數(shù)據庫應用基礎講義tw

1、數(shù)據庫應用基礎數(shù)據庫應用基礎 數(shù)據庫的基本概念數(shù)據庫的基本概念 數(shù)據庫系統(tǒng)的組成及特點數(shù)據庫系統(tǒng)的組成及特點 數(shù)據模型數(shù)據模型 關系數(shù)據庫的基本概念關系數(shù)據庫的基本概念 及基本操作及基本操作 本章知識要點本章知識要點5.1 數(shù)據庫概述數(shù)據庫概述 5.1.1 數(shù)據庫應用實例數(shù)據庫應用實例 5.1.2 數(shù)據庫的基本術語數(shù)據庫的基本術語 5.1.3 數(shù)據庫技術的發(fā)展數(shù)據庫技術的發(fā)展本本節(jié)內節(jié)內容容l 超市銷售系統(tǒng)超市銷售系統(tǒng) 鐵路售票系統(tǒng)鐵路售票系統(tǒng) 圖書館管理系統(tǒng)圖書館管理系統(tǒng) 銀行業(yè)務系統(tǒng)銀行業(yè)務系統(tǒng) 學校教學管理系統(tǒng)學校教學管理系統(tǒng) 能列出哪能列出哪些管理需些管理需要大批量要大批量數(shù)據嗎數(shù)據嗎

2、 ？簡單地說，簡單地說，數(shù)據庫數(shù)據庫是相關是相關信息信息的集合。的集合。為了實現(xiàn)計算機的信息管理和處理，為了實現(xiàn)計算機的信息管理和處理，必須科學合理地建立數(shù)據庫，必須科學合理地建立數(shù)據庫，要有相應要有相應系統(tǒng)軟件系統(tǒng)軟件的支持，而且要開的支持，而且要開發(fā)出相應業(yè)務的發(fā)出相應業(yè)務的應用軟件應用軟件。 5.1.2 數(shù)據庫的基本術語數(shù)據庫的基本術語 數(shù)據數(shù)據(Data)(Data)是用來記錄信息的可是用來記錄信息的可識別的符號，是數(shù)據庫中存儲的識別的符號，是數(shù)據庫中存儲的基本對象?；緦ο?。 數(shù)數(shù) 據據 245.78禮貌禮貌aBkWG5.1.2 數(shù)據庫的基本術語數(shù)據庫的基本術語數(shù)據庫數(shù)據庫(Data

3、Base，DB)是長期存放是長期存放在計算機外存上、有結構的、可共享在計算機外存上、有結構的、可共享的相關數(shù)據的集合。的相關數(shù)據的集合。 數(shù)數(shù) 據據 庫庫5.1.2 數(shù)據庫的基本術語數(shù)據庫的基本術語數(shù)據庫管理系統(tǒng)數(shù)據庫管理系統(tǒng)（DBMS）是用于）是用于建立、使用和維護數(shù)據庫的系統(tǒng)軟件建立、使用和維護數(shù)據庫的系統(tǒng)軟件數(shù)據庫管理系統(tǒng)數(shù)據庫管理系統(tǒng) 數(shù)據庫管理系統(tǒng)數(shù)據庫管理系統(tǒng)是位于操作系統(tǒng)之上的是位于操作系統(tǒng)之上的一層一層系統(tǒng)軟件系統(tǒng)軟件。5.1.3 數(shù)據庫技術的發(fā)展數(shù)據庫技術的發(fā)展1第一階段第一階段人人工工管管理理階階段段第二階段第二階段文文件件系系統(tǒng)統(tǒng)階階段段第三階段第三階段數(shù)數(shù)據據庫庫系系統(tǒng)

4、統(tǒng)階階段段特點特點: 數(shù)據不保存在計算機內。數(shù)據不保存在計算機內。 沒有專用的軟件對數(shù)據進行管理。沒有專用的軟件對數(shù)據進行管理。 只有程序的概念，沒有文件的概念。只有程序的概念，沒有文件的概念。 一組數(shù)據對應一個程序。一組數(shù)據對應一個程序。人工管理階段學生處學生處教務處教務處人事處人事處學生信息數(shù)據集學生信息數(shù)據集課程信息數(shù)據集課程信息數(shù)據集教師信息數(shù)據集教師信息數(shù)據集應用程序應用程序1應用程序應用程序2應用程序應用程序n數(shù)據組數(shù)據組1數(shù)據組數(shù)據組2數(shù)據組數(shù)據組n應用程序應用程序1應用程序應用程序2應用程序應用程序n學生數(shù)據文件學生數(shù)據文件課程數(shù)據文件課程數(shù)據文件教師數(shù)據文件教師數(shù)據文件文件管

5、理階段（50后期-60中期）文文件件系系統(tǒng)統(tǒng)缺點：共享性差，數(shù)據冗余度大缺點：共享性差，數(shù)據冗余度大 文件系統(tǒng)中，數(shù)據為什么難以共享呢？v1005張三張三7006151800設計所設計所v職工號職工號 姓名姓名 出生日期出生日期 工資工資 部門部門v 1005 張三張三 700615 1800 設計所設計所v文件系統(tǒng)中，數(shù)據的含義不明顯文件系統(tǒng)中，數(shù)據的含義不明顯定義數(shù)據時定義數(shù)據時，能把數(shù)據的含義也定義進去；存儲數(shù)據時存儲數(shù)據時，能一起存儲數(shù)據的含義；顯示數(shù)據時顯示數(shù)據時，能同時顯示數(shù)據的含義，成為改進文件系統(tǒng)的關鍵。從而出現(xiàn)了數(shù)據管理的新方式數(shù)據庫系統(tǒng)。在數(shù)據庫系統(tǒng)中，數(shù)據以一種全新的方式

6、 數(shù)據庫存儲；管理數(shù)據庫的生成、修改、使用的是一種新的管理數(shù)據的軟件數(shù)據庫管理系統(tǒng)。應用程序應用程序1應用程序應用程序2應用程序應用程序n數(shù)據庫數(shù)據庫 數(shù)據庫數(shù)據庫管理系統(tǒng)管理系統(tǒng)v數(shù)據庫管理階段（60后期-）5.2 數(shù)據庫系統(tǒng)數(shù)據庫系統(tǒng) 5.2.1 5.2.1 數(shù)據庫系統(tǒng)的組成數(shù)據庫系統(tǒng)的組成 5.2.2 5.2.2 數(shù)據庫系統(tǒng)的三級模式結構數(shù)據庫系統(tǒng)的三級模式結構 5.2.3 5.2.3 數(shù)據庫管理系統(tǒng)簡介數(shù)據庫管理系統(tǒng)簡介 本本節(jié)內節(jié)內容容 5.2.4 5.2.4 數(shù)據庫系統(tǒng)的特點數(shù)據庫系統(tǒng)的特點 數(shù)據庫系統(tǒng)數(shù)據庫系統(tǒng)( (DataBaseDataBase System System，D

7、BS)DBS) 是指在計算機系統(tǒng)中引入了數(shù)是指在計算機系統(tǒng)中引入了數(shù)據庫技術后的系統(tǒng)，它包括硬據庫技術后的系統(tǒng)，它包括硬件、軟件和人員等部分。件、軟件和人員等部分。v數(shù)據庫數(shù)據庫DB強調的是數(shù)據強調的是數(shù)據v數(shù)據庫管理系統(tǒng)數(shù)據庫管理系統(tǒng)DBMS 是系統(tǒng)軟件是系統(tǒng)軟件v數(shù)據庫系統(tǒng)數(shù)據庫系統(tǒng)DBS強調的是整個強調的是整個 應用系統(tǒng)應用系統(tǒng)5.2.1 數(shù)據庫系統(tǒng)的組成數(shù)據庫系統(tǒng)的組成 用戶用戶1用戶用戶2用戶用戶3數(shù)據庫管理員數(shù)據庫管理員數(shù)據庫數(shù)據庫圖圖5.3 5.3 數(shù)據庫系統(tǒng)組成數(shù)據庫系統(tǒng)組成示意圖示意圖應用系統(tǒng)應用系統(tǒng)應用開發(fā)工具應用開發(fā)工具數(shù)據庫管理系統(tǒng)數(shù)據庫管理系統(tǒng)操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)DBS

8、組成圖示組成圖示用戶用戶用戶用戶用戶用戶應用系統(tǒng)應用系統(tǒng)應用開發(fā)工具應用開發(fā)工具數(shù)據庫管理系統(tǒng)數(shù)據庫管理系統(tǒng)數(shù)據庫數(shù)據庫數(shù)據庫管理員數(shù)據庫管理員DBMS硬件DS操統(tǒng)B M編譯系統(tǒng)應 用軟件工具開發(fā)應系用統(tǒng)作系DBA數(shù)據庫系統(tǒng)的組成數(shù)據庫系統(tǒng)的組成v數(shù)據庫數(shù)據庫(DB)(DB)：有組織的相關數(shù)據的集合：有組織的相關數(shù)據的集合v數(shù)據庫管理系統(tǒng)數(shù)據庫管理系統(tǒng)（DBMSDBMS）：）：DBMSDBMS是數(shù)據庫系是數(shù)據庫系統(tǒng)的核心，其主要任務是管理數(shù)據庫，為用戶統(tǒng)的核心，其主要任務是管理數(shù)據庫，為用戶提供訪問數(shù)據庫的方法。提供訪問數(shù)據庫的方法。v應用系統(tǒng)應用系統(tǒng)：為滿足用戶需要而開發(fā)的數(shù)據庫應：為滿足用

9、戶需要而開發(fā)的數(shù)據庫應用軟件用軟件v應用開發(fā)工具應用開發(fā)工具：為開發(fā)數(shù)據庫應用系統(tǒng)而采用：為開發(fā)數(shù)據庫應用系統(tǒng)而采用的各種開發(fā)工具。的各種開發(fā)工具。 v人員人員：與數(shù)據庫系統(tǒng)打交道的人。最終用戶、：與數(shù)據庫系統(tǒng)打交道的人。最終用戶、應用程序開發(fā)人員、數(shù)據庫管理員應用程序開發(fā)人員、數(shù)據庫管理員5.2.2 數(shù)據庫系統(tǒng)的三級模式結構數(shù)據庫系統(tǒng)的三級模式結構v最終用戶最終用戶-外部視圖外部視圖-外模式外模式v應用系統(tǒng)開發(fā)人員應用系統(tǒng)開發(fā)人員-概念視圖概念視圖-模式模式v數(shù)據庫管理員數(shù)據庫管理員-內部視圖內部視圖-內模式內模式5.2.2 數(shù)據庫系統(tǒng)的三級模式結構數(shù)據庫系統(tǒng)的三級模式結構 模式又稱為模式又

10、稱為邏輯模式邏輯模式，是數(shù)據庫中全體數(shù)據，是數(shù)據庫中全體數(shù)據的全局邏輯結構和特征的描述。的全局邏輯結構和特征的描述。 外模式又被稱為外模式又被稱為用戶模式用戶模式，是根據用戶的需要從模，是根據用戶的需要從模 式中導出的子模式，式中導出的子模式，是用戶最后看到的數(shù)據的局部邏輯是用戶最后看到的數(shù)據的局部邏輯結構結構，是與某應用程序有關的整個數(shù)據庫中部分數(shù)據的描述。，是與某應用程序有關的整個數(shù)據庫中部分數(shù)據的描述。 外模式外模式 模式模式 內模式又稱為內模式又稱為存儲模式存儲模式，是數(shù)據物理結構和，是數(shù)據物理結構和存儲方式的描述，是數(shù)據在存儲介質上的保存方式。存儲方式的描述，是數(shù)據在存儲介質上的保存

11、方式。 內模式內模式 5.2.2 數(shù)據庫系統(tǒng)的三級模式結構（續(xù)）數(shù)據庫系統(tǒng)的三級模式結構（續(xù)） 模式模式/內模式映像內模式映像定義了模式和內模式之定義了模式和內模式之間的對應關系，是數(shù)據的全局邏輯結構和數(shù)據間的對應關系，是數(shù)據的全局邏輯結構和數(shù)據的存儲結構之間的對應關系。的存儲結構之間的對應關系。 模式模式/內模式映像內模式映像 外模式外模式/模式映像模式映像定義了外模式和模式之定義了外模式和模式之間的對應關系，是數(shù)據的全局邏輯結構和數(shù)據間的對應關系，是數(shù)據的全局邏輯結構和數(shù)據的局部邏輯結構之間的對應關系。的局部邏輯結構之間的對應關系。 外模式外模式/模式映像模式映像 模式模式/內模式映象內模

12、式映象內 模 式內 模 式數(shù)據庫數(shù)據庫模式模式外模式外模式/模式模式映象映象B外模式外模式/模式模式映象映象A數(shù)據庫數(shù)據庫管理系統(tǒng)管理系統(tǒng)外模式外模式A外模式外模式B應用程序應用程序1應用程序應用程序2應用程序應用程序3應用程序應用程序4應用程序應用程序5OS數(shù)據庫系統(tǒng)三級模式結構數(shù)據庫系統(tǒng)三級模式結構數(shù)據庫管理系統(tǒng)（數(shù)據庫管理系統(tǒng)（DBMSDBMS）的功能的功能F 數(shù)據庫定義功能數(shù)據庫定義功能F 數(shù)據操縱功能數(shù)據操縱功能F 數(shù)據庫的建立和維護功能數(shù)據庫的建立和維護功能F 數(shù)據庫的運行管理功能數(shù)據庫的運行管理功能F 數(shù)據通信功能數(shù)據通信功能F 數(shù)據字典數(shù)據字典常見的數(shù)據庫管理系統(tǒng)常見的數(shù)據庫管

13、理系統(tǒng)Microsoft AccessVisual FoxProOracleMicrosoft SQL Server U大型常用的數(shù)據庫管理系統(tǒng)：大型常用的數(shù)據庫管理系統(tǒng)：U Oracle 數(shù)據庫管理系統(tǒng)數(shù)據庫管理系統(tǒng)U Sybase 數(shù)據庫管理系統(tǒng)（鐵路系統(tǒng)）數(shù)據庫管理系統(tǒng)（鐵路系統(tǒng)）UDB2U Microsoft SQL Server 數(shù)據庫管理系統(tǒng)數(shù)據庫管理系統(tǒng)U小型常用的數(shù)據庫管理系統(tǒng)：小型常用的數(shù)據庫管理系統(tǒng)：U Microsoft Access 數(shù)據庫管理系統(tǒng)數(shù)據庫管理系統(tǒng)U Visual FoxPro 數(shù)據庫管理系統(tǒng)數(shù)據庫管理系統(tǒng)5.2.4 數(shù)據庫系統(tǒng)的特點數(shù)據庫系統(tǒng)的特點 數(shù)據

14、的數(shù)據的結構性強結構性強 1. 數(shù)據的共享性好，冗余度低數(shù)據的共享性好，冗余度低 2. 數(shù)據的獨立性高數(shù)據的獨立性高 3. 數(shù)據控制功能強數(shù)據控制功能強 4.5.3 數(shù)據模型數(shù)據模型 5.3.1 三個世界的概念三個世界的概念 5.3.2 概念模型概念模型 5.3.3 數(shù)據模型數(shù)據模型 本本節(jié)內節(jié)內容容 5.3.1 三個世界的概念三個世界的概念 人們管理的事物存在現(xiàn)實世界中，事物與事人們管理的事物存在現(xiàn)實世界中，事物與事物之間存在著聯(lián)系。物之間存在著聯(lián)系。 概念世界是現(xiàn)實世界中的事物在人們頭腦中概念世界是現(xiàn)實世界中的事物在人們頭腦中的反映，是對客觀事物及其聯(lián)系的抽象描述。的反映，是對客觀事物及其

15、聯(lián)系的抽象描述。 概念世界概念世界 現(xiàn)實世界現(xiàn)實世界 是在概念世界抽象描述的基礎上，進一步抽是在概念世界抽象描述的基礎上，進一步抽象為便于計算機處理的數(shù)據形式。象為便于計算機處理的數(shù)據形式。 數(shù)據世界數(shù)據世界（計算機世界計算機世界 ） 數(shù)據從現(xiàn)實世界到計算機數(shù)據庫里的具體表現(xiàn)要經歷3個階段現(xiàn)現(xiàn) 實實 世世 界界概概 念念 世世 界界數(shù)據世界數(shù)據世界（DBMS支持的數(shù)據模型）支持的數(shù)據模型）對信息進行收集、分類和抽象對信息進行收集、分類和抽象對信息進行加工轉換對信息進行加工轉換（事物、事物性質）（事物、事物性質）（實體、實體屬性）（實體、實體屬性）（記錄、數(shù)據項）（記錄、數(shù)據項） 抽象化抽象化數(shù)

16、據化數(shù)據化概念模型描述概念模型描述 數(shù)據模型描述數(shù)據模型描述 5.3.2 概念模型概念模型 | 概念模型是人們對現(xiàn)實世界客觀概念模型是人們對現(xiàn)實世界客觀事物及其聯(lián)系的一種抽象描述，事物及其聯(lián)系的一種抽象描述，是人們對現(xiàn)實世界抽象出來的模是人們對現(xiàn)實世界抽象出來的模型型。| 概念模型是現(xiàn)實世界到計算機世概念模型是現(xiàn)實世界到計算機世界而構建的一個中間層次，界而構建的一個中間層次，是數(shù)是數(shù)據庫設計的基礎據庫設計的基礎。 實實 體體 ：把客觀存在并且可以相互區(qū)分把客觀存在并且可以相互區(qū)分的事物稱為實體，例如一名學生的事物稱為實體，例如一名學生 。 屬屬 性性：描述實體的特性稱為屬性。描述實體的特性稱為

17、屬性。 實體集實體集：同一類型實體的集合稱為實體同一類型實體的集合稱為實體集。集。 實體型實體型：對同類實體的描述稱為實體型。對同類實體的描述稱為實體型。它由實體名與其屬性名共同構成。它由實體名與其屬性名共同構成。概念模型的基本概念和術語 關鍵字關鍵字：能夠能夠唯一標識唯一標識實體集中每個實體集中每個實體的某一屬性或屬性組稱為關鍵字，實體的某一屬性或屬性組稱為關鍵字，它的值能夠唯一區(qū)分不同的實體。它的值能夠唯一區(qū)分不同的實體。 聯(lián)系：聯(lián)系：在概念模型中將實體集之間的在概念模型中將實體集之間的對應關系對應關系稱為聯(lián)系。通過聯(lián)系反映現(xiàn)稱為聯(lián)系。通過聯(lián)系反映現(xiàn)實世界事物之間的相互關聯(lián)。實世界事物之間

18、的相互關聯(lián)。 概念模型的基本概念和術語部門部門醫(yī)生醫(yī)生護士護士1m組成組成n工作工作醫(yī)生醫(yī)生護士護士執(zhí)行執(zhí)行mnp一對多一對多 多對多多對多 一對一一對一 、一對多、一對多 、 多對多多對多兩個實體集的聯(lián)系有三種類型兩個實體集的聯(lián)系有三種類型：例如：例如：在足球世界杯比賽中，球隊集在足球世界杯比賽中，球隊集與場上隊長集之間對于代表關系來說，與場上隊長集之間對于代表關系來說，具有具有一對一一對一的聯(lián)系；主教練集與隊員的聯(lián)系；主教練集與隊員集之間對于指導關系來說，具有集之間對于指導關系來說，具有一對一對多多的聯(lián)系；裁判集與隊員集之的聯(lián)系；裁判集與隊員集之間對于間對于執(zhí)法關系來說，具有執(zhí)法關系來說，

19、具有多對多多對多的聯(lián)系。的聯(lián)系。 5.3.3 數(shù)據模型數(shù)據模型數(shù)據模型數(shù)據模型是計算機世界按數(shù)據庫的是計算機世界按數(shù)據庫的觀點，對概念世界的數(shù)據抽象表示觀點，對概念世界的數(shù)據抽象表示的工具。的工具。 在數(shù)據庫系統(tǒng)中在數(shù)據庫系統(tǒng)中DBMS支持的常見的支持的常見的數(shù)模型有三種數(shù)模型有三種：層次模型、網狀模型和關系模型層次模型、網狀模型和關系模型層次模型層次模型用樹狀結構表示實體與實體間聯(lián)系的數(shù)據模型用樹狀結構表示實體與實體間聯(lián)系的數(shù)據模型特點特點U僅有一個結點（根結點）；僅有一個結點（根結點）；U其他結點有且僅有一個父結點；其他結點有且僅有一個父結點；U記錄之間的聯(lián)系通過指針來實現(xiàn)，查詢效率較高；

20、記錄之間的聯(lián)系通過指針來實現(xiàn)，查詢效率較高；缺點缺點U由于層次順序的嚴格和復雜，引起數(shù)據的查詢和更由于層次順序的嚴格和復雜，引起數(shù)據的查詢和更新操作很復雜，因此應用程序的編寫也比較復雜。新操作很復雜，因此應用程序的編寫也比較復雜。層次模型舉例層次模型舉例: 學校的系所教課程的層次模學校的系所教課程的層次模型型系編號系編號 系名系名室編號室編號 室名室名課程號課程號 課程名課程名 學時數(shù)學時數(shù)姓名姓名 性別性別 職稱職稱 年齡年齡l其中系是根結點，樹狀結構反映的是實體型之間的結構，其中系是根結點，樹狀結構反映的是實體型之間的結構，該模型實際存儲的數(shù)據通過鏈接指針體現(xiàn)的這種聯(lián)系。該模型實際存儲的數(shù)

21、據通過鏈接指針體現(xiàn)的這種聯(lián)系。網狀模型網狀模型用網狀結構表示實體與實體間聯(lián)系的數(shù)據模型用網狀結構表示實體與實體間聯(lián)系的數(shù)據模型 特點特點 允許結點有多于一個的父結點；允許結點有多于一個的父結點； 可以有一個以上的結點沒有父結點；可以有一個以上的結點沒有父結點； 記錄之間聯(lián)系通過指針實現(xiàn)。記錄之間聯(lián)系通過指針實現(xiàn)。 缺點：缺點： 數(shù)據結構復雜和編程復雜數(shù)據結構復雜和編程復雜教教 師師課課 程程學學 生生教室教室例如：某學校教學管理的簡單的網狀模型例如：某學校教學管理的簡單的網狀模型 一名學生可以選修多門課程一名學生可以選修多門課程 一名教師可以開多門課程一名教師可以開多門課程 一門課程可以由多名

22、教師教一門課程可以由多名教師教 一門課程可以在多個教室上一門課程可以在多個教室上 一個教室可以上多門課程一個教室可以上多門課程關系模型關系模型v 用二維表來表示實體與實體之間聯(lián)系用二維表來表示實體與實體之間聯(lián)系的數(shù)據模型。的數(shù)據模型。v關系模型是將同一類實體的數(shù)據組織關系模型是將同一類實體的數(shù)據組織成二維表的形式。成二維表的形式。v每個二維表稱為一個每個二維表稱為一個關系關系。 學號學號姓名姓名性別性別年齡年齡專業(yè)專業(yè)20070001李紅李紅女女19計算機計算機20070002王曉平王曉平男男18自動化自動化20070005趙勝利趙勝利男男19計算機計算機20070003張靈張靈女女20化工化

23、工20070004楊中華楊中華女女18化工化工關系關系student（學生基本情況表）（學生基本情況表） v關關 系：系： 一個關系對應一張二維表。每個關系一個關系對應一張二維表。每個關系 必須有一個關系名。例如，關系名必須有一個關系名。例如，關系名student 。v屬屬 性：性：表中的一列為一個屬性。每個屬性都表中的一列為一個屬性。每個屬性都有一個名稱，稱為有一個名稱，稱為屬性名屬性名。v記記 錄：錄：表中的一行數(shù)據稱為一條記錄。也被表中的一行數(shù)據稱為一條記錄。也被稱為元組。稱為元組。v關鍵字：關鍵字：表中某一屬性或屬性組，它的值能表中某一屬性或屬性組，它的值能夠夠唯一標識唯一標識一條記錄

24、，則把這一屬性或屬性一條記錄，則把這一屬性或屬性組稱為關鍵字。組稱為關鍵字。關系模型的基本概念和術語關系模型的邏輯結構是一張二維表，由行和列組成。關系模型的邏輯結構是一張二維表，由行和列組成。關關系系學號學號姓名姓名性別性別系別系別年齡年齡籍貫籍貫95001950029500395004 95700李勇李勇劉成劉成王明王明張力張力楊曉東楊曉東男男女女女女男男男男計科計科信息信息數(shù)學數(shù)學計科計科物理物理2019181921江蘇江蘇山東山東北京北京北京北京 山西山西學學 生生 登登 記記 表表 關系名關系名關鍵字關鍵字屬性（列）屬性（列）屬性名屬性名元元組組（行）（行）v 值值 域：域：屬性的取值

25、范圍稱為值域。屬性的取值范圍稱為值域。v 關系模式：關系模式：是對關系的描述，它主要包括關是對關系的描述，它主要包括關系名，組成該關系的各屬性名、值域和關鍵系名，組成該關系的各屬性名、值域和關鍵字。字。v 關系模式的一般形式為：關系模式的一般形式為： 關系名關系名(屬性名屬性名1，屬性名，屬性名2，,屬性名屬性名n)關系模型的基本概念和術語關系模式的一般形式關系模式的一般形式示例示例1：關系關系student的關系模式是：的關系模式是： student(學號學號，姓名，性別，年齡，專業(yè)，姓名，性別，年齡，專業(yè)) 其中屬性其中屬性“學號學號”帶有下劃線，表示是關鍵字。帶有下劃線，表示是關鍵字。

26、示例示例2：關系關系success的關系模式是：的關系模式是： success(學號，課程編號學號，課程編號，成績，成績)其中屬性其中屬性“學號學號”和和“課程編號課程編號”帶有下劃線，表示帶有下劃線，表示關鍵字是由屬性關鍵字是由屬性“學號學號” 和和“課程編號課程編號”的組合。的組合。5.4 關系數(shù)據庫及其應用關系數(shù)據庫及其應用 5.4.1 關系數(shù)據庫關系數(shù)據庫 5.4.2 關系模型的三級模式結構關系模型的三級模式結構 5.4.3 關系模型的完整性規(guī)則關系模型的完整性規(guī)則本本節(jié)內節(jié)內容容 5.4.5 結構化查詢語言結構化查詢語言SQL 5.4.4 關系操作關系操作5.4.1 關系數(shù)據庫關系數(shù)

27、據庫v 采用關系模型作為數(shù)據的組織方式的采用關系模型作為數(shù)據的組織方式的數(shù)據庫稱為數(shù)據庫稱為關系數(shù)據庫關系數(shù)據庫。v 關系數(shù)據庫是若干個關系的集合（由關系數(shù)據庫是若干個關系的集合（由若干張相關的若干張相關的二維表二維表組成）組成）v 每個關系必須有一個每個關系必須有一個關鍵字關鍵字，由表中，由表中某一屬性或屬性組構成，它的值能夠某一屬性或屬性組構成，它的值能夠唯一確定一條記錄。唯一確定一條記錄。 S 在關系數(shù)據庫中，兩個關系的聯(lián)系一般是在關系數(shù)據庫中，兩個關系的聯(lián)系一般是通過通過相同的屬性相同的屬性建立的，其中，將一個關系建立的，其中，將一個關系稱為稱為主表主表，另一個關系稱為，另一個關系稱為

28、從表從表。S 主表中的關鍵字稱為主表中的關鍵字稱為主鍵主鍵；而從表中某個；而從表中某個屬性或屬性組不是該關系的關鍵字，但它是屬性或屬性組不是該關系的關鍵字，但它是主表的關鍵字，則把這個屬性或屬性組稱為主表的關鍵字，則把這個屬性或屬性組稱為外鍵外鍵。S 表與表之間的聯(lián)系是通過主鍵和外鍵為紐表與表之間的聯(lián)系是通過主鍵和外鍵為紐帶建立的。帶建立的。S在兩個關系中，以外鍵作為主鍵的表稱為在兩個關系中，以外鍵作為主鍵的表稱為主表主表，外鍵所在的表稱為，外鍵所在的表稱為從表從表。學號學號姓名姓名性別性別年齡年齡專業(yè)專業(yè)20070001李紅李紅女女19計算機計算機20070002王曉平王曉平男男18自動化自

29、動化20070005趙勝利趙勝利男男19計算機計算機20070003張靈張靈女女20化工化工20070004楊中華楊中華女女18化工化工關系關系student（學生基本情況表）（學生基本情況表） 從表從表主表主表外鍵外鍵主鍵主鍵關系模型的數(shù)據結構關系模型的數(shù)據結構學號學號姓名姓名性別性別年齡年齡系號系號原校原校9301011張力張力女女2201北京四中北京四中9303021林宏葉林宏葉男男2310上海中學上海中學9210081王朝王朝男男2410人大附中人大附中9201291陳婷婷陳婷婷女女2301北大附中北大附中9301161李一明李一明男男3001科大附中科大附中系號系號系名系名辦公室辦公

30、室主任主任電話電話01計算機計算機教教209張立張立30102物理物理教教501李記欣李記欣27603數(shù)學數(shù)學教教410王鳴利王鳴利34604化學化學教教306高明高明417 外語外語教教701陳剛陳剛628學學生生登登記記表表系系信信息息表表屬性(列)和屬性名元組（行）主鍵主鍵外鍵外鍵關系名關系名從表從表主表主表5.4.2 關系模型的三級模式結構關系模型的三級模式結構關系模型基本遵循數(shù)據庫系統(tǒng)的三級模式結構關系模型基本遵循數(shù)據庫系統(tǒng)的三級模式結構在關系模型中：在關系模型中： 模式是模式是關系模式關系模式的集合的集合 外模式是外模式是關系子模式關系子模式的集合的集合 內模式是內模式是存儲模式存

31、儲模式的集合。的集合。 5.4.2 關系模型的三級模式結構關系模型的三級模式結構關系模式是對關系的描述。關系模式是對關系的描述。三個關系的關系模式分別是：三個關系的關系模式分別是：student(學號學號,姓名姓名,性別性別,年齡年齡,專業(yè)專業(yè))success(學號學號,課程編號課程編號,成績成績)course(課程編號課程編號,課程名稱課程名稱,學時學時,學分學分) 關系模式關系模式 5.4.2 關系模型的三級模式結構關系模型的三級模式結構 關系子模式（外模式）是用戶所需要的關系子模式（外模式）是用戶所需要的數(shù)據描述，其數(shù)據是從若干個關系模式中數(shù)據描述，其數(shù)據是從若干個關系模式中按給定的條件

32、選取出來的。按給定的條件選取出來的。 關系子模式關系子模式 例如例如:1.關系子模式關系子模式success1(姓名姓名,專業(yè)專業(yè), 課程編號課程編號, 成績成績)2.關系子模式關系子模式success2(姓名姓名, 專業(yè)專業(yè), 課程名稱課程名稱, 成績成績)5.4.2 關系模型的三級模式結構關系模型的三級模式結構( (內模式內模式) )是關系在物理存儲設備上是關系在物理存儲設備上 存儲方式的描述，是數(shù)據庫所采用存儲方式的描述，是數(shù)據庫所采用 的的物理模型物理模型。 關系存儲時的基本組織方式是關系存儲時的基本組織方式是記錄記錄存儲模式存儲模式 5.4.3 關系模型的完整性規(guī)則關系模型的完整性規(guī)

33、則實體完整性實體完整性是對關系中記錄唯一性，即關鍵字的約束。是對關系中記錄唯一性，即關鍵字的約束。 （關鍵字的值不能為空且不能有相同的值）（關鍵字的值不能為空且不能有相同的值）參照完整性參照完整性是對關系數(shù)據庫建立聯(lián)系的關系之間數(shù)據是對關系數(shù)據庫建立聯(lián)系的關系之間數(shù)據參照引用的約束，也就是對外鍵的約束。參照引用的約束，也就是對外鍵的約束。（從表中外鍵的值必須是主表主鍵的有效值或是空）（從表中外鍵的值必須是主表主鍵的有效值或是空） 用戶定義的完整性用戶定義的完整性是根據應用環(huán)境的不同，針對某一是根據應用環(huán)境的不同，針對某一具體數(shù)據的約束條件。具體數(shù)據的約束條件。 關系模型的完整性規(guī)則是對數(shù)據的約

34、束。關系模型的完整性規(guī)則是對數(shù)據的約束。 5.4.4 關系操作關系操作v在關系數(shù)據庫中，對關系的操作在關系數(shù)據庫中，對關系的操作主要是指對一張表或者兩張表中主要是指對一張表或者兩張表中相應行（記錄）、列（屬性）內相應行（記錄）、列（屬性）內容的操作。容的操作。v關系操作主要包括選擇、投影和關系操作主要包括選擇、投影和連接等三種。連接等三種。 選擇操作選擇操作是指在一個關系中選擇出滿足給是指在一個關系中選擇出滿足給定條件的記錄定條件的記錄( (也稱為行或元組也稱為行或元組) )組成新關系組成新關系1選擇操作選擇操作 例如：例如：在關系在關系student(學生基本情況表學生基本情況表)中找出女學

35、生中找出女學生的數(shù)據。給定的條件應該是性別為的數(shù)據。給定的條件應該是性別為“女女”。在操作時按照給定的條件對表中每一條記錄在操作時按照給定的條件對表中每一條記錄進行篩選，將選擇出來的記錄組成一個新關系進行篩選，將選擇出來的記錄組成一個新關系（結果）。（結果）。 投影操作投影操作是指在一個關系的所有屬性中選取是指在一個關系的所有屬性中選取 指定指定屬性列屬性列組成新關系。組成新關系。2投影操作投影操作 例如：例如：在關系在關系student（學生基本情況表）中找出所有（學生基本情況表）中找出所有學生的姓名、年齡和專業(yè)。學生的姓名、年齡和專業(yè)。操作時，在所有屬性列中選取姓名、年齡和操作時，在所有屬

36、性列中選取姓名、年齡和專業(yè)三個屬性列組成新關系。專業(yè)三個屬性列組成新關系。 3連接操作連接操作 | 連接操作連接操作一般是將兩個關系通過連接一般是將兩個關系通過連接條件組成一個條件組成一個新關系新關系。| 在新關系中包含原有兩個關系的所有在新關系中包含原有兩個關系的所有屬性，其中屬性，其中屬性名表示方法屬性名表示方法是屬性名前是屬性名前加上原有關系名。加上原有關系名。| 新關系中的記錄新關系中的記錄是通過連接原有關系是通過連接原有關系的記錄得到的。的記錄得到的。v 例題例題1：在兩個關系在兩個關系student和和success進行連接操作，進行連接操作，連接的條件是連接的條件是student

37、的學號等于的學號等于success學號學號例題例題2： 兩個關系兩個關系student和和success進行連接操作進行連接操作連接的條件是連接的條件是student的學號等于的學號等于 success的學號，的學號，要求連接后新關系中只包括女學生的姓名、要求連接后新關系中只包括女學生的姓名、 專業(yè)、課程編號和成績。專業(yè)、課程編號和成績。在這個例子中首先完成連接操作，在這個例子中首先完成連接操作， 然后再進行選擇和投影操作。然后再進行選擇和投影操作。 5.4.5 結構化查詢語言結構化查詢語言SQL(1) 基本表：是實際存儲在數(shù)據庫中的表（即關系）。基本表：是實際存儲在數(shù)據庫中的表（即關系）。(

38、2) 視圖：是從已有的若干個關系導出的關系，它的視圖：是從已有的若干個關系導出的關系，它的數(shù)據是基于基本表的數(shù)據，實際并不存在（虛表）。數(shù)據是基于基本表的數(shù)據，實際并不存在（虛表）。用戶可以通過視圖使用數(shù)據庫中基本表的數(shù)據。用戶可以通過視圖使用數(shù)據庫中基本表的數(shù)據。(3) 存儲文件：是外存儲器的一個物理文件。一個存存儲文件：是外存儲器的一個物理文件。一個存儲文件可以存放一個或多個基本表。實際上，一個存儲文件可以存放一個或多個基本表。實際上，一個存儲文件對應一個數(shù)據庫。儲文件對應一個數(shù)據庫?；颈硎菙?shù)據庫的主要對象，大多數(shù)數(shù)據庫由多個基基本表是數(shù)據庫的主要對象，大多數(shù)數(shù)據庫由多個基本表組成，而表

39、與表之間通過主鍵和外鍵建立聯(lián)系。本表組成，而表與表之間通過主鍵和外鍵建立聯(lián)系。 1SQL的基本結構的基本結構 5.4.5 結構化查詢語言結構化查詢語言SQL(1)數(shù)據定義功能數(shù)據定義功能：定義基本表、定義視圖和定義：定義基本表、定義視圖和定義索引。索引。(2) 數(shù)據操縱功能數(shù)據操縱功能：查詢和更新。更新主要包括增：查詢和更新。更新主要包括增加、刪除和修改等操作。實現(xiàn)查詢和更新的語句加、刪除和修改等操作。實現(xiàn)查詢和更新的語句有有SELECT、INSERT、DELETE和和UPDATE。(3) 數(shù)據控制功能數(shù)據控制功能：控制用戶對數(shù)據的操作權限。：控制用戶對數(shù)據的操作權限。 2SQL語言的主要功能

40、語言的主要功能 5.4.5 結構化查詢語言結構化查詢語言SQL(1) SELECT語句的基本格式語句的基本格式SELECT *allcolumn1, column2, FROM table1, table2, WHERE condition SELECT：關鍵字。：關鍵字。 *allcolumn1, column2, ：目標列。其中：目標列。其中“”表示表示“或者或者” ；*和和all表示所有列；表示所有列；column1, column2, 表示指定列。表示指定列。 FROM 子句：查詢的基本表名。（不能確?。┳泳洌翰樵兊幕颈砻＃ú荒艽_?。?WHERE子句：查詢的條件，其中子句：查詢的條

41、件，其中condition表示查詢表示查詢表達式（可以確?。?。常用比較運算符有：表達式（可以確?。?。常用比較運算符有： 、=、=、3SQL的數(shù)據查詢語句的數(shù)據查詢語句 5.4.5 結構化查詢語言結構化查詢語言SQL(1) SELECT語句的基本格式語句的基本格式SELECT *allcolumn1, column2, FROM table1, table2, WHERE condition(2) SELECT語句的功能語句的功能 從從FROM 子句指明的基本表中，首先找出符合子句指明的基本表中，首先找出符合WHERE子句中查詢條件的元組；再根據目標列子句中查詢條件的元組；再根據目標列形成結果表

42、。如果確省形成結果表。如果確省WHERE子句，則查詢出子句，則查詢出所有的元組。所有的元組。 3SQL的數(shù)據查詢語句的數(shù)據查詢語句 例例5.1 查詢出查詢出student表中所有學生的信息。表中所有學生的信息。 SELECT * FROM student；例例5.2 查詢出查詢出student表中所有學生的姓名和年齡表中所有學生的姓名和年齡 SELECT 姓名，年齡姓名，年齡 FROM student；例例5.3 查詢出查詢出student表中女學生的信息。表中女學生的信息。 SELECT * FROM student WHERE 性別性別=女；女；例例5.4 查詢出查詢出student表中年

43、齡為表中年齡為19歲的學生歲的學生學號、姓名和專業(yè)。學號、姓名和專業(yè)。 SELECT 學號，姓名，專業(yè)學號，姓名，專業(yè) FROM student WHERE年齡年齡=19；3SQL的數(shù)據查詢語句的數(shù)據查詢語句 例例5.5 查詢出查詢出success表中成績大于（含等于）表中成績大于（含等于）90分的學生信息。分的學生信息。SELECT * FROM success WHERE 成績成績=90；例例5.6 查詢出所有學生的學號、姓名、課程編號查詢出所有學生的學號、姓名、課程編號和成績。和成績。 SELECT student.學號，學號，student.姓名，姓名， success.課程編號，課程

44、編號，success.成績成績 FROM student，success WHERE student.學號學號 = success.學號；學號；例例5.7 查詢出所有學生的學號、姓名、查詢出所有學生的學號、姓名、課程名稱和成績。課程名稱和成績。 SELECT student.學號，學號，student.姓名，姓名， course.課程名稱，課程名稱，success.成績成績 FROM student，success，course WHERE student.學號學號 = success.學號，學號， success.課程編號課程編號= course.課程編號；課程編號； 55 關系數(shù)據庫設計關

45、系數(shù)據庫設計 5.5.1 數(shù)據庫設計步驟數(shù)據庫設計步驟 5.5.2 數(shù)據庫設計案例數(shù)據庫設計案例本本節(jié)內節(jié)內容容5.5.1 數(shù)據庫設計步驟數(shù)據庫設計步驟1用戶需求分析用戶需求分析在設計數(shù)據庫之前要對用戶的需求進行調研，確定在設計數(shù)據庫之前要對用戶的需求進行調研，確定應用系統(tǒng)的功能，收集現(xiàn)實中需要處理的數(shù)據。應用系統(tǒng)的功能，收集現(xiàn)實中需要處理的數(shù)據。2概念模型設計概念模型設計概念模型設計是確定有哪些實體、每個實體由哪些概念模型設計是確定有哪些實體、每個實體由哪些屬性以及實體集之間的聯(lián)系類型等。將設計的概念屬性以及實體集之間的聯(lián)系類型等。將設計的概念模型用模型用E-R圖描述出來。圖描述出來。35.

46、5.1 數(shù)據庫設計步驟數(shù)據庫設計步驟3邏輯模型設計：將概念模型表示為計算機中邏輯模型設計：將概念模型表示為計算機中DBMS支持的數(shù)據模型。在關系數(shù)據庫設計中，將支持的數(shù)據模型。在關系數(shù)據庫設計中，將E-R圖表示為關系模型（關系模式以及關系表）。圖表示為關系模型（關系模式以及關系表）。 在關系數(shù)據庫設計中，對關系模式以及關系表要在關系數(shù)據庫設計中，對關系模式以及關系表要適當調整關系的結構，盡量減少關系中的數(shù)據冗余，適當調整關系的結構，盡量減少關系中的數(shù)據冗余，方便操作和管理。方便操作和管理。4物理模型設計：將邏輯模型轉換為計算機存儲設物理模型設計：將邏輯模型轉換為計算機存儲設備的存儲結構（將關系

47、名轉換為文件名，將屬性備的存儲結構（將關系名轉換為文件名，將屬性名轉換為字段名，確定字段的數(shù)據類型、長度和有名轉換為字段名，確定字段的數(shù)據類型、長度和有效性規(guī)則等）。效性規(guī)則等）。 35.5.2 數(shù)據庫設計案例數(shù)據庫設計案例5.1節(jié)實例中節(jié)實例中“學生考試成績管理系統(tǒng)學生考試成績管理系統(tǒng)”關系數(shù)據庫關系數(shù)據庫設計的大致過程。設計的大致過程。1用戶需求分析用戶需求分析 通過與用戶的交流和用戶需求的分析，確定學生通過與用戶的交流和用戶需求的分析，確定學生成績管理系統(tǒng)應該具備的基本功能：成績管理系統(tǒng)應該具備的基本功能： (1) 錄入和維護學生的各門課程的成績。錄入和維護學生的各門課程的成績。 (2) 方便查詢和瀏覽學生的成績。方便查詢和瀏覽學生的成績。 (3) 對成績進行統(tǒng)計。對成績進行統(tǒng)計。 (4) 能夠打印輸出各種表格。能夠打印輸出各種表格。35.5.2 數(shù)據庫設計案例數(shù)據庫設計案例2. 概念模型設