數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用：第1章 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述

1、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理與應(yīng)用 第一講 第1章 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述一、信息與數(shù)據(jù)1.“信息”是對現(xiàn)實世界事物存在方式或運動狀態(tài)的反映。信息具有可感知性、可表述性、可存儲性、可加工性和可轉(zhuǎn)換性、可傳遞性、可共享性、以及與其符號的不可分離性。第1章 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述2.“數(shù)據(jù)”是用符號表示的，用于反映客觀世界中客體屬性的記錄。數(shù)據(jù)是用于載荷信息的物理符號。數(shù)據(jù)的4個特征：1)數(shù)據(jù)有“型”和“值”之分。2)數(shù)據(jù)受數(shù)據(jù)類型和取值范圍的約束。3)數(shù)據(jù)有定性表示和定量表示之分。4)數(shù)據(jù)應(yīng)具有載體和多種表現(xiàn)形式。第1章 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述3.信息與數(shù)據(jù)聯(lián)系數(shù)據(jù)是信息的符號表示，信息是經(jīng)過加工之后并對客觀世界和生產(chǎn)活動產(chǎn)生影響的

2、數(shù)據(jù)，是數(shù)據(jù)的內(nèi)涵，是數(shù)據(jù)的語義解釋。數(shù)據(jù)是符號化的信息，信息是語義化的數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù)和信息許多情況下可以混用，比如信息處理和數(shù)據(jù)處理有時并沒有嚴(yán)格的語義區(qū)別；但有時卻必須加以區(qū)分，比如數(shù)據(jù)文件不能說成信息文件。 4、數(shù)據(jù)管理與數(shù)據(jù)處理 數(shù)據(jù)管理（Data Management） 包括組織和保存數(shù)據(jù)、進(jìn)行數(shù)據(jù)維護(hù)、提供數(shù)據(jù)查詢和統(tǒng)計功能這三方面。 數(shù)據(jù)處理（Data Processing） 包括數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)加工、數(shù)據(jù)傳播等工作。第1章 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述第1章 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述數(shù)據(jù)管理技術(shù)經(jīng)歷了人工管理、文件系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)三個階段。 二、數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展第1章 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述1.人工管理階段（20

3、世紀(jì)50年代中期以前）特點：1）數(shù)據(jù)不保存2）程序與數(shù)據(jù)合在一起，數(shù)據(jù)沒有獨立性3）編寫程序時要安排數(shù)據(jù)的物理存儲4）數(shù)據(jù)面向應(yīng)用第1章 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述1 9 5 1 年雷明頓蘭德公司（Remington Rand Inc.）的一種叫做Univac I 的計算機(jī)推出了一種一秒鐘可以輸入數(shù)百條記錄的磁帶驅(qū)動器，從而引發(fā)了數(shù)據(jù)管理的革命。1956 年IBM生產(chǎn)出第一個磁盤驅(qū)動器 the Model 305 RAMAC。此驅(qū)動器有50 個盤片，每個盤片直徑是2 英尺，可以儲存5MB的數(shù)據(jù)。使用磁盤最大的好處是可以隨機(jī)地存取數(shù)據(jù)，而穿孔卡片和磁帶只能順序存取數(shù)據(jù)。 第1章 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述2. 文件系統(tǒng)

4、階段（20 世紀(jì)50年代后期至60年代中期）特點： 1）數(shù)據(jù)以文件形式長期保存 2）數(shù)據(jù)的物理結(jié)構(gòu)與邏輯結(jié)構(gòu)有了區(qū)別 3）文件形式多樣化 4）程序與數(shù)據(jù)間有一定的獨立性缺點：不能表示復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，存在數(shù)據(jù)重復(fù)存儲、冗余度大、一致性差等問題。第1章 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的萌芽出現(xiàn)于60 年代。當(dāng)時計算機(jī)開始廣泛地應(yīng)用于數(shù)據(jù)管理，對數(shù)據(jù)的共享提出了越來越高的要求。傳統(tǒng)的文件系統(tǒng)已經(jīng)不能滿足人們的需要。能夠統(tǒng)一管理和共享數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DBMS）應(yīng)運而生。數(shù)據(jù)模型是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的核心和基礎(chǔ)，各種DBMS 軟件都是基于某種數(shù)據(jù)模型的。 第1章 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述3.數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段（20 世紀(jì)60

5、年代后期以后）特點： 1）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化 2）數(shù)據(jù)共享 3）減少了數(shù)據(jù)冗余 4）有較高的數(shù)據(jù)獨立性 5）用數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)作為用戶與數(shù)據(jù)庫的接口數(shù)據(jù)庫DBMS邏輯文件1邏輯文件2邏輯文件3程序1程序2程序3第1章 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述三、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的組成與結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)DBMS數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)操作系統(tǒng)應(yīng)用開發(fā)工具用戶用戶用戶.數(shù)據(jù)庫管理員第1章 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述1.數(shù)據(jù)庫（Database） 數(shù)據(jù)庫簡稱DB，是在計算機(jī)存儲設(shè)備上按一定的組織方式存儲在一起的，相關(guān)的數(shù)據(jù)集合。數(shù)據(jù)庫中的存儲數(shù)據(jù)是“集成的”和“共享的” 1) 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)具有整體數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化和數(shù)據(jù)冗余小的特點。 2) 數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)可為多個不同的

6、用戶共享。 數(shù)據(jù)庫概念的含義: （1）數(shù)據(jù)庫是存儲在計算機(jī)存儲設(shè)備上的: 數(shù)據(jù)庫是存在于計算機(jī)存儲設(shè)備上的一個或多個(數(shù)據(jù)庫)文件組成的統(tǒng)一體，是可感知的數(shù)據(jù)庫形體。 （2）數(shù)據(jù)庫是按一定的組織方式存儲在一起的： 數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)是以結(jié)構(gòu)化的形式存儲的，這種結(jié)構(gòu)化形式實質(zhì)上就是數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)模型，是不可感知的數(shù)據(jù)庫形體。第1章 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述（3）數(shù)據(jù)庫是相關(guān)的數(shù)據(jù)集合： 數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)既有某特定應(yīng)用領(lǐng)域涉及的各種基本數(shù)據(jù)，也有反映這些數(shù)據(jù)之間聯(lián)系的數(shù)據(jù)，也是不可感知的數(shù)據(jù)庫形體之一。 第1章 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述第1章 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述2. 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DBMS） 是建立、管理和維護(hù)數(shù)據(jù)庫的軟件系統(tǒng)

7、，是一種位于應(yīng)用軟件和操作系統(tǒng)之間，實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫管理功能的系統(tǒng)軟件。 第1章 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述四、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)應(yīng)用程序應(yīng)用軟件包(用戶接口)DBMS操作系統(tǒng)(OS)硬件(DB)存儲記錄接口第1章 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述1. 數(shù)據(jù)庫的三級模式結(jié)構(gòu) 美國國家標(biāo)準(zhǔn)學(xué)會所屬標(biāo)準(zhǔn)計劃和要求委員會在1975年公布了一個關(guān)于數(shù)據(jù)庫標(biāo)準(zhǔn)的報告，提出了數(shù)據(jù)庫三級模式結(jié)構(gòu)。 1）概念模式（Logical Schema） 是對DB中全部數(shù)據(jù)的整體邏輯結(jié)構(gòu)和特征的描述，體現(xiàn)了全局、整體的數(shù)據(jù)觀點。 概念模式的主體是數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)模型； 一個DB只有一個與數(shù)據(jù)模型對應(yīng)的概念模式； 概念模式僅涉及“型”的描述，不涉及具體的值。

8、第1章 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述 2）外模式（External Schema） 是對DB用戶能看見和使用的局部數(shù)據(jù)邏輯結(jié)構(gòu)的描述，體現(xiàn)了應(yīng)用程序員對數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)觀點。 外模式是用戶和DB的接口； 一個DB可有多個外模式； 外模式是保證DB安全性的措施之一。第1章 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述 3）內(nèi)模式（Internal Schema） 是對數(shù)據(jù)庫物理存儲結(jié)構(gòu)的描述，體現(xiàn)了對數(shù)據(jù)庫的存儲觀。 一個DB只有一個與概念模式對應(yīng)的內(nèi)模式。內(nèi)模式是數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫內(nèi)部的表示，它定義了數(shù)據(jù)的內(nèi)部記錄類型、記錄尋址技術(shù)、索引和文件的組織方式及數(shù)據(jù)控制方面的內(nèi)容。第1章 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述模式結(jié)構(gòu)內(nèi)模式概念模式外模式DB數(shù)據(jù)抽象物理層邏輯

9、層視圖層低復(fù)雜性強(qiáng)易用性簡單結(jié)構(gòu)抽象地訪問數(shù)據(jù)高效地存儲數(shù)據(jù)邏輯地組織數(shù)據(jù)第1章 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述第1章 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述2. 三個模式間的映像 1) 外模式/模式的映象：定義并保證了外模式與數(shù)據(jù)模式之間的對應(yīng)關(guān)系。 保證了數(shù)據(jù)的邏輯獨立性 當(dāng)數(shù)據(jù)庫的概念模式結(jié)構(gòu)因某種原因修改時，只要沒有改變概念模式中與外模式定義有關(guān)的屬性及與其關(guān)系模式名的隸屬關(guān)系，就可使外模式保持不變，從而不需修改應(yīng)用程序。第1章 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述 2) 模式/內(nèi)模式的映象及作用：定義并保證了數(shù)據(jù)的邏輯模式與內(nèi)模式之間的對應(yīng)關(guān)系。 保證了數(shù)據(jù)的物理獨立性 當(dāng)數(shù)據(jù)庫的內(nèi)模式由于某種原因要修改時，可通過對概念模式與內(nèi)模式之間的映象的

10、修改，使概念模式盡可能地保持不變，實現(xiàn)內(nèi)模式的改變盡可能地不修改應(yīng)用程序。應(yīng)用程序A1應(yīng)用程序A2應(yīng)用程序B1應(yīng)用程序B2用戶A1用戶A1外模式A外模式B外模式到模式的映象A外模式到模式的映象B概念模式模式到內(nèi)模式的映象內(nèi)模式數(shù)據(jù)庫局部邏輯結(jié)構(gòu)概念級DB全局邏輯結(jié)構(gòu)存儲級DB存儲組織結(jié)構(gòu)DBMSOS用戶級DB用戶A1用戶A1需要強(qiáng)調(diào)的是： 數(shù)據(jù)庫三級模式之間的轉(zhuǎn)換是在數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DBMS）的統(tǒng)一控制下實現(xiàn)的。第1章 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述第1章 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述三級模式間的比較外模式概念模式內(nèi)模式其他名字子模式、用戶模式、外視圖模式、概念視圖、DBA視圖存儲模式、內(nèi)視圖描述數(shù)據(jù)庫用戶能看見和使用的局

11、部數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫中全體數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)物理結(jié)構(gòu)和存儲方式的描述特點用戶與數(shù)據(jù)庫的接口所有用戶的公共數(shù)據(jù)視圖數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫內(nèi)部的表示方式可以有多個外模式只有一個概念模式只有一個內(nèi)模式面向應(yīng)用程序或最終用戶由DBA定義基本由DBMS定義第1章 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述五、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(DataBase Management System) 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)是專門用于管理數(shù)據(jù)庫的計算機(jī)系統(tǒng)軟件。能夠為數(shù)據(jù)庫提供數(shù)據(jù)的定義、建立、維護(hù)、查詢和統(tǒng)計等操作功能，并完成對數(shù)據(jù)完整性、安全性進(jìn)行控制的功能。第1章 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述數(shù)據(jù)定義功能 提供數(shù)據(jù)定義語言（DDL）2. 數(shù)據(jù)操縱功能提供數(shù)據(jù)操縱語言(DML)，

12、實現(xiàn)檢索、插入、修改和刪除等基本存取操作數(shù)據(jù)庫的建立和維護(hù)功能 包括初試數(shù)據(jù)的裝入，數(shù)據(jù)庫的存儲、恢復(fù)，系統(tǒng)性能的監(jiān)視和分析等4. 數(shù)據(jù)庫的運行管理功能數(shù)據(jù)的安全性、完整性和并發(fā)控制第1章 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述六、常見數(shù)據(jù)庫1.IBM的DB2IBM在1977年完成了System R系統(tǒng)的原型 2. Oracle 1979 年引入了第一個商用SQL 關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)3. Sybase 1987年5月推出1.0。首先提出Client/Server 數(shù)據(jù)庫體系結(jié)構(gòu)的思想，并率先在Sybase SQLServer 中實現(xiàn)第1章 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述4.SQL Server 1989年，微軟發(fā)布了SQL Serv

13、er 1.0 版5. mySQL 小型關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，開發(fā)者為瑞典MySQL AB公司。在Internet上的中小型網(wǎng)站中應(yīng)用廣泛6.Access 1994年推出的微機(jī)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。具有界面友好、開發(fā)簡單等特點，是典型的桌面數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) 7.Foxpro 最初由美國Fox公司1988年推出，1992年被Microsoft公司收購第2章 數(shù)據(jù)模型 2.1 數(shù)據(jù)模型 2.2 概念模型 2.3 數(shù)據(jù)庫類型現(xiàn)實世界信息 現(xiàn)實世界是存在于人們頭腦之外的客觀世界。 現(xiàn)實世界既包括象宇宙、地球、山脈、河流等一切自然存在的實體和現(xiàn)象，也包括人類社會進(jìn)步與發(fā)展的演變過程和各種生產(chǎn)活動。 所以可狹義地將

14、現(xiàn)實世界看作為各個事物、各個現(xiàn)象、各個單位的實際情況，例如一個大學(xué)、一個企業(yè)、一個工廠的倉庫等。2.1數(shù)據(jù)模型 計算機(jī)現(xiàn)實世界信息對數(shù)據(jù)和信息的處理是在計算機(jī)世界數(shù)據(jù)世界完成的。2.1數(shù)據(jù)模型 計算機(jī)現(xiàn)實世界信息？信息世界 信息世界是現(xiàn)實世界在人們頭腦中的反映和解釋，是現(xiàn)實世界的概念化。2.1數(shù)據(jù)模型 計算機(jī)現(xiàn)實世界信息信息世界概念模型概念化抽象 通過對現(xiàn)實世界中人們關(guān)心的“事物”及其之間聯(lián)系的概念化抽象，形成了信息世界中的概念模型。2.1數(shù)據(jù)模型 計算機(jī)現(xiàn)實世界信息信息世界概念模型概念化抽象DBMS支持的數(shù)據(jù)模型形式化轉(zhuǎn)換2.1數(shù)據(jù)模型2.1數(shù)據(jù)模型 計算機(jī)現(xiàn)實世界信息信息世界概念模型概念化

15、抽象DBMS支持的數(shù)據(jù)模型形式化轉(zhuǎn)換 進(jìn)一步講，概念模型向DBMS支持的數(shù)據(jù)模型的轉(zhuǎn)換，本質(zhì)上是對信息世界的進(jìn)一步抽象，是信息世界的形式化和數(shù)據(jù)化，反映了數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系和數(shù)據(jù)的共性特征，由此形成了由數(shù)據(jù)模型描述的數(shù)據(jù)世界，也即計算機(jī)世界。 數(shù)據(jù)模型是現(xiàn)實世界中的各種事物及各事物之間的聯(lián)系用數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)間的聯(lián)系來表示的一種方法。 一個數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)模型實際上給出了在計算機(jī)系統(tǒng)上進(jìn)行描述和動態(tài)模擬現(xiàn)實世界信息結(jié)構(gòu)及其變化的方法。2.1數(shù)據(jù)模型 數(shù)據(jù)模型定義為一組面向計算機(jī)的概念集合，由數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)操作、數(shù)據(jù)約束三部分組成：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：包括應(yīng)用所涉及的對象、對象具有的特征和對象間的聯(lián)系。是對數(shù)據(jù)庫靜態(tài)特

16、征的描述。數(shù)據(jù)操作：是一組對數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的任何實例執(zhí)行的操作集合，如查詢、插入、刪除、修改，反映了數(shù)據(jù)的動態(tài)特性。數(shù)據(jù)約束：是對數(shù)據(jù)靜態(tài)特征和動態(tài)特性的限定，定義了相容的數(shù)據(jù)庫狀態(tài)的集合及可允許的狀態(tài)變化，保證了數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的正確、有效和安全。 2.1數(shù)據(jù)模型先自學(xué)，以后重點講。2.2概念模型2.3數(shù)據(jù)庫類型數(shù)據(jù)庫技術(shù)的三個發(fā)展階段: 層次模型、網(wǎng)狀模型、關(guān)系模型從60 年代末到70年代初的三個事件為代表, 標(biāo)志了數(shù)據(jù)庫技術(shù)日趨成熟第一個事件：1969年, IBM公司研制開發(fā)了Information Management System（IBS）數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。IBS是層次結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)庫模型。層次模型

17、的特征 1) 有且僅有一個結(jié)點沒有雙親結(jié)點，這個結(jié)點稱為根結(jié)點。 2) 除根結(jié)點之外的其他結(jié)點有且只有一個雙親結(jié)點。2.3數(shù)據(jù)庫類型系教務(wù)管理層次模型實體聯(lián)系2.3數(shù)據(jù)庫類型系教務(wù)管理層次實例2.3數(shù)據(jù)庫類型層次模型的優(yōu)點：（1）結(jié)構(gòu)清晰，容易理解；（2）結(jié)點間聯(lián)系簡單，記錄之間的聯(lián)系通過指針來實現(xiàn)，查詢效率較高。 現(xiàn)實世界中的家族和組織機(jī)構(gòu)關(guān)系, 都是自然的層次結(jié)構(gòu), 用層次模型來組織數(shù)據(jù), 查詢數(shù)據(jù)的算法很簡便, 因為查詢的路徑是唯一的。但它不能描述事物間復(fù)雜的聯(lián)系。 層次模型只能表示一對多(包括一對一)的聯(lián)系，對于多對多聯(lián)系，需要分解成一對多的聯(lián)系。2.3數(shù)據(jù)庫類型第二個事件：60年代末

18、、70年代初, 美國數(shù)據(jù)系統(tǒng)語言協(xié)商會下屬的數(shù)據(jù)庫任務(wù)組（DBTG）, 對數(shù)據(jù)庫方法進(jìn)行了系統(tǒng)的研討后提出報告, 稱為DBTG報告。DBTG報告確定并建立了數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的許多概念、方法和技術(shù), 標(biāo)志了網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)庫模型的誕生。2.3數(shù)據(jù)庫類型網(wǎng)狀模型結(jié)構(gòu)的特征 1) 有一個以上的結(jié)點沒有雙親。 2) 結(jié)點可以有多于一個的雙親。 在現(xiàn)實世界中, 比如存款戶與銀行的聯(lián)系, 一個用戶可在多個銀行開戶, 而一個銀行可為多個用戶開戶, 網(wǎng)狀模型可用于描述這類較為復(fù)雜的結(jié)構(gòu), 但由于到達(dá)一個結(jié)點的路徑有多條, 開發(fā)者必須選擇較優(yōu)的數(shù)據(jù)存取路徑, 因此開發(fā)者必須了解系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié), 加重了其編寫應(yīng)用程序的負(fù)

19、擔(dān)。2.3數(shù)據(jù)庫類型 學(xué)生選修課網(wǎng)狀模型2.3數(shù)據(jù)庫類型 學(xué)生選修課網(wǎng)狀模型實例2.3數(shù)據(jù)庫類型網(wǎng)狀模型的優(yōu)點： 在網(wǎng)狀模型中，結(jié)點間的聯(lián)系更具有任意性，更能表示事物之間的復(fù)雜聯(lián)系，更適合于描述客觀世界。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，數(shù)據(jù)獨立性差。2.3數(shù)據(jù)庫類型層次模型和網(wǎng)狀模型是數(shù)據(jù)庫發(fā)展過程中最先使用的兩種模型，但由于他們都有非常明顯的不足，已經(jīng)被關(guān)系模型所取代。2.3數(shù)據(jù)庫類型第三個事件：1970年, IBM公司San Jose研究實驗室的研究員E.F.Codd發(fā)表了一篇里程碑性的文章“A Relational Model of Data for Large Shared Data Banks” ，大

20、型共享數(shù)據(jù)庫的關(guān)系模型。在該文中, 他把數(shù)學(xué)中的一個稱為關(guān)系代數(shù)的分支, 應(yīng)用到存儲大量數(shù)據(jù)的問題中。他連續(xù)發(fā)表了多篇論文, 系統(tǒng)而嚴(yán)格地提出了關(guān)系模型的理論, 最終奠定了現(xiàn)代關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的（RDBMS）的理論基礎(chǔ)。2.3數(shù)據(jù)庫類型Edgar F.Codd 博士關(guān)系數(shù)據(jù)庫之父美國工程院院士 原是英國人，1923生于英格蘭中部波特蘭 第二次世界大戰(zhàn)時應(yīng)征入伍，在皇家空軍服役。1942-1945年間任機(jī)長，參與了許多驚心動魄的空戰(zhàn)。 英國牛津大學(xué)數(shù)學(xué)專業(yè)理學(xué)士及碩士學(xué)位，畢業(yè)后到IBM公司工作從事操作系統(tǒng)和自動機(jī)理論研究 年近40重返密歇根大學(xué)進(jìn)修計算機(jī)與通信專業(yè)，1963年獲得碩士學(xué)位，

21、1965年又獲得博士學(xué)位。 60年代后期開始數(shù)據(jù)庫研究, 1970年E.F.Codd 博士提出關(guān)系模型概念(CACM,Vol.13, Vol.6, 1970 ) 1981年獲圖靈獎，84年從IBM公司退休 還創(chuàng)辦了一個研究所：關(guān)系研究所（The Relational Institute）和一個公司：Codd & Associations，進(jìn)行關(guān)系數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品的研發(fā)、銷售、咨詢等業(yè)務(wù)關(guān)系模型是一種用二維表格結(jié)構(gòu)表示數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)之間聯(lián)系的數(shù)據(jù)模型。其關(guān)系模式是: 學(xué)生(學(xué)號,姓名,年齡,性別,系,年級)2.3數(shù)據(jù)庫類型關(guān)系數(shù)據(jù)模型的特點：1）關(guān)系數(shù)據(jù)模型具有嚴(yán)格的數(shù)學(xué)理論基礎(chǔ)2）關(guān)系數(shù)據(jù)模型概念單一，

22、容易理解3）關(guān)系數(shù)據(jù)模型的存取路徑對用戶隱蔽4）關(guān)系模型中的數(shù)據(jù)是靠數(shù)據(jù)冗余實現(xiàn)的其關(guān)系模式是: R(A1,A2,An) R是關(guān)系名，Ai(i=1,2,n)是關(guān)系的屬性2.3數(shù)據(jù)庫類型 關(guān)系模型的優(yōu)點： （1）模型結(jié)構(gòu)簡單清晰，容易為初學(xué)者接受。 （2）用戶只需用簡單的查詢語句就可以對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行操作，不涉及存儲結(jié)構(gòu)、訪問技術(shù)等細(xì)節(jié)。 （3）關(guān)系模型使數(shù)據(jù)庫的研究建立在比較堅實的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)上，為數(shù)據(jù)庫技術(shù)的成熟奠定了基礎(chǔ)。2.3數(shù)據(jù)庫類型 關(guān)系模型的缺點： （1）查詢效率可能不如非關(guān)系模型，要對用戶的查詢進(jìn)行優(yōu)化。 （2）關(guān)系必須是規(guī)范化的，不允許表中有表。2.3數(shù)據(jù)庫類型第章 關(guān)系數(shù)據(jù)庫 3.1

23、 關(guān)系模型的基本概念 3.2 關(guān)系的數(shù)學(xué)定義 3.3 關(guān)系代數(shù) 3.1 關(guān)系模型的基本概念關(guān)系 元組 屬性域關(guān)系模式候選碼（候選關(guān)鍵字）主碼（主關(guān)鍵字）主屬性外碼（外關(guān)鍵字）全碼舉例：關(guān)系：一個關(guān)系就是一張二維表 每個關(guān)系有一個關(guān)系名，比如學(xué)生登記表元組：表中的每一行即為一個元組，即一條記錄屬性：表中的列稱為屬性，每一列有一個屬性名，即字段、字段名。3.1 關(guān)系模型的基本概念元組屬性注：元組、屬性，是關(guān)系模型的術(shù)語， 對應(yīng)于存儲文件的名詞為記錄、字段。舉例：1,2,3,4,5域域：屬性的取值范圍。 即不同元組對同一個屬性的值所限定的范圍。關(guān)系模式：對關(guān)系的描述稱為關(guān)系模式 關(guān)系名（屬性1, 屬

24、性2, ., 屬性n）一個關(guān)系模式對應(yīng)一個關(guān)系文件結(jié)構(gòu) 學(xué)生登記表（學(xué)號# , 姓名, 年令，性別，系名，年級）候選碼（或候選關(guān)鍵字、碼）：屬性或?qū)傩缘慕M合，其值能夠唯一地標(biāo)識一個關(guān)系中的一個元組。 本例候選碼是：學(xué)號（由于姓名可能重碼） 本例有二個候選碼：學(xué)號、身份證號舉例：候選碼也可以是屬性的組合，如關(guān)系：郵寄地址（城市名，街道名，郵政編碼） 其候選碼: 城市名，街道名 和 街道名，郵政編碼3.1 關(guān)系模型的基本概念主碼（或主關(guān)鍵字）：一個關(guān)系中若有多個候選碼，從中選擇一個為主碼 本例候選碼有二個：學(xué)號、身份證號，可選學(xué)號為主碼 唯一性 非冗余 有效性主屬性：包含在主碼中的諸屬性稱為主屬性

25、 本例主碼是學(xué)號，學(xué)號是主屬性 不屬于任何候選碼中的屬性稱為非主屬性。外碼（或外關(guān)鍵字）： 如關(guān)系R2中的屬性或?qū)傩越MX，是另一個關(guān)系R1的主碼，則X稱為R2的外碼，關(guān)系R2為參照關(guān)系，關(guān)系R1為被參照關(guān)系。 2（商品編號# , 商品名稱, 大類編號） 1（大類編號# , 大類名）主碼外碼外碼是用來表示多個關(guān)系聯(lián)系的方法 全碼：當(dāng)所有屬性都是一關(guān)系模式的候選碼，稱為全碼 本例候選碼有二個：學(xué)號、身份證號，可選學(xué)號為主碼討論：主碼由多個屬性組合（學(xué)號 , 姓名 , 性別 , 課程編號 , 課程名 , 成績 ,績點 ）#屬性組學(xué)號與課號是關(guān)系的主碼 關(guān)系 R11的主碼是電影編號 關(guān)系 R2不同場次

26、不同價2的主碼是電影編號+場次 關(guān)系 R33的主碼： 電影編號+場次+場所不同場次、不同場所不同價3.2 關(guān)系的數(shù)學(xué)定義域 域是一組具有相同數(shù)據(jù)類型的值的集合笛卡爾積 設(shè)定一組域D1,D2,Dn，定義D1,D2,Dn的笛卡爾積為：D1D2Dn= (d1,d2,dn)|diDi,i=1,n其中每個元素(d1,d2,dn)叫做一個n元組，元素中的每個值di叫做一個分量例：設(shè)D1=李兵，王芳，D2=男，女， D3=北京，上海。D1D2D3=(李兵,男,北京)，(李兵,男,上海)，(李兵,女,北京)，(李兵,女,上海)，(王芳,男,北京)，(王芳,男,上海)，(王芳,女,北京)，(王芳,女,上海)基數(shù)為222=8。3.2 關(guān)系的數(shù)學(xué)定義可見，笛卡兒積實際上是一個二維表，結(jié)果共有8個元組。 姓名(D1)性別(D2)籍貫(D3)李兵男北京李兵男上海李兵女北京李兵女上海王芳男北京王芳男上海王芳女北京王芳女上海3.2 關(guān)系的數(shù)學(xué)定義3.2 關(guān)系的數(shù)學(xué)定義關(guān)系關(guān)系是笛卡爾積的有限子集，關(guān)系中的每個元素是關(guān)系中的元組。笛卡兒積D1D2Dn的任一子集稱為在域D1,D2,Dn上的關(guān)系。值域集合D1,D2,Dn是關(guān)系中元組的取值范圍，稱為關(guān)系的域（Domain），