數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用課件 1第1章-概述

數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理與設(shè)計主講人：

聯(lián)系方式：

數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理與設(shè)計

數(shù)據(jù)庫技術(shù)在國民經(jīng)濟(jì)的各個領(lǐng)域已經(jīng)得到了十分廣泛的應(yīng)用，并已成為國家和軍隊信息基礎(chǔ)設(shè)施的基礎(chǔ)和關(guān)鍵支撐技術(shù)。

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2009年出臺的高等學(xué)校計算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)發(fā)展戰(zhàn)略和計算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)基本要求中，已經(jīng)將“數(shù)據(jù)庫技術(shù)及應(yīng)用”課程，列為理工、農(nóng)林、醫(yī)學(xué)三大類專業(yè)本科生的計算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)核心課程。3

理工、農(nóng)林、醫(yī)學(xué)三類本科專業(yè)的六門計算機(jī)基礎(chǔ)核心課程：

理工類：①大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)；②程序設(shè)計基礎(chǔ)；

③數(shù)據(jù)庫技術(shù)及應(yīng)用；④計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及應(yīng)用；⑤微機(jī)原理與接口技術(shù)；⑥多媒體技術(shù)及應(yīng)用。

農(nóng)林類：①大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)；②程序設(shè)計基礎(chǔ)；③數(shù)據(jù)庫技術(shù)及應(yīng)用；④計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及應(yīng)用；⑤數(shù)字農(nóng)林(業(yè))技術(shù)基礎(chǔ)；⑥農(nóng)(林)業(yè)信息技術(shù)應(yīng)用。

醫(yī)學(xué)類：①大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)；②程序設(shè)計基礎(chǔ)；③數(shù)據(jù)庫技術(shù)及應(yīng)用；④多媒體技術(shù)及其在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用；⑤醫(yī)學(xué)成像及處理技術(shù)；⑥醫(yī)學(xué)信息分析與決策。4

只有以下三門課程：

1、大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)；

2、程序設(shè)計基礎(chǔ)；

3、數(shù)據(jù)庫技術(shù)及應(yīng)用。是所有理工科學(xué)生需要學(xué)習(xí)和掌握的基礎(chǔ)知識。5地位：

是計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、指揮自動化工程、信息研究與安全等本科專業(yè)的核心專業(yè)/核心專業(yè)基礎(chǔ)課程。作用：

是基本的看家本領(lǐng)，是踢開頭三腳的基本功，是展現(xiàn)和體現(xiàn)專業(yè)綜合能力的軟平臺。本課程在專業(yè)教學(xué)中的作用與地位6？

（1）數(shù)據(jù)庫這個術(shù)語您了解嗎？（2）您對數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)陌生嗎？78910111213？

（1）數(shù)據(jù)庫的工作原理您了解嗎？（2）您會設(shè)計一個實用的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)嗎？14第1章數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理與設(shè)計第1章數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述1.1數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基本概念

第1章數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述一、數(shù)據(jù)管理與數(shù)據(jù)處理

1、信息“信息”一詞源于拉丁文Information，是指一種陳述或一種解釋、理解等。

廣義地說，信息就是消息。從信息的基本含義和其具有的內(nèi)涵和外延來說，可將信息定義為：事物屬性的標(biāo)識。17一、數(shù)據(jù)管理與數(shù)據(jù)處理

1、信息

從信息的基本含義和其具有的內(nèi)涵和外延來說，可將信息定義為：事物屬性的標(biāo)識。

“屬性”可以是事物的基本特征，可以是對事物存在方式的描述，也可以是對事物運(yùn)動狀態(tài)的表現(xiàn)形式的刻畫。也就是說，事物以其存在方式和運(yùn)動狀態(tài)的表現(xiàn)形式的不同而具有不同的屬性標(biāo)識。

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18一、數(shù)據(jù)管理與數(shù)據(jù)處理

2、數(shù)據(jù)

是記錄在某種物理載體上的可以被鑒別的符號；是用符號表示的用于反映客觀世界中客體屬性的記錄。

①數(shù)據(jù)的內(nèi)容是事物特性的反映或描述即數(shù)據(jù)的語義、數(shù)據(jù)的含義。

②數(shù)據(jù)可以通過觀察、測量和考核等手段獲得。

#19一、數(shù)據(jù)管理與數(shù)據(jù)處理

3、信息與數(shù)據(jù)的關(guān)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“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。#

20一、數(shù)據(jù)管理與數(shù)據(jù)處理

4、數(shù)據(jù)管理與數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)管理

——對數(shù)據(jù)的收集、整理、組織、存儲、維護(hù)、檢索、傳送等操作過程。

數(shù)據(jù)處理

——對數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、存儲、加工和傳播的一系列活動的總和。21一、數(shù)據(jù)管理與數(shù)據(jù)處理

4、數(shù)據(jù)管理與數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)處理的目的：從大量的、雜亂無章的、難以理解的數(shù)據(jù)中抽取并導(dǎo)出對于那些特定的應(yīng)用來說是有價值的、有意義的數(shù)據(jù)，借以作為決策的依據(jù)。22一、數(shù)據(jù)管理與數(shù)據(jù)處理

4、數(shù)據(jù)管理與數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)管理與數(shù)據(jù)處理的聯(lián)系：數(shù)據(jù)管理是數(shù)據(jù)處理業(yè)務(wù)中必不可少的共有部分；數(shù)據(jù)管理技術(shù)的優(yōu)劣直接影響數(shù)據(jù)處理的效率。

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23二、數(shù)據(jù)庫

數(shù)據(jù)庫（DataBase，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。

DataBase24二、數(shù)據(jù)庫數(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。

DataBase25二、數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫概念的含義:

（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。DataBase26二、數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫概念的含義:

（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。

##DataBase27三、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)

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)，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。28三、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)

DBMS的功能定義數(shù)據(jù)庫操縱數(shù)據(jù)庫控制數(shù)據(jù)庫維護(hù)數(shù)據(jù)庫通信功能29三、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)

DBMS的功能定義數(shù)據(jù)庫操縱數(shù)據(jù)庫控制數(shù)據(jù)庫維護(hù)數(shù)據(jù)庫通信功能

利用數(shù)據(jù)定義語言定義數(shù)據(jù)庫的各種模式、數(shù)據(jù)的約束條件和訪問規(guī)則等。

30三、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)

DBMS的功能定義數(shù)據(jù)庫操縱數(shù)據(jù)庫控制數(shù)據(jù)庫維護(hù)數(shù)據(jù)庫通信功能

利用數(shù)據(jù)操縱語言實現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)的查詢、插入、刪除、修改等操作。31三、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)

DBMS的功能定義數(shù)據(jù)庫操縱數(shù)據(jù)庫控制數(shù)據(jù)庫維護(hù)數(shù)據(jù)庫通信功能

利用系統(tǒng)的控制機(jī)制，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的安全性、完整性和并發(fā)性等控制功能。32三、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)

DBMS的功能定義數(shù)據(jù)庫操縱數(shù)據(jù)庫控制數(shù)據(jù)庫維護(hù)數(shù)據(jù)庫通信功能

利用系統(tǒng)的維護(hù)機(jī)制，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)儲、恢復(fù)、重組和性能監(jiān)控等。33三、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)

DBMS的功能定義數(shù)據(jù)庫操縱數(shù)據(jù)庫控制數(shù)據(jù)庫維護(hù)數(shù)據(jù)庫通信功能

提供與操作系統(tǒng)、各功能部件和邏輯模塊之間的數(shù)據(jù)傳輸緩沖機(jī)制與通信功能34四、數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)

數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)（DBAS，DBS）是以計算機(jī)為開發(fā)和應(yīng)用平臺，以O(shè)S、DBMS、某種程序語言和實用程序等為軟件環(huán)境，以某一應(yīng)用領(lǐng)域的數(shù)據(jù)管理需求為應(yīng)用背景，采用數(shù)據(jù)庫設(shè)計技術(shù)建立的一個可實際運(yùn)行的，按照數(shù)據(jù)庫方法存儲和維護(hù)數(shù)據(jù)的，并為用戶提供數(shù)據(jù)支持和管理功能的應(yīng)用軟件系統(tǒng)。35四、數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)

數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)的三個基本要素：

1）數(shù)據(jù)：是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的操作對象，包括數(shù)據(jù)本身和數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系。{也就是說，反映數(shù)據(jù)之間聯(lián)系的信息也是一種數(shù)據(jù)}

2）物理存儲器：是保存數(shù)據(jù)的硬件介質(zhì)。{這里實質(zhì)上是強(qiáng)調(diào)計算機(jī)硬件環(huán)境的支持和存在}

3）數(shù)據(jù)庫軟件：是對數(shù)據(jù)進(jìn)行定義、描述、操作和維護(hù)的軟件系統(tǒng)，亦即DBMS軟件系統(tǒng)。36五、DBMS與應(yīng)用軟件及操作系統(tǒng)之間的關(guān)系

1、計算機(jī)軟件的分類與層次

1）系統(tǒng)軟件：操作系統(tǒng)、DBMS、語言編譯系統(tǒng)等。其中，操作系統(tǒng)是系統(tǒng)軟件的核心和基礎(chǔ)。

2）應(yīng)用軟件：各種文字處理軟件、各種工具軟件、用戶針對應(yīng)用需求設(shè)計的各種數(shù)據(jù)管理和數(shù)據(jù)處理軟件。數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)是目前最具有代表性的應(yīng)用軟件之一。37五、DBMS與應(yīng)用軟件及操作系統(tǒng)之間的關(guān)系

2、應(yīng)用程序、DBMS、OS和DB之間的關(guān)系應(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38六、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)與文件系統(tǒng)在計算機(jī)中，文件系統(tǒng)是通過把它所管理的程序和數(shù)據(jù)組織成一系列文件的方法來實現(xiàn)對程序和數(shù)據(jù)的管理的。學(xué)生信息成績信息課程信息學(xué)生信息查詢學(xué)生成績查詢課程信息查詢報告報告報告文件應(yīng)用程序用戶文件系統(tǒng)39文件系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)是非結(jié)構(gòu)化或半結(jié)構(gòu)化的；文件系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)是面向某一專門程序和個別應(yīng)用的，大多沒有提供多個用戶共享的機(jī)制；文件系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)是分離的、獨(dú)立的、可重復(fù)的。學(xué)生信息成績信息課程信息學(xué)生信息查詢學(xué)生成績查詢課程信息查詢報告報告報告文件應(yīng)用程序用戶文件系統(tǒng)六、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)與文件系統(tǒng)40

在計算機(jī)中，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是借助數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)軟件的支持，對數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進(jìn)行管理和操縱的。

對數(shù)據(jù)庫的操縱包括：錄入數(shù)據(jù)、更新數(shù)據(jù)、刪除數(shù)據(jù)、查詢數(shù)據(jù)等。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)學(xué)生信息查詢學(xué)生成績查詢課程信息查詢報告報告報告數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序用戶學(xué)生數(shù)據(jù)成績數(shù)據(jù)課程數(shù)據(jù)接口六、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)與文件系統(tǒng)41數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)是結(jié)構(gòu)化的；數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)是面向全組織和全系統(tǒng)的，因此可以被多個用戶和多個應(yīng)用共享；數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)具有非冗余性、一致性和相關(guān)性。

數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)學(xué)生信息查詢學(xué)生成績查詢課程信息查詢報告報告報告數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序用戶學(xué)生數(shù)據(jù)成績數(shù)據(jù)課程數(shù)據(jù)接口六、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)與文件系統(tǒng)421.2數(shù)據(jù)描述與數(shù)據(jù)模型第1章數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述現(xiàn)實世界信息一、現(xiàn)實世界的數(shù)據(jù)描述

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。44計算機(jī)現(xiàn)實世界信息一、現(xiàn)實世界的數(shù)據(jù)描述對數(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。45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。一、現(xiàn)實世界的數(shù)據(jù)描述46計算機(jī)現(xiàn)實世界信息一、現(xiàn)實世界的數(shù)據(jù)描述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。47計算機(jī)現(xiàn)實世界信息一、現(xiàn)實世界的數(shù)據(jù)描述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48一、現(xiàn)實世界的數(shù)據(jù)描述計算機(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。

49二、數(shù)據(jù)模型

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。50二、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。

51二、數(shù)據(jù)模型傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)模型分為：層次模型網(wǎng)狀模型關(guān)系模型52三、層次模型層次模型由滿足如下條件的結(jié)點(diǎn)組成：（1）根結(jié)點(diǎn)：是唯一的一個無雙親結(jié)點(diǎn)。（2）其它結(jié)點(diǎn)：有且僅有一個雙親結(jié)點(diǎn)。53大學(xué)研究所學(xué)院研究室部、處科班級教研室系圖1.2大學(xué)的行政管理機(jī)構(gòu)層次模型三、層次模型54三、層次模型特征：是一種用樹型（層次）結(jié)構(gòu)來組織數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)模型。樹中的每個結(jié)點(diǎn)代表一種記錄類型。55三、層次模型系號系名系主任名編制人數(shù)專長1職稱出生年月性別教員姓名教員編號專長2教研室名教研室主任名教研室號編制人數(shù)圖1.3圖1.2的層次模型中的部分記錄類型示例56三、層次模型層次模型的優(yōu)點(diǎn)：

（1）結(jié)構(gòu)清晰，容易理解；（2）結(jié)點(diǎn)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。57四、網(wǎng)狀模型網(wǎng)狀模型由滿足如下條件的結(jié)點(diǎn)組成：

（1）至少有一個結(jié)點(diǎn)多于一個雙親結(jié)點(diǎn)；（2）至少有一個結(jié)點(diǎn)無雙親結(jié)點(diǎn)。58ADBCHKJ圖1.4網(wǎng)狀模型結(jié)構(gòu)GFE四、網(wǎng)狀模型59班級社團(tuán)學(xué)生圖1.5網(wǎng)狀模型示例四、網(wǎng)狀模型60四、網(wǎng)狀模型

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特征：是用有向圖結(jié)構(gòu)來組織數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)模型。網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型中的每個結(jié)點(diǎn)也代表一種記錄類型。

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優(yōu)點(diǎn)：在網(wǎng)狀模型中，結(jié)點(diǎn)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。61

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)被下一節(jié)我們將要講的關(guān)系模型所取代。621.3關(guān)系模型第1章數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述關(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。一、關(guān)系模型的基本概念64課程號課程名學(xué)時C401001數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)70C401002操作系統(tǒng)80C402001計算機(jī)原理60課程關(guān)系C

元組1元組2元組3關(guān)系狀態(tài)關(guān)系模式名（屬性名1，屬性名2，…，屬性名n）屬性值屬性關(guān)系模式關(guān)系模型：關(guān)系模式組成的集合

一、關(guān)系模型的基本概念65一、關(guān)系模型的基本概念學(xué)號姓名性別出生年月籍貫專業(yè)代碼班級200401001張華男14-dec-82北京S0401200401200401002李建平男20-aug-82上海S0401200401200401003王麗麗女02-feb-83上海S0401200401200402001楊秋紅女09-may-83西安S0402200402200402002吳志偉男30-jun-82南京S0402200402200402003李濤男25-jun-83西安S0402200402200403001趙曉艷女11-mar-82長沙S0403200403(a)學(xué)生關(guān)系S

圖1.7用二維表格結(jié)構(gòu)表示的關(guān)系示例66一、關(guān)系模型的基本概念專業(yè)代碼專業(yè)名稱

S0401計算機(jī)科學(xué)

S0402指揮自動化

S0403網(wǎng)絡(luò)工程

S0404信息研究課程號課程名學(xué)時C401001數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)70C401002操作系統(tǒng)60C402001計算機(jī)原理60C402002通信原理60C403001計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)60C403002信息安全技術(shù)50C404001信息編碼與加密60(b)專業(yè)關(guān)系B(c)課程關(guān)系C

圖1.7用二維表格結(jié)構(gòu)表示的關(guān)系示例67一、關(guān)系模型的基本概念專業(yè)代碼課程號S0401C401001S0401C402001S0401C402002S0401C403001S0402C402001S0402C402002S0402C403001S0403C403001S0403C403002S0404C401001S0404C404001學(xué)號課程號分?jǐn)?shù)200401001C40100190200401001C40200290200401001C40300185200401002C40100175200401002C40200288200401003C40200269200402001C40100187200402001C40100290200402002C40300192200402003C40300183200403001C40300291（d）設(shè)置關(guān)系CS

（e）學(xué)習(xí)關(guān)系SC68一、關(guān)系模型的基本概念教職工號課程號

T0401001

C401002

T0401002

C401001

T0402001

C402002

T0402002

C402002

T0403002

C403001教職工號姓名性別出生年月職稱教研室電話T0401001張國慶男01-may-50教授計算機(jī)88108T0401002徐浩男22-jun-77講師計算機(jī)88992T0402001張明敏女30-aug-62教授指揮自動化88518T0402002李陽洋女11-dec-68副教授指揮自動化88826T0403001郭宏偉男29-nov-59副教授網(wǎng)絡(luò)工程88158T0403002宋歌女15-mar-82網(wǎng)絡(luò)工程(f)

教師關(guān)系T(g)講授關(guān)系TEACH圖1.7用二維表格結(jié)構(gòu)表示的關(guān)系示例(g)講授關(guān)系TEACH69一、關(guān)系模型的基本概念關(guān)系模式的表示：

1、學(xué)生關(guān)系（學(xué)號，姓名，性別，出生年月，籍貫，專業(yè)代碼，班級）2、專業(yè)關(guān)系（專業(yè)代碼，專業(yè)名稱）3、課程關(guān)系（課程號，課程名，學(xué)時）4、設(shè)置關(guān)系（專業(yè)代碼，課程號）5、學(xué)習(xí)關(guān)系（學(xué)號，課程號，分?jǐn)?shù)）6、講授關(guān)系（教職工號，課程號）7、教師關(guān)系（教職工號，姓名，性別，出生年月，

職稱，教研室，電話）70一、關(guān)系模型的基本概念用符號表示關(guān)系模式：

學(xué)生關(guān)系：S（S#，SNAME，SSEX，BIRTHIN，PLACEOFB，SCODE#，CLASS）專業(yè)關(guān)系：SS（SCODE#，SSNAME）

課程關(guān)系：C（C#，CNAME，CLASSH）

學(xué)習(xí)關(guān)系：SC（S#，C#，GRADE）

71關(guān)系模型的優(yōu)點(diǎn)：

（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)。一、關(guān)系模型的基本概念72

1、候選鍵：如果一組屬性集能唯一地標(biāo)識一個關(guān)系中的元組而又不含有多余的屬性，則稱該屬性集為該關(guān)系的候選鍵。

比如，學(xué)生關(guān)系：二、關(guān)系的鍵學(xué)號姓名…班級200401001張華…200401200401002李建平…200401200401003王麗麗…200401…………73

1、候選鍵：如果一組屬性集能唯一地標(biāo)識一個關(guān)系中的元組而又不含有多余的屬性，則稱該屬性集為該關(guān)系的候選鍵。

又比如：

郵寄地址（城市名，街道名，郵政編碼，單位名，收件人）

有兩個候選鍵:

{城市名，街道名}

和{街道名，郵政編碼}

二、關(guān)系的鍵74

1、候選鍵：如果一組屬性集能唯一地標(biāo)識一個關(guān)系中的元組而又不含有多余的屬性，則稱該屬性集為該關(guān)系的候選鍵。

2、主鍵：用戶選定的那個候選鍵。

■唯一性

■

非冗余性學(xué)號姓名…班級200401001張華…200401200401002李建平…200401200401003王麗麗…200401…………學(xué)生關(guān)系S二、關(guān)系的鍵75

1、候選鍵：如果一組屬性集能唯一地標(biāo)識一個關(guān)系中的元組而又不含有多余的屬性，則稱該屬性集為該關(guān)系的候選鍵。

2、主鍵：用戶選定的那個候選鍵。

■唯一性

■

非冗余性

■有效性二、關(guān)系的鍵學(xué)號課程號分?jǐn)?shù)200401001C40100190200401001C40200270200401002C40100175200401002C40200280學(xué)習(xí)關(guān)系SC76學(xué)號課程號分?jǐn)?shù)200401001C40100190200401002C40100175200401003C40200269

課程號課程名學(xué)時C401001數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)70C401002操作系統(tǒng)60C402001計算機(jī)原理60課程關(guān)系C/R2學(xué)習(xí)關(guān)系SC/R1課程號是學(xué)習(xí)關(guān)系SC的外鍵

3、外鍵：如果關(guān)系模式R1中的某屬性集是另一關(guān)系模式R2的主鍵，則該屬性集是關(guān)系模式R1的外鍵。它用來表示多個關(guān)系之間的聯(lián)系。二、關(guān)系的鍵77三、主屬性與非主屬性主屬性：

包含在任何一個候選鍵中的屬性稱為主屬性。非主屬性：

不屬于任何候選鍵中的屬性稱為非主屬性或非鍵屬性

。

78三、主屬性與非主屬性簡單情況下，一個關(guān)系只有一個主屬性：

極端情況下，一個關(guān)系的全部屬性都是主屬性。

比如：設(shè)置關(guān)系（專業(yè)代碼，課程號）

課程號課程名學(xué)時C401001數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)70C401002操作系統(tǒng)60C402001計算機(jī)原理60課程關(guān)系C#79自測練習(xí)——單項選擇題（1）在信息世界中，

是現(xiàn)實世界中存在的和人們關(guān)心的任何“事物”的抽象。

A.對象B.客體C.信息D.實體

（2）人們對信息世界中的實體及實體之間的聯(lián)系的抽象形成了

，它是對現(xiàn)實世界數(shù)據(jù)描述的第一層抽象。

A.語義模型B.數(shù)據(jù)模型C.信息模型D.層次模型80自測練習(xí)——單項選擇題（3）在數(shù)據(jù)庫技術(shù)中，數(shù)據(jù)模型作為一組面向計算機(jī)的概念集合，其三個組成部分沒有被包括的是

。

A.數(shù)據(jù)約束B.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)C.數(shù)據(jù)操作D.數(shù)據(jù)處理

（4）在關(guān)系數(shù)據(jù)庫中，下列的錯誤說法是

。

A.關(guān)系模式也稱為記錄類型B.元組也稱為紀(jì)錄C.屬性名也稱為字段名

D.數(shù)據(jù)項也稱為關(guān)系的當(dāng)前值

811.4數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的內(nèi)部體系結(jié)構(gòu)第1章數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述模式結(jié)構(gòu)內(nèi)模式邏輯模式外模式DB數(shù)據(jù)抽象物理層邏輯層視圖層低復(fù)雜性強(qiáng)易用性簡單結(jié)構(gòu)一、數(shù)據(jù)庫的三級模式結(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)83一、數(shù)據(jù)庫的三級模式結(jié)構(gòu)

1、概念模式（邏輯模式）是對DB中全部數(shù)據(jù)的整體邏輯結(jié)構(gòu)的描述，體現(xiàn)了全局、整體的數(shù)據(jù)觀點(diǎn)。

說明：①概念模式的主體是數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)模型；②一個DB只有一個與數(shù)據(jù)模型對應(yīng)的概念模式；③概念模式僅涉及“型”的描述，不涉及具體的值。

關(guān)系表：型對應(yīng)于表頭，值對應(yīng)于其中的元組84學(xué)生關(guān)系模式：S（S#，SNAME，SSEX，SBIRTHIN，PLACEOFB，SCODE#，CLASS）專業(yè)關(guān)系模式：SS（SCODE#，SSNAME）課程關(guān)系模式：C（C#，CNAME，CLASSH）設(shè)置關(guān)系模式：CS（SCODE#，C#）學(xué)習(xí)關(guān)系模式：SC（S#，C#，GRADE）教師關(guān)系模式：T（T#，TNAME，TSEX，TBIRTHIN，TITLEOF，TRSECTION，TEL）講授關(guān)系模式：TEACH（T#，C#）大學(xué)教學(xué)管理數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的概念模式85一、數(shù)據(jù)庫的三級模式結(jié)構(gòu)

2、外模式是對數(shù)據(jù)庫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(diǎn)。

說明：①外模式是用戶和DBAS的接口；②一個DB可有多個外模式；③外模式是保證DB安全性的措施之一。86課程號課程名學(xué)時數(shù)任課教員

任課教研室

(a)學(xué)號姓名課程號分?jǐn)?shù)

(b)學(xué)號姓名平均分?jǐn)?shù)

(c)教學(xué)安排：TA(C#，CNAME，CLASSH，TNAME，TRSECTION)課程成績：CG(S#，SNAME，C#，GRADE)平均成績：A_GRADE(S#，SNAME，AVE_GRADE)

(d)外模式示例87課程號課程名學(xué)時數(shù)任課教員任課教研室

(a)學(xué)號姓名課程號分?jǐn)?shù)

(b)學(xué)號姓名平均分?jǐn)?shù)

(c)教學(xué)安排：TA(C#，CNAME，CLASSH，TNAME，TRSECTION)課程成績：CG(S#，SNAME，C#，GRADE)平均成績：A_GRADE(S#，SNAME，AVE_GRADE)

(d)外模式示例88課程號課程名學(xué)時數(shù)任課教員任課教研室

(a)學(xué)號姓名課程號分?jǐn)?shù)

(b)學(xué)號姓名平均分?jǐn)?shù)

(c)教學(xué)安排：TA(C#，CNAME，CLASSH，TNAME，TRSECTION)課程成績：CG(S#，SNAME，C#，GRADE)平均成績：A_GRADE(S#，SNAME，AVE_GRADE)

(d)外模式示例89課程號課程名學(xué)時數(shù)任課教員

任課教研室

(a)學(xué)號姓名課程號分?jǐn)?shù)

(b)學(xué)號姓名平均分?jǐn)?shù)

(c)教學(xué)安排：TA(C#，CNAME，CLASSH，TNAME，TRSECTION)課程成績：CG(S#，SNAME，C#，GRADE)平均成績：A_GRADE(S#，SNAME，AVE_GRADE)

(d)外模式示例90S＃SNAMEC＃GRADES256…WangC580S＃SNAMESSEXSCODE#S256…WangFS0401S＃C＃GRADES256C580課程成績CGSSC外模式示例91課程號課程名學(xué)時數(shù)任課教員

任課教研室

(a)學(xué)號姓名課程號分?jǐn)?shù)

(b)學(xué)號姓名平均分?jǐn)?shù)

(c)教學(xué)安排：TA(C#，CNAME，CLASSH，TNAME，TRSECTION)課程成績：CG(S#，SNAME，C#，GRADE)平均成績：A_GRADE(S#，SNAME，AVE_GRADE)

(d)外模式示例92一、數(shù)據(jù)庫的三級模式結(jié)構(gòu)

3、內(nèi)模式是對數(shù)據(jù)庫表物理存儲結(jié)構(gòu)的描述。說明：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。93二、數(shù)據(jù)庫的兩級映象

1、三級數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)

數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序1應(yīng)用程序2應(yīng)用程序3應(yīng)用程序M外模式1外模式2外模式N邏輯模式內(nèi)模式……圖1.8數(shù)據(jù)庫的三級模式結(jié)構(gòu)94二、數(shù)據(jù)庫的兩級映象

1、三級數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)

數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序1應(yīng)用程序2應(yīng)用程序3應(yīng)用程序M外模式1外模式2外模式N邏輯模式內(nèi)模式……圖1.8數(shù)據(jù)庫的三級模式結(jié)構(gòu)排課外模式(課程號，課程名，學(xué)時，教員姓名，教研室)學(xué)習(xí)成績外模式(學(xué)號，姓名，課程號，分?jǐn)?shù))平均成績外模式(學(xué)號，姓名，平均分?jǐn)?shù))95二、數(shù)據(jù)庫的兩級映象

1、三級數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)

數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序1應(yīng)用程序2應(yīng)用程序3應(yīng)用程序M外模式1外模式2外模式N邏輯模式內(nèi)模式……圖1.8數(shù)據(jù)庫的三級模式結(jié)構(gòu)學(xué)生關(guān)系（學(xué)號，姓名，性別，出生年月，籍貫，專業(yè)代碼，班級）專業(yè)關(guān)系（專業(yè)代碼，專業(yè)名稱）課程關(guān)系（課程號，課程名，學(xué)時數(shù)）設(shè)置關(guān)系（專業(yè)代碼，課程代碼）學(xué)習(xí)關(guān)系（學(xué)號，課程號，分?jǐn)?shù)）教師關(guān)系（教工號，教員姓名，教員性別，教員出生年月，教研室，電話）講授關(guān)系（教工號，課程號）96二、數(shù)據(jù)庫的兩級映象

1、三級數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)

數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序1應(yīng)用程序2應(yīng)用程序3應(yīng)用程序M外模式1外模式2外模式N邏輯模式內(nèi)模式……圖1.8數(shù)據(jù)庫的三級模式結(jié)構(gòu)記錄間鏈接物理索引97內(nèi)部層次(存儲層次)記錄間鏈接物理索引CC#CNAMECLASSHT

T#TNAMETRSECTION

…邏輯模式內(nèi)部模式用戶視圖1TAC#

CNAME

CLASSH

TNAME

TRSECTION邏輯層次CG用戶視圖2S#SNAMEC#CNAMECLASSHGRADESS#SNAMESSEX…外模式1外模式2外部層次98應(yīng)用程序A1應(yīng)用程序A2應(yīng)用程序B1應(yīng)用程序B2外模式A外模式B邏輯模式內(nèi)模式數(shù)據(jù)庫用戶A1用戶A2用戶B1用戶B2外模式到模式的映象A外模式到模式的映象B模式到內(nèi)模式的映象二、數(shù)據(jù)庫的兩級映象99二、數(shù)據(jù)庫的兩級映象