第三章 數(shù)據(jù)管理

第三章數(shù)據(jù)管理第一節(jié)數(shù)據(jù)管理概述數(shù)據(jù)與信息是密切相關(guān)聯(lián)的，數(shù)據(jù)是信息的具體表現(xiàn)形式，它反映了信息的內(nèi)容。二、數(shù)據(jù)組織的層次一、信息與數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)項(xiàng)（Field）：是具有確定邏輯意義的數(shù)據(jù)的最小單位。用于說(shuō)明事物的某方面性質(zhì)。數(shù)據(jù)庫(kù)（DataBase）：存儲(chǔ)起來(lái)的相關(guān)數(shù)據(jù)的集合。記錄（Record）：具有一定關(guān)系的數(shù)據(jù)項(xiàng)的一個(gè)有序集合。用于說(shuō)明一個(gè)客觀存在的事物（或事物之間的聯(lián)系）。文件（File）：同類(lèi)記錄的有序集合。如圖關(guān)鍵字（Keyword）：能唯一標(biāo)識(shí)一條記錄的數(shù)據(jù)項(xiàng)的最小集合。數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)由數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)（DBMS）統(tǒng)一管理。三、數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展1．人工管理階段數(shù)據(jù)管理的特點(diǎn)：沒(méi)有軟件系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行管理；數(shù)據(jù)和程序結(jié)合為一個(gè)不可分割的整體；一組數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)于一個(gè)應(yīng)用程序。20世紀(jì)50年代中期以前。應(yīng)用程序1應(yīng)用程序2應(yīng)用程序n數(shù)據(jù)組1數(shù)據(jù)組2數(shù)據(jù)組n數(shù)據(jù)1數(shù)據(jù)2數(shù)據(jù)n.........人工管理下數(shù)據(jù)與應(yīng)用程序的聯(lián)系2．文件管理階段20世紀(jì)在50年代后期～60年代中期數(shù)據(jù)管理的特點(diǎn)：有了軟件系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行管理，程序與數(shù)據(jù)之間有了一定的獨(dú)立性；文件系統(tǒng)是用戶應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)文件間的接口；各文件相互獨(dú)立，分散保管，數(shù)據(jù)的一致性不易控制。缺點(diǎn)：數(shù)據(jù)仍然是面向應(yīng)用的、文件不易擴(kuò)充、數(shù)據(jù)共享有限等。應(yīng)用程序1應(yīng)用程序2應(yīng)用程序n......文件系統(tǒng)中數(shù)據(jù)與應(yīng)用程序的聯(lián)系文件2文件1文件n文件系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)在數(shù)據(jù)管理方面的特點(diǎn)：3．?dāng)?shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)階段20世紀(jì)60年代末期1．?dāng)?shù)據(jù)面向整體系統(tǒng)而不是面向某個(gè)應(yīng)用2．?dāng)?shù)據(jù)冗余度（dataredundancy）小4．?dāng)?shù)據(jù)共享性好3．具有較好的數(shù)據(jù)獨(dú)立性物理獨(dú)立性：數(shù)據(jù)的物理組織發(fā)生變化不影響數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)。邏輯獨(dú)立性：數(shù)據(jù)庫(kù)的邏輯結(jié)構(gòu)改變時(shí)，無(wú)需改變應(yīng)用程序。5．?dāng)?shù)據(jù)的一致性好6．?dāng)?shù)據(jù)安全性、完整性和并發(fā)性保障第二節(jié)數(shù)據(jù)庫(kù)及其管理系統(tǒng)一、概述現(xiàn)實(shí)世界（RealWorld）：存在于人們頭腦之外的客觀世界。信息世界（InformationWorld）：現(xiàn)實(shí)世界在人們頭腦中的反映，人們把它用文字和符號(hào)記載下來(lái)。數(shù)據(jù)世界（DataWorld）：信息世界的信息在機(jī)器世界中以數(shù)據(jù)形式存儲(chǔ)。客觀事物信息數(shù)據(jù)

認(rèn)識(shí)形象化、具體化信息模型：實(shí)體、屬性、聯(lián)系事物：對(duì)象性質(zhì)聯(lián)系數(shù)據(jù)模型：實(shí)體文件、記錄屬性數(shù)據(jù)項(xiàng)（字段）聯(lián)系三個(gè)世界的關(guān)系：現(xiàn)實(shí)世界信息世界數(shù)據(jù)世界例子全體事物間關(guān)系實(shí)體集聯(lián)系（m:n）文件某廠全體職工的個(gè)人數(shù)據(jù)資料設(shè)備與零部件的加工關(guān)系個(gè)體實(shí)體記錄職工張三的數(shù)據(jù)特征事物間關(guān)系屬性聯(lián)系(1:1和1:n)數(shù)據(jù)項(xiàng)張三，男，25，工程師班級(jí)和學(xué)生的所屬關(guān)系三個(gè)世界術(shù)語(yǔ)對(duì)應(yīng)表客觀事物的關(guān)系與性質(zhì)實(shí)體聯(lián)系屬性數(shù)據(jù)庫(kù)文件記錄數(shù)據(jù)項(xiàng)轉(zhuǎn)換認(rèn)識(shí)抽象信息世界現(xiàn)實(shí)世界數(shù)據(jù)世界二、信息模型實(shí)體（Entity）：是指客觀存在的事物。

Entity：Aperson,place,thing,oreventaboutwhichinformationmustbekept.屬性（Attribute）：是指實(shí)體具有的性質(zhì)或特性。

Attribute：Apieceofinformationdescribingaparticularentity.1.信息模型的要素例如：學(xué)生，課程，班級(jí)等。

實(shí)體個(gè)體：是指能相互區(qū)分的，特定的單個(gè)實(shí)體。實(shí)體集：同類(lèi)個(gè)體的集合。

例如：學(xué)生（學(xué)號(hào)、姓名、性別等）

主碼：能唯一地標(biāo)識(shí)一個(gè)實(shí)體的一個(gè)屬性或?qū)傩越M。

屬性由屬性名和屬性值來(lái)描述。例如：學(xué)生（學(xué)號(hào)、姓名）990001王丹實(shí)體與屬性的區(qū)分是相對(duì)的。實(shí)體型：屬性名的組合。一個(gè)實(shí)體型就代表了一個(gè)實(shí)體集。

聯(lián)系（Relationship）聯(lián)系是指客觀存在的事物之間的相互聯(lián)系。Relationship：arelationbetweenvariousentities.2.兩個(gè)實(shí)體集之間的聯(lián)系方式一對(duì)一聯(lián)系（1：1）實(shí)體集A中的任一個(gè)體至多與實(shí)體集B中的一個(gè)個(gè)體有聯(lián)系，實(shí)體集B中的任一個(gè)體也至多與實(shí)體集A中的一個(gè)個(gè)體有聯(lián)系，則稱實(shí)體集A與實(shí)體集B的聯(lián)系為一對(duì)一的聯(lián)系。

。。。。。。。。。。。。。。BA例如：班級(jí)與班長(zhǎng)；車(chē)間與車(chē)間主任。一對(duì)多聯(lián)系（1：N）

。。。。。

。。。。。。。BA

如果實(shí)體集A中至少有一個(gè)個(gè)體與實(shí)體集B中的一個(gè)以上個(gè)體有聯(lián)系，且實(shí)體集B中的任一個(gè)體至多與實(shí)體集A中的一個(gè)個(gè)體有聯(lián)系，則稱實(shí)體集A與實(shí)體集B的聯(lián)系為一對(duì)多的聯(lián)系。例如：班級(jí)與學(xué)生；車(chē)間與工人。多對(duì)多聯(lián)系（M：N）。。。。。。。

。。。。。。。AB

如果實(shí)體集A中至少有一個(gè)個(gè)體與實(shí)體集B中的一個(gè)以上個(gè)體有聯(lián)系，且實(shí)體集B中至少有一個(gè)個(gè)體與實(shí)體集A中的一個(gè)以上個(gè)體有聯(lián)系，則稱實(shí)體集A與實(shí)體集B的聯(lián)系為多對(duì)多的聯(lián)系。例如：課程與學(xué)生；車(chē)間與零部件。3.建立信息模型的方法

建立信息模型就是要找出其實(shí)體集、實(shí)體集的屬性、實(shí)體集的聯(lián)系。E—RmodelAmethodologyfordocumentingDatabaseillustratingtherelationshipbetweenvariousentitiesinthedatabase.

1）實(shí)體—聯(lián)系方法（Entity—RelationshipApproach簡(jiǎn)稱：E—R法）應(yīng)用E—R法建立的信息模型稱E—R模型。學(xué)生學(xué)號(hào)屬性實(shí)體集聯(lián)系2）E—R模型中

使用的符號(hào)：３）畫(huà)E—R圖步驟確定或者設(shè)計(jì)主碼

確定實(shí)體集

建立聯(lián)系對(duì)調(diào)查的組織進(jìn)行認(rèn)真的、仔細(xì)的分析和歸納，形成一個(gè)個(gè)實(shí)體集。在有關(guān)的實(shí)體集之間建立聯(lián)系，然后仔細(xì)進(jìn)行分析和判斷，確定聯(lián)系的類(lèi)型。標(biāo)注各個(gè)實(shí)體集（或聯(lián)系）的屬性，并認(rèn)真分析，確定每個(gè)實(shí)體的主碼，若不存在主碼，則設(shè)計(jì)一代碼作主碼。確定單一的父子關(guān)系結(jié)構(gòu)將M:N類(lèi)型的聯(lián)系作為一個(gè)實(shí)體，這個(gè)聯(lián)系實(shí)體至少有兩個(gè)屬性，一般還具有自己的屬性。學(xué)生成績(jī)管理系統(tǒng)的E—R模型MN1N班級(jí)學(xué)生課程從屬選課班級(jí)人數(shù)名稱課程課號(hào)課名學(xué)時(shí)學(xué)生姓名學(xué)號(hào)性別……選課學(xué)號(hào)課程號(hào)成績(jī)練習(xí)題1、在生產(chǎn)車(chē)間管理數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)中，根據(jù)以下描述畫(huà)出實(shí)體——關(guān)系圖（E-R圖）；各實(shí)體屬性列出三個(gè)即可。每個(gè)車(chē)間有一個(gè)車(chē)間主任，多名職工，可以加工使用多個(gè)零件；而每個(gè)車(chē)間主任只可管理一個(gè)車(chē)間，每個(gè)職工只屬于一個(gè)車(chē)間，有些零件可被多個(gè)車(chē)間加工使用。M11N零部件加工車(chē)間車(chē)間主任管理N11職工工作職工工號(hào)學(xué)歷姓名……車(chē)間代號(hào)面積名稱……零部件代號(hào)材料名稱……車(chē)間主任代號(hào)學(xué)歷姓名……數(shù)量加工車(chē)間代號(hào)數(shù)量零部件號(hào)……４）E—R圖特點(diǎn)一個(gè)聯(lián)系可定義在兩個(gè)以上的實(shí)體集上。如圖一個(gè)聯(lián)系可以定義在一個(gè)集合自身之上。如圖對(duì)給定的實(shí)體集，可以有兩個(gè)以上的聯(lián)系，他們必須給予不同的聯(lián)系名稱。如圖聯(lián)系的類(lèi)型必須標(biāo)注清楚。各實(shí)體的屬性可以不在E－R圖中描述，單獨(dú)進(jìn)行描述。如圖５）如何區(qū)分實(shí)體與屬性盡量減少實(shí)體集，能作為屬性時(shí)不要作為實(shí)體集。作為屬性的事物，不能再有需要描述的性質(zhì)（屬性），也不能與其它事物有聯(lián)系。如圖作為屬性的事物與所描述的實(shí)體間只能是1：N（１:１）的對(duì)應(yīng)關(guān)系。如圖練習(xí)試按以下描述畫(huà)出實(shí)體——關(guān)系圖（E-R圖）。每種商品只能存放在某一倉(cāng)庫(kù)中，每個(gè)倉(cāng)庫(kù)卻可以存放不同的商品；每種商品可由多個(gè)銷(xiāo)售人員銷(xiāo)售給多個(gè)零售商，每個(gè)銷(xiāo)售人員也可以銷(xiāo)售多種商品給多個(gè)零售商，每個(gè)零售商可從多個(gè)銷(xiāo)售人員購(gòu)買(mǎi)多種商品。各實(shí)體屬性列出三個(gè)即可。商品單價(jià)商品號(hào)名稱工齡姓名庫(kù)號(hào)大小位置N1MN銷(xiāo)售儲(chǔ)存銷(xiāo)售人員商品倉(cāng)庫(kù)工號(hào)數(shù)量數(shù)量零售商號(hào)名稱地址L零售商三、數(shù)據(jù)模型1．?dāng)?shù)據(jù)模型與信息模型的關(guān)系數(shù)據(jù)模型是數(shù)據(jù)組織中各層次內(nèi)部、外部之間聯(lián)系的描述。是面向數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)。實(shí)體－實(shí)體型－實(shí)體集－個(gè)體－屬性－屬性名－屬性值－記錄；文件；數(shù)據(jù)項(xiàng)；特定記錄；

記錄型；數(shù)據(jù)項(xiàng)型；數(shù)據(jù)項(xiàng)值；數(shù)據(jù)庫(kù)不僅要描述數(shù)據(jù)項(xiàng)、記錄之間的聯(lián)系，而且要描述記錄型之間，也就是各種文件之間的聯(lián)系。2．常見(jiàn)數(shù)據(jù)模型概述網(wǎng)狀模型（networkmodel）層次模型（hierarchicalmodel）層次模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是一種樹(shù)型結(jié)構(gòu)。層次模型是有且僅有一個(gè)節(jié)點(diǎn)無(wú)雙親節(jié)點(diǎn)，這個(gè)節(jié)點(diǎn)即為樹(shù)根，而其它有且僅有一個(gè)雙親節(jié)點(diǎn)。如圖特點(diǎn)：處理效率較低，難以描述N：M的聯(lián)系。網(wǎng)狀模型是可以有一個(gè)以上的節(jié)點(diǎn)無(wú)父節(jié)點(diǎn)，且至少有一個(gè)節(jié)點(diǎn)的父節(jié)點(diǎn)多于一個(gè)。如圖網(wǎng)狀模型中，允許兩個(gè)記錄型間有兩種以上的聯(lián)系。如圖缺點(diǎn)：數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，因?yàn)橛涗浶椭g的聯(lián)系是通過(guò)存取路徑實(shí)現(xiàn)的，加重應(yīng)用程序編寫(xiě)的負(fù)擔(dān)。

關(guān)系模型（RelationalModel）關(guān)系模型是把數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)歸結(jié)為滿足一定條件的二維表的模型，每一個(gè)關(guān)系為一個(gè)二維表，相當(dāng)于一個(gè)文件。實(shí)體集及實(shí)體集間聯(lián)系，通過(guò)關(guān)系進(jìn)行描述。如表關(guān)系模型的特點(diǎn)：用人們最熟悉的表格數(shù)據(jù)的形式，描述數(shù)據(jù)記錄之間的聯(lián)系。班號(hào)人數(shù)班級(jí)關(guān)系框架姓名年齡性別學(xué)生關(guān)系框架課號(hào)課名學(xué)時(shí)課程關(guān)系框架關(guān)系由關(guān)系框架和若干元組組成。如表姓名性別職稱教師關(guān)系框架關(guān)系模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)在關(guān)系模型中，無(wú)論是對(duì)實(shí)體集還是實(shí)體集之間的聯(lián)系，均可以用關(guān)系來(lái)描述。例如從E－R圖導(dǎo)出關(guān)系數(shù)據(jù)模型把E－R圖轉(zhuǎn)換為一個(gè)個(gè)關(guān)系框架關(guān)鍵問(wèn)題：怎樣建立不同聯(lián)系的關(guān)系模型。

對(duì)應(yīng)E－R圖中聯(lián)系，要根據(jù)聯(lián)系方式的不同，采取不同手段以使被它聯(lián)系的實(shí)體所對(duì)應(yīng)的關(guān)系彼此實(shí)現(xiàn)某種聯(lián)系。E－R圖中每一個(gè)實(shí)體，都相應(yīng)地轉(zhuǎn)換為一個(gè)關(guān)系，該關(guān)系應(yīng)包括對(duì)應(yīng)實(shí)體的全部屬性，并確定關(guān)鍵字。具體方法：1）如果兩個(gè)實(shí)體間是1：N聯(lián)系，就將“1”方的關(guān)鍵字納入“N”方實(shí)體對(duì)應(yīng)的關(guān)系中作為外部關(guān)鍵字，同時(shí)把聯(lián)系的屬性也一并納入“N”方的關(guān)系中。例如從E－R圖導(dǎo)出關(guān)系數(shù)據(jù)模型3）如果兩個(gè)實(shí)體間是1：1聯(lián)系，聯(lián)系本身并無(wú)屬性，轉(zhuǎn)換時(shí)只要在某個(gè)實(shí)體的關(guān)系中增加另一實(shí)體的關(guān)鍵字作為屬性即可，就能實(shí)現(xiàn)彼此間1：1

聯(lián)系。2）如果兩個(gè)實(shí)體間是M：N聯(lián)系，則需對(duì)聯(lián)系單獨(dú)建立一個(gè)關(guān)系，用來(lái)聯(lián)系雙方實(shí)體，該關(guān)系的屬性中至少要包括被它所聯(lián)系的雙方實(shí)體的關(guān)鍵字，如果聯(lián)系有屬性，也要納入這個(gè)聯(lián)系中。例如例如例題按照如下的實(shí)體聯(lián)系圖，完成關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)邏輯模式的設(shè)計(jì)。M11N零部件加工聯(lián)系車(chē)間車(chē)間主任管理聯(lián)系N11職工工作聯(lián)系職工號(hào)學(xué)歷姓名……車(chē)間號(hào)面積名稱……零件號(hào)材料名稱……職工號(hào)學(xué)歷姓名……數(shù)量職工職工號(hào)，姓名，……，學(xué)歷，車(chē)間號(hào)車(chē)間車(chē)間號(hào)，車(chē)間名，……，面積零部件零部件號(hào)，零部件名，……，材料加工

車(chē)間號(hào)，零部件號(hào)，……，數(shù)量車(chē)間主任職工號(hào)，姓名，……，學(xué)歷，車(chē)間號(hào)零部件零部件號(hào)零部件名規(guī)格數(shù)量組成零部件（零部件號(hào)，零部件名，規(guī)格）組成（零部件號(hào)，子零部件號(hào)，數(shù)量）

一個(gè)聯(lián)系定義在一個(gè)集合自身之上MN職工領(lǐng)導(dǎo)１N學(xué)歷性別姓名工號(hào)職工（工號(hào)，姓名，性別，學(xué)歷，經(jīng)理工號(hào)）倉(cāng)庫(kù)商品商店倉(cāng)庫(kù)號(hào)倉(cāng)庫(kù)名地址數(shù)量商店號(hào)商品名商品號(hào)商店名日期進(jìn)貨MNP倉(cāng)庫(kù)（倉(cāng)庫(kù)號(hào)，倉(cāng)庫(kù)名，地址）商店（商店號(hào)，商店名）商品（商品號(hào)，商品名）進(jìn)貨（商店號(hào)，商品號(hào)，倉(cāng)庫(kù)號(hào)，日期，數(shù)量）

一個(gè)聯(lián)系定義在兩個(gè)以上的實(shí)體集上關(guān)系的規(guī)范化第一范式（1NF）：①關(guān)系中每個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)（元組中每個(gè)分量）必須是一個(gè)不可分的數(shù)據(jù)項(xiàng)，且要求數(shù)據(jù)項(xiàng)沒(méi)有重復(fù)組。②列是同質(zhì)的，即每一列中所有數(shù)據(jù)項(xiàng)類(lèi)型相同。各列指定一個(gè)相異的名字，列的次序任意。③各行相異，不允許有重復(fù)的行，行的次序任意。第二范式（2NF）：指每個(gè)表必須有一個(gè)（且僅有一個(gè)）數(shù)據(jù)元素為主關(guān)鍵字，其它數(shù)據(jù)元素完全依賴于主關(guān)鍵字。第三范式（3NF）：指表中的所有數(shù)據(jù)元素不但要能夠唯一地被主關(guān)鍵字所標(biāo)識(shí)，而且它們之間還必須相互獨(dú)立，不存在其它的函數(shù)關(guān)系。如表如表如表第二節(jié)數(shù)據(jù)庫(kù)及其管理系統(tǒng)三、數(shù)據(jù)模型關(guān)系模式規(guī)范化練習(xí)車(chē)間考核職工完成生產(chǎn)定額關(guān)系W：W（日期，工號(hào)，姓名，工種，定額，超額，車(chē)間，車(chē)間主任）[分析]1.確定主關(guān)鍵字

因每個(gè)職工，每個(gè)月超額情況不同，而定額一般很少變動(dòng)，因此為了識(shí)別不同職工以及同一職工不同月份超額情況，確定主關(guān)鍵字為“日期+工號(hào)”。

“超額”完全依賴于主關(guān)鍵字；“姓名”、“工種”和“車(chē)間”部分依賴于主關(guān)鍵字中的“工號(hào)”；“定額”直接依賴于“工種”；“車(chē)間主任”直接依賴于“車(chē)間”。[分析]

2.用箭頭標(biāo)出各數(shù)據(jù)元素的函數(shù)依賴情況：工號(hào)日期超額車(chē)間工種姓名完全決定部分決定車(chē)間主任定額直接直接間接間接W（日期，工號(hào)，姓名，工種，超額，定額，車(chē)間，車(chē)間主任）[結(jié)論]

規(guī)范化后的表：（工號(hào)，姓名，工種，車(chē)間）（工種，定額）（日期，工號(hào)，超額）（車(chē)間，車(chē)間主任）范式化1、選課關(guān)系（學(xué)號(hào),姓名,年齡,課程號(hào),成績(jī),學(xué)分）學(xué)生（學(xué)號(hào),姓名,年齡）；

課程（課程號(hào),學(xué)分）；

選課（學(xué)號(hào),課程號(hào),成績(jī)）。

2、學(xué)生關(guān)系（學(xué)號(hào),姓名,年齡,所在學(xué)院,學(xué)院地點(diǎn),學(xué)院電話）學(xué)生（學(xué)號(hào),姓名,年齡,所在學(xué)院）；

學(xué)院（學(xué)院,地點(diǎn),電話）。將下列表轉(zhuǎn)化為符合范式關(guān)系的表

關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)模型2014503/01/0101/13/0140585013702/29/0101/12/01203812015202/22/0102/02/014058數(shù)量零件號(hào)發(fā)貨日期訂貨日期供應(yīng)商編號(hào)145137152零件號(hào)鐵70.00壓縮機(jī)鋁22.50門(mén)把手鋼26.25門(mén)鎖材質(zhì)單價(jià)零件名稱112520384058供應(yīng)商編號(hào)智遠(yuǎn)公司先鋒公司光明公司供應(yīng)商名稱112324海濱路51號(hào)114321五四路32號(hào)116044人民路44號(hào)郵編供應(yīng)商地址零件表供應(yīng)商表訂貨表10013705/01/0103/13/0140581014505/23/0104/05/011125從光明公司購(gòu)進(jìn)了哪些零件，數(shù)量？關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)基本操作關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的三種基本操作：選擇：在表中找出符合指定條件的記錄；連接：把相關(guān)的表合并起來(lái)，向用戶提供比單個(gè)表更多的信息；投影：在已有表的基礎(chǔ)上，選定所需的列建立一個(gè)新表。在關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中，用戶需要用多個(gè)相關(guān)聯(lián)的表中的信息來(lái)生成管理所需要的報(bào)表，通過(guò)關(guān)系運(yùn)算，可以將任何兩個(gè)有共同數(shù)據(jù)項(xiàng)的表關(guān)聯(lián)起來(lái)，這就是關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的威力所在。四、數(shù)據(jù)庫(kù)的結(jié)構(gòu)2．模式（Schema）內(nèi)模式是數(shù)據(jù)庫(kù)的存儲(chǔ)模式。具體描述了數(shù)據(jù)如何組織并存儲(chǔ)。內(nèi)模式一般由系統(tǒng)程序員根據(jù)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的軟硬件配置決定數(shù)據(jù)存取方式，并編制程序?qū)崿F(xiàn)存取。模式又稱概念模式，它是全局邏輯級(jí)的，是數(shù)據(jù)庫(kù)的整體邏輯結(jié)構(gòu)，這種模式是數(shù)據(jù)庫(kù)管理員DBA看到的數(shù)據(jù)庫(kù)。此模式的設(shè)計(jì)與維護(hù)由專(zhuān)家和DBA實(shí)施。1．外模式（ExternalSchema）外模式又稱子模式，它是局部邏輯級(jí)的結(jié)構(gòu)，是用戶可以看到和使用的數(shù)據(jù)庫(kù)。3．內(nèi)模式（InternalSchema）4．物理數(shù)據(jù)庫(kù)指數(shù)據(jù)庫(kù)在物理存儲(chǔ)設(shè)備上的組織。將下表進(jìn)行范式化處理教師代碼姓名職稱研究課題號(hào)研究課題名教師代碼姓名職稱研究課題號(hào)研究課題名非2NF關(guān)系1.教師關(guān)系：（教師代碼，姓名，職稱）2.課題關(guān)系：（研究課題號(hào)，研究課題名）3.教師與課題關(guān)系：（教師代碼，研究課題號(hào)）將下表進(jìn)行范式化處理產(chǎn)品代碼產(chǎn)品名生產(chǎn)廠名生產(chǎn)廠地址非3NF關(guān)系2.生產(chǎn)廠關(guān)系：（生產(chǎn)廠名，生產(chǎn)廠地址）1.產(chǎn)品關(guān)系：（產(chǎn)品代碼，產(chǎn)品名，生產(chǎn)廠名）產(chǎn)品代碼產(chǎn)品名生產(chǎn)廠名生產(chǎn)廠地址練習(xí)題試按以下描述畫(huà)出實(shí)體——關(guān)系圖（E-R圖）：每種零件只能由一種材料構(gòu)成，每種材料卻可以構(gòu)成不同的零件；每種產(chǎn)品可由多個(gè)零件組成，每種零件又可以組成多種產(chǎn)品。各實(shí)體屬性列出三、四個(gè)即可。再根據(jù)E-R圖，完成關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)邏輯模式的設(shè)計(jì)。產(chǎn)品產(chǎn)品號(hào)，產(chǎn)品名，產(chǎn)品單價(jià)零件零件號(hào)，零件名，零件單價(jià)，重量,材料號(hào)材料材料號(hào)，材料名，單位價(jià)格，計(jì)量單位組成產(chǎn)品號(hào)，零件號(hào)，零件數(shù)零件單價(jià)重量產(chǎn)品單價(jià)產(chǎn)品名材料號(hào)材料名單位價(jià)格N1MN組成構(gòu)成計(jì)量單位零件名產(chǎn)品零件材料產(chǎn)品號(hào)零件數(shù)零件號(hào)2、某汽配公司的配件信息一覽表，把它轉(zhuǎn)化為符合范式關(guān)系的表。練習(xí)配件編號(hào)配件名稱型號(hào)規(guī)格供應(yīng)商名稱供應(yīng)商地址單價(jià)數(shù)量班號(hào)學(xué)生課程成績(jī)考試時(shí)間學(xué)號(hào)姓名性別課號(hào)課名學(xué)時(shí)A01011王紅女A5數(shù)學(xué)808699.1012李軍男B3英語(yǔ)908899.6011王紅女B3英語(yǔ)909299.6………………………1、將下表進(jìn)行范式化處理，使其滿足第三范式。五、用戶存取數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)的過(guò)程DBMS用戶應(yīng)用程序用戶工作區(qū)①模式③用戶應(yīng)用程序外（子）模式②OS⑤存儲(chǔ)模式④⑧⑦日志⑨系統(tǒng)緩沖區(qū)數(shù)據(jù)庫(kù)⑥數(shù)據(jù)庫(kù)的結(jié)構(gòu)第三節(jié)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)及其應(yīng)用結(jié)構(gòu)化查詢語(yǔ)言SQL(StructuredQueryLanguage)特點(diǎn)集數(shù)據(jù)描述語(yǔ)言（DDL，DataDescriptionLanguage）、數(shù)據(jù)操縱語(yǔ)言（DML，DataManipulationLanguage）、數(shù)據(jù)控制語(yǔ)言（DCL，DataControlLanguage）為一體，可實(shí)現(xiàn)DB生命周期的全部活動(dòng)。高度非過(guò)程化，用戶只要提干什么，不需指示怎么干。語(yǔ)言簡(jiǎn)潔，接近英語(yǔ)口語(yǔ)。常用動(dòng)詞：create,select,insert,update,delete,grantSQL支持C/S結(jié)構(gòu)。關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)是目前最流行的數(shù)據(jù)庫(kù)。幾種常用的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)第四節(jié)數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)一、定義Adatawarehouseisasubject-oriented,integrated,time-variant,andnonvolatilecollectionofdatainsupportofmanagement’sdecision-makingprocess.數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)（DataWarehouse）是在企業(yè)管理和決策中面向主題的、集成的、與時(shí)間相關(guān)的、不可修改的數(shù)據(jù)集合，用以支持管理決策問(wèn)題。數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)是一個(gè)綜合的解決方案，是對(duì)原始的操作數(shù)據(jù)進(jìn)行各種處理并轉(zhuǎn)換成有用信息的處理過(guò)程，它主要用來(lái)幫助有關(guān)主管部門(mén)做出更符合業(yè)務(wù)發(fā)展規(guī)律的決策。第四節(jié)數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)1．DW的數(shù)據(jù)是面向主題的。一、定義數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)主要有以下四個(gè)特征4．DW的數(shù)據(jù)是隨時(shí)間不斷變化的。3．DW的數(shù)據(jù)是不可更新的。2．DW的數(shù)據(jù)是集成的。

操作型數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)組織面向事務(wù)處理任務(wù)，各業(yè)務(wù)系統(tǒng)之間各自分離；

DW關(guān)注決策者的數(shù)據(jù)建模與分析，而不是組織機(jī)構(gòu)的日常操作和事務(wù)處理；

DW中數(shù)據(jù)按照一定的主題進(jìn)行組織，如顧客、供應(yīng)商、產(chǎn)品和銷(xiāo)售來(lái)組織；一個(gè)主題通常與多個(gè)操作型數(shù)據(jù)庫(kù)相關(guān)。

操作型數(shù)據(jù)庫(kù)之間相互獨(dú)立，可能異構(gòu)；

DW中數(shù)據(jù)是對(duì)原有分散的數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)作抽取的基礎(chǔ)上，經(jīng)過(guò)系統(tǒng)的加工、匯總和整理得到。

操作型數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)通常實(shí)時(shí)更新；

DW中數(shù)據(jù)主要用于決策分析，對(duì)數(shù)據(jù)的操作主要是數(shù)據(jù)查詢；

操作型數(shù)據(jù)庫(kù)主要關(guān)心某一個(gè)時(shí)間段內(nèi)的數(shù)據(jù)；

DW中記錄了一段時(shí)間的數(shù)據(jù)，對(duì)單位發(fā)展歷程和未來(lái)趨勢(shì)做出定量分析和預(yù)測(cè)；

DW中數(shù)據(jù)通常包含較久遠(yuǎn)的歷史數(shù)據(jù)，因此總包含一個(gè)時(shí)間維，便于研究趨勢(shì)和變化。第四節(jié)數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)如圖三、數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)的體系結(jié)構(gòu)二、數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)的應(yīng)用數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)的應(yīng)用非常廣，如：證卷、稅務(wù)、保險(xiǎn)業(yè)、銀行業(yè)、營(yíng)銷(xiāo)業(yè)、保健業(yè)等。例如：銀行業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)與數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)的比較數(shù)據(jù)庫(kù)DB數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)DW建立目的儲(chǔ)存處理、操作性數(shù)據(jù)分析數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)潛在信息組織方式按事務(wù)處理組織數(shù)據(jù)按主題組織數(shù)據(jù)開(kāi)發(fā)技術(shù)聯(lián)機(jī)事務(wù)處理OLTP聯(lián)機(jī)分析處理OLAP用戶及其規(guī)模業(yè)務(wù)人員，大量決策者，少數(shù)據(jù)來(lái)源當(dāng)前近期數(shù)據(jù)歷史、匯總數(shù)據(jù)冗余度小大量冗余四、數(shù)據(jù)挖掘（DataMining）數(shù)據(jù)挖掘也稱數(shù)據(jù)庫(kù)中的知識(shí)發(fā)現(xiàn)（KnowledgeDiscoveryinDatabaseKDD）：是從大量數(shù)據(jù)中提取可信、新穎、有效并能被人理解的模式的高級(jí)處理過(guò)程。第四節(jié)數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)四、數(shù)據(jù)挖掘（DataMining）例如：美國(guó)加洲一個(gè)超級(jí)市場(chǎng)連鎖店數(shù)據(jù)挖掘的用途很多，如：可用在客戶關(guān)系管理中、醫(yī)學(xué)領(lǐng)域、市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)領(lǐng)域等。第四節(jié)數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)與數(shù)據(jù)挖掘的關(guān)系：若將數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)比作礦井，那么數(shù)據(jù)挖掘就是深入礦井采礦的工作.

數(shù)據(jù)挖掘是從數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)中找出有用信息的一種過(guò)程與技術(shù)。三個(gè)實(shí)體集聯(lián)系的E—R圖供應(yīng)商工程項(xiàng)目零部件供應(yīng)聯(lián)系MLN樹(shù)型結(jié)構(gòu)A１B2B１B3C9C2C13C16C5C14樹(shù)型結(jié)構(gòu)示例工廠地址廠長(zhǎng)名稱工作車(chē)間/科室職工設(shè)備類(lèi)別名稱編號(hào)名稱代號(hào)使用從屬...年齡姓名...1N1L1M層次模型實(shí)例名稱廠長(zhǎng)地址代號(hào)名稱……編號(hào)名稱類(lèi)別姓名年齡……車(chē)間/科室廠長(zhǎng)設(shè)備職工網(wǎng)狀模型產(chǎn)品１產(chǎn)品２部件１部件２部件３零件１零件２零件３零件４零件５零件６兩個(gè)記錄型間兩種以上的聯(lián)系示例維護(hù)使用工人設(shè)備N(xiāo)M１１丁一…馬二…王三…設(shè)備A

…設(shè)備B

…設(shè)備C

…維護(hù)使用定義在一個(gè)集合自身之上的聯(lián)系定義在兩個(gè)實(shí)體上的不同聯(lián)系維護(hù)使用N工人設(shè)備MKL職工領(lǐng)導(dǎo)１N職工姓名工種性別發(fā)放勞動(dòng)用品價(jià)格品名級(jí)別名稱職工姓名性別發(fā)放勞動(dòng)用品價(jià)格品名級(jí)別名稱工種工作職工年齡工種……１N學(xué)生情況學(xué)生姓名班級(jí)選修課程任課教師成績(jī)丁江101911計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)劉紅90王吉102931計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)黎明92馮凡103963會(huì)計(jì)學(xué)張揚(yáng)86...............MN1N班級(jí)學(xué)生教師從屬教學(xué)人數(shù)班號(hào)課程課號(hào)課名學(xué)時(shí)職稱年齡姓名性別性別姓名L5元關(guān)系表學(xué)生班級(jí)選修課程任課教師成績(jī)關(guān)系二維表關(guān)系的框架若干個(gè)元組五個(gè)分量（域）學(xué)生與班級(jí)、學(xué)生選課學(xué)習(xí)的情況聯(lián)系MN1N班級(jí)學(xué)生教師從屬教學(xué)人數(shù)班號(hào)課程課號(hào)課名學(xué)時(shí)職稱年齡姓名性別性別姓名L成績(jī)?nèi)温殹鞍嗉?jí)”實(shí)體集

班號(hào)人數(shù)1019112510293140......學(xué)號(hào)姓名年齡性別20…01丁江18男20…02王吉17女.........課號(hào)課名學(xué)時(shí)C01計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)54B05會(huì)計(jì)學(xué)36.........“學(xué)生”實(shí)體集“課程”實(shí)體集“教師”實(shí)體集職工號(hào)姓名性別職稱1998…劉紅女教授1995…黎明男講師.........“從屬”聯(lián)系“教學(xué)”聯(lián)系班號(hào)學(xué)號(hào)任職10191120…01班長(zhǎng)10293120…02普通.........學(xué)號(hào)所選課號(hào)職工號(hào)成績(jī)20…01C011998…9020…02C011995…92.........關(guān)系的非規(guī)范形式示例廠名生產(chǎn)情況（每月）產(chǎn)品名稱數(shù)量F1P1300P2200P3400P4200P5100P6100F2P1300P2400F3P2200F4P2200P3300P4400關(guān)系的第一范式示例廠名產(chǎn)品名稱每月產(chǎn)量F1P1300F1P2200F1P3400F1P4200F1P5100F1P6100F2P1300F2P2400F3P2200F4P2200F4P3300F4P4400人事勞資關(guān)系表職工號(hào)姓名級(jí)別工資學(xué)歷畢業(yè)時(shí)間001張三技1083中專(zhuān)1957001張三技1083大學(xué)1968001張三技1083研究生1981002李四技1262大學(xué)1970此關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)缺點(diǎn)：

1.冗余度高

2.維護(hù)困難

3.容易造成數(shù)據(jù)的矛盾各屬性間的依賴關(guān)系職工號(hào)學(xué)歷畢業(yè)時(shí)間工資級(jí)別姓名完全決定部分決定職工號(hào)姓名級(jí)別工資學(xué)歷畢業(yè)時(shí)間001張三技1083中專(zhuān)1957001張三技1083大學(xué)1968001張三技1083研究生1981002李四技1262大學(xué)1970人事工資關(guān)系表職工號(hào)姓名級(jí)別工資001張三技1083002李四技1262職工號(hào)學(xué)歷畢業(yè)時(shí)間001中專(zhuān)1957001大學(xué)1968001研究生1981002大學(xué)1970人事學(xué)歷關(guān)系表職工號(hào)學(xué)歷畢業(yè)時(shí)間工資級(jí)別姓名完全決定部分決定間接直接人員級(jí)別關(guān)系表職工號(hào)姓名級(jí)別001張三技10002李四技12級(jí)別工資技1083