數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用課件

數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用

錦州師范高等專科學(xué)校

計(jì)算機(jī)系6/6/20231第一章關(guān)系數(shù)據(jù)庫原理

1.1數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基本概念

1.2數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的特點(diǎn)

1.3E-R概念模型

1.4關(guān)系數(shù)據(jù)模型

1.5基本關(guān)系運(yùn)算

1.6關(guān)系的規(guī)范化6/6/2023第一章關(guān)系數(shù)據(jù)庫原理1.1數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基本概念1、數(shù)據(jù)（DATA）：數(shù)據(jù)庫中存儲(chǔ)的基本對(duì)象。數(shù)字化文字、圖形、圖像、聲音、語言……計(jì)算機(jī)（李明，男，22，1968，江蘇，計(jì)算機(jī)系，1990）定義：描述事物的符號(hào)記錄。2、數(shù)據(jù)庫（DataBase,DB）：存儲(chǔ)在一起的相關(guān)數(shù)據(jù)的集合（一個(gè)表內(nèi)，表間直接關(guān)聯(lián)，表間間接關(guān)聯(lián)），無有害的或不必要的冗余（重復(fù)），可為多種應(yīng)用服務(wù)，數(shù)據(jù)可以共享，對(duì)于拆、刪、改、查等操作均可按照一種公共的可控制（權(quán)利范圍內(nèi)）的方法進(jìn)行。數(shù)據(jù)被結(jié)構(gòu)化。6/6/2023第一章關(guān)系數(shù)據(jù)庫原理3、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DataBaseManagementSystem，簡稱DBMS）：主要功能：（1）、數(shù)據(jù)定義功能（DDL，DataDefinnition

Language）；（2）、數(shù)據(jù)操縱功能（DBMS，DataManipulationLanguage）；例：fird，insert，change，delete

（3）、數(shù)據(jù)庫的運(yùn)行管理：建立、運(yùn)行、維護(hù)，管理、控制，保證正常；（4）、數(shù)據(jù)庫的建立和維護(hù)功能；用戶用戶DBMS數(shù)據(jù)管理軟件6/6/2023第一章關(guān)系數(shù)據(jù)庫原理4、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（DataBaseSystem，DBS）：組成：數(shù)據(jù)庫（DB）、DBMS（開發(fā)工具）、應(yīng)用系統(tǒng)、DBA、User(如下圖)圖1-1數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)層次示意圖

數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)工具數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)操作系統(tǒng)硬件數(shù)據(jù)庫管理員專業(yè)用戶最終用戶6/6/2023第一章關(guān)系數(shù)據(jù)庫原理1.2數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的特點(diǎn)1、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化是數(shù)據(jù)庫的主要特征之一。面向全組織，具有整體的結(jié)構(gòu)化。2、數(shù)據(jù)的共享性、冗余度低，易擴(kuò)展數(shù)據(jù)面向整個(gè)系統(tǒng)被多用戶、多應(yīng)用共享使用數(shù)據(jù)共享減少數(shù)據(jù)的冗余，節(jié)約空間3、數(shù)據(jù)的獨(dú)立性高物理獨(dú)立性：磁盤上，DBMS，變應(yīng)用程序不變；數(shù)據(jù)邏輯獨(dú)立性：變用戶程序不變。簡化了編程。6/6/2023第一章關(guān)系數(shù)據(jù)庫原理4、數(shù)據(jù)有DBMS統(tǒng)一管理和控制★DBMS的數(shù)據(jù)控制功能：（1）數(shù)據(jù)的安全性（Security）保護(hù)：泄密，破壞；（2）數(shù)據(jù)的完整性（Integrity）檢查：正確，有效，相容性；（3）開發(fā)（Concurrency）控制：控制，協(xié)調(diào)；（4）數(shù)據(jù)庫恢復(fù)（Recovery）：數(shù)據(jù)錯(cuò)誤狀態(tài)正確狀態(tài)（完整“或一致性”）6/6/2023第一章關(guān)系數(shù)據(jù)庫原理★應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)庫間關(guān)系應(yīng)用程序1應(yīng)用程序2應(yīng)用程序nDBMSDB6/6/2023第一章關(guān)系數(shù)據(jù)庫原理1.3E-R概念模型

★模型：數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換★概念模型：

DBSA用戶（有力工具）交流語言（強(qiáng)語言表達(dá)能力，簡單，清晰）

★概念模型表示法：實(shí)體—聯(lián)系方法（Entity-RelationshipApproach）：E-R方法。

抽象抽象現(xiàn)實(shí)世界概念模型信息世界數(shù)據(jù)模型機(jī)器世界6/6/2023第一章關(guān)系數(shù)據(jù)庫原理1、實(shí)體（Entity）：客觀存在并可以相互區(qū)別的事物。2、屬性（Attribute）：實(shí)體所具有的某些特性，通過屬性對(duì)實(shí)體刻畫。3、聯(lián)系（Relationship）：（1）、一對(duì)一聯(lián)系（1：1）：電影院座位—觀眾（2）、一對(duì)多聯(lián)系（1：n）：班級(jí)—學(xué)生（3）、多對(duì)多聯(lián)系（m：n）：課程—學(xué)生6/6/2023第一章關(guān)系數(shù)據(jù)庫原理4、實(shí)訓(xùn)：計(jì)算機(jī)系的教學(xué)管理（1）、實(shí)體及屬性為教師：教師號(hào)、姓名、性別、年齡、職稱、專業(yè)，碼為教師號(hào)。學(xué)生：學(xué)號(hào)、姓名、性別、年齡、籍貫、專業(yè)，碼為學(xué)號(hào)。課程：課程號(hào)、課號(hào)、學(xué)時(shí)數(shù)、學(xué)分、教材，碼為課號(hào)。（2）、實(shí)體間存在如下聯(lián)系教師課程該聯(lián)系命名為：授課。

m:n

學(xué)生課程該聯(lián)系命名為：選課。

m:n

教師學(xué)生該聯(lián)系命名為：指導(dǎo)。

1:n6/6/2023第一章關(guān)系數(shù)據(jù)庫原理

（3）、在E-R圖中規(guī)定：實(shí)體名實(shí)體屬性聯(lián)系名6/6/2023第一章關(guān)系數(shù)據(jù)庫原理1nnmmn學(xué)生課程教師選課教學(xué)講授姓名性別性別年齡課程號(hào)課程名學(xué)時(shí)數(shù)年齡專業(yè)姓名職稱教師號(hào)學(xué)號(hào)籍貫專業(yè)學(xué)分教材成績時(shí)間地點(diǎn)（4）、教學(xué)管理E-R圖6/6/2023第一章關(guān)系數(shù)據(jù)庫原理（5）、注意的問題：實(shí)體聯(lián)系模型要全面正確地刻畫事物；碼要唯一（可以為多個(gè)屬性）；考慮如何實(shí)現(xiàn)實(shí)體間的聯(lián)系；注意通過實(shí)體間的聯(lián)系外反映出來的屬性；聯(lián)系可以存在于多個(gè)實(shí)體之間。6/6/2023第一章關(guān)系數(shù)據(jù)庫原理1.4關(guān)系數(shù)據(jù)模型

1、關(guān)系數(shù)據(jù)模型的基本概念（1）關(guān)系（Relation）：二維表，關(guān)系名。組成：表名，表結(jié)構(gòu)（框架）由若干屬性（列名）組成，值（若干記錄）。（2）元組（Tuple，記錄）：每一行為一元組。（3）屬性（字段）和屬性值（AttributeandAttributeValue）：每一列稱為屬性，屬性名。（4）域（Domain）：屬性的取值范圍。（5）關(guān)系模式（RelationMode）：對(duì)關(guān)系的信息結(jié)構(gòu)及語義限制的描述。關(guān)系模式：對(duì)關(guān)系結(jié)構(gòu)的定義；關(guān)系：對(duì)值的描述。

6/6/2023第一章關(guān)系數(shù)據(jù)庫原理（6）關(guān)系字或碼（Key）：惟一標(biāo)識(shí)元組的屬性或?qū)傩越M合。（7）候選關(guān)鍵字或候選碼（CandidateKey）：多個(gè)屬性（或?qū)傩越M合）都能用來惟一標(biāo)識(shí)關(guān)系中的元組。（8）主關(guān)鍵字或主碼（PrimaryKey）：指定為關(guān)鍵字的候選關(guān)鍵字。（9）主屬性：包含在任何一個(gè)候選碼中的屬性稱主屬性。（10）非主屬性或非碼屬性（NonPrimaryKey）：不組成碼的屬性。（11）外部關(guān)鍵字或外碼（ForeignKey）：不是該關(guān)系的關(guān)鍵字或只是關(guān)鍵字的一部分，但卻是另一個(gè)關(guān)系的關(guān)鍵字。（12）主表和從表：以外碼作為主碼的表----主表；外碼所在的表----從表。6/6/2023第一章關(guān)系數(shù)據(jù)庫原理

2、E-R圖轉(zhuǎn)化為表應(yīng)遵從以下原則：（1）、對(duì)實(shí)體，直接按其屬性轉(zhuǎn)化成關(guān)系表。（2）、對(duì)聯(lián)系，屬性包含以下部分：一是聯(lián)系本身的屬性；二是與聯(lián)系有關(guān)的實(shí)體的主關(guān)鍵字。6/6/2023第一章關(guān)系數(shù)據(jù)庫原理1.5基本關(guān)系運(yùn)算1、選擇選擇行形成新表。：選擇運(yùn)算符；

F：條件表達(dá)式；

R：被操作的表。2、投影選擇列形成新表。：投影運(yùn)算符；

A：屬性名（列名）；

R：表名。6/6/2023第一章關(guān)系數(shù)據(jù)庫原理3、連接將兩個(gè)表中的行按給定條件進(jìn)行拼接成一個(gè)新表。

R、S：被操作的表；

F：條件。（1）、等值連接：某些列值相等。（2）、自然連接：兩個(gè)表有共同屬性（列）；等值連接后，去除重復(fù)的屬性后的新表。6/6/2023第一章關(guān)系數(shù)據(jù)庫原理1.6關(guān)系的規(guī)范化1、第一范式（1NF）（1）、定義：如果R中的每個(gè)屬性都是不可分解的，則稱R是第一范式。（2）、記為：R∈1NF。（3）、不能表中套表6/6/2023第一章關(guān)系數(shù)據(jù)庫原理2、第二范式（2NF）（1）、定義：R為第一范式，且每個(gè)非碼屬性都完全依賴于碼屬性，則稱R是第二范式。（2）、記為：R∈2NF。（3）、分解的方法：①、把關(guān)系模式中對(duì)碼完全函數(shù)依賴的非主屬性與決定它們的碼放在一個(gè)關(guān)系模式中；②、把對(duì)碼部分函數(shù)依賴的非主屬性和決定它們的主屬性放在一個(gè)關(guān)系模式中；③、檢查分解后的新模式，如果仍不是2NF，則繼續(xù)按照前面的方法進(jìn)行分解，直到達(dá)到要求。6/6/2023第一章關(guān)系數(shù)據(jù)庫原理3、第三范式（3NF）（1）、定義：R為第二范式，且沒有一個(gè)非碼屬性傳遞依賴于碼，則稱R是第三范式。（2）、記為：R∈3NF。（3）、分解的方法：①、把直接對(duì)碼函數(shù)依賴的非主屬性與決定它們的碼放在一個(gè)關(guān)系模式中；②、把造成傳遞函數(shù)依賴的決定因素連同被它們決定的屬性放在一個(gè)關(guān)系模式中；③、檢查分解后的新模式，如果仍不是3NF，則繼續(xù)按照前面的方法進(jìn)行分解，直到達(dá)到要求。6/6/2023第一章關(guān)系數(shù)據(jù)庫原理4、Boyce-Codd范式（BCNF）（1）、定義：如果關(guān)系模式R中的所有決定因素都是碼，則稱R是BCNF范式。（2）、記為：R∈BCNF。