數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)原理及應(yīng)用-基于達(dá)夢(mèng)8 課件全套 第1-15章 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)概述 -DM JDBC 編程與應(yīng)用

主講教師：時(shí)間：2

0

2

x.xx.xx第1章數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)概述0

1數(shù)據(jù)庫(kù)與數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)0

2數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展歷程目錄CONTNETS0

50

6知識(shí)點(diǎn)小結(jié)0

4數(shù)據(jù)庫(kù)的體系結(jié)構(gòu)0

3數(shù)據(jù)模型常見(jiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)0

03

從1946年至今，電子計(jì)算機(jī)經(jīng)歷了60多年的飛速發(fā)展，其應(yīng)用也從最初的科學(xué)計(jì)算滲透到了社會(huì)的方方面面。

隨著信息時(shí)代的到來(lái)，各種信息展現(xiàn)出了前所未有的社會(huì)價(jià)值，信息處理也就成為計(jì)算機(jī)應(yīng)用最多、最廣的一個(gè)領(lǐng)域。

與信息、信息處理密不可分的就是數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)的管理工作了。

本章將介紹數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)及數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的知識(shí)。0

1數(shù)據(jù)庫(kù)與數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)0

2數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展歷程目錄CONTNETS0

50

6知識(shí)點(diǎn)小結(jié)0

4數(shù)據(jù)庫(kù)的體系結(jié)構(gòu)0

3數(shù)據(jù)模型常見(jiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)0

15數(shù)據(jù)庫(kù)與數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)從每天必需的食堂消費(fèi)，到手機(jī)中的電話簿，甚至是圖書(shū)館中的圖書(shū)借閱、學(xué)校的教學(xué)管理、電子商務(wù)平臺(tái)的商品以及銷(xiāo)售數(shù)據(jù)等，人們?cè)谌粘Ｉ詈凸ぷ髦须S時(shí)隨地接觸到大量數(shù)據(jù)。從大量的數(shù)據(jù)中提取出來(lái)的有用信息可以被視為人類(lèi)社會(huì)中一種極其重要的資源。在當(dāng)前的大數(shù)據(jù)時(shí)代，數(shù)據(jù)之所以有價(jià)值，是因?yàn)橛杏玫臄?shù)據(jù)能夠表現(xiàn)信息，是載荷信息的物理符號(hào)。換言之，信息是對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的描述，它反映了客觀事物的物理狀態(tài)。例如，某高校的每年本科生招生人數(shù)是

5000人，這個(gè)5000是一個(gè)數(shù)據(jù)，而它又表示了這所高校的本科生招生規(guī)模這一信息。0

1PART

ONE數(shù)據(jù)庫(kù)與數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)

數(shù)據(jù)庫(kù)基本概念

數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)

數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)0

1數(shù)據(jù)庫(kù)基本概念7

從每天必需的食堂消費(fèi)，到手機(jī)中的電話簿，甚至是圖書(shū)館中的圖書(shū)借閱、學(xué)校的教學(xué)管理、電子商務(wù)平臺(tái)的商品以及銷(xiāo)售數(shù)據(jù)等，人們?cè)谌粘Ｉ詈凸ぷ髦须S時(shí)隨地接觸到大量數(shù)據(jù)。從大量的數(shù)據(jù)中提取出來(lái)的有用信息可以被視為人類(lèi)社會(huì)中一種極其重要的資源。在當(dāng)前的大數(shù)據(jù)時(shí)代，數(shù)據(jù)之所以有價(jià)值，是因?yàn)橛杏玫臄?shù)據(jù)能夠表現(xiàn)信息，是載荷信息的物理符號(hào)。換言之，信息是對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的描述，它反映了客觀事物的物理狀態(tài)。例如，某高校的每年本科生招生人數(shù)是

5

0

0

0人，這個(gè)5

0

0

0是一個(gè)數(shù)據(jù)，而它又表示了這所高校的本科生招生規(guī)模這一信息。數(shù)據(jù)庫(kù)基本概念有：數(shù)據(jù)信息數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)庫(kù)0

1數(shù)據(jù)8

引入數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的目的就是為了高效地管理及共享大量的信息，而信息與數(shù)據(jù)是分不開(kāi)的。

數(shù)據(jù)：

定義：描述事物的符號(hào)記錄，也是數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)、用戶(hù)操縱的基本對(duì)象。

類(lèi)型：數(shù)據(jù)不僅是數(shù)值，而且可以是文字、圖形、動(dòng)畫(huà)、聲音、視頻等。

數(shù)據(jù)是信息的符號(hào)表示。0

1數(shù)據(jù)（續(xù)）9

數(shù)據(jù)的特性：

數(shù)據(jù)是有“型”和“值”之分。數(shù)據(jù)的型是指數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)的值是指數(shù)據(jù)的具體取值。

數(shù)據(jù)有定性表示和定量表示之分。

數(shù)據(jù)受數(shù)據(jù)類(lèi)型和取值范圍的約束。數(shù)據(jù)類(lèi)型是針對(duì)不同的應(yīng)用場(chǎng)合設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)約束。數(shù)據(jù)類(lèi)型不同，則數(shù)據(jù)的表示形式、存儲(chǔ)方式以及能進(jìn)行的操作運(yùn)算也是各不相同。

數(shù)據(jù)具有載體和多種表現(xiàn)形式。0

1信息10

定義：信息是有一定含義的，經(jīng)過(guò)加工處理的，對(duì)決策有價(jià)值的數(shù)據(jù)。

信息是對(duì)現(xiàn)實(shí)世界中存在的客觀實(shí)體、現(xiàn)象、聯(lián)系進(jìn)行描述的有特定語(yǔ)義的數(shù)據(jù)，它是人類(lèi)共享的一切知識(shí)及客觀加工提煉出的各種消息的總和。

信息和數(shù)據(jù)既有聯(lián)系，又有區(qū)別。在數(shù)據(jù)庫(kù)領(lǐng)域，通常處理的是像學(xué)

生記錄這樣的數(shù)據(jù)，它是有結(jié)構(gòu)的，稱(chēng)之為結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。正因?yàn)槿绱?，通常?duì)數(shù)據(jù)和信息不作嚴(yán)格區(qū)分。

信息與數(shù)據(jù)的關(guān)系可以歸納為：數(shù)據(jù)是信息的載體，信息是數(shù)據(jù)的內(nèi)涵。即數(shù)據(jù)是信息的符號(hào)表示，而信息通過(guò)數(shù)據(jù)描述，又是數(shù)據(jù)語(yǔ)義的解釋。0

1數(shù)據(jù)處理11

定義：又稱(chēng)為信息處理，是指對(duì)各種形式的數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、存儲(chǔ)、傳播和加工直至產(chǎn)生新信息輸出的全過(guò)程。

目的：

一是借助計(jì)算機(jī)科學(xué)地保存和管理大量復(fù)雜的數(shù)據(jù)，以方便而充分地利用這些寶貴的信息資源；

二是從大量已知的表示某些信息的原始數(shù)據(jù)出發(fā)，抽取、導(dǎo)出對(duì)人們有價(jià)值的、新的信息。0

1數(shù)據(jù)處理例如，為了統(tǒng)計(jì)每個(gè)班的男生和女生的人數(shù)，首先要獲取所有學(xué)生的基本數(shù)據(jù)，如圖1-1左表所示，通過(guò)數(shù)據(jù)處理，產(chǎn)生如圖1-1右表所示的匯總信息，從中可以看到，1701和1703兩個(gè)班的男生人數(shù)均為兩人，女生人數(shù)均為一人。12

0

1數(shù)據(jù)庫(kù)13

起源：起源于20世紀(jì)中葉，當(dāng)時(shí)美軍為作戰(zhàn)指揮需要建立起了一個(gè)高級(jí)軍事情報(bào)基地，把收集到的各種情報(bào)存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)中，并稱(chēng)之為“數(shù)據(jù)庫(kù)”。

定義：數(shù)據(jù)庫(kù)(DataBase，DB)是按照一定結(jié)構(gòu)組織并長(zhǎng)期存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)內(nèi)的、可共享的大量數(shù)據(jù)的集合。概括起來(lái)說(shuō)，數(shù)據(jù)庫(kù)具有永久存儲(chǔ)、有組織和可共享三個(gè)基本特點(diǎn)。0

1PART

ONE數(shù)據(jù)庫(kù)與數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)

數(shù)據(jù)庫(kù)基本概念

數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)

數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)0

1數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)15

數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)(DataBase

Management

System，DBMS)是對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)資源進(jìn)行統(tǒng)一管理和控制的大型軟件系統(tǒng)。數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)是數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的重要組成部分，是數(shù)據(jù)處理的核心機(jī)構(gòu)。

數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)是用戶(hù)與數(shù)據(jù)庫(kù)之間的接口，用戶(hù)通過(guò)它來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的各種操作

在計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)中，它位于用戶(hù)和操作系統(tǒng)之間，需要

在操作系統(tǒng)的支持下運(yùn)行。數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)也屬于計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)軟件。

從一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)想要更好地發(fā)揮其作用，必須為用戶(hù)提供某種工具來(lái)完成建立數(shù)據(jù)庫(kù)，以及對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行檢索、修改、刪除和插入等操作。而這個(gè)工具就是數(shù)據(jù)庫(kù)語(yǔ)言。

數(shù)據(jù)庫(kù)語(yǔ)言是用戶(hù)與DBMS之間的媒介。通常，數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)庫(kù)語(yǔ)言包括數(shù)據(jù)描述語(yǔ)言和數(shù)據(jù)操縱語(yǔ)言?xún)纱箢?lèi)，前者負(fù)責(zé)描述和定義數(shù)據(jù)庫(kù)，后者負(fù)責(zé)說(shuō)明對(duì)數(shù)據(jù)要進(jìn)行的各種操作。0

1數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的功能16

(1)數(shù)據(jù)定義功能。

DBMS提供數(shù)據(jù)定義語(yǔ)言(Da

ta

De

finition

La

ng

ua

g

e，簡(jiǎn)稱(chēng)DDL)，用戶(hù)通過(guò)它可以方便地對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)對(duì)象進(jìn)行定義，比如數(shù)據(jù)庫(kù)表結(jié)構(gòu)的定義。

(2)數(shù)據(jù)操縱功能。

DBMS還提供數(shù)據(jù)操縱語(yǔ)言(Da

ta

Ma

nipula

t

ionLa

ng

ua

g

e，簡(jiǎn)稱(chēng)DML)，用戶(hù)可以使用DML操縱以數(shù)據(jù)以實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的基本操作，如查詢(xún)、插入、刪除和修改等。0

1數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的功能（續(xù)）17

(3)數(shù)據(jù)庫(kù)的運(yùn)行管理。

數(shù)據(jù)庫(kù)在建立、運(yùn)用和維護(hù)時(shí)由數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)統(tǒng)一管理、統(tǒng)一控制，以保證數(shù)據(jù)的安全性、完整性、多用戶(hù)對(duì)數(shù)據(jù)的并發(fā)使用及發(fā)生故障后的系統(tǒng)恢復(fù)。(4)數(shù)據(jù)庫(kù)的建立和維護(hù)功能。數(shù)據(jù)庫(kù)的建立是指對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)各種數(shù)據(jù)的組織、存儲(chǔ)、輸入、轉(zhuǎn)換等，包括以何種文件結(jié)構(gòu)和存儲(chǔ)方式組織數(shù)據(jù)，如何實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系等。

數(shù)據(jù)庫(kù)的維護(hù)是指通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的并發(fā)控制、完整性控制和安全性保護(hù)等策略，以保證數(shù)據(jù)的安全性和完整性，并且在系統(tǒng)發(fā)生故障后能及時(shí)回復(fù)到正確的狀態(tài)。0

1PART

ONE數(shù)據(jù)庫(kù)與數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)

數(shù)據(jù)庫(kù)基本概念

數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)

數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)0

1數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)19

數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)(Da

ta

Ba

s

e

Sys

te

m，DBS):

定義：指計(jì)算機(jī)引入數(shù)據(jù)庫(kù)后的系統(tǒng)

作用：能夠有組織地、動(dòng)態(tài)地存儲(chǔ)大量的數(shù)據(jù)，提供數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)共享機(jī)制

組成：一般由硬件系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)和人員組成

由于數(shù)據(jù)庫(kù)的建立、使用和維護(hù)等工作只能靠一個(gè)DBMS是不夠的，還需要專(zhuān)門(mén)的專(zhuān)業(yè)人員協(xié)助完成

簡(jiǎn)化表示：DB

S=計(jì)算機(jī)系統(tǒng)（硬件、軟件平臺(tái)、人）+

DBM

S

+

DB0

1數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)-數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的組成

數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)包含了數(shù)據(jù)庫(kù)、DBMS、軟件平臺(tái)與硬件支撐環(huán)境及各類(lèi)人員；

DBMS在操作系統(tǒng)(Operating

System,OS)的支持下，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行管理與維護(hù)，并提供用戶(hù)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的操作接口。

DB、DBMS、DBS之間的關(guān)系如右圖所示。20

0

1數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)-數(shù)據(jù)庫(kù)在整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的地位21

0

1數(shù)據(jù)庫(kù)與數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)0

2數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展歷程目錄CONTNETS0

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6知識(shí)點(diǎn)小結(jié)0

4數(shù)據(jù)庫(kù)的體系結(jié)構(gòu)0

3數(shù)據(jù)模型常見(jiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)0

2PART

ONE數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展歷程

人工管理方式階段

文件系統(tǒng)管理方式階段

數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)管理方式階段0

2人工管理方式階段24

是計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)管理的初級(jí)階段

時(shí)期：20世紀(jì)50年代中之前

產(chǎn)生背景：

應(yīng)用需求：科學(xué)計(jì)算

硬件水平：無(wú)直接存取存儲(chǔ)設(shè)備

軟件水平：沒(méi)有操作系統(tǒng)

處理方式：批處理0

2人工管理方式階段25

特點(diǎn)：

數(shù)據(jù)的管理者：應(yīng)用程序，數(shù)據(jù)不保存

數(shù)據(jù)面向的對(duì)象：某一應(yīng)用程序

數(shù)據(jù)的共享程度：無(wú)共享、冗余度極大

數(shù)據(jù)的獨(dú)立性：不獨(dú)立，完全依賴(lài)于程序

數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化：無(wú)結(jié)構(gòu)

數(shù)據(jù)控制能力：應(yīng)用程序自己控制0

2人工管理階段程序與數(shù)據(jù)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系26

0

2PART

ONE數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展歷程

人工管理方式階段

文件系統(tǒng)管理方式階段

數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)管理方式階段0

22

8文件系統(tǒng)管理方式階段

時(shí)期：20世紀(jì)50年代末--60年代中

產(chǎn)生背景：

應(yīng)用需求：科學(xué)計(jì)算、數(shù)據(jù)管理

硬件水平：磁盤(pán)、磁鼓

軟件水平：有文件系統(tǒng)

處理方式：聯(lián)機(jī)實(shí)時(shí)處理、批處理0

22

9文件系統(tǒng)管理方式階段

特點(diǎn)：煉數(shù)據(jù)的管理者：文件系統(tǒng)，數(shù)據(jù)可長(zhǎng)期保存煉數(shù)據(jù)面向的對(duì)象：某一應(yīng)用程序煉數(shù)據(jù)的共享程度：共享性差、冗余度大煉數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化：記錄內(nèi)有結(jié)構(gòu)，整體無(wú)結(jié)構(gòu)煉數(shù)據(jù)的獨(dú)立性：獨(dú)立性差，數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)改變必須修改應(yīng)用程序煉數(shù)據(jù)控制能力：應(yīng)用程序自己控制0

23

0文件系統(tǒng)階段程序與數(shù)據(jù)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系0

2PART

ONE數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展歷程

人工管理方式階段

文件系統(tǒng)管理方式階段

數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)管理方式階段0

2數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)管理方式階段32

時(shí)期：20世紀(jì)60年代末以來(lái)

產(chǎn)生背景：

應(yīng)用背景：大規(guī)模管理

硬件背景：大容量磁盤(pán)、磁盤(pán)陣列

軟件背景：有數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)

處理方式：聯(lián)機(jī)實(shí)時(shí)處理，分布處理，批處理

文件系統(tǒng)到數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，標(biāo)志著數(shù)據(jù)管理技術(shù)的飛躍0

2數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)管理方式階段

程序和數(shù)據(jù)之間的關(guān)系：

數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)（DBMS）操縱數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行統(tǒng)一控制33

0

2數(shù)據(jù)管理3個(gè)階段的比較34

0

2數(shù)據(jù)管理3個(gè)階段的比較（續(xù)）35

0

2數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的特點(diǎn)36

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化

數(shù)據(jù)的共享性高，冗余度低且易擴(kuò)充

數(shù)據(jù)獨(dú)立性高

數(shù)據(jù)由DBMS統(tǒng)一管理和控制0

2數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化37

數(shù)據(jù)的整體結(jié)構(gòu)化是數(shù)據(jù)庫(kù)的主要特征之一

整體結(jié)構(gòu)化

不再僅僅針對(duì)某一個(gè)應(yīng)用，而是面向全組織

不僅數(shù)據(jù)內(nèi)部結(jié)構(gòu)化，整體是結(jié)構(gòu)化的，數(shù)據(jù)之間具有聯(lián)系

數(shù)據(jù)記錄可以變長(zhǎng)

數(shù)據(jù)的最小存取單位是數(shù)據(jù)項(xiàng)

數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)用數(shù)據(jù)模型描述，無(wú)需應(yīng)用程序定義0

2數(shù)據(jù)的共享性高，冗余度低且易擴(kuò)充38

數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)從整體角度看待和描述數(shù)據(jù)

數(shù)據(jù)面向整個(gè)系統(tǒng)，可以被多個(gè)用戶(hù)、多個(gè)應(yīng)用共享使用。

數(shù)據(jù)共享的好處

減少數(shù)據(jù)冗余，節(jié)約存儲(chǔ)空間

避免數(shù)據(jù)之間的不相容性與不一致性

使系統(tǒng)易于擴(kuò)充0

2數(shù)據(jù)獨(dú)立性高39

物理獨(dú)立性

指用戶(hù)的應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)的物理存儲(chǔ)是相互獨(dú)立的。當(dāng)數(shù)據(jù)的物理存儲(chǔ)改變了，應(yīng)用程序不用改變。

邏輯獨(dú)立性

指用戶(hù)的應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)庫(kù)的邏輯結(jié)構(gòu)是相互獨(dú)立的。數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)改變了，用戶(hù)程序也可以不變。數(shù)據(jù)獨(dú)立性由數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的二級(jí)映像功能來(lái)保證0

2數(shù)據(jù)由DBMS統(tǒng)一管理和控制40

數(shù)據(jù)由DBMS統(tǒng)一管理和控制，用戶(hù)和應(yīng)用程序通過(guò)DBMS訪問(wèn)和使用數(shù)據(jù)庫(kù)。數(shù)據(jù)庫(kù)的共享是并發(fā)的共享，即多個(gè)用戶(hù)可以同時(shí)存取數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)，甚至可以同時(shí)存取數(shù)據(jù)庫(kù)中的同一個(gè)數(shù)據(jù)。0

2數(shù)據(jù)由DBMS統(tǒng)一管理和控制（續(xù)）41

DBMS提供的數(shù)據(jù)控制功能(1)數(shù)據(jù)的安全性（Security）保護(hù)保護(hù)數(shù)據(jù)，以防止不合法的使用造成的數(shù)據(jù)的泄密和破壞。(2)數(shù)據(jù)的完整性（Integrity）檢查保證數(shù)據(jù)的正確性、有效性和相容性。

(3)并發(fā)（Concurrency）控制對(duì)多用戶(hù)的并發(fā)操作加以控制和協(xié)調(diào)，防止相互干擾而得到錯(cuò)誤的結(jié)果(4)數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)（Recovery）將數(shù)據(jù)庫(kù)從錯(cuò)誤狀態(tài)恢復(fù)到某一已知的正確狀態(tài)0

2數(shù)據(jù)由DBMS統(tǒng)一管理和控制（續(xù)）數(shù)據(jù)庫(kù)管理階段應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系42

0

1數(shù)據(jù)庫(kù)與數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)0

2數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展歷程目錄CONTNETS0

50

6知識(shí)點(diǎn)小結(jié)0

4數(shù)據(jù)庫(kù)的體系結(jié)構(gòu)0

3數(shù)據(jù)模型常見(jiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)0

3PART

ONE數(shù)據(jù)模型

數(shù)據(jù)模型的概念和種類(lèi)

概念數(shù)據(jù)模型

關(guān)系數(shù)據(jù)模型0

34

5數(shù)據(jù)模型的概念和種類(lèi)模型是對(duì)現(xiàn)實(shí)世界特征的模擬和抽象，數(shù)據(jù)模型也是一種模型，用數(shù)據(jù)模型對(duì)現(xiàn)實(shí)世界數(shù)據(jù)特征進(jìn)行抽象，來(lái)描述數(shù)據(jù)庫(kù)的結(jié)構(gòu)與語(yǔ)義。目前廣泛使用的數(shù)據(jù)模型有兩種：概念數(shù)據(jù)模型、結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)模型和物理模型。概念數(shù)據(jù)模型概念數(shù)據(jù)模型簡(jiǎn)稱(chēng)為概念模型，它表示實(shí)體類(lèi)型及實(shí)體間的聯(lián)系，是獨(dú)立于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的模型。概念模型用于建立信息世界的數(shù)據(jù)模型，強(qiáng)調(diào)其語(yǔ)義表達(dá)功能，是現(xiàn)實(shí)世界的第一層抽象，是用戶(hù)和數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)人員之間進(jìn)行交流的工具。結(jié)構(gòu)（邏輯）數(shù)據(jù)模型結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)模型簡(jiǎn)稱(chēng)為數(shù)據(jù)模型，它是直接面向數(shù)據(jù)庫(kù)的邏輯結(jié)構(gòu)，是現(xiàn)實(shí)世界的第二層抽象。物理模型物理模型是對(duì)數(shù)據(jù)最底層的抽象，它描述數(shù)據(jù)在系統(tǒng)內(nèi)部的表示方式和存取方法是面向計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的，由數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)具體實(shí)現(xiàn)。0

3PART

ONE數(shù)據(jù)模型

數(shù)據(jù)模型的概念和種類(lèi)

概念數(shù)據(jù)模型

關(guān)系數(shù)據(jù)模型0

3概念數(shù)據(jù)模型47

概念模型是對(duì)信息世界的建模，它應(yīng)當(dāng)能夠全面、準(zhǔn)確地描述出信息世界，是信息世界的基本概念。概念模型的表示方法很多，其中著名和使用為廣泛的是P.P.Chen于1976年提出的E-R(Entity-

Relationship)模型。E-R模型是直接從現(xiàn)實(shí)世界中抽象出實(shí)體類(lèi)型及實(shí)體間的聯(lián)系，是對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的一種抽象，它的主要成分是實(shí)體、聯(lián)系和屬性。

E-R模型的圖形表示稱(chēng)為E-R圖。設(shè)計(jì)E-R圖的方法稱(chēng)為E-R方法。利用E-R模型進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)的概念設(shè)計(jì)，可以分為3步：首先設(shè)計(jì)局部E-R模型；然后把各個(gè)局部E-R模型綜合成一個(gè)全局E-R模型；最后對(duì)全局E-R模型進(jìn)行優(yōu)化，得到最終的E-R模型。0

3概念數(shù)據(jù)模型48

E-R圖通用的表示方式如下。用矩形框表示實(shí)體型，在框內(nèi)寫(xiě)上實(shí)體名。用橢圓形框表示實(shí)體的屬性，并用無(wú)向邊把實(shí)體和屬性連接起來(lái)。用菱形框表示實(shí)體間的聯(lián)系，在菱形框內(nèi)寫(xiě)上聯(lián)系名，用無(wú)向邊分別把菱形框與有關(guān)實(shí)體連接起來(lái)，在無(wú)向邊旁注明聯(lián)系的類(lèi)型。如果實(shí)體間的聯(lián)系也有屬性，則把屬性和菱形框也用無(wú)向邊連接起來(lái)。0

3概念數(shù)據(jù)模型49

1．E-R模型設(shè)計(jì)原則屬性應(yīng)該存在于且只存在于某一個(gè)地方（實(shí)體或者關(guān)聯(lián)）。該原則確保了數(shù)據(jù)庫(kù)中的某個(gè)數(shù)據(jù)只存儲(chǔ)于某個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)表中（避免同一數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于多個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)表），避免了數(shù)據(jù)冗余。實(shí)體是一個(gè)單獨(dú)的個(gè)體，不能存在于另一個(gè)實(shí)體的屬性中。該原則確保了一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)表中不能包含另一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)表，即不能出現(xiàn)“表中套表”的現(xiàn)象。同一個(gè)實(shí)體在同一個(gè)E-R圖內(nèi)僅出現(xiàn)一次。例如：同一個(gè)

E-R圖，兩個(gè)實(shí)體間存在多種關(guān)系時(shí)，為了表示實(shí)體間的多種關(guān)系，盡量不要讓同一個(gè)實(shí)體出現(xiàn)多次。比如客服人員與客戶(hù)，存在“服務(wù)—被服務(wù)”、“評(píng)價(jià)—被評(píng)價(jià)”的關(guān)系。0

3概念數(shù)據(jù)模型50

2．E-R模型設(shè)計(jì)步驟①劃分和確定實(shí)體。②劃分和確定聯(lián)系。③確定屬性。作為屬性的“事物”與實(shí)體之間的聯(lián)系，必須是一對(duì)多的關(guān)系，作為屬性的“事物”不能再有需要描述的性質(zhì)或與其他事物具有聯(lián)系。為了簡(jiǎn)化E-R模型，能夠作為屬性的

“事物”盡量作為屬性處理。④畫(huà)出E-R模型。重復(fù)過(guò)程①～③，以找出所有實(shí)體集、關(guān)系集、屬性和屬值集，然后繪制E-R圖。設(shè)計(jì)E-R分圖，即用戶(hù)視圖的設(shè)計(jì)，在此基礎(chǔ)上綜合各E-R分圖，形成E-R總圖。⑤優(yōu)化E-R模型。利用數(shù)據(jù)流程圖，對(duì)E-R總圖進(jìn)行優(yōu)化，消除數(shù)據(jù)實(shí)體間冗余的聯(lián)系及屬性，形成基本的E-R模型。0

3概念數(shù)據(jù)模型下面是學(xué)生與課程之間的E-R圖E-R模型有兩個(gè)明顯的優(yōu)點(diǎn)：接近于人的思維，容易理解；與計(jì)算機(jī)無(wú)關(guān)，用戶(hù)容易接受。E-R方法是抽象和描述現(xiàn)實(shí)世界的有力工具。用E-R圖表示的概念模型與數(shù)據(jù)模型相互獨(dú)立，是各種數(shù)據(jù)模型的共同基礎(chǔ)，因而比數(shù)據(jù)模型更一般、更抽象、更接近現(xiàn)實(shí)世界。51

0

3PART

ONE數(shù)據(jù)模型

數(shù)據(jù)模型的概念和種類(lèi)

概念數(shù)據(jù)模型

關(guān)系數(shù)據(jù)模型0

35

3關(guān)系數(shù)據(jù)模型關(guān)系模型由以下3部分組成。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。模型所操作的對(duì)象、類(lèi)型的集合，是對(duì)系統(tǒng)靜態(tài)特性的描述。數(shù)據(jù)操作。對(duì)模型對(duì)象所允許執(zhí)行的操作方式，是對(duì)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的描述。完整性規(guī)則。保證數(shù)據(jù)有效、正確的約束條件，也就是說(shuō)，對(duì)于具體的應(yīng)用，數(shù)據(jù)必須遵循特定的語(yǔ)義約束條件，以保證數(shù)據(jù)的正確、有效和相容。關(guān)系模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：在關(guān)系模型中，顯示世界的實(shí)體以及實(shí)體間的各種聯(lián)系均可用關(guān)系來(lái)表示。從用戶(hù)角度看，關(guān)系模型中數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)是一張二維表，由行和列組成。0

35

4關(guān)系模型中的基本術(shù)語(yǔ)關(guān)系模型中的基本術(shù)語(yǔ)

1)關(guān)系關(guān)系(Relation)是一個(gè)屬性數(shù)目相同的元組的集合，是一個(gè)由行和列組成的二維表格。2)元組表中的一行即為一個(gè)元組。

3)屬性表中的一列即為一個(gè)屬性，給每個(gè)屬性起一個(gè)名稱(chēng)即屬性名。表中有6個(gè)屬性(學(xué)號(hào)，姓名，性別，出生年月，所在系，入學(xué)年份)。學(xué)號(hào)姓名性別出生年月所在系202101001夢(mèng)欣怡女2004.05大數(shù)據(jù)2021202101002達(dá)樂(lè)男2003.05大數(shù)據(jù)2021202102001鑫創(chuàng)男2005.05人工智能2021??????0

3關(guān)系模型中的基本術(shù)語(yǔ)55

4)碼所謂碼(Key)就是能唯一確定表中的一個(gè)元組的屬性，它是整個(gè)關(guān)系的性質(zhì)，而不是單個(gè)元組的性質(zhì)，它包括超碼、候選碼和主碼。超碼是一個(gè)或多個(gè)屬性的集合，在關(guān)系中能唯一標(biāo)識(shí)元組。候選碼是最小的超碼，它們的任意真子集都不能成為超碼。若一個(gè)關(guān)系中有多個(gè)候選碼時(shí)，通常選定其中的一個(gè)候選碼為主

碼(Primary

Key)。如學(xué)生關(guān)系表中的學(xué)號(hào)可以唯一確定一個(gè)學(xué)生，則學(xué)號(hào)或包含學(xué)號(hào)的屬性組都是超碼，而只有學(xué)生的“學(xué)號(hào)”才是候選碼；如學(xué)生關(guān)系中的姓名不重復(fù)，則候選碼為“學(xué)號(hào)”與“姓名”兩個(gè)，此時(shí)一般選擇“學(xué)號(hào)”屬性為主碼。0

3關(guān)系模型中的基本術(shù)語(yǔ)56

全碼若關(guān)系的候選碼中只包含一個(gè)屬性，則稱(chēng)它為單屬性碼；若候選碼是由多個(gè)屬性構(gòu)成的，則稱(chēng)它為多屬性碼，若關(guān)系中只有一個(gè)候選碼，且這個(gè)候選碼中包括全部屬性，則這種候選碼為全碼。設(shè)有以下關(guān)系：學(xué)生(學(xué)號(hào)，姓名，性別，出生日期)；選課(學(xué)號(hào)，課程號(hào)，分?jǐn)?shù))；借書(shū)(學(xué)號(hào)，書(shū)號(hào)，日期)。其中，學(xué)生關(guān)系的碼為“學(xué)號(hào)”，它為單屬性碼；選課關(guān)系的碼為“學(xué)號(hào)”和“課程號(hào)”合在一起，它是多屬性碼；借書(shū)表中的碼為

“學(xué)號(hào)、書(shū)號(hào)、日期”，它的碼為全碼。域域(Domain)即：屬性的取值范圍，如，如表1-3中的性別屬性的域是(男，女)，大學(xué)生年齡屬性域可以設(shè)置為(10～30)。0

3關(guān)系模型中的基本術(shù)語(yǔ)57

分量分量就是元組中的一個(gè)屬性值，如表1-3中的“達(dá)樂(lè)”、“男”等都是分量。主屬性和非主屬性關(guān)系中，包含在任何一個(gè)候選碼中的屬性稱(chēng)為主屬性(PrimeAttribute)，不包含在任何一個(gè)候選碼中的屬性稱(chēng)為非主屬性

(Non-Key

Attribute)。例如，在學(xué)生關(guān)系中，學(xué)號(hào)為主屬性，而姓名、性別、出生日期為非主屬性。0

3關(guān)系的性質(zhì)58

關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中的基本表具有以下6個(gè)性質(zhì)。1)同一屬性的數(shù)據(jù)具有同質(zhì)性(Homoge

neous)。

2)屬性名具有不重復(fù)性。列位置具有順序無(wú)關(guān)性。關(guān)系具有元組無(wú)重復(fù)性。元組位置具有順序無(wú)關(guān)性。關(guān)系中每一個(gè)分量必須取原子值。0

3關(guān)系模式59

關(guān)系模式一般表示為：關(guān)系名(屬性1，屬性2，?，屬性n)，用英文表示為：R(A1,A2,?,An)或

R(U)。其中，R是關(guān)系名，Ai表示R中的一個(gè)屬性名，U表示屬性的集合。如果某個(gè)屬性名或?qū)傩越M為主碼，用下劃線表明，但有時(shí)也不標(biāo)出。例如，上面的關(guān)系可描述為：學(xué)生（學(xué)號(hào)，姓名，性別，出生日期，年級(jí)）在關(guān)系模型中，實(shí)體以及實(shí)體間的聯(lián)系都是用關(guān)系來(lái)表示的。例如，學(xué)生、課程、學(xué)生與課程之間的多對(duì)多聯(lián)系在關(guān)系模型中可以如下所示（其中加下劃線的屬性為主碼）：學(xué)生（學(xué)號(hào)，姓名，性別，出生日期，年級(jí)）課程（課程號(hào)，課程名，學(xué)分）選修（學(xué)生，課程號(hào)，成績(jī)）0

3關(guān)系模型的“型”和“值”60

在數(shù)據(jù)模型中有“型”(type)和“值”(value)的概念。型是指對(duì)某一類(lèi)數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)和屬性的說(shuō)明，值是型的一個(gè)具體賦值。例如，學(xué)生記錄定義為（學(xué)號(hào)，姓名，性別，出生日期，年級(jí)）這樣的記錄型，而（

202101001，夢(mèng)欣怡，女，2004-09-21，2021)則是該記錄型的一個(gè)記錄值。關(guān)系模式是對(duì)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中全體數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和特征的描述，它僅僅涉及型的描述，不涉及具體的值。關(guān)系模式的一個(gè)具體值稱(chēng)為模式的一個(gè)實(shí)例(Instance)。同一個(gè)模式可以有很多實(shí)例。模式是相對(duì)穩(wěn)定的，而實(shí)例是變動(dòng)的，因?yàn)閿?shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)是在不斷更新的。模式反映的是數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)及其聯(lián)系，而實(shí)例反映的是數(shù)據(jù)庫(kù)某一時(shí)刻的狀態(tài)。0

3關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)61

關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)是相互關(guān)聯(lián)的表或者關(guān)系的集合。一張表存放的是某一應(yīng)用領(lǐng)域的實(shí)體集或?qū)嶓w間聯(lián)系的集合，例如，一張學(xué)生表(Stude

nts)存放的是所有學(xué)生的集合，一張課程表(Course

s)存放的是所有課程的集合。當(dāng)學(xué)生選課時(shí)，學(xué)生實(shí)體與課程實(shí)體發(fā)生了聯(lián)系，一旦發(fā)生聯(lián)系，就可能產(chǎn)生一些聯(lián)系屬性。例如，學(xué)生實(shí)體與課程實(shí)體發(fā)生聯(lián)系時(shí)，就有了成績(jī)這一屬性，可以用選修表(SC)來(lái)存放這種聯(lián)系和聯(lián)系本身的屬性，選修表(SC)存放了學(xué)號(hào)、課程號(hào)和成績(jī)。因此關(guān)系數(shù)據(jù)存放的是某一應(yīng)用領(lǐng)域所有的實(shí)體集和實(shí)體間聯(lián)系的集合。此外，關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)還存放著許多管理用戶(hù)的表等系統(tǒng)表。0

3關(guān)系模型的優(yōu)缺點(diǎn)62

關(guān)系模型的優(yōu)點(diǎn)主要有以下幾個(gè)。關(guān)系模型與非關(guān)系模型不同，它是建立在嚴(yán)格的數(shù)學(xué)概念的基礎(chǔ)上的。關(guān)系模型的結(jié)構(gòu)單一。無(wú)論是實(shí)體還是實(shí)體之間的聯(lián)系都用關(guān)系來(lái)表示，數(shù)據(jù)的檢索結(jié)果也是關(guān)系(表)，所以其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、清晰，用戶(hù)易懂易用。關(guān)系模型的存取路徑對(duì)用戶(hù)透明，從而具有更高的數(shù)據(jù)獨(dú)立性、更好的安全保密性，也簡(jiǎn)化了程序員的工作和數(shù)據(jù)庫(kù)開(kāi)發(fā)工作。關(guān)系模型的主要缺點(diǎn)是，由于存取路徑對(duì)用戶(hù)透明，查詢(xún)效率往往不如非關(guān)系數(shù)據(jù)模型。因此為了提高性能，必須對(duì)用戶(hù)的查詢(xún)請(qǐng)求進(jìn)行優(yōu)化，這樣就增加了開(kāi)發(fā)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的難度。0

3關(guān)系模型的操作63

關(guān)系模型與其他數(shù)據(jù)模型相比，最具特色的是關(guān)系操作語(yǔ)言。關(guān)系操作語(yǔ)言靈活、方便，表達(dá)能力和功能都非常強(qiáng)大。1.關(guān)系操作的基本內(nèi)容關(guān)系操作包括數(shù)據(jù)查詢(xún)、數(shù)據(jù)維護(hù)和數(shù)據(jù)控制三大功能。數(shù)據(jù)查詢(xún)指數(shù)據(jù)檢索、統(tǒng)計(jì)、排序、分組以及用戶(hù)對(duì)信息的需求等功能。數(shù)據(jù)維護(hù)指數(shù)據(jù)添加、刪除、修改等數(shù)據(jù)自身更新的功能。(3)數(shù)據(jù)控制是為了保證數(shù)據(jù)的安全性和完整性而采用的數(shù)據(jù)存取控制及并發(fā)控制等功能。關(guān)系操作的數(shù)據(jù)查詢(xún)和數(shù)據(jù)維護(hù)功能使用關(guān)系代數(shù)中的8種操作來(lái)表示，即并(Union)、差(Diffe

rence)、交(Interse

ction)、廣義的笛卡兒積(Exte

nded

Carte

sian

Product)、選擇(Se

lect)、投影

(Proje

ct)、連接(Join)和除(Divide)。0

3關(guān)系操作語(yǔ)言的種類(lèi)64

在關(guān)系模型中，關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)操作通常是用代數(shù)方法或邏輯方法實(shí)現(xiàn)，分別稱(chēng)為關(guān)系代數(shù)和關(guān)系演算。關(guān)系操作語(yǔ)言可以分為3類(lèi)。關(guān)系代數(shù)語(yǔ)言，是關(guān)系運(yùn)算來(lái)表達(dá)查詢(xún)要求的語(yǔ)言。ISBL(Information

System

BaseLanguage)是關(guān)系代數(shù)語(yǔ)言的代表，是由IBM

Unite

d

Kingdom研究中心研制的。關(guān)系演算語(yǔ)言，是用查詢(xún)得到的元組應(yīng)滿(mǎn)足的謂詞條件來(lái)表達(dá)查詢(xún)要求的語(yǔ)言。可以分為元組關(guān)系演算語(yǔ)言和域關(guān)系演算語(yǔ)言?xún)煞N。具有關(guān)系代數(shù)和關(guān)系演算雙重特點(diǎn)的語(yǔ)言。結(jié)構(gòu)化查詢(xún)語(yǔ)言(Structure

Que

ry

Language，SQL)是介于關(guān)系代數(shù)和關(guān)系演算之間的語(yǔ)言，它包括數(shù)據(jù)定義、數(shù)據(jù)操作和數(shù)據(jù)控制3種功能。0

3關(guān)系模型的數(shù)據(jù)完整性65

關(guān)系模型的數(shù)據(jù)完整性指的是完整性規(guī)則。完整性規(guī)則是為了保證關(guān)系(表)中數(shù)據(jù)的正確、一致、有效的規(guī)則，防止對(duì)數(shù)據(jù)的意外破壞。關(guān)系模型的完整性規(guī)則共分為3類(lèi)：實(shí)體完整性、參照完整性(也稱(chēng)為引用完整性)、用戶(hù)定義完整性。0

3實(shí)體完整性規(guī)則(Ent

it

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In

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Ru

le)66

實(shí)體完整性規(guī)則理論這條規(guī)則要求關(guān)系中元組在組成主碼的屬性上不能有空值，如果出現(xiàn)空值，那么主碼值就起不了唯一標(biāo)識(shí)元組的作用?，F(xiàn)實(shí)世界中的實(shí)體是可區(qū)分的，即它們具有某種唯一性標(biāo)識(shí)，相應(yīng)地，關(guān)系模型中以主碼作為唯一性標(biāo)識(shí)。違約處理所謂違約處理，是指在更新數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)，寫(xiě)入的數(shù)據(jù)違反了數(shù)據(jù)庫(kù)完整性，DBMS所采取的措施。達(dá)夢(mèng)8.0中的實(shí)體完整性達(dá)夢(mèng)8.0中的主碼對(duì)應(yīng)的是主鍵，在某個(gè)字段上定義了主鍵后，就用這個(gè)主鍵來(lái)標(biāo)識(shí)一條記錄，該字段不能取空值。0

3參照完整性規(guī)則(Re

f

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Ru

le)67

1)參照完整性規(guī)則理論定義：設(shè)F是基本關(guān)系R的一個(gè)或一組屬性，但不是關(guān)系R的碼。如果F與基本關(guān)系S的主碼Ks相對(duì)應(yīng)，則稱(chēng)F是R的外碼，并稱(chēng)R為參照關(guān)系，S為被參照關(guān)系或目標(biāo)關(guān)系。取值規(guī)則：若屬性或?qū)傩越MF是基本關(guān)系R的外碼，它與基本關(guān)系S的主碼Ks相對(duì)應(yīng)，則對(duì)于R中的每個(gè)元組在F上的取值必須為：(1)或者取空值(F的每個(gè)屬性均為空值)。

(2)或者等于S中某個(gè)元組的主碼值。0

3參照完整性規(guī)則(Re

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Ru

le)2)違約處理參照完整性的違約處理不像實(shí)體完整性那么簡(jiǎn)單，具體規(guī)則如下。參照表中增加元組，在被參照表中找不到對(duì)應(yīng)的值，則拒絕執(zhí)行。修改參照表中元組，修改后被參照表中沒(méi)有對(duì)應(yīng)的值，則拒絕執(zhí)行。被參照表中刪除一個(gè)元組，參照表中的值沒(méi)有了對(duì)應(yīng)的值，則拒絕執(zhí)行、或級(jí)聯(lián)刪除、或置為空值(參照表的外碼值可為空)、或置為默認(rèn)值(被參照表的外碼具有默認(rèn)值定義，且默認(rèn)值在參

照表中有對(duì)應(yīng)的值)。在被參照表中修改一個(gè)元組，參照表中的值沒(méi)有了對(duì)應(yīng)的值，則拒絕執(zhí)行、或級(jí)聯(lián)修改、或置為空值、或置為默認(rèn)值。68

0

3參照完整性規(guī)則(Re

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le)3)達(dá)夢(mèng)8.0中的參照完整性達(dá)夢(mèng)8.0中的主碼與外碼對(duì)應(yīng)的是主鍵與外鍵。如果要增加或修改從表中的外鍵值，則必須在主表中有對(duì)應(yīng)的主鍵值，否則拒絕執(zhí)行。如果修改主表中的主鍵值，則采用拒絕執(zhí)行、或級(jí)聯(lián)修改、或置為空值、或置為默認(rèn)值。如果要?jiǎng)h除主表中的主鍵值，則采用拒絕執(zhí)行、或級(jí)聯(lián)刪除、或置為空值、或置為默認(rèn)值。69

0

3用戶(hù)定義的完整性規(guī)則70

用戶(hù)定義的完整性規(guī)則理論在建立關(guān)系模式時(shí)，對(duì)屬性定義了數(shù)據(jù)類(lèi)型，即使這樣可能還滿(mǎn)足不了用戶(hù)的需求。此時(shí)，用戶(hù)可以針對(duì)具體的數(shù)據(jù)約束，設(shè)置完整性規(guī)則，由系統(tǒng)來(lái)檢驗(yàn)實(shí)施，以使用統(tǒng)一的方法處理它們，不再由應(yīng)用程序承擔(dān)這項(xiàng)工作。例如選修課程的成績(jī)定義為3位整數(shù)，范圍還太大，可以如下規(guī)則把成績(jī)限制在0～100之間：CHECK(Grade

BETWEEN

0

AND

100)違約處理違反用戶(hù)定義的完整性時(shí)，采取的措施只有一個(gè)，就是拒絕執(zhí)行，這點(diǎn)和實(shí)體完整性類(lèi)似。0

3用戶(hù)定義的完整性規(guī)則71

關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)DBMS可以為用戶(hù)實(shí)現(xiàn)如下自定義完整性約束：定義域的數(shù)據(jù)類(lèi)型和取值范圍。定義屬性的數(shù)據(jù)類(lèi)型和取值范圍。定義屬性的缺省值。定義屬性是否允許空值。定義屬性取值唯一性。定義屬性間的數(shù)據(jù)依賴(lài)性。0

1數(shù)據(jù)庫(kù)與數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)0

2數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展歷程目錄CONTNETS0

50

6知識(shí)點(diǎn)小結(jié)0

4數(shù)據(jù)庫(kù)的體系結(jié)構(gòu)0

3數(shù)據(jù)模型常見(jiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)0

4PART

ONE表空間管理

數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的三級(jí)模式結(jié)構(gòu)

數(shù)據(jù)庫(kù)的二級(jí)映像與數(shù)據(jù)的獨(dú)立性

兩級(jí)數(shù)據(jù)獨(dú)立性0

47

4數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的三級(jí)模式結(jié)構(gòu)

從數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)角度來(lái)看，數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)內(nèi)部的體系結(jié)構(gòu)通常采用三級(jí)模式結(jié)構(gòu)，即由子模式、模式和內(nèi)模式組成。

數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的模式結(jié)構(gòu)圖：0

47

5模式

定義：模式（也稱(chēng)概念模式或邏輯模式）是數(shù)據(jù)庫(kù)中全體數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)特征的描述，是所有用戶(hù)的公用數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)。

概念模式描述：

所有實(shí)體、實(shí)體的屬性和實(shí)體間的聯(lián)系。

數(shù)據(jù)的約束。

數(shù)據(jù)的語(yǔ)義信息。

安全性和完整性信息0

4模式（續(xù)）76

特性：一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)只有一個(gè)模式。模式與具體應(yīng)用程序無(wú)關(guān)，它只是裝配數(shù)據(jù)的一個(gè)框架。模式用語(yǔ)言描述和定義，需定義數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)有關(guān)的安全性等。0

4子模式77

定義：子模式（也稱(chēng)外模式或用戶(hù)模式）是數(shù)據(jù)庫(kù)用戶(hù)所見(jiàn)和使用的局部數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和特征的描述，是用戶(hù)所用的數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)。

子模式是模式的子集，它主要描述用戶(hù)視圖的各記錄的組成、相互聯(lián)系、數(shù)據(jù)項(xiàng)的特征等。

特性：一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)可以有多個(gè)子模式；每個(gè)用戶(hù)至少使用一個(gè)子模式。同一個(gè)用戶(hù)可使用不同的子模式，而每個(gè)子模式可為多個(gè)不同的用戶(hù)所用。模式是對(duì)全體用戶(hù)數(shù)據(jù)及其關(guān)系的綜合與抽象，子模式是根據(jù)所需對(duì)模式的抽取。0

4內(nèi)模式78

定義：內(nèi)模式（也稱(chēng)存儲(chǔ)模式）是數(shù)據(jù)物理結(jié)構(gòu)和存儲(chǔ)方法的描述。它是整個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)的最低層結(jié)構(gòu)的表示。

內(nèi)模式定義的是存儲(chǔ)記錄的類(lèi)型，存儲(chǔ)域的表示，存儲(chǔ)記錄的物理順序、索引和存取路徑等數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)組織。

特性：一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)只有一個(gè)內(nèi)模式。內(nèi)模式對(duì)用戶(hù)透明。一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)由多種文件組成，如用戶(hù)數(shù)據(jù)文件、索引文件及系統(tǒng)文件等。內(nèi)模式設(shè)計(jì)直接影響數(shù)據(jù)庫(kù)的性能。0

4PART

ONE表空間管理

數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的三級(jí)模式結(jié)構(gòu)

數(shù)據(jù)庫(kù)的二級(jí)映像與數(shù)據(jù)的獨(dú)立性

兩級(jí)數(shù)據(jù)獨(dú)立性0

4數(shù)據(jù)庫(kù)的二級(jí)映像與數(shù)據(jù)的獨(dú)立性80

定義：數(shù)據(jù)獨(dú)立性是指數(shù)據(jù)與程序間的互不依賴(lài)性。一般分為物理獨(dú)立性與邏輯獨(dú)立性。

物理獨(dú)立性是指數(shù)據(jù)庫(kù)物理結(jié)構(gòu)的改變不影響邏輯結(jié)構(gòu)及應(yīng)用程序。即數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)的改變，如存儲(chǔ)設(shè)備的更換、存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的位移、存取方式的改變等都不影響數(shù)據(jù)庫(kù)的邏輯結(jié)構(gòu)，從而不會(huì)引起應(yīng)用程序的變化，這就是數(shù)據(jù)的物理獨(dú)立性。

邏輯獨(dú)立性是指數(shù)據(jù)庫(kù)邏輯結(jié)構(gòu)的改變不影響應(yīng)用程序。即數(shù)據(jù)庫(kù)總體邏輯結(jié)構(gòu)的改變，如修改數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)定義、增加新的數(shù)據(jù)類(lèi)型、改變數(shù)據(jù)間聯(lián)系等，不需要相應(yīng)修改應(yīng)用程序，這就是數(shù)據(jù)的邏輯獨(dú)立性。0

4數(shù)據(jù)庫(kù)的二級(jí)映像與數(shù)據(jù)的獨(dú)立性

為實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)獨(dú)立性，數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)在三級(jí)模式之間提供了兩級(jí)映像：外模式／概念模式映像和概念模式／內(nèi)模式映像。

映像是一種對(duì)應(yīng)規(guī)則，它指出了映像雙方是如何進(jìn)行轉(zhuǎn)換的。81

0

4二級(jí)映像功能82

子模式／模式映像：

子模式／模式映像是指由模式生成子模式的規(guī)則。它定義了各個(gè)子模式和模式之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

模式／內(nèi)模式映像：

模式／內(nèi)模式映像是說(shuō)明模式在物理設(shè)備中的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)。它定義了模式和內(nèi)模式之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

特性：

模式/內(nèi)模式映像是唯一的。

子模式／模式映像不唯一。0

4二級(jí)映像功能83

三級(jí)模式結(jié)構(gòu)和它們之間的兩層映像，保證了數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)能夠具有較高的邏輯獨(dú)立性和物理獨(dú)立性。

有效地實(shí)現(xiàn)三級(jí)模式之間的轉(zhuǎn)換是DBMS職能。

注意模式與數(shù)據(jù)庫(kù)概念的區(qū)別：

模式是數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)的定義和描述，只是建立一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)的框架，它本身不涉及具體的數(shù)據(jù)；

數(shù)據(jù)庫(kù)是按照模式的框架裝入數(shù)據(jù)而建成的，它是模式的一個(gè)“實(shí)例”。數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)是經(jīng)常變化的，而模式一般是不變或很少變化的。0

4PART

ONE表空間管理

數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的三級(jí)模式結(jié)構(gòu)

數(shù)據(jù)庫(kù)的二級(jí)映像與數(shù)據(jù)的獨(dú)立性

兩級(jí)數(shù)據(jù)獨(dú)立性0

4兩級(jí)數(shù)據(jù)獨(dú)立性85

數(shù)據(jù)獨(dú)立性是指數(shù)據(jù)與程序間的互不依賴(lài)性。一般分為物理獨(dú)立性與邏輯獨(dú)立性。

物理獨(dú)立性是指數(shù)據(jù)庫(kù)物理結(jié)構(gòu)的改變不影響邏輯結(jié)構(gòu)及應(yīng)用程序。即數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)的改變，如存儲(chǔ)設(shè)備的更換、存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的位移、存取方式的改變等都不影響數(shù)據(jù)庫(kù)的邏輯結(jié)構(gòu)，從而不會(huì)引起應(yīng)用程序的變化，這就是數(shù)據(jù)的物理獨(dú)立性。

邏輯獨(dú)立性是指數(shù)據(jù)庫(kù)邏輯結(jié)構(gòu)的改變不影響應(yīng)用程序。即數(shù)據(jù)庫(kù)總體邏輯結(jié)構(gòu)的改變，如：修改數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)定義、增加新的數(shù)據(jù)類(lèi)型、改變數(shù)據(jù)間聯(lián)系等，不需要相應(yīng)修改應(yīng)用程序，這就是數(shù)據(jù)的邏輯獨(dú)立性。0

4三級(jí)模式結(jié)構(gòu)與兩層映像的優(yōu)點(diǎn)86

數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的三級(jí)模式結(jié)構(gòu)與兩層映像的優(yōu)點(diǎn)：

(1)保證數(shù)據(jù)的獨(dú)立性。(2)方便用戶(hù)使用，簡(jiǎn)化用戶(hù)接口。(3)保證數(shù)據(jù)庫(kù)安全性的一個(gè)有力措施。

(4)有利于數(shù)據(jù)的共享性。(5)有利于從宏觀上通俗地理解數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。0

1數(shù)據(jù)庫(kù)與數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)0

2數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展歷程目錄CONTNETS0

50

6知識(shí)點(diǎn)小結(jié)0

4數(shù)據(jù)庫(kù)的體系結(jié)構(gòu)0

3數(shù)據(jù)模型常見(jiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)0

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8Or

acl

eOr

acl

e數(shù)據(jù)庫(kù)是由美國(guó)的甲骨文（Or

acl

e）公司開(kāi)發(fā)的世界上第一款支持SQL語(yǔ)言的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)。DB2DB2是I

BM公司著名的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)產(chǎn)品。DB2無(wú)論穩(wěn)定性，安全性，恢復(fù)性等等都無(wú)可挑剔，但是用起來(lái)非常煩瑣，比較適合大型的分布式應(yīng)用系統(tǒng)。SQL

Ser

verSQLSer

ver是由Mi

cr

os

of

t開(kāi)發(fā)和推廣的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)，SQLSer

ver的功能比較全面、效率高，可以作為中型企業(yè)或單位的數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)。SQLSer

ver可以與Wi

ndows操作系統(tǒng)緊密繼承，無(wú)論是應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)速度還是系統(tǒng)事務(wù)處理運(yùn)行速度，都能得到大幅度提升。但是，SQLSer

ver只能在Wi

ndows系統(tǒng)下運(yùn)行，毫無(wú)開(kāi)放性可言。MySQLMySQL是一種開(kāi)放源代碼的輕量級(jí)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)，MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)使用最常用的結(jié)構(gòu)化查詢(xún)語(yǔ)言（SQL）對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行管理。由于MySQL是開(kāi)放源代碼的，因此任何人都可以在Ge

ner

alPubl

i

c

Li

cens

e的許可下下載并根據(jù)個(gè)人需要對(duì)其缺陷進(jìn)行修改。由于MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)體積小、速度快、成本低、開(kāi)放源碼等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)已被廣泛應(yīng)用于互聯(lián)網(wǎng)上的中小型網(wǎng)站中，并且大型網(wǎng)站也開(kāi)始使用MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)，如網(wǎng)易、新浪等。Pos

t

gr

e

SQLPos

t

gr

e

SQL是一個(gè)開(kāi)放源代碼的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，它是加州大學(xué)伯克利分校計(jì)算機(jī)系開(kāi)發(fā)的POSTGRES基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。常見(jiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)-國(guó)外數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)0

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9達(dá)夢(mèng)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱(chēng)DM）是由達(dá)夢(mèng)公司推出的、我國(guó)具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的、比較具有代表性的高性能數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)。達(dá)夢(mèng)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的最新版本是8.0版本，簡(jiǎn)稱(chēng)DM8。DM8是達(dá)夢(mèng)數(shù)據(jù)庫(kù)有限公司推出的新一代高性能數(shù)據(jù)庫(kù)產(chǎn)品。它具有開(kāi)放的、可擴(kuò)展的體系結(jié)構(gòu)，易于使用的事務(wù)處理系統(tǒng)，以及低廉的維護(hù)成本，是達(dá)夢(mèng)公司完全自主開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品。DM8以RDBMS為核心，以SQL為標(biāo)準(zhǔn)，是一個(gè)能跨越多種軟硬件平臺(tái)且具有大型數(shù)據(jù)綜合管理能力的、高效穩(wěn)定的通用數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)。國(guó)產(chǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)--達(dá)夢(mèng)數(shù)據(jù)庫(kù)0

1數(shù)據(jù)庫(kù)與數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)0

2數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展歷程目錄CONTNETS0

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6知識(shí)點(diǎn)小結(jié)0

4數(shù)據(jù)庫(kù)的體系結(jié)構(gòu)0

3數(shù)據(jù)模型常見(jiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)0

69

1知識(shí)點(diǎn)小結(jié)本章首先介紹了數(shù)據(jù)庫(kù)領(lǐng)域使用的幾個(gè)術(shù)語(yǔ)，接著講解了數(shù)據(jù)庫(kù)管理統(tǒng)的概念，數(shù)據(jù)庫(kù)具有的功能(數(shù)據(jù)定義功能、數(shù)據(jù)操縱功能、數(shù)據(jù)庫(kù)的運(yùn)行管理功能、數(shù)據(jù)庫(kù)的建立和維護(hù)功能)；還回顧了數(shù)據(jù)管理技術(shù)發(fā)展的3個(gè)階段；隨后介紹數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的概念和特點(diǎn)(數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化、數(shù)據(jù)獨(dú)立性高、數(shù)據(jù)共享性高、冗余度小、數(shù)據(jù)交給DBMS統(tǒng)一管理和控制)；并對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的三級(jí)模式結(jié)構(gòu)和二級(jí)映像功能；最后對(duì)數(shù)據(jù)模型的要素、種類(lèi)以及概念模型向邏輯模型轉(zhuǎn)換的規(guī)則。最后介紹了常見(jiàn)的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)。THANKS主講教師：時(shí)間：2

0

2

x.xx.xx第2章關(guān)系代數(shù)與關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)理論0

1關(guān)系代數(shù)及其運(yùn)算0

2關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)理論目錄CONTNETS0

5知識(shí)點(diǎn)小結(jié)0

4關(guān)系模式的分解0

3關(guān)系模式的范式及規(guī)范化0

09

5

本章首先主要討論關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)規(guī)范化理論，然后討論如何判斷一個(gè)關(guān)系模式是否是“好”的模式，如果不是，如何將其轉(zhuǎn)換成“好”的關(guān)系模式，并能保證所得到的關(guān)系模式仍能表達(dá)原來(lái)的語(yǔ)義。規(guī)范化理論雖然是以關(guān)系模型為背景，但是它對(duì)于一般的數(shù)據(jù)庫(kù)邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)同樣具有理論上的意義。

本章主要介紹關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)規(guī)范化理論。首先由關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)邏輯設(shè)計(jì)可能出現(xiàn)的問(wèn)題引入關(guān)系模式規(guī)范化的必要性，接著描述函數(shù)依賴(lài)的概念與關(guān)系模式的無(wú)損分解的方法，最后介紹關(guān)系模式的范式。0

1關(guān)系代數(shù)及其運(yùn)算0

2關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)理論目錄CONTNETS0

5知識(shí)點(diǎn)小結(jié)0

4關(guān)系模式的分解0

3關(guān)系模式的范式及規(guī)范化0

19

7

關(guān)系代數(shù)是一種抽象的查詢(xún)語(yǔ)言。

是關(guān)系數(shù)據(jù)操作語(yǔ)言的一種傳統(tǒng)表達(dá)方式，它是用對(duì)關(guān)系的運(yùn)算來(lái)表達(dá)查詢(xún)的。

關(guān)系代數(shù)是建立在集合代數(shù)的基礎(chǔ)上。系代

及其0

1PART

ONE關(guān)系代數(shù)及其運(yùn)算

關(guān)系的數(shù)學(xué)定義

關(guān)系代數(shù)概述

傳統(tǒng)的集合運(yùn)算

專(zhuān)門(mén)的關(guān)系運(yùn)算0

19

9關(guān)系的數(shù)學(xué)定義

關(guān)系數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的形式化定義：域（Domain）笛卡爾積（CartesianProduct）關(guān)系（Relation）0

11

0

0關(guān)系的數(shù)學(xué)定義

域（Domain）

域是一組具有相同數(shù)據(jù)類(lèi)型值的集合。

在關(guān)系模型中，使用域來(lái)表示實(shí)體屬性的取值范圍。

通常用Di表示某個(gè)域。

例如：煉整數(shù)煉實(shí)數(shù)煉介于某個(gè)取值范圍的整數(shù)

煉長(zhǎng)度指定長(zhǎng)度的字符串集合煉{‘男’，‘女’}煉??0

1關(guān)系的數(shù)學(xué)定義101

笛卡兒積(CartesianProduct)

給定一組域D1，D2，?，Dn，這些域中可以有相同的。D1，D2，?，Dn的笛卡爾積為：

D1×D2×?×Dn＝｛（d1，d2，?，dn）｜di

Di，i＝1，2，?，n}煉所有域的所有取值的一個(gè)組合煉不能重復(fù)0

1關(guān)系的數(shù)學(xué)定義102

元組（Tuple）煉笛卡爾積中每一個(gè)元素（d1，d2，?，dn）叫作一個(gè)n元組（n-tuple），或簡(jiǎn)稱(chēng)元組(Tuple)。煉(張清玫，計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)，李勇)、(張清玫，計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)，劉晨)等都是元組。

分量（Component）煉笛卡爾積元素（d1，d2，?，dn）中的每一個(gè)值di叫作一個(gè)分量。煉張清玫、計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)、李勇、劉晨等都是分量。0

1關(guān)系的數(shù)學(xué)定義103

基數(shù)（Cardinal

number）煉若Di（i＝1，2，?，n）為有限集，其基數(shù)為mi（i＝1，2，?，n}煉則D1×D2×?×Dn的基數(shù)M為：

笛卡爾積的表示方法煉笛卡爾積可表示為一個(gè)二維表。煉表中的每行對(duì)應(yīng)一個(gè)元組，表中的每列對(duì)應(yīng)一個(gè)域。0

1笛卡爾積實(shí)例104

給出3個(gè)域：姓名集合：D1={史丹妮，周冬元，李曉輝}性別集合：D2={男，女}專(zhuān)業(yè)集合：D3={會(huì)計(jì)，商務(wù)}

笛卡爾積的結(jié)果：D1×D2×D3＝{（史丹妮，男，會(huì)計(jì)），（史丹妮，男，商務(wù)），（史丹妮，女，會(huì)計(jì)），（史丹妮，女，商務(wù)），（周冬元，男，會(huì)計(jì)），（周冬元，男，商

務(wù)），（周冬元，女，會(huì)計(jì)），（周冬元，女，商

務(wù)），（李曉輝，男，會(huì)計(jì)），（李曉輝，男，商務(wù)），（李曉輝，女，會(huì)計(jì)），(李曉輝，女，商務(wù)）}0

1笛卡爾積實(shí)例（續(xù)）

笛卡爾積結(jié)果表：105

0

1關(guān)系的數(shù)學(xué)定義106

關(guān)系

關(guān)系為多個(gè)域的笛卡爾乘積的有限子集！是一張二維表。

D1×D2×?×Dn的子集叫作在域D1，D2，?，Dn上的關(guān)系，表示為：R（D1，D2，?，Dn）

R：關(guān)系名n：關(guān)系的目或度（Degree）煉當(dāng)n=1時(shí)，稱(chēng)該關(guān)系為單目關(guān)系(Unary

relation)；煉當(dāng)n=2時(shí)，稱(chēng)該關(guān)系為二目關(guān)系(Binary

relation)。0

1關(guān)系實(shí)例

從上述D1,D2,D3的笛卡兒積中取出一個(gè)子集來(lái)構(gòu)造一個(gè)學(xué)生關(guān)系。

由于一個(gè)學(xué)生只有一個(gè)專(zhuān)業(yè)和性別，所以笛卡兒積中的許多元組在實(shí)際中是無(wú)意義的，僅僅挑出有實(shí)際意義的元組構(gòu)建一個(gè)關(guān)系，該關(guān)系名為

Student，字段名取域名：姓名，性別和專(zhuān)業(yè)。107

0

1PART

ONE關(guān)系代數(shù)及其運(yùn)算

關(guān)系的數(shù)學(xué)定義

關(guān)系代數(shù)概述

傳統(tǒng)的集合運(yùn)算

專(zhuān)門(mén)的關(guān)系運(yùn)算0

1關(guān)系代數(shù)概述109

運(yùn)算的三要素：運(yùn)算對(duì)象、運(yùn)算符、運(yùn)算結(jié)果。

關(guān)系代數(shù)的運(yùn)算對(duì)象是關(guān)系，運(yùn)算結(jié)果亦為關(guān)系。關(guān)系代數(shù)中使用的運(yùn)算符包括4類(lèi)：集合運(yùn)算符、專(zhuān)門(mén)的關(guān)系運(yùn)算符、比較運(yùn)算符和邏輯運(yùn)算符。

關(guān)系代數(shù)的運(yùn)算按運(yùn)算符的不同可分為：

傳統(tǒng)的集合運(yùn)算：將關(guān)系看成元組的集合，其運(yùn)算是從關(guān)系的“水平”方向即行的角度進(jìn)行的。專(zhuān)門(mén)的關(guān)系運(yùn)算：不僅涉及行而且涉及列。比較運(yùn)算符和邏輯運(yùn)算符是用來(lái)輔助專(zhuān)門(mén)的關(guān)系運(yùn)算進(jìn)行操作的。0

1關(guān)系代數(shù)運(yùn)算符110

0

1PART

ONE關(guān)系代數(shù)及其運(yùn)算

關(guān)系的數(shù)學(xué)定義

關(guān)系代數(shù)概述

傳統(tǒng)的集合運(yùn)算

專(zhuān)門(mén)的關(guān)系運(yùn)算0

1傳統(tǒng)的集合運(yùn)算112

傳統(tǒng)的集合運(yùn)算是二目運(yùn)算，包括并、交、差、廣義笛卡兒積4種運(yùn)算。

設(shè)關(guān)系R和關(guān)系S具有相同的目n(即兩個(gè)關(guān)系都具有n個(gè)屬性)，且相應(yīng)的屬性取自同一個(gè)域，則可以定義并、差、交、廣義笛卡兒積運(yùn)算如下：1.并(Union)關(guān)系R與關(guān)系S的并記作：

R∪S=｛t│t∈R∨t∈S｝，t是元組變量其結(jié)果關(guān)系仍為n目關(guān)系，由屬于R或?qū)儆赟的元組組成。0

1傳統(tǒng)的集合運(yùn)算113

2.差(Difference)關(guān)系R與關(guān)系S的差記作：R-S={t│t∈R∧t頁(yè)S}，t是元組變量其結(jié)果關(guān)系仍為n目關(guān)系，由屬于R而不屬于S的所有元組組成。3.交(Intersection)關(guān)系R與關(guān)系S的交記作：

R∩S=｛t│t∈R∧t∈S｝，t是元組變量其結(jié)果關(guān)系仍為n目關(guān)系，由既屬于R又屬于S的元組組成。關(guān)系的交可以用差來(lái)表示，即R∩S=R-(R-S)0

1傳統(tǒng)的集合運(yùn)算114

4.廣義笛卡兒積(ExtendedCartesianProduct)兩個(gè)分別為n目和m目的關(guān)系R和S的廣義笛卡兒積是一個(gè)(n+m)列的元組的集合。元組的前n列是關(guān)系R的一個(gè)元組，后m列是關(guān)系S的一個(gè)元組。若R有k1個(gè)元組，S有k2個(gè)元組，則關(guān)系R和關(guān)系S的廣義笛卡兒積有kl×k2個(gè)元組。記作：R×S=｛tr⌒ts│Tr∈R∧Ts∈S｝0

1傳統(tǒng)的集合運(yùn)算（舉例）

R和S

具有相同的目n（即兩個(gè)關(guān)系都有n個(gè)屬性）

相應(yīng)的屬性取自同一個(gè)域115

0

1傳統(tǒng)的集合運(yùn)算（舉例）116

0

1PART

ONE關(guān)系代數(shù)及其運(yùn)算

關(guān)系的數(shù)學(xué)定義

關(guān)系代數(shù)概述

傳統(tǒng)的集合運(yùn)算

專(zhuān)門(mén)的關(guān)系運(yùn)算0

1專(zhuān)門(mén)的關(guān)系運(yùn)算118

專(zhuān)門(mén)的關(guān)系運(yùn)算包括選擇、投影、連接、除等。

為了敘述上的方便，先引入幾個(gè)記號(hào)：設(shè)關(guān)系模式為R(A1，A2，?，An)，它的一個(gè)關(guān)系設(shè)為R，t∈R表示t是R的一個(gè)元組，t[Ai]表示元組t中相應(yīng)于屬性Ai上的一個(gè)分量。若A={Ai1，Ai2，?，Aik}，其中Ai1，Ai2，?，Aik是A1，A2，?，An中的一部分，則A稱(chēng)為字段名或域列。t[A]=(t[Ai1]，t[Ai2]，?，

t[Aik])表示元組t在字段名A上諸分量的集合。A伸表示{A1，A2，?，An)中去掉{Ai1，Ai2，?，Aik}后剩余的屬性組。0

1專(zhuān)門(mén)的關(guān)系運(yùn)算119

R為n目關(guān)系，S為m目關(guān)系。tr∈R，ts∈S，tr⌒ts稱(chēng)為元組的連接，它是一個(gè)n+m列的元組，前n個(gè)分量為R中的一個(gè)n元組，后m個(gè)分量為S中的一個(gè)m元組。給定一個(gè)關(guān)系R(X，Z)，X和Z為屬性組。定義當(dāng)t[X]=x時(shí)，x在R中的象集為：Zx={t[Z]|t∈R，t[X]=x}它表示R中屬性組X上值為x的諸元組在Z上分量的集合。0

1專(zhuān)門(mén)的關(guān)系運(yùn)算

象集舉例：

x1在R中的象集Zx1={Z1，Z2，Z3}

x2在R中的象集Zx2

={Z2，Z3}

x3在R中的象集Zx3={Z1，Z3}120

0

1專(zhuān)門(mén)的關(guān)系運(yùn)算

選擇(Selection)

選擇又稱(chēng)為限制（Restriction）

選擇運(yùn)算符的含義煉在關(guān)系R中選擇滿(mǎn)足給定條件的諸元組煉F表示選擇條件，它是一個(gè)邏輯表達(dá)式，取邏輯值

“真”或“假”煉F的基本形式為：

選擇運(yùn)算是從關(guān)系R中選取使邏輯表達(dá)式F為真的元組，是從行的角度進(jìn)行的運(yùn)算：σ121

0

1選擇運(yùn)算舉例122

設(shè)有一個(gè)學(xué)生-課程數(shù)據(jù)庫(kù)見(jiàn)下表，它包括以下內(nèi)容：

學(xué)生關(guān)系Student(說(shuō)明：Sno表示學(xué)號(hào)，Sname表示姓名，

Ssex表示性別，Sage表示年齡，Sdept表示所在系)

課程關(guān)系Course(說(shuō)明：Cno表示課程號(hào)，Cname表示課程名)

選修關(guān)系Score(說(shuō)明：Sno表示學(xué)號(hào)，Cno表示課程號(hào)，

Degree表示成績(jī))

其關(guān)系模式如下：

Student(Sno，Sname，Ssex，Sage，Sdept)

Course(Cno，Cname)

Score(Sno，Cno，Degree)0

1選擇運(yùn)算舉例（續(xù)）

Student表123

0

1選擇運(yùn)算舉例（續(xù)）

Course表124

0

1選擇運(yùn)算舉例（續(xù)）

Score表125

0

1選擇運(yùn)算舉例（續(xù)）

例1：查詢(xún)數(shù)學(xué)系學(xué)生的信息。

σSdept='數(shù)學(xué)系'(Student)或σ5='數(shù)學(xué)系'(Student)

查詢(xún)結(jié)果：126

0

1選擇運(yùn)算舉例（續(xù)）

例2：查詢(xún)年齡小于20歲的學(xué)生的信息。σSage<20(Student)或σ4<20(Student)

查詢(xún)結(jié)果：127

0

1專(zhuān)門(mén)的關(guān)系運(yùn)算

投影（Projection）

投影運(yùn)算符的含義煉從R中選擇出若干屬性列組成新的關(guān)系πA(R)={t[A]|

t∈R}A：R中的屬性列

投影操作主要是從列的角度進(jìn)行運(yùn)算

投影之后不僅取消了原關(guān)系中的某些列，而且還可能取消某些元組（避免重復(fù)行）π128

0

1選擇運(yùn)算舉例（續(xù)）

例1：查詢(xún)學(xué)生的學(xué)號(hào)和姓名。πSno，Sname(Student)或π1，2(Student)

查詢(xún)結(jié)果：129

0

1專(zhuān)門(mén)的關(guān)系運(yùn)算130

連接（Join）

連接也稱(chēng)為θ連接

連接運(yùn)算的含義：煉從兩個(gè)關(guān)系的笛卡爾積中選取屬性間滿(mǎn)足一定條件的元組煉A和B：分別為R和S上度數(shù)相等且可比的屬性組煉θ：比較運(yùn)算符

從R和S的笛卡爾積R×S中選取R關(guān)系在A屬性組上的值與S關(guān)系在B屬性組上的值滿(mǎn)足比較關(guān)系θ的元組。0

1專(zhuān)門(mén)的關(guān)系運(yùn)算

兩類(lèi)最常用也最重要的連接：

等值連接煉θ為“＝”的連接運(yùn)算稱(chēng)為等值連接煉從關(guān)系R與S的廣義笛卡爾積中選取A、B屬性值相等的那些元組

自然連接煉一種特殊的等值連接煉要求兩個(gè)關(guān)系中進(jìn)行比較的分量必須是相同的屬性組，并且在結(jié)果中把重復(fù)的字段名去掉煉若R和S具有相同的屬性組B，則記作：131

0

1專(zhuān)門(mén)的關(guān)系運(yùn)算煉自然連接還需要取消重復(fù)列，所以是同時(shí)從行和列的角度進(jìn)行運(yùn)算。AθB132

S

一般連接與自然連接的區(qū)別：煉一般的連接操作是從行的角度進(jìn)行運(yùn)算。R0

1專(zhuān)門(mén)的關(guān)系運(yùn)算133

外連接：煉如果把舍棄的元組也保存在結(jié)果關(guān)系中，而在其他屬性上填空值(Null)，這種連接就叫做外連接（OUTER

JOIN）

左外連接：煉如果只把左邊關(guān)系R中要舍棄的元組保留就叫做左外連接(LEFTOUTERJOIN或LEFTJOIN)

右外連接：煉如果只把右邊關(guān)系S中要舍棄的元組保留就叫做右外連接(RIGHTOUTERJOIN或RIGHTJOIN)。0

1專(zhuān)門(mén)的關(guān)系運(yùn)算

例：關(guān)系R和關(guān)系S如下所示：R

╳AS:R.BCS.BEa

1b15b13a

1b15b27a

1b15b310a

1b15b32a

1b15b52a

1b26b13a

1b26b27a

1b26b310a

1b26b32a

1b26b52??134

0

1專(zhuān)門(mén)的關(guān)系運(yùn)算

一般連接：135

0

1專(zhuān)門(mén)的關(guān)系運(yùn)算

等值連接：136

0

1專(zhuān)門(mén)的關(guān)系運(yùn)算

自然連接：137

0

1專(zhuān)門(mén)的關(guān)系運(yùn)算

外連接：138

0

1專(zhuān)門(mén)的關(guān)系運(yùn)算

左外連接和右外連接：139

0

1專(zhuān)門(mén)的關(guān)系運(yùn)算

除（Division）

給定關(guān)系R(X，Y)和S(Y，Z)，其中X，Y，Z為屬性組。R中的Y與S中的Y可以有不同的字段名，但必須出自相同的域集。R與S的除運(yùn)算得到一個(gè)新的關(guān)系P(X)，P是R中滿(mǎn)足下列條件的元組在X字段名上的投影：元組在X上分量值x的象集Yx包含S在Y上投影的集合。

其中Yx為x在R中的象集，x=tr[X]。140

0

1專(zhuān)門(mén)的關(guān)系運(yùn)算

除操作是同時(shí)從行和列角度進(jìn)行運(yùn)算的。141

0

1專(zhuān)門(mén)的關(guān)系運(yùn)算142

關(guān)系除法運(yùn)算分下面4步進(jìn)行:將被除關(guān)系的屬性分為象集屬性和結(jié)果屬性：與除關(guān)系相同的屬性屬于象集屬性，不相同的屬性屬于結(jié)果屬性。在除關(guān)系中，對(duì)與被除關(guān)系相同的屬性（象集屬性）進(jìn)行投影，得到除目標(biāo)數(shù)據(jù)集。將被除關(guān)系分組，原則是，結(jié)果屬性值一樣的元組分為一組。逐一考察每個(gè)組，如果它的象集屬性值中包括除目標(biāo)數(shù)據(jù)集，則對(duì)應(yīng)的結(jié)果屬性值應(yīng)屬于該除法運(yùn)算結(jié)果集。0

1專(zhuān)門(mén)的關(guān)系運(yùn)算

例：設(shè)關(guān)系R、S分別為下圖的(a)和(b)，R÷S的結(jié)果為圖(c)143

0

1專(zhuān)門(mén)的關(guān)系運(yùn)算144

在關(guān)系R中，A可以取四個(gè)值{a1，a2，a3，a4}

a1的象集為{(b1，c2)，(b2，c3)，(b2，c1)}

a2的象集為{(b3，c7)，(b2，c3)}a3的象集為{(b4，c6)}

a4的象集為{(b6，c6)}

S在(B，C)上的投影為{(b1，c2)，(b2，c1)，(b2，c3)

}

只有a1的象集包含了S在(B，C)屬性組上的投影所以：R÷S={a1}0

1專(zhuān)門(mén)的關(guān)系運(yùn)算145

綜合實(shí)例：設(shè)學(xué)生-課程數(shù)據(jù)庫(kù)中有3個(gè)關(guān)系：S、C和SC，利用關(guān)系代數(shù)進(jìn)行查詢(xún)。學(xué)生關(guān)系：S(Sno，Sname，SSex，Sage)課程關(guān)系：C(Cno，Cname，Teacher)學(xué)習(xí)關(guān)系：SC(Sno，Cno，Degree)0

1專(zhuān)門(mén)的關(guān)系運(yùn)算查詢(xún)學(xué)習(xí)課程號(hào)為C3號(hào)課程的學(xué)生學(xué)號(hào)和成績(jī)。 πSno，Degree(σCno='C3'(SC))查詢(xún)學(xué)習(xí)課程號(hào)為C4課程的學(xué)生學(xué)號(hào)和姓名。πSno，Sname(σCno='C4'

(S∞SC))查詢(xún)學(xué)習(xí)課程名為maths的學(xué)生學(xué)號(hào)和姓名。查詢(xún)學(xué)習(xí)課程號(hào)為C1或C3課程的學(xué)生學(xué)號(hào) 。πSno(σCno='C1'∪Cno='C3'(SC))查詢(xún)不學(xué)習(xí)課程號(hào)為C2的學(xué)生的姓名和年齡。146

0

1關(guān)系代數(shù)及其運(yùn)算0

2關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)理論目錄CONTNETS0

5知識(shí)點(diǎn)小結(jié)0

4關(guān)系模式的分解0

3關(guān)系模式的范式及規(guī)范化0

2PART

ONEDM數(shù)據(jù)庫(kù)管理

問(wèn)題的提出

函數(shù)依賴(lài)0

2數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的規(guī)范化149

關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)主要是關(guān)系模式的設(shè)計(jì)，關(guān)系模式設(shè)計(jì)的好壞將直接影響到數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的成敗。

設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)要考慮減少冗余數(shù)據(jù)和避免數(shù)據(jù)經(jīng)常發(fā)生變化，減少額外的維護(hù)。

規(guī)范化的核心思想就是表中每個(gè)決定因子都必須是候選鍵。若不滿(mǎn)足，可以將表分解成兩個(gè)或多個(gè)滿(mǎn)足條件的表。0

2問(wèn)題的提出150

回顧關(guān)系模型的形式化定義：關(guān)系模式的完整表示是一個(gè)五元組：R(U，D，Dom，F(xiàn))其中：R：關(guān)系名，代表一個(gè)關(guān)系模式；U：關(guān)系模式R的屬性集合(屬性組)；D：屬性集合U的數(shù)據(jù)域；Dom：屬性到域的映射關(guān)系；F：屬性集合U上的一組數(shù)據(jù)依賴(lài)的集合。

三元組：R(U，F(xiàn))，數(shù)據(jù)依賴(lài)是關(guān)系模式的重要因素。0

2問(wèn)題的提出151

用一個(gè)實(shí)例說(shuō)明如果一個(gè)關(guān)系沒(méi)有經(jīng)過(guò)規(guī)范化可能會(huì)出現(xiàn)的問(wèn)題：

例如，要設(shè)計(jì)一個(gè)教學(xué)管理數(shù)據(jù)庫(kù)，希望從該數(shù)據(jù)庫(kù)中得到學(xué)生學(xué)號(hào)、姓名、年齡、性別、系別、