第4章 數(shù)據(jù)庫技術(shù)基礎(chǔ)

2技術(shù)基礎(chǔ)_2.3數(shù)據(jù)通信與計算機網(wǎng)絡(luò)1第4章數(shù)據(jù)庫技術(shù)基礎(chǔ)——引言——

數(shù)據(jù)庫技術(shù)從20世紀(jì)60年代中期產(chǎn)生到今天僅僅40多年的歷史，但卻是計算機科學(xué)技術(shù)中發(fā)展最快的領(lǐng)域之一，也是應(yīng)用最廣的技術(shù)之一。從小型單項事務(wù)處理系統(tǒng)到大型信息系統(tǒng)，從聯(lián)機事務(wù)處理到聯(lián)機分析處理系統(tǒng)，從一般企業(yè)管理到計算機輔助設(shè)計與制造，越來越多的應(yīng)用領(lǐng)域采用數(shù)據(jù)庫存儲和處理數(shù)據(jù)資源。2技術(shù)基礎(chǔ)_2.3數(shù)據(jù)通信與計算機網(wǎng)絡(luò)2第4章數(shù)據(jù)庫技術(shù)基礎(chǔ)——學(xué)習(xí)目的——

通過本章的學(xué)習(xí)，了解數(shù)據(jù)庫的基本概念，掌握數(shù)據(jù)庫設(shè)計的基本方法和技巧；掌握數(shù)據(jù)組織的方法、文件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，熟悉數(shù)據(jù)模型、關(guān)系模式、數(shù)據(jù)庫規(guī)范化等要領(lǐng)，重要掌握E—R模型。2技術(shù)基礎(chǔ)_2.3數(shù)據(jù)通信與計算機網(wǎng)絡(luò)3教學(xué)內(nèi)容：

4.1文件組織

4.2數(shù)據(jù)庫技術(shù)

4.3數(shù)據(jù)庫設(shè)計第4章數(shù)據(jù)庫技術(shù)基礎(chǔ)2技術(shù)基礎(chǔ)_2.3數(shù)據(jù)通信與計算機網(wǎng)絡(luò)44.1文件組織

在管理信息系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)的組織方式以及內(nèi)在聯(lián)系的表示方法直接決定著數(shù)據(jù)處理的效率。關(guān)于數(shù)據(jù)組織，我們可以從不同的角度進(jìn)行理解。從層次上看，數(shù)據(jù)組織包括數(shù)據(jù)項、記錄、文件、數(shù)據(jù)庫四個層次；從方式上看，數(shù)據(jù)組織包括文件組織和數(shù)據(jù)庫組織兩種方式。2技術(shù)基礎(chǔ)_2.3數(shù)據(jù)通信與計算機網(wǎng)絡(luò)54.1.1數(shù)據(jù)組織的層次

如下圖所示，數(shù)據(jù)組織包括四個層次：數(shù)據(jù)項、記錄、文件、數(shù)據(jù)庫。2技術(shù)基礎(chǔ)_2.3數(shù)據(jù)通信與計算機網(wǎng)絡(luò)64.1.1數(shù)據(jù)組織的層次1.數(shù)據(jù)項數(shù)據(jù)項是組成數(shù)據(jù)系統(tǒng)的有意義的最小基本單位。它的作用是描述一個數(shù)據(jù)處理對象的某些屬性。2．記錄與數(shù)據(jù)處理的某一對象有關(guān)的一切數(shù)據(jù)項構(gòu)成了該對象的一條記錄。記錄中能惟一地標(biāo)志該記錄的數(shù)據(jù)項稱作主鍵。3．文件文件是相關(guān)（同類）記錄的集合。4．?dāng)?shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫是一定方式組織起來的邏輯相關(guān)的文件的集合。2技術(shù)基礎(chǔ)_2.3數(shù)據(jù)通信與計算機網(wǎng)絡(luò)74.1.1數(shù)據(jù)組織的層次

例：學(xué)生數(shù)據(jù)的組織層次2技術(shù)基礎(chǔ)_2.3數(shù)據(jù)通信與計算機網(wǎng)絡(luò)84.1.2文件組織1.文件的概念：數(shù)據(jù)文件（簡稱文件）是為了某一特定的目的而形成的同類記錄的集合。隨著計算機在數(shù)據(jù)處理上的應(yīng)用，出現(xiàn)了文件系統(tǒng)。文件系統(tǒng)是負(fù)責(zé)存和管理文件的軟件，它利用磁盤、磁帶等大容量的外存設(shè)備作為存放文件的存儲器，用戶可以把一批數(shù)據(jù)定義成一個文件，通過文件系統(tǒng)命名，實現(xiàn)對文件的按名存取。

2技術(shù)基礎(chǔ)_2.3數(shù)據(jù)通信與計算機網(wǎng)絡(luò)94.1.2文件組織2.文件的組織形式：⑴順序文件順序文件是指按記錄進(jìn)入文件的先后順序存放、其邏輯順序和物理順序一致的文件。文件中的記錄按主鍵的值遞增（或遞減）次序排序，形成其邏輯順序。⑵索引文件索引文件由文件數(shù)據(jù)區(qū)和索引表構(gòu)成。文件數(shù)據(jù)區(qū)即文件本身；在文件本身外建立的一張索引表，它指明邏輯記錄和物理記錄之間的對應(yīng)關(guān)系。索引表由若干索引項組成，一般索引項由主鍵和該鍵所在記錄的物理地址組成。⑶散列文件散列文件是利用散列存儲方式組織的文件，亦稱直接存取文件，即根據(jù)文件中關(guān)鍵字的特點，設(shè)計一個散列函數(shù)和處理沖突的方法，將記錄散列到存儲設(shè)備上。散列文件最常用的實現(xiàn)方法有直接地址法和相對鍵法。2技術(shù)基礎(chǔ)_2.3數(shù)據(jù)通信與計算機網(wǎng)絡(luò)104.1.3數(shù)據(jù)庫組織

數(shù)據(jù)庫組織是比文件組織更高級的一種數(shù)據(jù)組織方式。由于文件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)只限記錄內(nèi)部，因而僅能適用于單項應(yīng)用的場合。對于一個組織的管理信息系統(tǒng)而言，要求從整體上解決問題，不僅要考慮某個應(yīng)用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，而且要考慮全局?jǐn)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。為了實現(xiàn)整個組織數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化，就要求在數(shù)據(jù)組織結(jié)構(gòu)中不僅能夠描述數(shù)據(jù)本身，而且要能描述數(shù)據(jù)之間的關(guān)系（這正是數(shù)據(jù)庫的特點）。因而在復(fù)雜的應(yīng)用中，應(yīng)采用數(shù)據(jù)庫來組織數(shù)據(jù)2技術(shù)基礎(chǔ)_2.3數(shù)據(jù)通信與計算機網(wǎng)絡(luò)114.2數(shù)據(jù)庫技術(shù)

早在20世紀(jì)60年代，數(shù)據(jù)庫技術(shù)作為現(xiàn)代信息系統(tǒng)基礎(chǔ)的一門軟件學(xué)科便應(yīng)運而生了?，F(xiàn)在，數(shù)據(jù)庫技術(shù)已成為計算機領(lǐng)域中最重要的技術(shù)之一，它是軟件學(xué)科中一個獨立的分支。它的出現(xiàn)使得計算機應(yīng)用滲透到工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、商業(yè)、行政、教育、科學(xué)研究、工程技術(shù)和國防軍事的各個部門。

2技術(shù)基礎(chǔ)_2.3數(shù)據(jù)通信與計算機網(wǎng)絡(luò)124.2.1數(shù)據(jù)庫的由來和發(fā)展

數(shù)據(jù)庫這個名詞起源于20世紀(jì)50年代，當(dāng)時美國為了戰(zhàn)爭的需要，把各種情報集中在一起，存入計算機，稱為InformationBase或Database。1963年美國Honeywell公司的IDS（IntegratedDataStore）系統(tǒng)投入運行，揭開了數(shù)據(jù)庫技術(shù)的序幕。1965年美國利用數(shù)據(jù)庫幫助設(shè)計了阿波羅登月火箭，推動了數(shù)據(jù)庫技術(shù)的產(chǎn)生。當(dāng)時社會上產(chǎn)生了許多行行色色的Database或Databank，但基本上都是文件系統(tǒng)的擴(kuò)充。1968年美國IBM公司推出了層次模型的IMS數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，并于1969年形成產(chǎn)品；1969年，提出了COBOL語言的美國CODASYL（ConferenceonDateSystemLanguage，數(shù)據(jù)系統(tǒng)語言協(xié)會）組織的數(shù)據(jù)庫任務(wù)組（DBTG）發(fā)表了網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)文本（1971年正式通過）；1970年初，IBM公司的高級研究員E.F.Codd發(fā)表論文提出了關(guān)系模型，奠定了關(guān)系數(shù)據(jù)庫的理論基礎(chǔ)。2技術(shù)基礎(chǔ)_2.3數(shù)據(jù)通信與計算機網(wǎng)絡(luò)134.2.1數(shù)據(jù)庫的由來和發(fā)展20世紀(jì)70年代是數(shù)據(jù)庫蓬勃發(fā)展的年代。網(wǎng)狀系統(tǒng)和層次系統(tǒng)占領(lǐng)了市場，關(guān)系系統(tǒng)開始處于實驗階段，IBM公司研制出了原型關(guān)系語言SystemR。1979年關(guān)系軟件（RelationalSoftware）公司推出了第一個基于SQL的商用關(guān)系數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品Oracle。

20世紀(jì)80年代起，關(guān)系數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品已相當(dāng)成熟，取代了網(wǎng)狀系統(tǒng)和層次系統(tǒng)的市場。同時關(guān)系數(shù)據(jù)庫理論也日趨完善，走向更高級的階段，有了分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（DistributeddatabaseSystems）等。后來，從不同的計算機應(yīng)用領(lǐng)域提出了許多數(shù)據(jù)庫的非傳統(tǒng)應(yīng)用課題，諸如多媒體數(shù)據(jù)、空間數(shù)據(jù)、時序數(shù)據(jù)、科學(xué)數(shù)據(jù)、復(fù)雜對象、知識、超文本管理等。為了適應(yīng)這類應(yīng)用的需要，提出了不少新的概念、新的數(shù)據(jù)模型和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。經(jīng)過幾年的研究和實踐，逐步形成了面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫系統(tǒng)（Object_OrientedDatabaseSystems）、主動數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（ActiveDatabaseSystems）、大型知識庫系統(tǒng)（LargeKnowledgeBaseSystems）、數(shù)據(jù)庫中的知識發(fā)現(xiàn)（KnowledgeDiscoveryinDatabase）以及科學(xué)數(shù)據(jù)庫（ScienceDatabase）等熱點。2技術(shù)基礎(chǔ)_2.3數(shù)據(jù)通信與計算機網(wǎng)絡(luò)144.2.2數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的概念

在系統(tǒng)地介紹數(shù)據(jù)庫的基本概念之前，這里首先介紹一些數(shù)據(jù)庫中最常用的術(shù)語和基本概念。1．?dāng)?shù)據(jù)數(shù)據(jù)是數(shù)據(jù)庫中存儲的基本對象。什么是數(shù)據(jù)呢？數(shù)據(jù)是記錄客觀事物的性質(zhì)、狀態(tài)以及相互關(guān)系的可以識別的物理符號。2．?dāng)?shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫，顧名思義，就是存放數(shù)據(jù)的倉庫。只不過這個倉庫是在存儲在計算機設(shè)備上，并且是按一定的格式存放的。當(dāng)然，這種說法雖然形象，但并不嚴(yán)謹(jǐn)。嚴(yán)格地說，數(shù)據(jù)庫是以一定的組織方式存儲在一起的相關(guān)數(shù)據(jù)的集合。在日常工作中，常常需要把某些相關(guān)的數(shù)據(jù)放進(jìn)這樣的“倉庫”，并根據(jù)管理的需要進(jìn)行相應(yīng)的處理。2技術(shù)基礎(chǔ)_2.3數(shù)據(jù)通信與計算機網(wǎng)絡(luò)154.2.2數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的概念3．?dāng)?shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫如何建立，又如何管理呢？這個任務(wù)是通過一個軟件來完成的，這個軟件就是數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)用于協(xié)助用戶創(chuàng)建、維護(hù)和使用數(shù)據(jù)庫的系統(tǒng)軟件。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)是應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)庫的橋梁，應(yīng)用程序是通過數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)來訪問數(shù)據(jù)庫的。常見的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)有：Oracle、SQLServer、DB2、FoxPro等。4．?dāng)?shù)據(jù)庫系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是引進(jìn)了數(shù)據(jù)庫技術(shù)的計算機系統(tǒng)。完整的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)由硬件、數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、操作系統(tǒng)、應(yīng)用程序、數(shù)據(jù)庫管理員、用戶等部分組成。一般而言，在不引起混淆的情況下，常常把數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)簡稱為數(shù)據(jù)庫。2技術(shù)基礎(chǔ)_2.3數(shù)據(jù)通信與計算機網(wǎng)絡(luò)164.2.3數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的特點1．?dāng)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化2．?dāng)?shù)據(jù)共享性高3．?dāng)?shù)據(jù)獨立性好4．?dāng)?shù)據(jù)冗余度低5．統(tǒng)一的數(shù)據(jù)管理和控制：⑴數(shù)據(jù)的安全性保護(hù)⑵數(shù)據(jù)的完整性控制⑶數(shù)據(jù)庫恢復(fù)⑷并發(fā)控制2技術(shù)基礎(chǔ)_2.3數(shù)據(jù)通信與計算機網(wǎng)絡(luò)174.2.4數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的數(shù)據(jù)模型

1．?dāng)?shù)據(jù)模型的概念模型是現(xiàn)實世界特征的模擬和抽象。如一張地圖、一組建筑設(shè)計沙盤、一架精致的航模飛機都是具體的模型。數(shù)據(jù)模型也是一種模型，它是現(xiàn)實世界數(shù)據(jù)特征的抽象?，F(xiàn)有的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)均是基于某種數(shù)據(jù)模型的。簡單地說，數(shù)據(jù)模型就是現(xiàn)實世界的模擬。2．?dāng)?shù)據(jù)模型的類型為了將現(xiàn)實世界中的具體事物抽象為某一數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)支持的數(shù)據(jù)模型，人們常常將現(xiàn)實世界抽象為信息世界，然后再將信息世界轉(zhuǎn)換為機器世界，這一過程可以用下圖所示的過程來描述。2技術(shù)基礎(chǔ)_2.3數(shù)據(jù)通信與計算機網(wǎng)絡(luò)184.2.4數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)的抽象與轉(zhuǎn)換過程2技術(shù)基礎(chǔ)_2.3數(shù)據(jù)通信與計算機網(wǎng)絡(luò)194.2.4數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的數(shù)據(jù)模型客觀世界（現(xiàn)實世界）

信息世界

數(shù)據(jù)世界（機器）組織（事物及其聯(lián)系）實體及其聯(lián)系

數(shù)據(jù)庫事物類（總體）

實體集

文件事物（對象，個體）

實體

記錄特性（性質(zhì)）

屬性

數(shù)據(jù)項

三個不同世界術(shù)語對照表2技術(shù)基礎(chǔ)_2.3數(shù)據(jù)通信與計算機網(wǎng)絡(luò)204.3數(shù)據(jù)庫設(shè)計1．?dāng)?shù)據(jù)庫設(shè)計的概念數(shù)據(jù)庫設(shè)計是指對于一個給定的應(yīng)用環(huán)境，構(gòu)造最優(yōu)的數(shù)據(jù)庫模式，建立數(shù)據(jù)庫及其應(yīng)用系統(tǒng)，使之能夠有效地存儲數(shù)據(jù)，滿足各種用戶的應(yīng)用需求的過程。其中，應(yīng)用環(huán)境包括數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、操作系統(tǒng)和硬件環(huán)境等。2技術(shù)基礎(chǔ)_2.3數(shù)據(jù)通信與計算機網(wǎng)絡(luò)214.3數(shù)據(jù)庫設(shè)計

2.數(shù)據(jù)庫設(shè)計的步驟數(shù)據(jù)庫設(shè)計方法中比較著名的是新奧爾良（NewOrleans）法。它將數(shù)據(jù)庫設(shè)計分為四個階段：需求分析、概念結(jié)構(gòu)設(shè)計、邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計和物理結(jié)構(gòu)設(shè)計。⑴需求分析⑵概念結(jié)構(gòu)設(shè)計⑶邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計⑷物理結(jié)構(gòu)設(shè)計2技術(shù)基礎(chǔ)_2.2數(shù)據(jù)庫技術(shù)223、概念結(jié)構(gòu)設(shè)計

前面已談到，描述概念模型的主要工具是E-R模型。利用E-R模型實現(xiàn)概念結(jié)構(gòu)設(shè)計的方法叫做E-R方法。4.3數(shù)據(jù)庫設(shè)計2技術(shù)基礎(chǔ)_2.2數(shù)據(jù)庫技術(shù)23實體(entity):

是指明客觀存在并相互區(qū)別的事物。實體可以是具體對象，例如一本書、一個工廠、一種材料等。也可以是抽象的概念和聯(lián)系，例如學(xué)生的一次選課、一次借書等。實體集(entityset):

具有相同性質(zhì)的同類實體的集合。例如所有教師、所有選課等。屬性(attribute)：實體具有許多特性，每一個特性稱為屬性。每個屬性有一個聯(lián)歡會范圍，即值域。例如學(xué)生的實體可由學(xué)號、姓名、性別、年齡、系別等屬性組成。性別的取值范圍是“男”或“女”。主鍵(key)：惟一標(biāo)識實體的屬性集稱為主鍵。例如學(xué)生實體的學(xué)號可作為學(xué)生實體的主鍵。4.3數(shù)據(jù)庫設(shè)計2技術(shù)基礎(chǔ)_2.2數(shù)據(jù)庫技術(shù)24實體間的聯(lián)系：現(xiàn)實世界中，事物是相互聯(lián)系的。這種聯(lián)系必然在信息世界中體現(xiàn)出來，即實體是相互關(guān)聯(lián)的。兩個不同實體集的實體間的聯(lián)系，它有以下三種情形：

一對一聯(lián)系，記為1:1。例如工廠與廠長之間，科研任務(wù)與課題組長之間都是1:1聯(lián)系。

一對多聯(lián)系，記為1:N。例如一個學(xué)校有若干學(xué)生，而每個學(xué)生都在一個學(xué)校學(xué)習(xí)，學(xué)校與學(xué)生之間是一對多的聯(lián)系。

多對多聯(lián)系，記為M:N。例如課程與學(xué)生之間，一個學(xué)生可選多門課程，而每一門課程可有多個學(xué)生選修，課程與學(xué)生之間是多對多的聯(lián)系。4.3數(shù)據(jù)庫設(shè)計2技術(shù)基礎(chǔ)_2.3數(shù)據(jù)通信與計算機網(wǎng)絡(luò)254.3數(shù)據(jù)庫設(shè)計（2）E—R模型的表示方法：矩形：表示實體，框中填寫實體名橢圓：表示屬性，框中填寫屬性名菱形：表示聯(lián)系，框中填寫聯(lián)系名無向邊：連接以上三種圖形2技術(shù)基礎(chǔ)_2.3數(shù)據(jù)通信與計算機網(wǎng)絡(luò)264.3數(shù)據(jù)庫設(shè)計例1：學(xué)生與課程構(gòu)成學(xué)習(xí)關(guān)系nm課程號課程名學(xué)分學(xué)生學(xué)習(xí)課程成績姓名年齡性別學(xué)號2技術(shù)基礎(chǔ)_2.3數(shù)據(jù)通信與計算機網(wǎng)絡(luò)274.3數(shù)據(jù)庫設(shè)計例2三個實體型之間多對多聯(lián)系供應(yīng)商項目零件供應(yīng)pnm2技術(shù)基礎(chǔ)_2.3數(shù)據(jù)通信與計算機網(wǎng)絡(luò)284.3數(shù)據(jù)庫設(shè)計4、邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計

邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計的任務(wù)，就是把概念結(jié)構(gòu)設(shè)計階段建立的E-R模型，轉(zhuǎn)換成選定的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)所支持的數(shù)據(jù)模型（層次模型、網(wǎng)狀模型、關(guān)系模型）。由于我們現(xiàn)在使用的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)大多采用關(guān)系數(shù)據(jù)模型，所以邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計的任務(wù)也就是將E-R模型轉(zhuǎn)換為關(guān)系模型。關(guān)系模型是目前最常用的一種數(shù)據(jù)模型。2技術(shù)基礎(chǔ)_2.3數(shù)據(jù)通信與計算機網(wǎng)絡(luò)294.3數(shù)據(jù)庫設(shè)計（1）.關(guān)系模型的基本概念現(xiàn)以學(xué)生表為例，介紹關(guān)系模型中的一些術(shù)語。學(xué)號姓名性別出生日期年齡政治面貌籍貫200201周小云女09/10/8220黨員山東200202趙大偉男08/16/8220團(tuán)員河北200203劉麗麗女09/20/8022團(tuán)員山東200204李強男10/14/8220群眾河北200205陳光男09/15/7923黨員山東200206王佳男08/09/8121團(tuán)員北京2技術(shù)基礎(chǔ)_2.3數(shù)據(jù)通信與計算機網(wǎng)絡(luò)304.3數(shù)據(jù)庫設(shè)計⑴關(guān)系一個關(guān)系對應(yīng)一張二維表，二維表名就是關(guān)系名，表4-2就是一個關(guān)系。⑵元組表中的一行即為一個元組。如表4-2中的（200201，周小云，女，09/10/82，20，黨員，山東）就是一個元組。⑶屬性表中的一列即為一個屬性，給每一個屬性起一個名字即屬性名。如表4-2有六列，對應(yīng)六個屬性，屬性名分別為學(xué)號、姓名、性別、出生日期、年齡、政治面貌和籍貫。2技術(shù)基礎(chǔ)_2.3數(shù)據(jù)通信與計算機網(wǎng)絡(luò)314.3數(shù)據(jù)庫設(shè)計⑷碼能夠唯一標(biāo)識一個元組的屬性或?qū)傩约Ｈ绫?-2中的學(xué)號，可以惟一確定一個學(xué)生，也就成為本關(guān)系的碼。⑸主屬性與非主屬性包含在任一碼中的屬性稱主屬性，否則稱為非主屬性。⑹關(guān)系模式對關(guān)系的描述稱為關(guān)系模式，一般表示為：關(guān)系名(屬性1，屬性2，…，屬性n)。如學(xué)生表（學(xué)號，姓名，性別，出生日期，年齡，政治面貌，籍貫）。2技術(shù)基礎(chǔ)_2.3數(shù)據(jù)通信與計算機網(wǎng)絡(luò)324.3數(shù)據(jù)庫設(shè)計（2）E-R模型轉(zhuǎn)換為關(guān)系模型的方法

E-R模型向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換就是解決如何將實體和實體間的聯(lián)系轉(zhuǎn)換為關(guān)系，并確定這些關(guān)系的關(guān)系名、屬性和碼。這種轉(zhuǎn)換一般按下面的原則進(jìn)行：⑴一個實體轉(zhuǎn)換為一個關(guān)系實體名就是關(guān)系名，實體的屬性就是關(guān)系的屬性，實體的碼就是關(guān)系的碼。⑵一個聯(lián)系轉(zhuǎn)換為一個關(guān)系聯(lián)系名作為對應(yīng)的關(guān)系名；聯(lián)系本身的屬性、聯(lián)系所連接的實體的碼都轉(zhuǎn)換為關(guān)系的屬性；關(guān)系的碼根據(jù)聯(lián)系的類型有所不同：2技術(shù)基礎(chǔ)_2.3數(shù)據(jù)通信與計算機網(wǎng)絡(luò)334.3數(shù)據(jù)庫設(shè)計①1:1聯(lián)系兩端實體的碼都可以作為關(guān)系的碼；②1:n聯(lián)系將n端的碼作為關(guān)系的碼；③m:n聯(lián)系將兩端實體的碼的組合作為關(guān)系的碼。2技術(shù)基礎(chǔ)_2.3數(shù)據(jù)通信與計算機網(wǎng)絡(luò)344.3數(shù)據(jù)庫設(shè)計例4-5將圖4-12中的三個E-R模型分別轉(zhuǎn)換為關(guān)系模型2技術(shù)基礎(chǔ)_2.3數(shù)據(jù)通信與計算機網(wǎng)絡(luò)354.3數(shù)據(jù)庫設(shè)計對于圖A，轉(zhuǎn)換的結(jié)果為：廠長（廠長號、姓名、年齡）（下劃線表示關(guān)系的碼）工廠（廠號、廠名、地點）對于圖B，轉(zhuǎn)換的結(jié)果為：倉庫（倉庫號、地點、面積）產(chǎn)品（貨號、品名、價格）對于圖C，轉(zhuǎn)換的結(jié)果為：學(xué)生（學(xué)號、姓名、性別、助學(xué)金）課程（課程號、課程名、學(xué)時數(shù)）學(xué)習(xí)（學(xué)號、課程號、成績）2技術(shù)基礎(chǔ)_2.2數(shù)據(jù)庫技術(shù)365、數(shù)據(jù)模型

數(shù)據(jù)模型是從計算機系統(tǒng)的觀點對數(shù)據(jù)建模，主要用于數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的實現(xiàn)，它主要包括層次模型、關(guān)系模型、網(wǎng)狀模型和面向?qū)ο竽Ｐ偷?。DB的分類是依據(jù)數(shù)據(jù)模型進(jìn)行的。層次模型：用樹型結(jié)構(gòu)表示。A1A2AA11A12A13A21A224.3數(shù)據(jù)庫設(shè)計2技術(shù)基礎(chǔ)_2.2數(shù)據(jù)庫技術(shù)37網(wǎng)狀模型：用有向圖結(jié)構(gòu)表示。W1W3W2T1T2T3T4T5S2S24.3數(shù)據(jù)庫設(shè)計2技術(shù)基礎(chǔ)_2.2數(shù)據(jù)庫技術(shù)38關(guān)系模型：用二維表結(jié)構(gòu)表示。結(jié)算編碼合同號數(shù)量金額J0012HT1008200050000J0043HT110960013000J0033GT1123230060004.3數(shù)據(jù)庫設(shè)計2技術(shù)基礎(chǔ)_2.2數(shù)據(jù)庫技術(shù)39面向?qū)ο竽Ｐ停河脤ο蠛皖悂肀硎緦嶓w類型和實體間聯(lián)系的數(shù)據(jù)模型。數(shù)據(jù)模型的要素：數(shù)據(jù)模型一般由下列三要素組成：一組對象及其結(jié)構(gòu)、一組操作和一組（關(guān)于對象與操作的）約束。姓名性別年齡姓名性別年齡系別專業(yè)姓名性別年齡班級特長類學(xué)生類中學(xué)生類大學(xué)生4.3數(shù)據(jù)庫設(shè)計2技術(shù)基礎(chǔ)_2.2數(shù)據(jù)庫技術(shù)40

關(guān)系數(shù)據(jù)庫是以二維表作為數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。（1）、關(guān)系模型組成關(guān)系模型由三部分組成：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（即關(guān)系）、關(guān)系操作、關(guān)系的完整性。信息在機器世界中是以數(shù)據(jù)形式存儲的，其數(shù)據(jù)描述需要用到以下術(shù)語：字段(field)、記錄(record)、文件（file）、主鍵(key)：4.3數(shù)據(jù)庫設(shè)計6、關(guān)系數(shù)據(jù)庫2技術(shù)基礎(chǔ)_2.2數(shù)據(jù)庫技術(shù)41數(shù)據(jù)描述需要用到的術(shù)語：字段(field):

標(biāo)記實體屬性的命名單位稱為字段（數(shù)據(jù)項）。它是可以命名的最小信息單位。例如學(xué)生、姓名、性別、年齡、系別等字段。記錄(record):

字段的有序集合稱為記錄（相當(dāng)于前面提到的數(shù)據(jù)元素）。一般用一個記錄描述一個實體。例如一個學(xué)生記錄，由有序的字段集組成：（2003、秦陽、男、25、管理系）。

文件（file）：同一類記錄的匯集稱為文件。文件是描述實體集的。例如所有學(xué)生記錄組成了一個學(xué)生文件。

主鍵(key)：能惟一標(biāo)識文件中每個記錄的字段集，稱為文件的主鍵。例如學(xué)號可以作為學(xué)生記錄的主鍵。4.3數(shù)據(jù)庫設(shè)計2技術(shù)基礎(chǔ)_2.2數(shù)據(jù)庫技術(shù)42關(guān)系模型的三類完整性：實體完整性：若屬性A是基本關(guān)系R的主關(guān)鍵字中的屬性（即主屬性），則屬性A不能取空值。參照完整性：若基本關(guān)系R中含有另一個基本關(guān)系S的主關(guān)鍵字Ks所對應(yīng)的屬性組F（F稱為R的外部關(guān)鍵字），則在關(guān)系R中的每個元組中的F上的值必須滿足：a.或取空值；b.或等于S中某個元組的主關(guān)鍵字的值。用戶定義的完整性：用戶自己對數(shù)據(jù)完整性的要求。4.3數(shù)據(jù)庫設(shè)計2技術(shù)基礎(chǔ)_2.2數(shù)據(jù)庫技術(shù)43（2）SQL

SQL(StructuredQueryLanguage，結(jié)構(gòu)查詢語言)

是一個功能強大的數(shù)據(jù)庫語言。SQL是關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)語言。SQL語句通常用于完成一些數(shù)據(jù)庫的操作任務(wù)，比如在數(shù)據(jù)庫中更新數(shù)據(jù)，或者從數(shù)據(jù)庫中檢索數(shù)據(jù)。SQL功能可以分成以下幾組：DML（DataManipulationLanguage，數(shù)據(jù)操作語言）：用于檢索或者修改數(shù)據(jù)。SELECT：用于檢索數(shù)據(jù)；INSERT：用于增加數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)庫；UPDATE：用于從數(shù)據(jù)庫中修改現(xiàn)存的數(shù)據(jù)DELETE：用于從數(shù)據(jù)庫中刪除數(shù)據(jù)。4.3數(shù)據(jù)庫設(shè)計2技術(shù)基礎(chǔ)_2.2數(shù)據(jù)庫技術(shù)44DDL（DataDefinitionLanguage，數(shù)據(jù)定義語言）：用于定義數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)，比如創(chuàng)建、修改或者刪除數(shù)據(jù)庫；CREATETABLEDROPTABLECREATEINDEXDROPINDEXDCL（DataControlLanguage，數(shù)據(jù)控制語言）：用于定義數(shù)據(jù)庫用戶的權(quán)限。ALTERPASSWORD4.3數(shù)據(jù)庫設(shè)計2技術(shù)基礎(chǔ)_2.2數(shù)據(jù)庫技術(shù)45（3）規(guī)范化設(shè)計理論

E.F.Codd于1971年提出規(guī)范化理論。他定義了五種規(guī)范化模式（NormalFrom,簡稱范式）。

范式表示的是關(guān)系模式的規(guī)范化程序，也即滿足某種約束條件的關(guān)系模式，根據(jù)滿足的約束條件的不同來確定范式。在五種范式中，通常只用到前三種：范式條件第一范式（1NF）元組中每一個分量都必須是不可分割的數(shù)據(jù)項第二范式（2NF）不僅滿足第一范式，而且所有非主屬性完全依賴于其主碼第三范式（3NF）不僅滿足第二范式，而且它的任可一個非主屬性都不傳遞于任何主關(guān)鍵字4.3數(shù)據(jù)庫設(shè)計2技術(shù)基礎(chǔ)_2.2數(shù)據(jù)庫技術(shù)461NF下表不符合第一范式的關(guān)系由非1NF規(guī)范化為1NF教師代碼姓名職稱系電話研究課題研究課題號研究課題名1101王一麗教授管理系3324500管理信息1102劉明副教授管理系3324800金融工程1254李愛軍講師投資系3341630電子商務(wù)教師代碼姓名職稱系電話研究課題號研究課題名1101王一麗教授管理系3324500管理信息1102劉明副教授管理系