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关系数据库基础

介绍​

关系数据库是一种基于关系模型的数据库管理系统（DBMS），它使用表格（称为“关系”）来存储和管理数据。每个表格由行（记录）和列（字段）组成，行表示数据条目，列表示数据的属性。关系数据库的核心思想是通过表格之间的关系来组织数据，从而实现高效的数据存储和查询。

关系数据库广泛应用于各种场景，如电子商务、金融、医疗等领域。理解关系数据库的基础知识是学习数据库管理和开发的关键。

关系数据库的核心概念​

1. 表格（Table）​

表格是关系数据库的基本结构，用于存储数据。每个表格有一个唯一的名称，并由行和列组成。例如，以下是一个名为 Students 的表格：

IDNameAgeGrade
1Alice20A
2Bob21B
3Charlie19A
  • 列（Column）：表示数据的属性，如 ID、Name、Age 和 Grade。
  • 行（Row）：表示一条记录，如 1, Alice, 20, A。

2. 主键（Primary Key）​

主键是表格中唯一标识每一行的列或列组合。例如，在 Students 表格中，ID 列可以作为主键，因为每个学生的 ID 是唯一的。

sql
CREATE TABLE Students (
    ID INT PRIMARY KEY,
    Name VARCHAR(50),
    Age INT,
    Grade CHAR(1)
);

3. 外键（Foreign Key）​

外键用于建立表格之间的关系。它是一个表格中的列，引用另一个表格的主键。例如，假设有一个 Courses 表格，其中包含学生选修的课程信息：

sql
CREATE TABLE Courses (
    CourseID INT PRIMARY KEY,
    CourseName VARCHAR(100),
    StudentID INT,
    FOREIGN KEY (StudentID) REFERENCES Students(ID)
);

4. 关系（Relationship）​

关系数据库通过外键建立表格之间的关系。常见的关系类型包括：

  • 一对一：一个表格中的一行对应另一个表格中的一行。
  • 一对多：一个表格中的一行对应另一个表格中的多行。
  • 多对多：需要通过中间表格实现。

关系数据库的操作​

1. 创建表格​

使用 CREATE TABLE 语句创建表格。例如：

sql
CREATE TABLE Employees (
    EmployeeID INT PRIMARY KEY,
    FirstName VARCHAR(50),
    LastName VARCHAR(50),
    DepartmentID INT,
    FOREIGN KEY (DepartmentID) REFERENCES Departments(DepartmentID)
);

2. 插入数据​

使用 INSERT INTO 语句向表格中插入数据。例如：

sql
INSERT INTO Students (ID, Name, Age, Grade)
VALUES (4, 'David', 22, 'B');

3. 查询数据​

使用 SELECT 语句查询数据。例如：

sql
SELECT Name, Grade FROM Students WHERE Age > 20;

4. 更新数据​

使用 UPDATE 语句更新数据。例如：

sql
UPDATE Students SET Grade = 'A' WHERE Name = 'Bob';

5. 删除数据​

使用 DELETE 语句删除数据。例如：

sql
DELETE FROM Students WHERE ID = 3;

实际案例​

假设我们正在为一个学校管理系统设计数据库。我们需要存储学生、课程和成绩信息。以下是数据库的设计：

  1. Students 表格：存储学生信息。
  2. Courses 表格：存储课程信息。
  3. Grades 表格：存储学生的成绩信息。
sql
CREATE TABLE Students (
    StudentID INT PRIMARY KEY,
    Name VARCHAR(50),
    Age INT
);

CREATE TABLE Courses (
    CourseID INT PRIMARY KEY,
    CourseName VARCHAR(100)
);

CREATE TABLE Grades (
    GradeID INT PRIMARY KEY,
    StudentID INT,
    CourseID INT,
    Grade CHAR(1),
    FOREIGN KEY (StudentID) REFERENCES Students(StudentID),
    FOREIGN KEY (CourseID) REFERENCES Courses(CourseID)
);

通过这种设计，我们可以轻松查询某个学生的所有课程成绩，或者某门课程的所有学生成绩。

总结​

关系数据库是现代数据管理的核心工具。通过表格、主键、外键和关系，我们可以高效地组织和查询数据。掌握这些基础知识是进一步学习数据库设计、SQL 编程和数据库管理的关键。

附加资源与练习​

练习​

  1. 创建一个名为 Books 的表格，包含 BookID、Title、Author 和 PublishedYear 列。
  2. 向 Books 表格中插入至少 3 条记录。
  3. 编写一个查询，查找所有在 2000 年之后出版的书籍。

资源​