关系数据库模型是基于关系理论的数据库模型，它将数据组织成一系列的表格，每个表格都有一个唯一的名称，称为关系。每个关系由行和列组成，行代表数据记录，列代表数据字段。关系数据库模型遵循ACID（原子性、一致性、隔离性、持久性）原则，确保数据的完整性和一致性。

2.1示例：创建一个关系数据库

--创建一个名为students的关系

CREATETABLEstudents(

idINTPRIMARYKEY,

nameVARCHAR(100),

ageINT,

genderVARCHAR(10)

);

--插入数据

INSERTINTOstudents(id,name,age,gender)

VALUES(1,张三,20,男),

(2,李四,22,女),

(3,王五,21,男);

3SQL语言基础

SQL（StructuredQueryLanguage）是一种用于管理关系数据库的标准语言。SQL可以用于查询、更新、插入和删除数据，也可以用于创建、修改和删除数据库对象，如表、视图和存储过程。

3.1示例：使用SQL查询数据

--查询students表中所有数据

SELECT*FROMstudents;

--查询students表中年龄大于20岁的学生

SELECT*FROMstudentsWHEREage20;

4数据库设计与范式

数据库设计是创建数据库的过程，包括确定数据的结构、关系和存储方式。数据库设计的目标是创建一个既有效又易于维护的数据库。范式是数据库设计的规则，用于减少数据冗余和提高数据完整性。第一范式（1NF）、第二范式（2NF）、第三范式（3NF）和BCNF（Boyce-Codd范式）是最常见的范式。

4.1示例：将一个非规范化的表转换为第三范式

假设我们有一个包含学生、课程和成绩的表，如下所示：

CREATETABLEstudent_courses(

student_nameVARCHAR(100),

course_nameVARCHAR(100),

course_teacherVARCHAR(100),

gradeINT

);

这个表违反了第三范式，因为course_teacher依赖于course_name，而不是student_name。我们可以将这个表分解为两个表，一个用于学生和课程，另一个用于课程和教师，如下所示：

--创建学生和课程表

CREATETABLEstudent_course(

student_nameVARCHAR(100),

course_nameVARCHAR(100),

gradeINT,

PRIMARYKEY(student_name,course_name)

);

--创建课程和教师表

CREATETABLEcourse_teacher(

course_nameVARCHAR(100),

teacher_nameVARCHAR(100),

PRIMARYKEY(course_name)

);

这样，我们就将原始表转换为了第三范式，消除了数据冗余，提高了数据完整性。#数据仓库构建

5数据仓库概念

数据仓库（DataWarehouse）是一种用于存储和管理大量数据的系统，主要用于支持业务智能（BusinessIntelligence,BI）活动，特别是分析性报告和决策支持。与传统的操作型数据库不同，数据仓库通常用于存储历史数据，这些数据经过清洗、转换和整合，以支持更高效的数据分析。数据仓库的设计原则是面向主题、集成、非易失性和时变性。

6数据仓库架构

数据仓库的架构主要包括以下几种类型：

企业级数据仓库（EDW）：这是最常见的一种架构，用于集中存储整个企业范围内的数据，支持企业级的决策分析。

数据集市（DataMart）：数据集市是数据仓库的一个子集，通常专注于特定的业务领域，如销售、财务等。

联邦数据仓库（FederatedDW）：这种架构不实际存储数据，而是通过虚拟化技术，将分布在不同物理位置的数据视作一个整体，提供统一的数据访问接口