第 六 章 数 据 库 技 术 基 础 本 章 要 点 数 据 库 系 统 概 述 关 系 数 据 库 数 据 库 设 计
数 据 库 系 统 概 述 数 据 管 理 技 术 的 发 展 数 据 管 理 技 术 的 发 展 分 三 个 阶 段 : 人 工 管 理 阶 段 文 件 系 统 管 理 阶 段 数 据 库 系 统 管 理 阶 段
数 据 库 系 统 概 述 数 据 库 数 据 库 管 理 系 统 和 数 据 库 系 统 一 数 据 库 数 据 库 (Database, 简 称 DB) 是 长 期 储 存 在 计 算 机 内 有 组 织 的 可 共 享 的 大 量 数 据 集 合 二 数 据 库 管 理 系 统 数 据 库 管 理 系 统 (DataBase Management Sys tem, DBMS) 位 于 应 用 程 序 和 操 作 系 统 之 间, 是 为 建 立 使 用 和 维 护 数 据 库 而 配 置 的 一 层 数 据 管 理 软 件, 负 责 对 数 据 库 中 的 数 据 进 行 统 一 的 管 理 和 控 制
数 据 库 系 统 概 述 目 前 常 用 的 数 据 库 Oracle Larry Ellison 和 另 两 个 编 程 人 员 在 1977 创 办, 目 前 Oracle 关 系 数 据 库 产 品 的 市 场 占 有 率 名 列 前 茅 SQL Server 1989 年, 微 软 发 布 了 SQL Server 1.0 版 mysql mysql 是 一 个 小 型 关 系 型 数 据 库 管 理 系 统, 目 前 MySQL 被 广 泛 地 应 用 在 Internet 上 的 中 小 型 网 站 中 由 于 其 体 积 小 速 度 快 总 体 拥 有 成 本 低, 尤 其 是 开 放 源 码 这 一 特 点, 许 多 中 小 型 网 站 为 了 降 低 网 站 总 体 拥 有 成 本 而 选 择 了 MySQL 作 为 网 站 数 据 库 Sybase 公 司 成 立 于 1984 年, 公 司 名 称 Sybase 取 自 system 和 database 相 结 合 的 含 义
Acess 数 据 库 由 微 软 发 布 的 关 联 式 数 据 库 管 理 系 统 一 些 不 熟 练 的 程 序 员 和 非 程 序 员 的 进 阶 用 户 能 使 用 它 来 开 发 简 单 的 应 用 软 件 Access 的 可 扩 放 性 并 不 高
数 据 库 系 统 概 述 数 据 库 数 据 库 管 理 系 统 和 数 据 库 系 统 三 数 据 库 系 统 用 户 1 用 户 2 用 户 n 应 用 程 序 数 据 库 管 理 系 统 数 据 库 数 据 库 系 统 示 意 图 数 据 库 管 理 员 数 据 库 系 统 (Data B ase System, DBS) 是 指 带 有 数 据 库 的 计 算 机 系 统 包 括 数 据 库 数 据 库 管 理 系 统 应 用 程 序 数 据 库 管 理 员 以 及 用 户 等 部 分
数 据 库 系 统 概 述 数 据 库 数 据 库 管 理 系 统 和 数 据 库 系 统 四 数 据 库 系 统 的 特 点 数 据 的 整 体 结 构 化 目 前 数 据 库 以 二 维 表 的 形 式 存 在 数 据 的 共 享 性 高, 冗 余 度 低 数 据 的 独 立 性 高 数 据 的 统 一 管 理 和 控 制 学 号 姓 名 性 别 班 级 200805360 蔡 汶 庭 女 机 械 081 200805361 宋 艳 美 女 机 械 081 200805362 苗 圆 圆 女 机 械 081 200805363 曹 永 玲 女 机 械 081 200805364 王 丹 波 女 机 械 081 200805365 邓 玮 玮 女 机 械 081
数 据 库 系 统 概 述 数 据 模 型 模 型 是 现 实 世 界 特 征 的 模 拟 和 抽 象 数 据 模 型 应 满 足 三 方 面 要 求 : 能 比 较 真 实 地 模 拟 现 实 世 界 ; 容 易 为 人 所 理 解 ; 便 于 在 计 算 机 上 实 现 根 据 数 据 模 型 的 应 用 目 的 不 同, 数 据 模 型 分 为 两 类 概 念 模 型, 也 称 信 息 模 型, 它 是 按 用 户 的 观 点 来 对 数 据 进 行 描 述 逻 辑 数 据 模 型, 它 是 按 计 算 机 系 统 的 观 点 对 数 据 进 行 描 述
数 据 库 系 统 概 述 数 据 模 型 一 数 据 模 型 的 组 成 要 素 数 据 结 构 : 所 研 究 的 对 象 类 型 的 集 合 数 据 操 作 : 对 相 应 数 据 结 构 允 许 执 行 的 操 作 的 集 合 数 据 的 完 整 性 约 束 : 一 组 完 整 性 规 则 的 集 合 完 整 性 规 则 是 给 定 的 数 据 模 型 中 数 据 及 其 联 系 所 具 有 的 制 约 和 依 存 规 则, 以 保 证 数 据 的 正 确 有 效 和 相 容
数 据 库 系 统 概 述 数 据 模 型 二 概 念 模 型 ( 实 体 - 联 系 数 据 模 型 ) 实 体 : 客 观 存 在 并 可 相 互 区 别 的 事 物 称 为 实 体 (Entit y) 实 体 可 以 是 具 体 的 人 事 物, 也 可 以 是 抽 象 的 概 念 或 联 系 例 如, 一 个 职 员 一 名 学 生 一 个 车 间 学 生 选 课 车 间 领 料 等 都 是 实 体 属 性 : 实 体 的 特 性 称 为 实 体 的 属 性 (Attribute) 一 个 实 体 可 以 由 若 干 个 属 性 来 刻 画 例 如, 学 生 可 以 由 学 号 姓 名 专 业 班 级 等 属 性 刻 画
数 据 库 系 统 概 述 数 据 模 型 二 实 体 - 联 系 数 据 模 型 联 系 : 在 现 实 世 界 中, 事 物 内 部 以 及 事 物 之 间 是 有 联 系 的, 这 些 联 系 在 信 息 世 界 中 反 映 为 实 体 集 内 部 的 联 系 和 实 体 集 之 间 的 联 系
数 据 库 系 统 概 述 数 据 模 型 二 实 体 - 联 系 数 据 模 型 两 个 实 体 集 之 间 的 联 系 分 为 三 类 : 一 对 一 联 系 (1 : 1) 如 果 对 于 实 体 集 A 中 的 每 一 个 实 体, 实 体 集 B 中 至 多 有 一 个 实 体 与 之 联 系, 反 之 亦 然, 则 称 实 体 集 A 与 B 具 有 一 对 一 联 系, 记 为 1 : 1 例 如 : 班 级 实 体 和 班 长 实 体, 一 个 班 级 有 一 个 班 长, 一 个 班 长 只 能 是 一 个 班 级 的 班 长
数 据 库 系 统 概 述 数 据 模 型 二 实 体 - 联 系 数 据 模 型 两 个 实 体 集 之 间 的 联 系 分 为 三 类 : 一 对 多 联 系 (1 : n) 如 果 对 于 实 体 集 A 中 的 每 一 个 实 体, 实 体 集 B 中 有 n 个 实 体 (n 0) 与 之 联 系, 反 之, 对 于 实 体 B 中 的 每 一 个 实 体, 实 体 集 A 中 至 多 只 有 一 个 实 体 与 之 联 系, 则 称 实 体 集 A 与 B 具 有 一 对 多 联 系, 记 为 1 : n 班 级 实 体 和 学 生 实 体 : 一 个 班 级 有 多 个 学 生, 而 一 个 学 生 只 能 属 于 一 个 班 级
数 据 库 系 统 概 述 数 据 模 型 二 实 体 - 联 系 数 据 模 型 两 个 实 体 集 之 间 的 联 系 分 为 三 类 : 多 对 多 联 系 (m: n) 如 果 对 于 实 体 集 A 中 的 每 一 个 实 体, 实 体 集 B 中 有 n 个 实 体 (n 0) 与 之 联 系, 反 之, 对 于 实 体 集 B 中 的 每 一 个 实 体, 实 体 集 A 中 也 有 m 个 实 体 (m 0) 与 之 联 系, 则 称 实 体 集 A 与 B 具 有 多 对 多 联 系, 记 为 m: n 学 生 实 体 和 教 师 实 体 : 一 个 学 生 可 以 有 多 个 老 师 教 授, 一 个 老 师 可 以 教 多 名 学 生
数 据 库 系 统 概 述 数 据 模 型 二 实 体 - 联 系 数 据 模 型 E-R 图 的 表 示 : 实 体 型 : 用 矩 形 表 示, 矩 形 框 内 写 明 实 体 名 属 性 : 用 椭 圆 形 表 示, 椭 圆 形 内 写 明 属 性 名, 并 用 无 向 边 将 其 与 相 应 的 实 体 连 接 起 来 联 系 : 用 菱 形 表 示, 菱 形 框 内 写 明 联 系 名, 并 用 无 向 边 分 别 与 有 关 实 体 或 联 系 连 接 起 来, 同 时 在 无 向 边 旁 标 上 联 系 的 类 型
数 据 库 系 统 概 述 数 据 模 型 二 实 体 - 联 系 数 据 模 型 E-R 图 例 : 在 学 生 选 课 子 系 统 中 涉 及 到 的 实 体 以 及 实 体 的 属 性 为 : 学 生 实 体 : 学 号 姓 名 性 别 课 程 实 体 : 编 号 名 称 性 质 学 分 有 关 的 语 义 如 下 : 每 个 学 生 可 以 选 修 多 门 课 程 ; 每 门 课 程 可 以 被 多 个 学 生 选 修 ; 每 个 学 生 选 修 的 每 门 课 程 都 有 一 个 成 绩 可 见 学 生 实 体 和 课 程 实 体 之 间 是 多 对 多 的 联 系, 而 且 联 系 也 有 属 性, 其 属 性 为 成 绩
数 据 库 系 统 概 述 数 据 模 型 二 实 体 - 联 系 数 据 模 型 E-R 图 学 号 姓 名 性 别 学 生 n 选 修 成 绩 m 课 程 编 号 名 称 性 质 学 分 学 生 选 课 子 系 统 E-R 图
关 系 数 据 库 关 系 模 型 的 基 本 概 念 一 关 系 数 据 结 构 学 号 姓 名 性 别 基 本 术 语 如 下 : 关 系 (Rel ati on) : 一 个 关 系 对 应 一 张 二 维 表 元 组 (Tupl e) : 表 中 的 一 行 即 为 一 个 元 组 属 性 (Atturi bute) : 表 中 的 一 列 即 为 一 个 属 性, 每 一 列 的 第 一 行 是 属 性 名, 其 余 行 是 属 性 值 候 选 码 : 表 中 的 某 个 属 性 或 属 性 组 合, 它 可 以 唯 一 的 标 识 一 个 元 组 主 码 : 在 多 个 候 选 码 中 选 择 一 个 作 为 主 码 200805360 蔡 汶 庭 女 200805361 宋 艳 美 女 200805362 苗 圆 圆 女 200805363 曹 永 玲 女 200805364 王 丹 波 女 200805365 邓 玮 玮 女
关 系 数 据 库 关 系 模 型 的 基 本 概 念 一 关 系 数 据 结 构 关 系 应 满 足 如 下 性 质 : 关 系 必 须 是 规 范 化 的, 即 要 求 关 系 必 须 满 足 一 定 的 规 范 条 件, 其 中 最 基 本 的 一 条 就 是, 关 系 的 每 一 列 不 可 再 分 关 系 中 必 须 有 主 码, 使 得 元 组 唯 一 如 学 生 关 系 中, 学 号 属 性 是 主 码, 课 程 关 系 中, 编 号 是 主 码, 选 修 关 系 中, 学 号 和 编 号 一 起 是 主 码
元 组 的 个 数 是 有 限 的 且 元 组 的 顺 序 可 以 任 意 交 换 属 性 名 是 唯 一 的 且 属 性 列 的 顺 序 可 以 任 意 交 换 姓 名 学 号 性 别 苗 圆 圆 曹 永 玲 蔡 汶 庭 宋 艳 美 20080536 2 20080536 3 20080536 0 20080536 1 女 女 女 女
关 系 数 据 库 关 系 模 型 的 基 本 概 念 二 关 系 完 整 性 规 则 实 体 完 整 性 规 则 主 码 的 属 性 值 不 能 为 空 值 因 为 如 果 出 现 空 值, 那 么 主 码 就 无 法 保 证 元 组 的 唯 一 性 参 照 完 整 性 规 则 关 系 之 间 的 联 系 是 靠 公 共 属 性 实 现 的 如 果 这 个 公 共 属 性 是 一 个 关 系 R1 的 主 码, 那 么 在 另 一 个 与 它 有 联 系 的 关 系 R2 中 就 称 为 外 码
学 号 姓 名 性 别 20080536 0 20080536 1 20080536 2 20080536 3 学 生 表 蔡 汶 庭 宋 艳 美 苗 圆 圆 曹 永 玲 女 女 女 女 选 课 表 选 课 表 中 的 学 号 是 外 码 学 号 课 程 成 绩 200805360 大 学 计 算 机 基 础 92 200805360 程 序 设 计 80 200805362 大 学 计 算 机 基 础 85 200805363 大 学 英 语 75 参 照 完 整 性 规 则 : 外 码 的 取 值 只 有 两 种 可 能, 要 么 是 空 值, 要 么 等 于 R1 中 某 个 元 组 的 主 码 值
关 系 数 据 库 关 系 模 型 的 基 本 概 念 二 关 系 完 整 性 规 则 用 户 定 义 完 整 性 反 映 某 一 具 体 应 用 所 涉 及 的 数 据 必 须 满 足 的 语 义 要 求
关 系 数 据 库 关 系 模 型 的 基 本 概 念 三 关 系 操 作 关 系 操 作 的 对 象 是 关 系, 结 果 也 是 关 系 查 询 : 就 是 在 一 个 关 系 或 多 个 关 系 中 查 找 满 足 条 件 的 列 或 行, 得 到 一 个 新 的 关 系 插 入 : 在 指 定 的 关 系 中 插 入 一 个 或 多 个 元 组 删 除 : 将 指 定 关 系 中 的 一 个 或 多 个 满 足 条 件 的 元 组 删 除 修 改 : 针 对 指 定 关 系 中 满 足 条 件 的 一 个 或 多 个 元 组 修 改 其 数 据 项 的 值
数 据 库 设 计 概 念 结 构 设 计 应 能 真 实 充 分 地 反 映 现 实 世 界, 是 现 实 世 界 中 具 体 应 用 的 一 个 真 实 模 型 易 于 向 关 系 等 各 种 数 据 逻 辑 模 型 转 换
数 据 库 设 计 逻 辑 结 构 设 计 E-R 转 换 原 则 : 图 向 关 系 模 型 的 转 换 ⒈ 一 个 实 体 型 转 换 为 一 个 关 系 模 式 关 系 的 属 性 : 实 体 型 的 属 性 关 系 的 码 : 实 体 型 的 码 编 号 名 称 性 质 学 分 例 如 : 学 生 实 体 可 以 转 换 为 如 下 关 系 模 式 : 学 生 ( 学 号, 姓 名, 性 别 ) 学 生 选 课 子 系 统 E-R 图 课 程 ( 课 程 编 号, 课 程 名 称, 性 质, 学 分 ) 学 号 姓 名 性 别 学 生 n 选 修 m 课 程 成 绩
数 据 库 设 计 逻 辑 结 构 设 计 E-R ⒉ 一 个 m:n 联 系 转 换 为 一 个 关 系 模 式 图 向 关 系 模 型 的 转 换 关 系 的 属 性 : 与 该 联 系 相 连 的 各 实 体 的 码 以 及 联 系 本 身 的 属 性 关 系 的 码 : 各 实 体 码 的 组 合 例, 选 修 联 系 是 一 个 m:n 联 系, 可 以 将 它 转 换 为 如 下 关 系 模 式, 其 中 学 号 与 课 程 号 为 关 系 的 组 合 码 : 选 修 ( 学 号, 课 程 号, 成 绩 ) 学 生 n 选 修 m 课 程 成 绩
选 修 表 学 号 课 程 号 成 绩 2011001 1 95 课 程 表 课 程 号 课 程 名 称 课 程 性 质 1 大 学 计 算 机 基 础 必 修 2011002 1 83 2011001 2 74 学 生 表 2 程 序 设 计 语 言 必 修 学 号 姓 名 性 别 2011001 蔡 汶 庭 女 2011002 宋 艳 美 女
数 据 库 设 计 逻 辑 结 构 设 计 E-R 图 向 关 系 模 型 的 转 换 ⒊ 一 个 1:n 联 系 可 以 转 换 为 一 个 独 立 的 关 系 模 式, 也 可 以 与 n 端 对 应 的 关 系 模 式 合 并 1) 转 换 为 一 个 独 立 的 关 系 模 式 关 系 的 属 性 : 与 该 联 系 相 连 的 各 实 体 的 码 以 及 联 系 本 身 的 属 性 关 系 的 码 : n 端 实 体 的 码
数 据 库 设 计 逻 辑 结 构 设 计 E-R 图 向 关 系 模 型 的 转 换 例 如 : 组 成 联 系 为 1:n 联 系 将 其 转 换 为 关 系 模 式 的 两 种 方 法 : 1) 使 其 成 为 一 个 独 立 的 关 系 模 式 : 组 成 ( 学 号, 班 号 ) 2) 将 其 学 生 关 系 模 式 合 并 : 学 号 姓 名 性 别 学 生 ( 学 号, 姓 名, 性 别, 班 号 ) n 1 学 生 组 成 班 级 班 号 名 称 人 数
数 据 库 设 计 逻 辑 结 构 设 计 E-R 图 向 关 系 模 型 的 转 换 2) 与 n 端 对 应 的 关 系 模 式 合 并 合 并 后 关 系 的 属 性 : 在 n 端 关 系 中 加 入 1 端 关 系 的 码 和 联 系 本 身 的 属 性 合 并 后 关 系 的 码 : 不 变 可 以 减 少 系 统 中 的 关 系 个 数, 一 般 情 况 下 更 倾 向 于 采 用 这 种 方 法
数 据 库 设 计 逻 辑 结 构 设 计 E-R 图 向 关 系 模 型 的 转 换 ⒋ 一 个 1:1 联 系 可 以 转 换 为 一 个 独 立 的 关 系 模 式, 也 可 以 与 任 意 一 端 对 应 的 关 系 模 式 合 并 1) 转 换 为 一 个 独 立 的 关 系 模 式 关 系 的 属 性 : 与 该 联 系 相 连 的 各 实 体 的 码 以 及 联 系 本 身 的 属 性 关 系 的 候 选 码 : 每 个 实 体 的 码 均 是 该 关 系 的 候 选 码
数 据 库 设 计 逻 辑 结 构 设 计 E-R 图 向 关 系 模 型 的 转 换 2) 与 某 一 端 对 应 的 关 系 模 式 合 并 合 并 后 关 系 的 属 性 : 加 入 对 应 关 系 的 码 和 联 系 本 身 的 属 性 合 并 后 关 系 的 码 : 不 变
数 据 库 设 计 逻 辑 结 构 设 计 E-R 图 向 关 系 模 型 的 转 换 例 如 : 班 主 任 和 班 级 的 管 理 联 系 为 1: 1 联 系, 可 以 有 三 种 转 换 方 法 : ( 1 ) 转 换 为 一 个 独 立 的 关 系 模 式 : 管 理 ( 职 工 号, 班 号 ) 或 管 理 ( 班 号, 职 工 号 ) ( 2 ) 管 理 联 系 与 班 级 关 系 模 式 合 并, 则 只 需 在 班 级 关 系 中 加 入 教 师 关 系 的 码, 即 职 工 号 : 班 级 ( 班 号, 学 生 人 数, 职 工 号 ) ( 3 ) 管 理 联 系 与 教 师 关 系 模 式 合 并, 则 只 需 在 教 师 关 系 中 加 入 班 级 关 系 的 码, 即 班 级 号 : 教 师 ( 职 工 号, 姓 名, 性 别, 职 称, 班 号 )
小 结 数 据 库 数 据 库 管 理 系 统 数 据 库 系 统 的 概 念 及 数 据 库 系 统 的 特 点 数 据 库 的 三 级 模 式 两 级 映 射 实 体 - 联 系 模 型 的 基 本 概 念 和 E-R 图 的 画 法 关 系 数 据 库 的 基 本 概 念 及 性 质, 关 系 的 完 整 性 规 则 数 据 库 的 逻 辑 结 构 设 计
作 业 题 习 题 6: 6-1 6-2