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肯浸贾
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第 1 部分实用教程第章 Oracle 是甲骨文公司开发的数据库管理系统, 在介绍 Oracle 数据库之前,

数据库数据库 (DB) 是存放数据的仓库, 只不过这些数据存在一定的关联, 并按一定的格式存放在计算机上从广义上讲,

就可以构成一个数据库因此, 数据库由一些持久的相互关联数据的集合组成, 并以一定的组织形式存放在计算机的存储介质中

1 数据库系统的构成数据库管理系统 (DBMS) 按一定的数据模型组织数据管理数据库数据库应用系统通过 DBMS

1 第 1 部分实用教程第章 Oracle 是甲骨文公司开发的数据库管理系统, 在介绍 Oracle 数据库之前, 首先介绍数据库的基本概念 1. 1 数据库数据库数据库管理系统和数据库系统 1. 数据库数据库 (DB) 是存放数据的仓库, 只不过这些数据存在一定的关联, 并按一定的格式存放在计算机上从广义上讲, 数据不仅包含数字, 还包括了文本图像音频视频等例如, 把一个学校的学生课程学生成绩等数据有序地组织并存放在计算机内, 就可以构成一个数据库因此, 数据库由一些持久的相互关联数据的集合组成, 并以一定的组织形式存放在计算机的存储介质中数据库是事务处理信息管理等应用系统的基础 2. 数据库管理系统成图 1.1 数据库系统的构成数据库管理系统 (DBMS) 按一定的数据模型组织数据管理数据库数据库应用系统通过 DBMS 提供的接口操作数据库, 数据库管理员 (DBA) 通过 DBMS 提供的界面管理操作数据库数据数据库数据库管理系统与操作数据库的应用程序, 加上支撑它们的硬件平台软件平台和与数据库有关的人员一起构成了一个完整的数据库系统如图 1.1 所示描述了数据库系统的构

1.2 数据模型数据模型是指数据库管理系统中数据的存储结构, 数据库管理系统根据数据模型对数据进行存储和管理, 常见的数据模型有 : 层次模型

层次模型层次模型是最早用于商品数据库管理系统的数据模型, 它以树状层次结构组织数据树形结构的每个节点表示一个记录类型, 记录之间的联系是一对多的联系

2 2 Oracle 实用教程 ( 第 4 版 )(Oracle 12c 版 ) 数据模型数据模型是指数据库管理系统中数据的存储结构, 数据库管理系统根据数据模型对数据进行存储和管理, 常见的数据模型有 : 层次模型网状模型和关系模型 1. 层次模型层次模型是最早用于商品数据库管理系统的数据模型, 它以树状层次结构组织数据树形结构的每个节点表示一个记录类型, 记录之间的联系是一对多的联系位于树形结构顶部的节点称为根节点, 层次模型有且仅有一个根节点根节点以外的其他节点有且仅有一个父节点图 1.2 所示为某学校按层次模型组织的数据示例图 1.2 某学校按层次模型组织的数据示例层次模型结构简单, 容易实现, 对于某些特定的应用系统效率很高, 但在需要动态访问数据 ( 如增加或修改记录类型 ) 时, 效率并不高另外, 对于一些非层次性结构 ( 如多对多联系 ), 层次模型表达起来比较烦琐和不直观 2. 网状模型网状模型可以看成层次模型的一种扩展它采用网状结构组织数据, 每个节点表示一个记录类型, 记录之间的联系是一对多的联系一个节点可以有一个或多个父节点和子节点, 这样, 数据库中的所有数据节点就构成了一个复杂的网络图 1.3 所示为按网状模型组织的数据示例图 1.3 按网状模型组织的数据示例与层次模型相比, 网状模型具有更大的灵活性, 更直接地描述现实世界, 性能和效率也较好网状模型的缺点是结构复杂, 用户不易掌握

3 第 1 章数据库的基本概念 3 3. 关系模型关系模型是目前应用最多最为重要的一种数据模型关系模型建立在严格的数学概念基础上, 以二维表格 ( 关系表 ) 的形式组织数据库中的数据, 二维表由行和列组成从用户观点看, 关系模型是由一组关系组成的, 关系之间通过公共属性产生联系每个关系的数据结构是一个规范化的二维表, 所以一个关系数据库就是由若干个表组成的图 1.4 所示为按关系模型组织的数据示例在如图 1.4 所示的关系模型中, 描述学生信息时使用的学生表涉及的主要信息有 : 学号姓名性别出生时间专业总学分及备注表格中的一行称为一个记录, 一列称为一个字段, 每列的标题称为字段名如果给关系表取一个名字, 则有 n 个字段的关系表的结构可表示为 : 关系表名 ( 字段名 1,, 字段名 n), 通常把关系表的结构称为关系模式在关系表中, 如果一个字段或几个字段组合的值可唯一标识其对应记录, 则称该字段或字段组合为码例如, 学生的学号可唯一标识每一个学生, 则学号字段为学生表的码有时, 一个表可能有多个码, 对于每一个关系表通常可指定一个码为主码, 在关系模式中, 一般用下画线标出主码学生表学号姓名性别出生时间专业总学分备注王林男计算机 50 三好生王燕女计算机 50 三好生成绩表学号课程号成绩课程表课程号课程名开课学期学时学分 101 计算机基础程序设计与语言图 1.4 按关系模型组织的数据示例设学生表的名字为 XSB, 关系模式可表示为 :XSB( 学号, 姓名, 性别, 出生时间, 专业, 总学分, 备注 ) 从图 1.4 可以看出, 按关系模型组织数据表达方式简洁直观, 插入删除修改操作方便, 而按层次网状模型组织数据表达方式操作比较复杂, 因此, 关系模型得到广泛应用, 关系型数据库管理系统 (RDBMS) 成为主流 Oracle 数据库正是支持关系模型的数据库管理系统关系型数据库语言 SQL 语言是用于关系数据库查询的结构化语言, 最早由 Boyce 和 Cha MBedin 在 1974 年提出 1976 年,SQL 开始在商品化关系数据库管理系统中应用 1982 年, 美国国家标准化组织 ANSI 确认 SQL 为数据库系统的工业标准 1992 年, 国际标准化组织 (ISO) 和国际电工委员会 (IEC) 发布了 SQL

4 4 Oracle 实用教程 ( 第 4 版 )(Oracle 12c 版 ) 国际标准, 称为 SQL-92 SQL 语言按功能可分为如下 3 部分 : (1) 数据定义语言 DDL(Data Definition Language): 定义数据库对象, 包括定义表视图和索引等 (2) 数据操纵语言 DML(Data Manipulation Language): 主要对数据库中数据进行查询插入删除和修改操作 (3) 数据控制语言 DCL(Data Control Language): 主要包括数据库的安全性控制完整性控制, 以及事务并发控制和故障恢复等语句目前, 许多关系型数据库管理系统均支持 SQL 语言, 如 Oracle SQL Server MySQL 等但不同数据库管理系统之间的 SQL 语言不能完全通用例如, 甲骨文公司的 Oracle 数据库所使用的 SQL 语言是 Procedural Language/SQL( 简称 PL/SQL), 而微软公司的 SQL Server 数据库系统支持的则是 Transact-SQL( 简称 T-SQL) 1. 2 数据库设计数据库设计是将业务对象转换为表等数据库对象的过程关系型数据库的设计分为 6 个阶段 : 需求分析概念结构设计逻辑结构设计物理结构设计数据库实施数据库运行与维护其中, 需求分析是通过详细调查现实世界要处理的对象, 明确用户的各种需求, 在此基础上确定系统的功能在需求分析的基础上, 进行数据库设计, 包括概念结构设计逻辑结构设计物理结构设计数据库实施就是在数据库设计完成后由数据库管理员 (DBA) 在 DBMS 上进行操作, 完成设计运行与维护就是数据库投入使用,DBA 对数据库进行管理维护和处置, 保证正常运行这里仅介绍概念结构设计逻辑结构设计和物理结构设计概念结构设计通常, 把每一类数据对象的个体称为实体, 而每一类对象个体的集合称为实体集例如, 在管理学生所选课程的成绩时, 主要涉及学生和课程两个实体集其他非主要的实体可以很多, 例如, 班级班长任课教师辅导员等把每个实体集涉及的信息项称为属性就学生实体集而言, 它的属性有 : 学号姓名性别出生时间专业总学分备注 ; 课程实体集的属性有 : 课程号课程名开课学期学时和学分实体集学生和实体集课程之间存在选课的关系, 通常把这类关系称为联系, 将实体集及实体集联系的图称为 E-R 模型 E-R 模型的表示方法为 : (1) 实体集采用矩形框表示, 框内为实体名 ; (2) 实体的属性采用椭圆框表示, 框内为属性名, 并用无向边与其相应实体集连接 ; (3) 实体间的联系采用菱形框表示, 联系以适当的含义命名, 名字写在菱形框中, 用无向边将参加联系的实体矩形框分别与菱形框相连, 并在连线上标明联系的类型, 即 n 或 m n; (4) 如果一个联系有属性, 则这些属性也应采用无向边与该联系相连接起来因此,E-R 模型也称为 E-R 图关系数据库的设计者通常使用 E-R 图来对信息世界建模从分析用户项目涉及的数据对象及数据对象之间的联系出发, 到获取 E-R 图的这一过程就称为概念结构设计两个实体集 A 和 B 之间的联系可能是以下 3 种情况之一

5 第 1 章数据库的基本概念 5 1. 一对一的联系 (1 : 1) A 中的一个实体至多与 B 中的一个实体相联系,B 中的一个实体也至多与 A 中的一个实体相联系例如, 班级与正班长这两个实体集之间的联系是一对一的联系, 因为一个班只有一个正班长, 反过来, 一个正班长只属于一个班班级与正班长两个实体集的 E-R 模型如图 1.5 所示 2. 一对多的联系 (1 : n) A 中的一个实体可以与 B 中的多个实体相联系, 而 B 中的一个实体至多与 A 中的一个实体相联系例如, 班级与学生这两个实体集之间的联系是一对多的联系, 因为一个班可有若干学生, 反过来, 一个学生只能属于一个班班级与学生两个实体集的 E-R 模型如图 1.6 所示图 1.5 班级与正班长两个实体集的 E-R 模型图 1.6 班级与学生两个实体集的 E-R 模型 3. 多对多的联系 (m : n) A 中的一个实体可以与 B 中的多个实体相联系, 而 B 中的一个实体也可与 A 中的多个实体相联系例如, 学生与课程这两个实体集之间的联系是多对多的联系, 因为, 一个学生可选多门课程, 反过来, 一门课程可被多个学生选修, 每个学生选修了一门课以后都有一个成绩学生与课程两个实体集的 E-R 模型如图 1.7 所示图 1.7 学生与课程两个实体集的 E-R 模型

6 6 Oracle 实用教程 ( 第 4 版 )(Oracle 12c 版 ) 逻辑结构设计用 E-R 图描述学生成绩管理系统中实体集与实体集之间的联系, 目的是以 E-R 图为工具设计出关系模式, 即确定应用系统所使用的数据库应包含的表和表的结构通常, 这一设计过程就称为逻辑结构设计 1.(1 : 1) 联系的 E-R 图到关系模式的转换对于 (1 : 1) 的联系既可单独对应一个关系模式, 也可以不单独对应一个关系模式 (1) 联系单独对应一个关系模式, 则由联系属性参与联系的各实体集的主码属性构成关系模式, 其主码可选参与联系的实体集的任一方的主码例如, 图 1.5 描述的班级 (BJB) 与正班长 (BZB) 实体集通过属于 (SYB) 联系的 E-R 模型可设计如下关系模式 ( 下画线表示该字段为主码 ): BJB( 班级编号, 院系, 专业, 人数 ) BZB( 学号, 姓名 ) SYB( 学号, 班级编号 ) (2) 联系不单独对应一个关系模式, 联系的属性及一方的主码加入另一方实体集对应的关系模式中例如, 图 1.5 的 E-R 模型可设计如下关系模式 : BJB( 班级编号, 院系, 专业, 人数 ) BZB( 学号, 姓名, 班级编号 ) 或者 BJB( 班级编号, 院系, 专业, 人数, 学号 ) BZB( 学号, 姓名 ) 2.(1 : n) 联系的 E-R 图到关系模式的转换对于 (1 : n) 的联系既可单独对应一个关系模式, 也可以不单独对应一个关系模式 (1) 联系单独对应一个关系模式, 则由联系的属性参与联系的各实体集的主码属性构成关系模式,n 端的主码作为该关系模式的主码例如, 图 1.6 描述的班级 (BJB) 与学生 (XSB) 实体集的 E-R 模型可设计如下关系模式 : BJB( 班级编号, 院系, 专业, 人数 ) XSB( 学号, 姓名, 性别, 出生时间, 专业, 总学分, 备注 ) SYB( 学号, 班级编号 ) (2) 联系不单独对应一个关系模式, 则将联系的属性及 1 端的主码加入 n 端实体集对应的关系模式中, 主码仍为 n 端的主码例如, 图 1.6 班级 (BJB) 与学生 (XSB) 实体集 E-R 模型可设计如下关系模式 : BJB( 班级编号, 院系, 专业, 人数 ) XSB( 学号, 姓名, 性别, 出生时间, 专业, 总学分, 备注, 班级编号 ) 3.(m : n) 联系的 E-R 图到关系模式的转换对于 (m : n) 的联系, 单独对应一个关系模式, 该关系模式包括联系的属性参与联系的各实体集的主码属性, 该关系模式的主码由各实体集的主码属性共同组成例如, 图 1.7 描述的学生 (XSB) 与课程 (KCB) 实体集之间的联系可设计如下关系模式 :

7 第 1 章数据库的基本概念 7 XSB( 学号, 姓名, 性别, 出生时间, 专业, 总学分, 备注 ) KCB( 课程号, 课程名称, 开课学期, 学时, 学分 ) CJB( 学号, 课程号, 成绩 ) 关系模式 CJB 的主码是由学号和课程号两个属性组合构成的, 一个关系模式只能有一个主码物理结构设计数据库在物理设备上的存储结构与存取方法称为数据库的物理结构数据库的物理结构设计通常分为 2 步 : (1) 确定数据库的物理结构, 在关系数据库中主要指存取方法和存储结构 ; (2) 对物理结构进行评价, 评价的重点是时间和空间效率 1. 3 数据库应用系统数据库应用系统可以采用客户 - 服务器 (C/S) 模式应用系统和三层客户 - 服务器 (B/S) 模式应用系统 C/S 模式应用系统客户 - 服务器 (C/S) 模式应用系统操作数据库方式如图 1.8 所示由于应用程序直接与用户打交道, 而数据库管理系统不直接与用户打交道, 所以应用程序被称为前台, 而数据库管理系统被称为后台由于应用程序向数据库管理系统提出服务请求, 故通常称为客户程序 (Client); 而数据库管理系统为应用程序提供服务, 故通常称为服务器程序 (Server), 又将这种操作数据库模式称为客户 - 服务器 (C/S) 模式图 1.8 客户 - 服务器 (C/S) 模式应用系统操作数据库方式目前, 开发数据库应用系统比较流行的工具包括 Visual C# Visual Basic Visual C++ PowerBuilder 等应用程序和数据库管理系统可以运行在同一台计算机上 ( 单机方式 ), 也可以运行在网络方式下在网络方式下, 数据库管理系统在网络上的一台主机上运行, 应用程序可以在网络上的多台主机上运行, 即一对多的方式例如, 用 Visual C# 2013 开发的客户 - 服务器 (C/S) 模式学生成绩管理系统的学生管理界面如图 1.9 所示

8 Oracle 实用教程 ( 第 4 版 )(Oracle 12c 版 ) 图 1.9 C/S 模式学生成绩管理系统的学生管理界面 1.3.

然后将表单中的数据提交并发送到 Web 服务器 Web 服务器应用程序接收并处理用户的数据, 通过数据库服务器, 从数据库中查询需要的数据并返回给 Web 服务器 Web 服务器再把返回的结果插入 HTML 页面, 传送到客户端, 在浏览器中显示出来

8 8 Oracle 实用教程 ( 第 4 版 )(Oracle 12c 版 ) 图 1.9 C/S 模式学生成绩管理系统的学生管理界面 B/S 模式应用系统基于 Web 的数据库应用采用三层客户 - 服务器模式, 也称为 B/S 结构第一层为浏览器, 第二层为 Web 服务器, 第三层为数据库服务器浏览器是用户输入数据和显示结果的交互界面用户在浏览器表单中输入数据, 然后将表单中的数据提交并发送到 Web 服务器 Web 服务器应用程序接收并处理用户的数据, 通过数据库服务器, 从数据库中查询需要的数据并返回给 Web 服务器 Web 服务器再把返回的结果插入 HTML 页面, 传送到客户端, 在浏览器中显示出来三层客户 - 服务器结构如图 1.10 所示图 1.10 三层客户 - 服务器结构目前, 流行的开发 B/S 结构应用数据库的工具主要包括 PHP Java EE ASP.NET 等例如, 用 PHP 开发的三层客户 - 服务器 (B/S) 模式的学生成绩管理系统的学生管理页面如图 1.11 所示图 1.11 B/S 模式的学生成绩管理系统的学生管理页面

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