數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述復習學時

1、2022/8/131數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述數(shù)據(jù)庫的基本概念數(shù)據(jù)庫(Database,簡稱DB)是長期儲存在計算機內(nèi)、有組織的、可共享的大量數(shù)據(jù)集合數(shù)據(jù)管理的發(fā)展過程人工管理階段(40年代中-50年代中)文件系統(tǒng)階段(50年代末-60年代中)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段(60年代末-現(xiàn)在)數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)模型的三要素數(shù)據(jù)結構 數(shù)據(jù)操作 數(shù)據(jù)的約束條件概念模型， E-R 模型實體、聯(lián)系、屬性、碼、域、實體型、實體集一對一聯(lián)系，一對多聯(lián)系，多對多聯(lián)系E-R圖數(shù)據(jù)模型（續(xù)）主要數(shù)據(jù)模型非關系模型（層次模型，網(wǎng)狀模型）基本層次單元：兩個記錄以及它們之間的一對多聯(lián)系 關系模型實體以及聯(lián)系都用關系（或二維表）表示數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的結構數(shù)據(jù)

2、庫系統(tǒng)三級模式結構內(nèi)模式、模式、外模式邏輯獨立性外模式/模式映射物理獨立性模式/內(nèi)模式映射數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的體系結構單用戶結構，主從式結構，分布式結構，客戶/服務器結構，瀏覽器/應用服務器/數(shù)據(jù)庫服務器結構數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的組成數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（及其開發(fā)工具）應用系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫管理員（用戶）2022/8/137第二章 關系數(shù)據(jù)庫2022/8/138關系屬性，元組候選碼，主碼，主屬性關系模式關系數(shù)據(jù)庫實體完整性主屬性不能為空值參照完整性外碼或者取空值，或者等于對應關系的主碼值用戶定義的完整性2022/8/139傳統(tǒng)的集合運算并() 、差(-)、交() 、廣義笛卡爾積（X ）專門的關系投影()、選擇() 、連

3、接（ ）、除（ ）并()：兩個關系需有相同的關系模式，并的對象是元組，由兩個關系所有元組構成。差(-)：同樣，兩個關系有相同的模式，R和S的差是由屬于R但不屬于S的元組構成的集合。交()：兩個關系需有相同的關系模式， R和S的交是由既屬于R又屬于S的元組構成的集合。2022/8/1310投影()：對關系進行垂直分割，消去某些列，并重新安排列的順序。選擇()：根據(jù)某些條件關系作水平分割，即選擇符合條件的元組。連接包括聯(lián)接和F聯(lián)接，是選擇RS中滿足i(r+j)或F條件的元組構成的集合，特別注意等值聯(lián)接(為等號=)。自然連接(R|X|S)：在RS中，選擇R和S公共屬性值均相等的元組，并去掉RS中重復

4、的公共屬性列。如果兩個關系沒有公共屬性，則自然聯(lián)接就轉化為笛卡爾積。 2022/8/1311例 查詢信息系（IS系）全體學生（選擇） Sdept = IS (Student)或 5 =IS (Student)例 查詢學生的姓名和所在系（投影）即求Student關系上學生姓名和所在系兩個屬性上的投影 Sname，Sdept(Student)或 2，5(Student)2022/8/1312例 查詢至少選修了一門其直接先行課為5號課程的課程的學生姓名（連接）。 Sname(Cpno=5(Course SC Student)例 查詢選修了全部課程的學生號碼。 Sno，Cno（SC）Cno（Cours

5、e） 2022/8/1313第三章 關系數(shù)據(jù)庫標準語言SQL2022/8/1314(1)數(shù)據(jù)定義：SQL DDL。定義SQL模式，基本表、視圖和索引。 (2)數(shù)據(jù)操縱：SQL DML。包括數(shù)據(jù)查詢和數(shù)據(jù)更新(增、刪、改)。 (3)數(shù)據(jù)控制：包括對基本表和視圖的授權、完整性規(guī)則的描述，事務控制等。 SQL數(shù)據(jù)庫的體系結構也是三級結構，但術語與傳統(tǒng)關系模型術語不同，在SQL中，關系模式稱為“基本表”，存儲模式稱為“存儲文件”，子模式稱為“視圖”，元組稱“行”，屬性稱“列”。CREATE TABLECREATE TABLE （ ， ， ）；：所要定義的基本表的名字：組成該表的各個屬性（列）：涉及相應

6、屬性列的完整性約束條件：涉及一個或多個屬性列的完整性約束條件 2022/8/1316SELECT ALL|DISTINCT ， FROM ， WHERE GROUP BY HAVING ORDER BY ASC|DESC ；2022/8/1317例 查詢?nèi)w學生的詳細記錄。SELECT Sno，Sname，Ssex，Sage，Sdept FROM Student； 或SELECT *FROM Student；例 查全體學生的姓名及其出生年份。SELECT Sname，2000-SageFROM Student；2022/8/1318例 查詢以DB_開頭，且倒數(shù)第3個字符為 i的課程的詳細情況。

7、 SELECT * FROM Course WHERE Cname LIKE DB_%i_ _ ESCAPE ；例 查詢?nèi)鄙俪煽兊膶W生的學號和相應的課程號。 SELECT Sno，Cno FROM SC WHERE Grade IS NULL；2022/8/1319例 查詢信息系（IS）、數(shù)學系（MA）和計算機科學系（CS）學生的姓名和性別。SELECT Sname，SsexFROM StudentWHERE Sdept IN ( IS，MA，CS )可改寫為：SELECT Sname，SsexFROM StudentWHERE Sdept= IS OR Sdept= MA OR Sdept=

8、 CS ；2022/8/1320例 查詢選修了3號課程的學生的學號及其成績，查詢結果按分數(shù)降序排列。 SELECT Sno，Grade FROM SC WHERE Cno= 3 ORDER BY Grade DESC； 2022/8/1321例 求各個課程號及相應的選課人數(shù)。 SELECT Cno，COUNT(Sno) FROM SC GROUP BY Cno； 例 查詢選修了3門以上課程的學生學號。 SELECT Sno FROM SC GROUP BY Sno HAVING COUNT(*) 3； 2022/8/1322例 查詢每個學生的學號、姓名、選修的課程名及成績。 ，Sname，Cn

9、ame，Grade FROM Student，SC，Course WHERE Student.Sno = SC.Sno ；2022/8/1323插入數(shù)據(jù)INSERTINTO (，)VALUES ( ， )例 將一個新學生記錄（學號：95020；姓名：陳冬；性別：男；所在系：IS；年齡：18歲）插入到Student表中。 INSERT INTO Student VALUES (95020，陳冬，男，IS，18)；2022/8/1324UPDATE SET =，= WHERE ；例 將所有學生的年齡增加1歲。 UPDATE Student SET Sage= Sage+1；修改數(shù)據(jù)2022/8/1

10、325例 將計算機科學系全體學生的成績置零。 UPDATE SC SET Grade=0 WHERE CS= (SELETE Sdept FROM Student WHERE Student.Sno = SC.Sno)；修改數(shù)據(jù)2022/8/1326DELETE FROM WHERE ；例 刪除學號為95019的學生記錄。 DELETE FROM Student WHERE Sno=95019；刪除數(shù)據(jù)2022/8/1327建立視圖CREATE VIEW ( ，) AS WITH CHECK OPTION；2022/8/1328例 建立信息系學生的視圖，并要求透過該視圖進行的更新操作只涉及信息

11、系學生。 CREATE VIEW IS_Student AS SELECT Sno，Sname，Sage FROM Student WHERE Sdept= IS WITH CHECK OPTION；2022/8/1329練習有三個關系模式分別是學生,課程和選修.其關系模式表示為:學生(學號,姓名,性別,年齡,所在系)課程(課程號,課程名,課程學分)選修(學號,課程號,成績)查詢:2022/8/1330答案1)各所在系的平均年齡.SELECT 所在系,AVG(年齡) FROM 學生 GROUP BY 所在系; 2)各門課程的選修人數(shù).SELECT 課程號,COUNT(學號) FROM 選修 G

12、ROUP BY 課程號; 3)年齡最大的學生的學號和姓名.SELECT 學號,姓名 FROM 學生 WHERE 年齡 = (SELECT MAX(年齡) FROM 學生); 2022/8/13314)學生張生的選修課程學分數(shù). SELECT SUM(課程學分) FROM 課程,選修,學生 WHERE 課程.課程號=選修.課程號 AND 學生.學生號=選修.學生號 AND 學生.姓名=“張生”; 2022/8/13325)有不及格(成績60)課程的學生名單,按所在系,學號,姓名,不及格課程名排列.SELECT 所在系,學生.學號,姓名,課程名 FROM 學生,課程,選修 WHERE 課程.課程號

13、=選修.課程號 AND 學生.學生號=選修.學生號 AND 成績60;2022/8/1333第四章 數(shù)據(jù)庫安全性2022/8/1334定義：為防止因用戶非法使用而造成的數(shù)據(jù)泄密、更改或破壞。安全性控制方法用戶標識與鑒別存取控制視圖機制審計數(shù)據(jù)加密1 授 權GRANT語句的一般格式： GRANT ,. ON TO ,. WITH GRANT OPTION;誰定義？DBA和表的建立者（即表的屬主）GRANT功能：將對指定操作對象的指定操作權限授予指定的用戶。例題 例1 把查詢Student表權限授給用戶U1 GRANT SELECT ON TABLE Student TO U1;例題（續(xù)） 例5

14、把對表SC的INSERT權限授予U5用戶，并允許他再將此權限授予其他用戶 GRANT INSERT ON TABLE SC TO U5 WITH GRANT OPTION;SQL收回權限的功能REVOKE語句的一般格式為： REVOKE ,. ON FROM ,.;功能：從指定用戶那里收回對指定對象的指定權限例題例7 把用戶U4修改學生學號的權限收回REVOKE UPDATE(Sno)ON TABLE Student FROM U4;2022/8/1340第五章 數(shù)據(jù)庫完整性完整性控制機制1.完整性約束條件定義機制2.完整性檢查機制3.違約反應 關系系統(tǒng)三類完整性的實現(xiàn)關系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)都提供了定

15、義和檢查實體完整性、參照完整性和用戶定義的完整性的功能違反實體完整性規(guī)則和用戶定義的完整性規(guī)則的操作： 一般是拒絕執(zhí)行違反參照完整性的操作：拒絕執(zhí)行接受這個操作，同時執(zhí)行一些附加的操作，以保證數(shù)據(jù)庫的狀態(tài)正確2022/8/1343第六章 關系數(shù)據(jù)理論2022/8/1344關系數(shù)據(jù)庫設計中的異常問題 （概念）數(shù)據(jù)冗余、更新異常插入異常、刪除異常候選碼、主碼、外碼、非主屬性、主屬性函數(shù)依賴 （概念及理解）非平凡的函數(shù)依賴完全函數(shù)依賴部分函數(shù)依賴傳遞函數(shù)依賴1NF、2NF、3NF的定義2022/8/1345規(guī)范化過程非規(guī)范化的關系消去重復項，將關系模式分解成若干個規(guī)范化的關系模式，并指定一個或若干個

16、屬性作為主碼。消除決定屬性集非碼的非平凡函數(shù)依賴1NF消除非主屬性對碼的部分函數(shù)依賴2NF消除非主屬性對碼的傳遞函數(shù)依賴3NF消除主屬性對碼的部分和傳遞函數(shù)依賴BCNF2022/8/1346消除了部分函數(shù)依賴的INF的關系模式，必定是_。 A1NF B2NF C3NF D4NF2022/8/1347練習一設有關系STUDENT(Sno,SNAME,SDEPT,MNAME,CNAME,GRADE)，Sno,CNAME為候選碼，設關系中有如下函數(shù)依賴： Sno,CNAMESNAME,SDEPT,MNAMESnoSNAME,SDEPT,MNAMESno,CNAMEGRADESDEPTMNAME試求下

17、列問題：（1）關系STUDENT屬于第幾范式？ （2）如果關系STUDENT不屬于3NF，請將關系STUDENT逐步分解為3NF。 要求：寫出達到每一級范式的分解過程，并指明消除什么類型的函數(shù)依賴。 2022/8/1348SnoSNAMESDEPTMNAMECNAMEGRADE0501李明經(jīng)管張軍數(shù)據(jù)庫860501李明經(jīng)管張軍C言語900702王浩環(huán)科王蘭城市學800801陸靜大氣李翔氣象學702022/8/1349（1）關系STUDENT是1NF。（2）首先消除部分函數(shù)依賴Sno,CNAMESNAME,SDEPT,MNAME將關系分解為：R1(Sno,SNAME,SDEPT,MNAME)R2

18、(Sno,CNAME,GRADE)在關系R1中存在非主屬性對候選碼的傳遞函數(shù)依賴SnoSDEPT，SDEPTMNAME，所以以上關系模式還不是3NF，進一步分解R1：R11(Sno,SNAME,SDEPT)R12(SDEPT,MNAME)R11,R12都是3NF。2022/8/1350SnoSNAMESDEPTMNAME0501李明經(jīng)管張軍0501李明經(jīng)管張軍0702王浩環(huán)科王蘭0801陸靜大氣李翔SnoCNAMEGRADE0501數(shù)據(jù)庫860501C言語900702城市學800801氣象學702022/8/1351SnoSNAMESDEPT0501李明經(jīng)管0501李明經(jīng)管0702王浩環(huán)科08

19、01陸靜大氣SDEPTMNAME經(jīng)管張軍經(jīng)管張軍環(huán)科王蘭大氣李翔2022/8/1352練習二設有如下的關系R（1）它為第幾范式，為什么？（2）是否存在刪除異常（3）將它分解為高一級范式課程名教師名教師地址C1王軍D1C2李浩D2C3陳明D3C4李浩D42022/8/1353（1）它是2NF候選碼為課程名，而課程名教師名，教師名教師地址，存在非主屬性教師地址對候選碼課程號的傳遞依賴，又不存在非主屬性對候選碼的部分函數(shù)依賴（2）存在當刪除某門課程時，會刪除不該刪除的教師的有關信息（3）R1（課程名，教師名） R2 （教師名，教師地址）分解后，若刪除課程數(shù)據(jù)只對R1操作，教師地址信息在R2中仍保留，

20、不會丟失教師信息。2022/8/1354練習三設有關系模式 R（職工名，項目名，工資，部門名，部門經(jīng)理） 如果規(guī)定，每個職工可參加多個項目，各領一份工資；每個項目只屬于一個部門管理；每個部門只有一個經(jīng)理。（1）試寫出關系模式R的基本函數(shù)依賴和碼；（2）說明R不是2NF模式的理由，并把R分解成2NF范式。（3）如果還不是3NF范式，說明理由，并分解成3NF范式2022/8/1355練習四假設某商業(yè)集團數(shù)據(jù)庫中有一關系模式R如下： R（商店編號，商品編號，商品庫存數(shù)量，部門編號，負責人）如果規(guī)定： （1）每個商店的每種商品只在該商店的一個部門銷售； （2）每個商店的每個部門只有一個負責人； （3）

21、每個商店的每種商品只有一個庫存數(shù)量。 試回答下列問題： （1）根據(jù)上述規(guī)定，寫出關系模式R的基本函數(shù)依賴； （2）找出關系模式R的候選碼； （3）試問關系模式R最高已經(jīng)達到第幾范式?為什么? （4）如果R不屬于3NF，請將R分解成3NF范式。2022/8/1356第七章 數(shù)據(jù)庫設計2022/8/1357數(shù)據(jù)庫設計的基本步驟需求分析 概念結構設計 邏輯結構設計 數(shù)據(jù)庫物理設計 數(shù)據(jù)庫實施 數(shù)據(jù)庫運行與維護 2022/8/1358需求分析收集資料分析整理數(shù)據(jù)流程圖數(shù)據(jù)字典2022/8/1359概念結構設計E-R模型的建立分E-R圖初步E-R圖基本E-R圖常用的三種抽象方法：分類聚集概括：超類和子類的概念（學生：本科生、研究生；教員：正副教授的表示）合并初步E-R圖分E-R圖可能存在冗余的數(shù)據(jù)和冗余的實體間聯(lián)系基本E-R圖消除不必要的冗余2022/8/1360邏輯結構設計E-R圖向關系模型的轉換實體的轉換一個實體轉換為一個關系模式，關系的屬性：實