數(shù)據(jù)庫技術及應用課件匯 上 林育蓓 從數(shù)據(jù)到信息-關系模式的分解

DatabaseTechnology&Applications數(shù)據(jù)庫技術及應用數(shù)據(jù)、信息和數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)與信息指一切能被計算機存儲和處理、反映客觀實體信息的物理符號。數(shù)據(jù)Data指有一定含義的、經(jīng)過加工的、對決策有價值的數(shù)據(jù)。信息Information數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)的表現(xiàn)形式3.1415926雷暴雨可感知可理解可存儲可傳遞信息的特征數(shù)據(jù)與信息的聯(lián)系數(shù)據(jù)是信息表現(xiàn)的載體。信息是數(shù)據(jù)的內(nèi)涵。同一信息可有不同的數(shù)據(jù)表現(xiàn)形式。-如“雷暴雨”、同一數(shù)據(jù)可以有不同的解釋。-如“2046”可指王家衛(wèi)的電影或是兩千零四十六從計算工具看數(shù)據(jù)處理算盤(中國)1642BlaisePascal加法器（法國）差分機（英國）1822CharlesBabbage1890HermanHollerith和制表機1946ENIAC電子計算機時代從處理方式看數(shù)據(jù)處理空間分布方式集中式處理分散式處理分布式處理集中式集中式處理指的是數(shù)據(jù)集的存儲和處理都由一臺計算機完成。設備利用率高能保證被處理數(shù)據(jù)的完整性和有效性×處理能力非常有限從處理方式看數(shù)據(jù)處理空間分布方式集中式處理分散式處理分布式處理集中式分散式分散式處理指的是數(shù)據(jù)集被分塊分別存儲在多臺計算機上，這些計算機之間沒有通信聯(lián)系，對數(shù)據(jù)的管理和操縱都是相互獨立的。簡單，能就地提取數(shù)據(jù)進行格式轉換和加工×隨著數(shù)據(jù)分散程度的加大，實現(xiàn)統(tǒng)一和控制信息流的困

難也增大從處理方式看數(shù)據(jù)處理空間分布方式集中式處理分散式處理分布式處理集中式分散式分布式分散式處理指的是數(shù)據(jù)集被分塊分別存儲在多臺計算機上，這些計算機通過網(wǎng)絡連接，不僅可以對存儲在本機的數(shù)據(jù)進行單獨處理，也可以和其他聯(lián)網(wǎng)的計算機一起對整個數(shù)據(jù)集進行全局處理。既能克服分散式處理的缺點，又可避免集中式處理的困難

難也增大。從處理方式看數(shù)據(jù)處理時間分配方式批處理聯(lián)機處理實時處理延遲處理批處理指的是對某些對象進行批量的處理。能有效地提高設備的利用率×用戶把作業(yè)交給系統(tǒng)后便失去了

對作業(yè)控制和修改的能力×獲得結果的時間久從處理方式看數(shù)據(jù)處理時間分配方式批處理聯(lián)機處理實時處理延遲處理實時處理指的是對輸入的數(shù)據(jù)立即加以處理并得到結果。從處理方式看數(shù)據(jù)處理時間分配方式批處理聯(lián)機處理實時處理延遲處理延遲處理指的是先將輸入的數(shù)據(jù)存儲起來，過一段時間再加以處理。數(shù)據(jù)管理技術的發(fā)展數(shù)據(jù)管理——數(shù)據(jù)處理的核心環(huán)節(jié)20世紀50年代中期以前卡片、磁帶等順序存取設備匯編語言人工管理階段20世紀50年代后期-60年代中期磁盤等直接存取設備高級語言和操作系統(tǒng)文件系統(tǒng)階段20世紀60年代末網(wǎng)絡、大容量磁盤數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段數(shù)據(jù)管理20世紀50年代中期以前卡片、磁帶等順序存取設備匯編語言人工管理階段×數(shù)據(jù)的組織面向應用，數(shù)據(jù)的修改會引起程序也需要修改?！翑?shù)據(jù)隨程序一起送入內(nèi)存，任務完成后全部撤出計算機，不能長期保留。×數(shù)據(jù)的管理由程序員個人考慮安排，應用程序與計算機物理地址直接關聯(lián)，數(shù)據(jù)管理低效且缺乏安全性?！敛煌瑧弥g存在著大量重復的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)無法共享。數(shù)據(jù)管理數(shù)據(jù)被組織成文件存儲在外存。文件組織多樣化。操作系統(tǒng)為文件提供了友好的界面，用戶只需要通過文件名就能訪問文件，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的增刪改。數(shù)據(jù)以文件為單位被多個應用程序共享，數(shù)據(jù)和程序之間有了一定的獨立性?！翑?shù)據(jù)冗余較嚴重，會導致數(shù)據(jù)不一致和數(shù)據(jù)異常。×以文件為基本單位進行數(shù)據(jù)存儲，在數(shù)據(jù)共享與安全保密方

面無法做到更細的粒度。20世紀50年代后期-60年代中期磁盤等直接存取設備高級語言和操作系統(tǒng)文件系統(tǒng)階段數(shù)據(jù)管理從整體關聯(lián)用戶出發(fā)而不再只針對某種特定的應用來考慮數(shù)據(jù)的組織和存儲。數(shù)據(jù)的存儲獨立于使用它的程序。對數(shù)據(jù)庫插入新數(shù)據(jù)，修改和檢索原有數(shù)據(jù)均能按一種公用的和可控制的方式進行。降低了數(shù)據(jù)冗余，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)共享。降低了軟件研發(fā)和維護的費用。20世紀60年代末網(wǎng)絡、大容量磁盤數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段數(shù)據(jù)庫技術的發(fā)展關系模型層次模型網(wǎng)狀模型數(shù)據(jù)庫技術的應用共同特點*涉及的數(shù)據(jù)量大*數(shù)據(jù)需要長期保存*數(shù)據(jù)需要被多個應用程序（或多個用戶）所共享本章小結數(shù)據(jù)與信息的聯(lián)系與區(qū)別數(shù)據(jù)處理方式的若干種分類文件系統(tǒng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)管理的特點數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)管理的特點感謝觀看！DatabaseTechnology&Applications數(shù)據(jù)庫技術及應用數(shù)據(jù)模型概述如何描述數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)模型（DataModel）模型是人們依據(jù)特定目的，在一定的假設條件下，對現(xiàn)實世界中某些對象若干特征的抽象和模擬。數(shù)據(jù)模型是對現(xiàn)實世界的抽象和模擬。能比較真實地模擬現(xiàn)實世界容易為人所理解便于在計算機上實現(xiàn)數(shù)據(jù)模型指一切能被計算機存儲和處理、反映客觀實體信息的物理符號。數(shù)據(jù)對現(xiàn)實世界數(shù)據(jù)對象特征的抽象。數(shù)據(jù)模型建模數(shù)據(jù)模型的作用數(shù)據(jù)模型設計師程序員普通用戶概念數(shù)據(jù)模型物理數(shù)據(jù)模型邏輯數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)模型的組成數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)結構完整性約束數(shù)據(jù)操作描述系統(tǒng)的靜態(tài)特性：數(shù)據(jù)類型、內(nèi)容、性質、數(shù)據(jù)間聯(lián)系描述系統(tǒng)的動態(tài)特性：如何實現(xiàn)數(shù)據(jù)的增、刪、改、查描述數(shù)據(jù)結構內(nèi)數(shù)據(jù)間的語法、詞義聯(lián)系、它們之間的制約和依存關系，以及數(shù)據(jù)動態(tài)變化的規(guī)則信息世界的相關術語現(xiàn)實世界現(xiàn)實世界中客觀存在并可相互區(qū)分的事物稱為實體（Entity）實體所具有的特征稱為屬性（Attribute）用實體名及其屬性名集合來抽象刻畫的同類實體稱為實體型（EntityType）同型實體的集合稱為實體集（EntitySet）在實體所有的屬性中，能唯一區(qū)分每一個實體的最小的屬性集合稱為實體標識符（Identifier）信息世界三個世界中各術語的對應關系數(shù)據(jù)聯(lián)系實體內(nèi)部聯(lián)系實體間的聯(lián)系1:11:NM:N實體型1

聯(lián)系名實體型2111:1聯(lián)系實體型1

聯(lián)系名實體型21N1:N聯(lián)系實體型1

聯(lián)系名實體型2MNM:N聯(lián)系數(shù)據(jù)聯(lián)系實體型1

聯(lián)系名實體型2111:1聯(lián)系一對一聯(lián)系(One-to-oneRelationship)有兩個類型不同的實體集E1和E2，如果E1中的每個實體最多和E2中的一個實體有聯(lián)系；反之，E2中的每個實體也是最多和E1中的一個實體有聯(lián)系，則稱E1和E2的聯(lián)系是一對一聯(lián)系，簡記為1:1聯(lián)系。如：“班”和“正班長”之間的聯(lián)系是1:1聯(lián)系。一對多聯(lián)系(One-to-manyRelationship)有兩個類型不同的實體集E1和E2，如果E1中的每個實體與E2中的任意個（包括零個）實體有聯(lián)系，但E2中的每個實體最多和E1中的一個實體有聯(lián)系，則稱E1和E2的聯(lián)系是一對多聯(lián)系，簡記為1:N聯(lián)系。如：“母親”和“孩子”之間的聯(lián)系是1:N聯(lián)系。實體型1

聯(lián)系名實體型21N1:N聯(lián)系多對多聯(lián)系(Many-to-manyRelationship)有兩個類型不同的實體集E1和E2，如果E1中的每個實體與E2中的任意個（包括零個）實體有聯(lián)系，反之，E2中的每個實體也是和E1中的任意個實體（包括零個）有聯(lián)系，則稱E1和E2的聯(lián)系是多對多聯(lián)系，簡記為M:N聯(lián)系。如：“學生”和“課程”之間的聯(lián)系是M:N聯(lián)系。實體型1

聯(lián)系名實體型2MNM:N聯(lián)系概念數(shù)據(jù)模型實體聯(lián)系模型及ER圖

實體聯(lián)系模型簡稱ER模型，ER模型通過ER圖來表示實體及其聯(lián)系。ER圖有四個基本成分：矩形框：表示實體型菱形框：表示聯(lián)系型橢圓形框：表示實體型或聯(lián)系型的屬性直線：用來連接上述三種圖框選課管理ER圖課程學生選修成績MN課程號課程名學時學分身份證號姓名性別學號班級生日建立ER圖的過程畫實體型用矩形框畫出實體型用橢圓框畫出實體屬性用直線把實體型和屬性連接起來在實體標識符屬性底下畫下劃線畫聯(lián)系型用菱形框畫出實體間的聯(lián)系型用直線把聯(lián)系型和相關實體型連接起來用橢圓框畫出聯(lián)系屬性（如有）在直線上標記聯(lián)系類型【例2.1】選課管理E-R圖課程學生選修成績MN課程號課程名學時學分身份證號姓名性別學號班級生日E-R模型設計常見問題兩個不同實體型之間的聯(lián)系（二元聯(lián)系）多個不同實體型之間的聯(lián)系兩個不同實體型之間的多種聯(lián)系同一實體型內(nèi)各實體之間的聯(lián)系弱實體問題泛化（Generalization）多值屬性問題派生屬性問題用實體型還是用聯(lián)系型聯(lián)系型屬性的布局問題兩個不同實體型之間的聯(lián)系（二元聯(lián)系）兩個不同實體型之間的聯(lián)系（二元聯(lián)系）多個不同實體型之間的聯(lián)系（二元聯(lián)系）多個不同實體型之間的聯(lián)系（多元聯(lián)系）兩個不同實體型之間的多種聯(lián)系同一實體型內(nèi)各實體之間的聯(lián)系弱實體問題依賴于另一實體而存在的實體稱為弱實體。不依賴于任何實體而存在的實體稱為強實體。弱實體與其依賴的強實體之間的聯(lián)系稱為強聯(lián)系。如果一個實體與另一個實體之間不存在依賴關系，它們之間的聯(lián)系稱為弱聯(lián)系。泛化（Generalization）泛化關系是指抽取多個實體型的共同屬性作為超類實體型。泛化關系中的低層次實體型為子類實體型，它對超類實體型中的屬性進行了繼承與添加。重疊性約束表示各個子類實體型之間是否是排他的。若為排他的則用字母“d”標識，否則用“o”標識（o表示overlap）。完備性約束表示所有子類實體型在當前系統(tǒng)中是否能完全覆蓋超類實體型。若能完全覆蓋則在超類實體型與圓圈之間用雙線標識。多值屬性問題只能有一個取值的屬性稱為單值屬性，如性別。能同時有多個取值的屬性稱為多值屬性，如電話號碼。不能再一步劃分出屬性的屬性稱為簡單屬性，如性別?？梢赃M一步劃分出屬性的屬性稱為復合屬性，如地址。派生屬性問題能由其他屬性計算或推導出值的屬性稱為派生屬性。用實體型還是用聯(lián)系型若屬性A和B被訪問的頻率相差很大的時候，采用圖(b)的ER圖結構進行設計，把“貸款”作為實體型來處理，將申請貸款和提供貸款的屬性分開，這樣會更節(jié)省空間，提高訪問的效率。聯(lián)系型屬性的布局問題若聯(lián)系型為1:1聯(lián)系時，聯(lián)系型的屬性既可以畫在聯(lián)系型上，也可以畫在參與該聯(lián)系的任意一個實體型中，作為實體型的屬性畫出。聯(lián)系型屬性的布局問題若聯(lián)系型為1:1聯(lián)系時，聯(lián)系型的屬性既可以畫在聯(lián)系型上，也可畫在參與該聯(lián)系的任意一個實體型中，作為實體型的屬性畫出。聯(lián)系型屬性的布局問題若聯(lián)系型為1:N聯(lián)系時，聯(lián)系型的屬性既可以畫在聯(lián)系型上，也可畫在參與該聯(lián)系的N方對應的實體型上，作為實體型的屬性畫出。聯(lián)系型屬性的布局問題若聯(lián)系型為1:N聯(lián)系時，聯(lián)系型的屬性既可以畫在聯(lián)系型上，也可畫在參與該聯(lián)系的N方對應的實體型上，作為實體型的屬性畫出。E-R模型的優(yōu)點與缺陷能表示的數(shù)據(jù)約束很有限表示實體內(nèi)部屬性之間的關系的能力有限對信息內(nèi)容的表示不全面沒有對應的數(shù)據(jù)操作語言x能捕獲現(xiàn)實世界的數(shù)據(jù)需求將概念格外簡單化、形式化地表示出來√邏輯數(shù)據(jù)模型邏輯數(shù)據(jù)模型——能夠在計算機中真正實現(xiàn)的模型邏輯數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)結構數(shù)據(jù)操作完整性約束阿波羅計劃的數(shù)據(jù)管理飛船有200萬個零部件ROCKWELL基于文件的零部件管理系統(tǒng)18盤磁帶60%冗余GUAM通用更新訪問方法GUAM通用更新訪問方法IMSIMS基于樹的層次模型樹有且僅有一個結點沒有父親結點，這個結點稱為根。如：A。樹除根以外的其他結點有且只有一個父親結點。除了根結點外，每個子女結點可以分為多個不相交的子樹；沒有子女結點的結點稱為葉子結點。如：D、E、F。層次模型用一棵倒立的“有向樹”的數(shù)據(jù)結構來表示各類實體以及實體間的聯(lián)系。在樹中，每個結點表示一個記錄類型，結點間的連線表示記錄類型間的關系。學生層次模型實例層次模型的完整性約束條件進行插入操作時，如果沒有相應的父親結點值就不能插入它的子女結點值。進行刪除操作時，如果刪除父親結點值，則相應的子女結點值也被同時刪除。進行更新操作時，應更新所有相應記錄，以保證數(shù)據(jù)的一致性。如果新調入一名學生，但尚未分配到某個班，這時就不能將新學生插入到數(shù)據(jù)庫中。如果刪除了21軟件工程3班，則該班所有學生的數(shù)據(jù)將全部丟失。層次模型的優(yōu)點與缺陷表示的局限性實現(xiàn)復雜缺乏結構獨立性應用程序編寫復雜缺乏標準x數(shù)據(jù)結構比較簡單清晰查詢效率高提供了良好的完整性支持數(shù)據(jù)共享具有數(shù)據(jù)安全保障√DBTG體系結構CharlesW.Bachman基于圖的網(wǎng)狀模型在這個有向圖中，每個結點表示一個記錄型（實體型），每個記錄型可包含若干個字段（實體型的屬性），結點間的連線表示記錄型（實體型）間的父子關系。網(wǎng)狀模型中允許有一個以上的結點無父親結點。如：A和B。網(wǎng)狀模型中至少有一個結點可以有多于一個父親結點。如：C和D。學生所屬組織網(wǎng)狀模型實例網(wǎng)狀模型轉化為系類型兩個或兩個以上的記錄類型之間聯(lián)系稱為系類型。一個系類型就是一棵二級樹。在一個系類型中，有一個記錄類型處于主導地位，稱為系主記錄類型，其它記錄類型稱為成員記錄類型。系主和成員之間的聯(lián)系是一對多的聯(lián)系。網(wǎng)狀模型的完整性約束條件進行插入操作時，允許插入尚未確定父親結點的子女結點。進行刪除操作時，允許只刪除父親結點。進行更新操作時，只需更新指定記錄即可。可插入一些剛來報到但還未分配到班的學生，也可增加一名尚未參加社團的新同學。一個社團解散了，可只刪除社團結點，而該社團所有學生的信息仍保留在數(shù)據(jù)庫中。網(wǎng)狀模型的優(yōu)點與缺陷網(wǎng)狀模型的結構更加復雜應用程序在訪問數(shù)據(jù)時要指定存取路徑，從而導致網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫的結構獨立性較差x更為直接地描述客觀世界中實體間的復雜聯(lián)系結點間的聯(lián)系簡單，數(shù)據(jù)訪問靈活，存取效率較高有對應的數(shù)據(jù)庫行業(yè)標準√基于二維表的關系模型EdgarFrankCodd在關系數(shù)據(jù)模型中，無論是實體還是實體與實體間的聯(lián)系均用關系（Relation）來表示。每個關系的是一個規(guī)范化的二維表。在這個二維表中，每一行稱為元組；每一列是一個屬性，也稱為字段。關系中元組的一個屬性值稱為分量。關系模型的完整性約束條件實體完整性參照完整性用戶自定義的完整性關系模型的優(yōu)點與缺陷復合屬性往往需要拆分成若干個簡單屬性，會割裂了數(shù)據(jù)間的層次關系不能表示變長的屬性用戶設計和使用的門檻低，有可能助長一些拙劣的數(shù)據(jù)庫設計和實現(xiàn)對系統(tǒng)性能提出了更高的要求x有較強的數(shù)學理論根據(jù)數(shù)據(jù)結構簡單、清晰關系數(shù)據(jù)庫語言是非過程化的，大大降低了用戶編程的難度，同時提高了數(shù)據(jù)獨立性數(shù)據(jù)操作是面向集合的操作，提高了數(shù)據(jù)訪問的便利程度√面向對象數(shù)據(jù)模型對象（Object）表示現(xiàn)實世界中的實體。每個對象包含一組屬性和一組方法。屬性用來描述對象的狀態(tài)、組成和特性，是對象的靜態(tài)特征，如學生的姓名、性別等。方法是用來改變對象一個或多個屬性的值的操作（通常使用函數(shù)過程實現(xiàn)），是對象的動態(tài)特征。在對象狀態(tài)上操作的方法集稱為對象的行為。具有相同的屬性集和方法集的所有對象的集合稱為類（Class）。類允許嵌套結構?，F(xiàn)有的類稱為超類，新子類是從現(xiàn)有類派生出來的，稱為派生類。子類繼承了超類上定義的全部屬性和方法，從而實現(xiàn)軟件的可重用性。同時，子類本身還可包含其他的屬性和方法。通過繼承構造了子類后，還可以為每個子類指定其獨特的表現(xiàn)行為，這稱為多態(tài)。繼承體現(xiàn)了這些對象的共性，而多態(tài)則可體現(xiàn)每個對象的個性。面向對象模型的優(yōu)點與缺陷沒有準確的定義維護困難不適合所有應用x適合處理各種各樣的數(shù)據(jù)類型提高開發(fā)效率改善數(shù)據(jù)訪問√邏輯數(shù)據(jù)模型的演化第一代層次模型網(wǎng)狀模型第二代關系模型第三代面向對象模型物理數(shù)據(jù)模型物理數(shù)據(jù)模型又稱為物理模型，是一種面向計算機物理表示的模型，用于描述數(shù)據(jù)在儲存介質上的組織結構，包括數(shù)據(jù)如何在計算機中存儲、如何表達記錄結構和訪問路徑等。每一種邏輯模型在實現(xiàn)時都有其對應的物理模型。物理模型的目標是指定如何用數(shù)據(jù)庫模式來實現(xiàn)邏輯模型，以及真正地保存數(shù)據(jù)。本章小結數(shù)據(jù)模型的作用與組成實體型之間的聯(lián)系的三種類型E-R圖的畫法層次模型的特點網(wǎng)狀模型的特點關系模型的特點面向對象模型的特點感謝觀看！DatabaseTechnology&Applications數(shù)據(jù)庫技術及應用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的組成數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的組成……計算機存儲設備DBDB……DBDBMSDBA應用程序OS最終用戶最終用戶計算機系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫（Database)

數(shù)據(jù)庫指長期存儲在計算機中按照一定的結構組織在一起的、可共享的、相互關聯(lián)的數(shù)據(jù)集合，是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基礎。表示真實世界中的某些方面是一個固有某些含義的、在邏輯上保持一致的數(shù)據(jù)的集合基于某個特定目的而開發(fā)的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DatabaseManagementSystem)DBMS是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的核心，指幫助用戶創(chuàng)建和管理數(shù)據(jù)庫的應用程序的集合。數(shù)據(jù)定義數(shù)據(jù)操縱數(shù)據(jù)庫運行管理數(shù)據(jù)組織、存儲與管理數(shù)據(jù)庫的建立與維護通信數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的層次結構常見的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)及其特點傳統(tǒng)關系型數(shù)據(jù)庫IBMDB2、Oracle（大型）Sybase、MicrosoftSQLServer（中型）MicrosoftAccess、MySQL（小型）openGauss(國產(chǎn)開源)非關系型數(shù)據(jù)庫MongoDB（基于分布式文件存儲）BigTable（基于Google文件系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)）Cassandra（類似于BigTable的混合型非關系數(shù)據(jù)庫）計算機系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫管理員

(DatabaseAdministrator)數(shù)據(jù)庫的設計與創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫的日常運行監(jiān)控數(shù)據(jù)庫的用戶管理數(shù)據(jù)庫的備份管理故障處理DBA要具有高度的信息安全意識2011年9月西安警方破獲了全國首例非法出售、獲取公民個人信息的案件。這一案件導致陜西省近1400萬手機用戶（占全省手機用戶總量的60%~70%）的個人信息被泄露。犯罪嫌疑人是一家科技公司的技術人員，他利用工作便利，多次侵入這家通信公司的用戶數(shù)據(jù)庫，盜取手機用戶的個人信息。盜取手機信息的技術人員，既違反了民事法律規(guī)定，須承擔相應民事賠償責任；還違反了刑法中涉及泄露、盜取私人信息的相關規(guī)定：非法泄露個人信息，最高可判三年有期徒刑。最終用戶Query/Update數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的體系結構三級模式結構外模式可稱用戶模式，描述的是數(shù)據(jù)庫用戶能夠看見和使用的局部數(shù)據(jù)的邏輯結構和特征。概念模式簡稱為模式，是數(shù)據(jù)庫中全體數(shù)據(jù)的邏輯結構和特征的描述，是數(shù)據(jù)庫的框架，是所有用戶的公共數(shù)據(jù)視圖。內(nèi)模式是整個數(shù)據(jù)庫的最底層表示，用于描述數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)物理結構和存儲方式。數(shù)據(jù)庫的三級模式結構兩級映射數(shù)據(jù)庫的三級模式結構外模式可有多個。對于每一個外模式，都存在一個外模式/概念模式映射,它確定了數(shù)據(jù)的局部邏輯結構與全局邏輯結構之間的對應關系。

概念模式、內(nèi)模式只有一個。概念模式/內(nèi)模式映射是唯一的,它確定了數(shù)據(jù)的全局邏輯結構與存儲結構之間的對應關系。

數(shù)據(jù)獨立性數(shù)據(jù)的邏輯獨立性是指當數(shù)據(jù)的總體邏輯結構改變時，數(shù)據(jù)的局部邏輯結構不變。由于應用程序是依據(jù)數(shù)據(jù)的局部邏輯結構編寫的，所以應用程序不需修改，從而保證了數(shù)據(jù)與程序間的邏輯獨立性。

數(shù)據(jù)的物理獨立性是指當數(shù)據(jù)的存儲結構改變時，數(shù)據(jù)的邏輯結構不變，所以應用程序也不必修改，從而保證了數(shù)據(jù)與程序間的物理獨立性。

指在數(shù)據(jù)庫三級模式結構中，某一層模式的改變不會使它的上一層模式也發(fā)生改變的能力。數(shù)據(jù)庫的三級模式結構數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的分類數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的分類單用戶數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)C/S結構的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)主從式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)NetworksDBDBDBDBDBDBDBDB數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的特點與意義數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)與文件系統(tǒng)的比較特點系統(tǒng)類型文件系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)數(shù)據(jù)結構化程度低高數(shù)據(jù)共享程度低高數(shù)據(jù)冗余程度高低數(shù)據(jù)獨立性低高用戶接口單一多樣化數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理無有數(shù)據(jù)庫技術的研究與發(fā)展數(shù)據(jù)庫技術的研究方向DBMS軟件的研制數(shù)據(jù)庫設計數(shù)據(jù)庫理論數(shù)據(jù)庫技術的發(fā)展現(xiàn)狀數(shù)據(jù)庫多媒體數(shù)據(jù)庫分布式數(shù)據(jù)庫嵌入式移動數(shù)據(jù)庫Web數(shù)據(jù)庫演繹數(shù)據(jù)庫空間數(shù)據(jù)庫……數(shù)據(jù)庫技術的發(fā)展趨勢從集中式逐漸轉到分布式從SQL到NoSQL從云下到云上智能化我國在數(shù)據(jù)庫技術領域的突破威訊柏睿數(shù)據(jù)科技提出基于全內(nèi)存的數(shù)據(jù)庫技術GaussDB通過中金國盛金融行業(yè)標準符合性試點測評螞蟻金服分布式關系數(shù)據(jù)庫OceanBase于TPC-C數(shù)據(jù)庫基準性能測試（“數(shù)據(jù)庫領域世界杯”）登頂我國在數(shù)據(jù)庫技術領域的突破2019年被稱為國產(chǎn)數(shù)據(jù)庫元年本章小結數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的組成數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的功能數(shù)據(jù)庫管理員的職責數(shù)據(jù)庫的三級模式結構數(shù)據(jù)獨立性基于三級模式結構的用戶訪問數(shù)據(jù)的過程感謝觀看！DatabaseTechnology&Applications數(shù)據(jù)庫技術及應用關系與關系模式笛卡爾乘積

笛卡爾乘積

研究生導師專業(yè)研究生湯友德工商管理劉星湯友德軟件工程劉星湯友德工商管理關文清湯友德軟件工程關文清湯友德工商管理張薔湯友德軟件工程張薔林娜工商管理劉星林娜軟件工程劉星林娜工商管理關文清林娜軟件工程關文清林娜工商管理張薔林娜軟件工程張薔表4.1笛卡爾乘積的二維表表示從笛卡爾乘積到關系研究生導師專業(yè)研究生湯友德工商管理劉星湯友德軟件工程劉星湯友德工商管理關文清湯友德軟件工程關文清湯友德工商管理張薔湯友德軟件工程張薔林娜工商管理劉星林娜軟件工程劉星林娜工商管理關文清林娜軟件工程關文清林娜工商管理張薔林娜軟件工程張薔表4.1笛卡爾乘積的二維表表示研究生導師專業(yè)研究生湯友德軟件工程劉星湯友德軟件工程張薔林娜工商管理關文清表4.2“研究生導師指導學生”關系關系的數(shù)學定義

研究生導師專業(yè)研究生湯友德軟件工程劉星湯友德軟件工程張薔林娜工商管理關文清表4.2“研究生導師指導學生”關系關系的鍵超鍵(SuperKey)若關系中的某一屬性或屬性組的值能唯一地標識一個元組，則稱該屬性或屬性組為超鍵。身份證號碼學號（身份證號碼，姓名）（學號，姓名）（身份證號碼，學號）（身份證號碼，學號，姓名）學生（身份證號碼，學號，姓名）關系的鍵超鍵(SuperKey)若關系中的某一屬性或屬性組的值能唯一地標識一個元組，則稱該屬性或屬性組為超鍵。候選鍵(CandidateKey)若關系中的某一超鍵，當去掉其中任一屬性后，均不再能為超鍵，則稱其為候選鍵。身份證號碼學號學生（身份證號碼，學號，姓名）關系的鍵超鍵(SuperKey)若關系中的某一屬性或屬性組的值能唯一地標識一個元組，則稱該屬性或屬性組為超鍵。候選鍵(CandidateKey)若關系中的某一超鍵，當去掉其中任一屬性后，均不再能為超鍵，則稱其為候選鍵。單屬性鍵：只包含一個屬性的候選鍵多屬性鍵：由多個屬性構成的候選鍵全鍵（All-key）：若關系當中只有一個候選鍵，且這個候選鍵包含了關系的全部屬性主屬性（PrimeAttribute）：候選鍵中的屬性非主屬性（Non-keyAttribute）：不包含在任何候選鍵中的屬性學生（身份證號碼，學號，姓名）關系的鍵超鍵(SuperKey)若關系中的某一屬性或屬性組的值能唯一地標識一個元組，則稱該屬性或屬性組為超鍵。候選鍵(CandidateKey)若關系中的某一超鍵，當去掉其中任一屬性后，均不再能為超鍵，則稱其為候選鍵。主鍵(PrimaryKey)在關系的候選鍵中可選擇其中一個作為元組的唯一標識符，這就是主鍵。身份證號碼

或

學號學生（身份證號碼，學號，姓名）關系的鍵超鍵(SuperKey)若關系中的某一屬性或屬性組的值能唯一地標識一個元組，則稱該屬性或屬性組為超鍵。候選鍵(CandidateKey)若關系中的某一超鍵，當去掉其中任一屬性后，均不再能為超鍵，則稱其為候選鍵。主鍵(PrimaryKey)在關系的候選鍵中可選擇其中一個作為元組的唯一標識符，這就是主鍵。外鍵(ForeignKey)若關系R的某個屬性或屬性組A不是R的候選鍵，卻是另一個關系S的候選鍵，則稱A為R的外鍵。選修（課程號，學號，成績）學生（身份證號碼，學號，姓名）關系模式的數(shù)學定義

關系的性質分量原子性學號成績語文數(shù)學20211022522190852021105646138076學號語文成績數(shù)學成績20211022522190852021105646138076關系的性質分量原子性元組有限性在關系中元組的個數(shù)是有限的。計算機不能處理無限的數(shù)據(jù)。關系的性質分量原子性元組有限性元組各異性關系是一個集合，由集合的性質決定，集合里不存在兩個相同的元素。在現(xiàn)實生活當中不存在完全相同的兩個實體。關系的性質分量原子性元組有限性元組各異性元組次序任意性在關系的二維表中，元組對應行的次序可以任意交換。在實際的應用當中，為了加快檢索速度，提高數(shù)據(jù)處理的效率，經(jīng)常會對關系中的元組進行排序。關系的性質分量原子性元組有限性元組各異性元組次序任意性屬性名各異性在同一個關系的二維表中不能存在相同的屬性名。即使關系中的兩個屬性來自同一個域，也要為它們?nèi)〔煌拿旨右詤^(qū)分。關系的性質分量原子性元組有限性元組各異性元組次序任意性屬性名各異性屬性同質性在關系的二維表中同一列的數(shù)據(jù)必須是同一種數(shù)據(jù)類型且來自同一個值域。關系的性質分量原子性元組有限性元組各異性元組次序任意性屬性名各異性屬性同質性屬性次序任意性在定義一個關系模式時，其屬性的先后次序不會影響關系的實際意義。在關系模式定義之后，不能隨意地調換屬性值在元組中順序，否則，會引起歧義。從E-R圖到關系模型的數(shù)據(jù)結構E-R圖向關系模型轉換的原則對于E-R圖中的每一個實體型，都應將其轉換為一個關系模式。該關系模式應包含對應實體型的全部屬性，實體標識符就是關系模式的主鍵。對于E-R圖中的每一個二元聯(lián)系型，要根據(jù)實體型之間聯(lián)系的類型采取不同的方法加以處理。1:1聯(lián)系1:N聯(lián)系M:N聯(lián)系E-R圖向關系模型的轉換圖4.2校長管理學校E-R圖校長（身份證號，姓名，性別，生日，職稱，年薪，學校名）學校（學校名，地址，級別）校長（身份證號，姓名，性別，生日，職稱）學校（學校名，地址，級別，年薪，身份證號）E-R圖向關系模型的轉換圖4.3學生考試排名E-R圖學生（學號，姓名，性別，名次，下一名次的學號）E-R圖向關系模型的轉換圖4.4學校聘任教師E-R圖學校（學校名，地址，級別）教師（身份證號，姓名，性別，生日，職稱，年薪，學校名）E-R圖向關系模型的轉換圖4.5教師團隊E-R圖教師（工號，姓名，性別，生日，職稱，負責人工號）E-R圖向關系模型的轉換圖4.6學生選課E-R圖學生（學號，身份證號，姓名，性別，班級，生日）課程（課程號，課程名，學時，學分）選修（學號，課程號，成績）E-R圖向關系模型的轉換圖4.7教學情況E-R圖學生（學號，身份證號，姓名，性別，班級，生日）課程（課程號，課程名，學時，學分）教師（工號，身份證號，姓名，性別，生日，學院）教學（工號，學號，課程號，時間，地點，成績）E-R圖向關系模型的轉換圖4.8人員與教師、學生等的泛化關系人員（身份證號，姓名，性別，生日）教師（身份證號，工號，學院）學生（身份證號，學號，班級）關系模型的體系結構基本關系學生（學號，身份證號，姓名，性別，班級，生日）課程（課程號，課程名，學時，學分）選修（學號，課程號，成績）根據(jù)關系概念模式構建出來的表稱為基本關系。視圖一個用戶可以使用的全部的“表”和“虛表”，構成這個用戶的數(shù)據(jù)視圖，簡稱為視圖（View）。視圖中所有“表”和“虛表”的框架組成關系數(shù)據(jù)庫的外模式，又稱為關系外模式。關系的完整性關系的完整性約束實體完整性（EntityIntegrity）關系中不允許出現(xiàn)相同的元組；若屬性A是關系R的主屬性，則屬性A不能取空值。參照完整性（ReferentialIntegrity）若屬性（或屬性組）F是基本關系R的外鍵，它與基本關系S的主鍵KS相對應，則R中每個元組在F上的值必須等于S中某個元組的主鍵值或為空。用戶自定義完整性（User-definedIntegrity）針對某一屬性定義的約束條件關系的不變性實體完整性學生（學號，身份證號，姓名，性別，班級，生日）課程（課程號，課程名，學時，學分）選修（學號，課程號，成績）學號為“學生”關系的主鍵，不允許為空值。課程號為“課程”關系的主鍵，不允許為空值。（學號，課程號）是“選修”關系的主鍵，因此無論是學號還是課程號都不允許為空值。參照完整性學生（學號，身份證號，姓名，性別，班級，生日）課程（課程號，課程名，學時，學分）選修（學號，課程號，成績）若關系A中的某屬性或屬性集是關系B的主鍵，則稱A為參照關系（ReferencingRelation），稱B為被參照關系（ReferencedRelation）。課程號是“課程”關系的主鍵，也是“選修”關系的外鍵?！斑x修”關系中的課程號要么為空，要么等于“課程”關系中的某個主鍵值。根據(jù)實體完整性規(guī)定，“選修”關系中的課程號不能取空值，因此，它只能等于“課程”關系中的某個主鍵值。用戶自定義完整性學生（學號，身份證號，姓名，性別，班級，生日）課程（課程號，課程名，學時，學分）選修（學號，課程號，成績）“學生”關系中的性別取值為“男”或“女”“課程”關系的學時和學分不小于0?！斑x修”關系的成績在[0,100]之間?！菊滦〗Y關系與笛卡爾乘積的聯(lián)系與區(qū)別關系的超鍵、候選鍵、主鍵和外鍵關系的性質從E-R圖導出關系模式的方法關系的完整性約束感謝觀看！DatabaseTechnology&Applications數(shù)據(jù)庫技術及應用關系代數(shù)關系代數(shù)147以關系為運算對象的一組高級運算的組合傳統(tǒng)的集合操作并差交乘積專門的關系操作選擇投影連接自然連接除法……關系代數(shù)最小完備運算集并（union）

SR關系代數(shù)并運算圖示

學號姓名性別202101231234張怡女202101231235李述男202101231236陳心儀女202101231237張鑫奕男學號姓名性別202101231236陳心儀女202101231238王沖男202101231239劉學明男【例5.1】設有同類關系街舞社團R和聲樂社團S如下，求R∪S。

關系R關系S

學號姓名性別202101231234張怡女202101231235李述男202101231236陳心儀女202101231237張鑫奕男202101231238王沖男202101231239劉學明男關系R∪S【例5.2】設有同類關系街舞社團R和聲樂社團S如下，求R-S和S-R。

關系R關系S

差（difference）

關系代數(shù)差運算圖示SR學號姓名性別202101231234張怡女202101231235李述男202101231236陳心儀女202101231237張鑫奕男學號姓名性別202101231236陳心儀女202101231238王沖男202101231239劉學明男學號姓名性別202101231234張怡女202101231235李述男202101231237張鑫奕男學號姓名性別202101231238王沖男202101231239劉學明男關系R-S關系S-R乘積（product）

學號姓名性別202101231234張怡女202101231235李述男202101231236陳心儀女202101231237張鑫奕男課程號課程名1000語文1001英語【例5.3】設有關系學生R和課程S如下，求R×S。關系R關系S學號姓名性別課程號課程名202101231234張怡女1000語文202101231235李述男1000語文202101231236陳心儀女1000語文202101231237張鑫奕男1000語文202101231234張怡女1001英語202101231235李述男1001英語202101231236陳心儀女1001英語202101231237張鑫奕男1001英語關系R×S選擇（selection）

學號姓名性別202101231234張怡女202101231235李述男202101231236陳心儀女202101231237張鑫奕男【例5.4】設有關系學生R如下，求σ性別=‘女’(R)。關系R關系σ性別=‘女’(R)學號姓名性別202101231234張怡女202101231236陳心儀女投影（projection）

學號姓名性別202101231234張怡女202101231235李述男202101231236陳心儀女202101231237張鑫奕男

性別姓名女張怡男李述女陳心儀男張鑫奕

【例5.7】設有同類關系街舞社團R和聲樂社團S如下，求R∩S。

關系R關系S

交（intersection）

SR關系代數(shù)交運算圖示學號姓名性別202101231234張怡女202101231235李述男202101231236陳心儀女202101231237張鑫奕男學號姓名性別202101231236陳心儀女202101231238王沖男202101231239劉學明男學號姓名性別202101231236陳心儀女關系R∩S

交與差的聯(lián)系

學號姓名性別202101231234張怡女202101231235李述男202101231236陳心儀女202101231237張鑫奕男學號姓名性別202101231234張怡女202101231235李述男202101231237張鑫奕男學號姓名性別202101231236陳心儀女關系R–(R–S)

學號課程號成績202101231234100084202101231236100178

關系R

關系S學號姓名性別202101231234張怡女202101231235李述男202101231236陳心儀女202101231237張鑫奕男R.學號姓名性別S.學號課程號成績202101231234張怡女202101231234100084202101231236陳心儀女202101231236100178關系

關系R關系S課程號學費選課存款余額學號100045010001000202101231234關系

課程號學費10004501001500選課存款余額學號100010002021012312341001480202101231236關系R關系S

自然連接（naturaljoin）

學號課程號成績202101231234100084202101231236100178202101231238100096學號姓名性別202101231234張怡女202101231235李述男202101231236陳心儀女202101231237張鑫奕男學號姓名性別課程號成績202101231234張怡心儀女100178關系R∞S關系R關系S

自然連接（naturaljoin）

課程號課程名1000語文1000英語學號姓名202101231234張怡202101231235李述202101231236陳心儀202101231237張鑫奕關系R∞S學號姓名課程號課程名202101231234張怡1000語文202101231235李述1000語文202101231236陳心儀1000語文202101231237張鑫奕1000語文202101231234張怡1001英語202101231235李述1001英語202101231236陳心儀1001英語202101231237張鑫奕1001英語關系R關系S

除法（division）

課程號課程名1000語文1001英語學號課程號課程名2021012312341000語文2021012312341001英語2021012312351000語文2021012312361001英語2021012312371000語文2021012312371001英語

學號202101231234202101231237關系R關系S

外連接（outerjoin）

關系R

S設有關系R和S，外連接是在R和S自然連接的基礎上，把R和S原來要舍棄的元組都放到新關系中，若對方關系沒有相應的元組，新元組中其他的屬性填上空值NULL。外連接操作符為。設有關系R和S，外連接是在R和S自然連接的基礎上，把R和S原來要舍棄的元組都放到新關系中，并為空缺值的屬性填上空值NULL。外連接操作符為。學號姓名性別202101231234張怡女202101231235李述男202101231236陳心儀女202101231237張鑫奕男學號課程號成績202101231234100084202101231236100178202101231238100096學號姓名性別課程號成績202101231234張怡心儀述男202101231237張鑫奕男100096關系R關系S

左外連接（leftouterjoin）

關系R

S設有關系R和S，外連接是在R和S自然連接的基礎上，把R和S原來要舍棄的元組都放到新關系中，若對方關系沒有相應的元組，新元組中其他的屬性填上空值NULL。外連接操作符為。設有關系R和S，外連接是在R和S自然連接的基礎上，把R原來要舍棄的元組都放到新關系中，并為空缺值的屬性填上空值NULL。左外連接操作符為。學號姓名性別202101231234張怡女202101231235李述男202101231236陳心儀女202101231237張鑫奕男學號課程號成績202101231234100084202101231236100178202101231238100096學號姓名性別課程號成績202101231234張怡心儀述男202101231237張鑫奕男關系R關系S

右外連接（rightouterjoin）

關系R

S設有關系R和S，外連接是在R和S自然連接的基礎上，把R和S原來要舍棄的元組都放到新關系中，若對方關系沒有相應的元組，新元組中其他的屬性填上空值NULL。外連接操作符為。設有關系R和S，外連接是在R和S自然連接的基礎上，把S原來要舍棄的元組都放到新關系中，并為空缺值的屬性填上空值NULL。右外連接操作符為。學號姓名性別202101231234張怡女202101231235李述男202101231236陳心儀女202101231237張鑫奕男學號課程號成績202101231234100084202101231236100178202101231238100096學號姓名性別課程號成績202101231234張怡心儀女100178202101231238100096關系R關系S

半連接（semijoin）

關系R

S設有關系R和S，外連接是在R和S自然連接的基礎上，把R和S原來要舍棄的元組都放到新關系中，若對方關系沒有相應的元組，新元組中其他的屬性填上空值NULL。外連接操作符為。

學號姓名性別202101231234張怡女202101231235李述男202101231236陳心儀女202101231237張鑫奕男學號課程號成績202101231234100084202101231236100178202101231238100096學號姓名性別202101231234張怡女202101231236陳心儀女關系S

R學號課程號成績202101231234100084202101231236100178關系R關系S

外部并（outerunion）

關系R

和S的外部并設有關系R和S，外連接是在R和S自然連接的基礎上，把R和S原來要舍棄的元組都放到新關系中，若對方關系沒有相應的元組，新元組中其他的屬性填上空值NULL。外連接操作符為。設有關系R和S，外部并的結果關系是由R和S所有屬性組成（公共屬性只取一次），結果關系的元組由屬于R或屬于S的元組構成，對于那些沒有具體值的新增加的屬性，全部填上空值NULL。學號姓名性別202101231234張怡女202101231235李述男202101231236陳心儀女202101231237張鑫奕男學號課程號成績202101231234100084202101231236100178202101231238100096學號姓名性別課程號成績202101231234張怡女202101231236陳心儀女202101231235李述男202101231237張鑫奕男202101231234100084202101231236100178202101231238100096關系代數(shù)表達式的應用關系代數(shù)表達式166使用上述關系代數(shù)運算經(jīng)過有限次組合得到的表達式在選課管理數(shù)據(jù)庫中包括以下3個關系模式：學生（學號，身份證號，姓名，性別，班級，生日）課程（課程號，課程名，學時，學分）選修（學號，課程號，成績）【例5.19】檢索學習了課程號為1001的學生學號與成績。

關系代數(shù)表達式167使用上述關系代數(shù)運算經(jīng)過有限次組合得到的表達式在選課管理數(shù)據(jù)庫中包括以下3個關系模式：學生（學號，身份證號，姓名，性別，班級，生日）課程（課程號，課程名，學時，學分）選修（學號，課程號，成績）【例5.20】檢索學習了課程號為1001的學生學號與姓名。

或或關系代數(shù)表達式168使用上述關系代數(shù)運算經(jīng)過有限次組合得到的表達式在選課管理數(shù)據(jù)庫中包括以下3個關系模式：學生（學號，身份證號，姓名，性別，班級，生日）課程（課程號，課程名，學時，學分）選修（學號，課程號，成績）【例5.21】檢索學習了課程名為英語的學生學號與姓名。

關系代數(shù)表達式169使用上述關系代數(shù)運算經(jīng)過有限次組合得到的表達式在選課管理數(shù)據(jù)庫中包括以下3個關系模式：學生（學號，身份證號，姓名，性別，班級，生日）課程（課程號，課程名，學時，學分）選修（學號，課程號，成績）【例5.22】檢索學習了課程號為1000或1001的學生學號。

關系代數(shù)表達式170使用上述關系代數(shù)運算經(jīng)過有限次組合得到的表達式在選課管理數(shù)據(jù)庫中包括以下3個關系模式：學生（學號，身份證號，姓名，性別，班級，生日）課程（課程號，課程名，學時，學分）選修（學號，課程號，成績）【例5.23】檢索至少選修了課程號為1000和1001的學生學號。

關系代數(shù)表達式171使用上述關系代數(shù)運算經(jīng)過有限次組合得到的表達式在選課管理數(shù)據(jù)庫中包括以下3個關系模式：學生（學號，身份證號，姓名，性別，班級，生日）課程（課程號，課程名，學時，學分）選修（學號，課程號，成績）【例5.24】檢索沒選課程號為1000的學生學號與姓名。

關系代數(shù)表達式172使用上述關系代數(shù)運算經(jīng)過有限次組合得到的表達式在選課管理數(shù)據(jù)庫中包括以下3個關系模式：學生（學號，身份證號，姓名，性別，班級，生日）課程（課程號，課程名，學時，學分）選修（學號，課程號，成績）【例5.25】檢索選修了全部課程的學生姓名。

關系代數(shù)表達式173使用上述關系代數(shù)運算經(jīng)過有限次組合得到的表達式在選課管理數(shù)據(jù)庫中包括以下3個關系模式：學生（學號，身份證號，姓名，性別，班級，生日）課程（課程號，課程名，學時，學分）選修（學號，課程號，成績）【例5.26】檢索所學課程包含學號為202101231234的同學所學全部課程的學生學號。

關系代數(shù)表達式174使用上述關系代數(shù)運算經(jīng)過有限次組合得到的表達式在選課管理數(shù)據(jù)庫中包括以下3個關系模式：學生（學號，身份證號，姓名，性別，班級，生日）課程（課程號，課程名，學時，學分）選修（學號，課程號，成績）【例5.27】為“課程”關系增加一條新元組(‘1002’,’數(shù)學’,64,4)。

關系代數(shù)表達式175使用上述關系代數(shù)運算經(jīng)過有限次組合得到的表達式在選課管理數(shù)據(jù)庫中包括以下3個關系模式：學生（學號，身份證號，姓名，性別，班級，生日）課程（課程號，課程名，學時，學分）選修（學號，課程號，成績）【例5.28】在“選修”關系中刪除學號為202101231234的學生學習課程號1000的信息。

關系代數(shù)表達式176使用上述關系代數(shù)運算經(jīng)過有限次組合得到的表達式在選課管理數(shù)據(jù)庫中包括以下3個關系模式：學生（學號，身份證號，姓名，性別，班級，生日）課程（課程號，課程名，學時，學分）選修（學號，課程號，成績）【例5.29】在“選修”關系中將學號為202101231234的學生學習課程號1001的成績改為80。

查詢優(yōu)化關系代數(shù)表達式等價178在關系代數(shù)運算中，若用同樣的關系實例代入兩個不同的關系代數(shù)表達式E1和E2的相應關系，最終得到一樣的查詢結果，我們就稱這兩個關系代數(shù)表達式等價，記為E1≡E2。思考：對于同一個查詢問題，若存在多個等價的關系代數(shù)表達式能獲取一樣的查詢結果，這些等價的關系代數(shù)表達式的執(zhí)行效率（包括時間開銷和空間開銷）有何不同？關系代數(shù)表達式等價179【例5.30】設有兩個關系：學生（學號，身份證號，姓名，性別，班級，生日）和選修（學號，課程號，成績），“學生”關系和“選修”關系包含的元組個數(shù)分別為1000和5000，且“選修”關系中滿分的元組為5個。查詢獲得滿分的學生姓名，請寫出兩種不同的關系代數(shù)表達式表示該查詢，并比較它們的效率。

1000*5000次比較運算

5000次比較運算5*1000次比較運算方法1：方法2：關系代數(shù)表達式優(yōu)化策略盡可能早地執(zhí)行選擇及投影操作把笛卡爾乘積和隨后的選擇合并成連接操作一連串的選擇操作和一連串的投影操作可同時執(zhí)行若在關系代數(shù)表達式中多次出現(xiàn)某個子表達式，可預先將該子表達式算出結果并保存起來在連接前對關系文件進行預處理，如排序和建立索引關系演算關系演算182把數(shù)理邏輯的謂詞演算推廣到關系運算中元組演算域演算

元組關系演算元組關系演算的原子公式184

元組關系演算的原子公式185

元組關系演算的原子公式186

元組變量的性質187存在量詞

(

t)是一個量詞，其含義為“存在這樣的t”或“至少有這樣一個t”。全稱量詞

(

t)是一個量詞，其含義為“對所有的t”或“對任意一個t”。

元組變量的性質188自由元組變量在一個公式中，如果沒有對元組變量使用存在量詞?或全稱量詞?，則稱這些元組變量為自由元組變量。約束元組變量若在一個公式中對元組變量使用了存在量詞?或全稱量詞?，則稱這些元組變量為約束元組變量。元組關系演算公式189

定理5.2-5.6190

元組關系演算表達式191在選課管理數(shù)據(jù)庫中包括以下3個關系模式：學生S（學號，身份證號，姓名，性別，班級，生日）課程C（課程號，課程名，學時，學分）選修E（學號，課程號，成績）【例5.31】檢索女生的基本信息。

元組關系演算表達式192在選課管理數(shù)據(jù)庫中包括以下3個關系模式：學生S（學號，身份證號，姓名，性別，班級，生日）課程C（課程號，課程名，學時，學分）選修E（學號，課程號，成績）【例5.32】檢索學習了課程號為1001的學生學號與成績。

元組關系演算表達式193在選課管理數(shù)據(jù)庫中包括以下3個關系模式：學生S（學號，身份證號，姓名，性別，班級，生日）課程C（課程號，課程名，學時，學分）選修E（學號，課程號，成績）【例5.33】檢索學習了課程號為1000或1001的學生學號。

元組關系演算表達式194在選課管理數(shù)據(jù)庫中包括以下3個關系模式：學生S（學號，身份證號，姓名，性別，班級，生日）課程C（課程號，課程名，學時，學分）選修E（學號，課程號，成績）【例5.34】檢索學習了課程號為1001的學生學號與姓名。

元組關系演算的完備性課程號課程名學時學分1000語文3221001英語6440211計算機概論322關系R關系S

并的元組演算課程號課程名學時學分0211計算機概論3220212離散數(shù)學6440213計算機圖形學322差的元組演算

元組關系演算的完備性課程號課程名學時學分1000語文3221001英語6440211計算機概論322關系R關系S課程號課程名學時學分0211計算機概論3220212離散數(shù)學6440213計算機圖形學322乘積的元組演算

元組關系演算的完備性課程號課程名學時學分1000語文3221001英語6440211計算機概論322關系R關系S課程號課程名學時學分0211計算機概論3220212離散數(shù)學6440213計算機圖形學322選擇的元組演算

元組關系演算的完備性課程號課程名學時學分1000語文3221001英語6440211計算機概論322關系R關系S課程號課程名學時學分0211計算機概論3220212離散數(shù)學6440213計算機圖形學322選出關系R中學時數(shù)等于32的課程信息:投影的元組演算

元組關系演算的完備性課程號課程名學時學分1000語文3221001英語6440211計算機概論322關系R關系S課程號課程名學時學分0211計算機概論3220212離散數(shù)學6440213計算機圖形學322檢索關系R中的課程號和課程名：元組關系演算表達式

域關系演算域關系演算的原子公式202

域關系演算的原子公式203

域關系演算的原子公式204

域變量的性質205存在量詞

全稱量詞

域變量的性質206自由域變量在一個公式中，如果沒有對域變量使用存在量詞?或全稱量詞?，那么這些域變量稱為自由域變量。約束域變量若在一個公式中對域變量使用了存在量詞?或全稱量詞?，則稱這些域變量為約束域變量。元組關系演算公式207

元組關系演算表達式與域關系演算表達式的轉換208

元組關系演算表達式與域關系演算表達式的轉換209

域關系演算表達式應用實例210在選課管理數(shù)據(jù)庫中包括以下3個關系模式：學生S（學號，身份證號，姓名，性別，班級，生日）課程C（課程號，課程名，學時，學分）選修E（學號，課程號，成績）【例5.37】檢索女生的基本信息。

域關系演算表達式應用實例211在選課管理數(shù)據(jù)庫中包括以下3個關系模式：學生S（學號，身份證號，姓名，性別，班級，生日）課程C（課程號，課程名，學時，學分）選修E（學號，課程號，成績）【例5.38】檢索學習了課程號為1001的學生學號與成績。

可簡寫為：域關系演算表達式應用實例212在選課管理數(shù)據(jù)庫中包括以下3個關系模式：學生S（學號，身份證號，姓名，性別，班級，生日）課程C（課程號，課程名，學時，學分）選修E（學號，課程號，成績）【例5.39】檢索學習了課程號為1000或1001的學生學號。

域關系演算表達式應用實例213在選課管理數(shù)據(jù)庫中包括以下3個關系模式：學生S（學號，身份證號，姓名，性別，班級，生日）課程C（課程號，課程名，學時，學分）選修E（學號，課程號，成績）【例5.40】檢索學習了課程號為1001的學生學號與姓名。

可簡寫為：域關系演算的完備性元組關系演算的完備性元組關系演算表達式都可以轉換為等價的域關系演算表達式域關系演算的完備性本章小結關系代數(shù)的五種基本運算關系代數(shù)的其他運算關系代數(shù)的運用元組關系演算的運用域關系演算的運用感謝觀看！DatabaseTechnology&Applications數(shù)據(jù)庫技術及應用關系模式規(guī)范化的必要性關系模式設計問題219設有以下關系模式：學生選課關系(學號，姓名，班級，課程號，課程名，成績)

存在著下列問題：

數(shù)據(jù)冗余學號姓名班級課程號課程名成績202101231234張怡21軟件工程3班0211計算機概論85202101231234張怡21軟件工程3班0212離散數(shù)學88202101231234張怡21軟件工程3班0213高等數(shù)學83202101231235李述21軟件工程4班0211計算機概論76202101231235李述21軟件工程4班0212離散數(shù)學70202101231235李述21軟件工程4班0214大學物理關系模式設計問題220設有以下關系模式：學生選課關系(學號，姓名，班級，課程號，課程名，成績)

存在著下列問題：

數(shù)據(jù)冗余更新異常學號姓名班級課程號課程名成績202101231234張怡21軟件工程3班0211計算機概論85202101231234張怡21軟件工程3班0212離散數(shù)學88202101231234張怡21軟件工程3班0213高等數(shù)學83202101231235李述21軟件工程4班0211計算機概論76202101231235李述21軟件工程4班0212離散數(shù)學70202101231235李述21軟件工程4班0214大學物理關系模式設計問題221設有以下關系模式：學生選課關系(學號，姓名，班級，課程號，課程名，成績)

存在著下列問題：

數(shù)據(jù)冗余更新異常插入異常學號姓名班級課程號課程名成績202101231234張怡21軟件工程3班0211計算機概論85202101231234張怡21軟件工程3班0212離散數(shù)學88202101231234張怡21軟件工程3班0213高等數(shù)學83202101231235李述21軟件工程4班0211計算機概論76202101231235李述21軟件工程4班0212離散數(shù)學70202101231235李述21軟件工程4班0214大學物理不能插入沒有選課的學生關系模式設計問題222設有以下關系模式：學生選課關系(學號，姓名，班級，課程號，課程名，成績)

存在著下列問題：

數(shù)據(jù)冗余更新異常插入異常刪除異常學號姓名班級課程號課程名成績202101231234張怡21軟件工程3班0211計算機概論85202101231234張怡21軟件工程3班0212離散數(shù)學882021012312