第四章數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)基礎(chǔ)

1、第四章第四章 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 第四章第四章 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 3數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（Database Management System ，簡稱DBMS）是數(shù)據(jù)庫的機(jī)構(gòu)，它是一種系統(tǒng)軟件，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)組織、數(shù)據(jù)操縱、數(shù)據(jù)維護(hù)、控制及保護(hù)和數(shù)據(jù)服務(wù)等。 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的核心。第四章 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)提供： 數(shù)據(jù)定義語言（Data Definition Language 簡稱DDL）。該語言負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的模式定義與數(shù)據(jù)的物理存取構(gòu)建。 其中，數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)負(fù)責(zé)為數(shù)據(jù)庫構(gòu)建模式，也就是為數(shù)據(jù)庫構(gòu)建其數(shù)據(jù)框架。同時還負(fù)責(zé)為數(shù)據(jù)模式的物理

2、存取與構(gòu)建提供有效的存取方法與手段。 數(shù)據(jù)操縱語言（Data Manipulations Language 簡稱DML）。該語言負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的操縱，包括查詢及增、刪、改等操作。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)提供： 數(shù)據(jù)控制語言（Data Control Language 。簡稱DCL）。該語言負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)完整性、安全性的定義與檢查以及并發(fā)控制、故障恢復(fù)等功能。 數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)具有內(nèi)在語義上的關(guān)聯(lián)性與一致性，它們構(gòu)成了數(shù)據(jù)的完整性，數(shù)據(jù)的完整性是保證數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)正確的必要條件，因此必須經(jīng)常檢查以維護(hù)數(shù)據(jù)正確。 數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)具有共享性，而數(shù)據(jù)共享可能會引發(fā)數(shù)據(jù)的非法使用，因此必須要對數(shù)據(jù)正確使用做出必要的規(guī)定，并在使用

3、時做檢查，這就是數(shù)據(jù)的安全性。 數(shù)據(jù)庫是一個集成、共享的數(shù)據(jù)集合體，它能為多個應(yīng)用程序服務(wù)，所以就存在著多個應(yīng)用程序?qū)?shù)據(jù)庫的并發(fā)操作。在并發(fā)操作中如果不加控制和管理，多個應(yīng)用程序間就會相互干擾，從而對數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)造成破壞。因此，數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)必須對多個應(yīng)用程序的并發(fā)操作做必要的控制以保證數(shù)據(jù)不受破壞，這就是數(shù)據(jù)庫的并發(fā)控制。第四章 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 4數(shù)據(jù)庫管理員 由于數(shù)據(jù)庫的共享性，因此對數(shù)據(jù)庫的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、維護(hù)、監(jiān)視等需要有專人管理，稱他們?yōu)閿?shù)據(jù)庫管理員（Database Administrator 簡稱DBA）。第四章 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 5數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（Database Sys

4、tem 簡稱DBS）由如下幾部分組成：數(shù)據(jù)庫（數(shù)據(jù)）、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（軟件）、數(shù)據(jù)庫管理員（人員）、系統(tǒng)平臺之一 硬件平臺（硬件）、系統(tǒng)平臺之二 軟件平臺（軟件）。這五個部分構(gòu)成了一個以數(shù)據(jù)庫為核心的完整的運(yùn)行實(shí)體，稱為數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。第四章 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 6數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)（Database Application System 簡稱DBAS ) 利用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)進(jìn)行應(yīng)用開發(fā)可構(gòu)成一個數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)再加上應(yīng)用軟件及應(yīng)用界面這三者所組成，具體包括：數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理員，硬件平臺、軟件平臺、應(yīng)用軟件、應(yīng)用界面。 第四章 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 1.2 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的發(fā)

5、展數(shù)據(jù)管理經(jīng)歷了三個階段：人工管理階段：硬件無磁盤，直接存取 。文件系統(tǒng)階段：簡單的數(shù)據(jù)共享與數(shù)據(jù)管理能力 。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段：統(tǒng)一管理與共享數(shù)據(jù) 。 第四章 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 1.3 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基本特點(diǎn) 1數(shù)據(jù)的集成性：在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中按照多個應(yīng)用的需要組織全局的統(tǒng)一的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（即數(shù)據(jù)模式）。2數(shù)據(jù)的高共享性與低冗余性。第四章 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 3數(shù)據(jù)獨(dú)立性：物理獨(dú)立性和邏輯獨(dú)立性（1）物理獨(dú)立性 .物理獨(dú)立性即是數(shù)據(jù)的物理結(jié)構(gòu)（包括存儲結(jié)構(gòu)，存取方式等）的改變，如存儲設(shè)備的更換、物理存儲的更換、存取方式改變等都不影響數(shù)據(jù)庫的邏輯結(jié)構(gòu)，從而不致引起應(yīng)用程序的變化。舉例：假設(shè)數(shù)據(jù)“母親”和數(shù)據(jù)“女兒

6、”，這兩個數(shù)據(jù)無論存放在哪她們都是母女關(guān)系，不影響她們之間的邏輯關(guān)系，這叫物理獨(dú)立性。 第四章 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)基礎(chǔ) （2）邏輯獨(dú)立性 數(shù)據(jù)庫總體邏輯結(jié)構(gòu)的改變，如修改數(shù)據(jù)模式、增加新的數(shù)據(jù)類型、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。 第四章 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 4數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理與控制：包含以下三個方面：（1）數(shù)據(jù)的完整性檢查:檢查數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的正確性以保證數(shù)據(jù)的正確。（2）數(shù)據(jù)的安全性保護(hù)：檢查數(shù)據(jù)庫訪問者以防止非法訪問。（3）并發(fā)控制：控制多個應(yīng)用的并發(fā)訪問所產(chǎn)生的相互干擾以保證其正確性。第四章 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 1.4 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)體系三級模式：1）概念模式：數(shù)據(jù)庫

7、系統(tǒng)中全局?jǐn)?shù)據(jù)邏輯結(jié)構(gòu)的描述，是全體用戶（應(yīng)用）公共數(shù)據(jù)視圖。2）外模式：也稱子模式或用戶模式，它是用戶的數(shù)據(jù)視圖，也就是用戶所見到的數(shù)據(jù)模式，它由概念模式推導(dǎo)而出。 第四章 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 3）內(nèi)模式：又稱物理模式，它給出了數(shù)據(jù)庫物理存儲結(jié)構(gòu)與物理存取方法。內(nèi)模式的物理性主要體現(xiàn)在操作系統(tǒng)及文件級上，它還未深入到設(shè)備級上（如磁盤及磁盤操作）。內(nèi)模式對一般用戶是透明的，但它的設(shè)計(jì)直接影響數(shù)據(jù)庫的性能。第四章 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 二級映射： 概念模式/內(nèi)模式的映射：實(shí)現(xiàn)了概念模式到內(nèi)模式之間的相互轉(zhuǎn)換。當(dāng)數(shù)據(jù)庫的存儲結(jié)構(gòu)發(fā)生變化時，通過修改相應(yīng)的概念模式/內(nèi)模式的映射，使得數(shù)據(jù)庫的邏輯模式不變，其外

8、模式不變，應(yīng)用程序不用修改，從而保證數(shù)據(jù)具有很高的物理獨(dú)立性。第四章 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 二級映射： 外模式/概念模式的映射：實(shí)現(xiàn)了外模式到概念模式之間的相互轉(zhuǎn)換。當(dāng)邏輯模式發(fā)生變化時，通過修改相應(yīng)的外模式/邏輯模式映射，使得用戶所使用的那部分外模式不變，從而應(yīng)用程序不必修改，保證數(shù)據(jù)具有較高的邏輯獨(dú)立性。 這種三級模式與二級映射構(gòu)成了數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)內(nèi)部的抽象結(jié)構(gòu)體系，如圖所示。 第四章 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 應(yīng)用外模式(用戶數(shù)據(jù)庫)應(yīng)用外模式(用戶數(shù)據(jù)庫)應(yīng)用外模式(用戶數(shù)據(jù)庫)概念模式(概念數(shù)據(jù)庫)內(nèi)模式(物理數(shù)據(jù)庫)數(shù)據(jù)庫外模式概念模式映射概念模式內(nèi)模式映射DBA視圖用戶視圖系統(tǒng)程序員視圖2 數(shù)據(jù)模型

9、2.1 數(shù)據(jù)模型的基本概念 數(shù)據(jù)模型是數(shù)據(jù)特征的抽象，它從抽象層次上描述了系統(tǒng)的靜態(tài)特征、動態(tài)行為和約束條件，為數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的信息表示與操作提供一個抽象的框架,是數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的核心。實(shí)體是指存在的并可互相區(qū)別的任何事物。 屬性是指實(shí)體代表的某特定事物所具有的某方面的特征。第四章第四章 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 用計(jì)算機(jī)表示每一個實(shí)體時，由其所有信息項(xiàng)組成一條記錄，相應(yīng)于屬性的數(shù)據(jù)稱為數(shù)據(jù)項(xiàng)。實(shí)體內(nèi)部的聯(lián)系反映在數(shù)據(jù)上是數(shù)據(jù)項(xiàng)之間的聯(lián)系，實(shí)體間的聯(lián)系反映在數(shù)據(jù)上是記錄間的聯(lián)系。 實(shí)體與屬性有“型”與“值”之分，型是指結(jié)構(gòu)，值是指結(jié)構(gòu)約束下的具體取值。第四章第四章 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 學(xué)

10、號姓名性別出生日期籍貫民族0403101張平男02/18/86遼寧漢0403102王芳女10/25/86陜西漢0403103劉巖男08/16/87吉林朝0403104高麗女06/10/85廣西壯第四章第四章 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 數(shù)據(jù)模型所描述的內(nèi)容有三個部分，它們是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)操作與數(shù)據(jù)約束。（1）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：主要描述數(shù)據(jù)的類型、內(nèi)容、性質(zhì)以及數(shù)據(jù)間的聯(lián)系等。（2）數(shù)據(jù)操作：主要描述在相應(yīng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)上的操作類型與操作方式。（3）數(shù)據(jù)約束：主要描述數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)內(nèi)數(shù)據(jù)間的語法、語義聯(lián)系，它們之間的制約與依存關(guān)系。第四章 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 數(shù)據(jù)模型按不同的應(yīng)用層次分成三種類型： 概念數(shù)據(jù)模型（概念

11、模型）：簡稱概念模型，是對客觀世界復(fù)雜事物的結(jié)構(gòu)描述及它們之間的內(nèi)在聯(lián)系的刻畫。概念模型主要有：E-R模型(實(shí)體聯(lián)系模型)、擴(kuò)充的E-R模型、面向?qū)ο竽Ｐ图爸^詞模型等。 面向用戶，與具體的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)無關(guān)。 邏輯數(shù)據(jù)模型（數(shù)據(jù)模型）：又稱數(shù)據(jù)模型，是一種面向數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的模型，該模型著重于在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)一級的實(shí)現(xiàn)。邏輯數(shù)據(jù)模型主要有：層次模型、網(wǎng)狀模型、關(guān)系模型、面向?qū)ο竽Ｐ偷?。是面向?shù)據(jù)庫系統(tǒng)的。 第四章 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 物理數(shù)據(jù)模型（物理模型）：又稱物理模型，它是一種面向計(jì)算機(jī)物理表示的模型，此模型給出了數(shù)據(jù)模型在計(jì)算機(jī)上物理結(jié)構(gòu)的表示。面向計(jì)算機(jī)物理表示。 第四章 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 2.2

12、E-R模型E-R模型（entity-relationship model ）（實(shí)體聯(lián)系模型）是被廣泛使用的概念模型。1. E-R 模型的基本概念（1）實(shí)體實(shí)體是概念世界中的基本單位，它們是客觀存在的且又能相互區(qū)別的事物。實(shí)體集（entity set）：有共性的實(shí)體組成的集合。第四章 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)基礎(chǔ) （2）屬性屬性刻畫了實(shí)體的特征。（3）聯(lián)系實(shí)體集間關(guān)系。有下面幾種：一對一的聯(lián)系（1：1）；一對多或多對一聯(lián)系（1：M 或 M:1）；多對多聯(lián)系（M: N）。第四章 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 2. E-R 模型三個基本概念之間的聯(lián)接關(guān)系 E-R 模型由上面三個基本概念組成。由實(shí)體、聯(lián)系、屬性三者結(jié)合起來才能表

13、示現(xiàn)實(shí)世界。第四章 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 3. E-R 模型的圖示法 E-R 模型可用圖表示，這種圖稱為E-R圖。（1）實(shí)體集表示法： 用矩形表示實(shí)體集。 （2）屬性表示法：用橢圓形表示屬性。（3）聯(lián)系表示法： 菱形表示聯(lián)系。第四章 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 舉例：假設(shè)在教學(xué)中有三個實(shí)體：學(xué)生（學(xué)號，姓名，專業(yè)，年齡，性別）教師（職工號，姓名，職稱，年齡）課程（課程號，課程名，學(xué)分，學(xué)時）兩個聯(lián)系：選課（學(xué)號，課程號）教課（職工號，課程號）第四章第四章 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 第四章第四章 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 2.3 層次模型 層次模型是最早發(fā)展起來的數(shù)據(jù)庫模型。具有以下特點(diǎn)：A、每棵樹有且僅

14、有一個無雙親結(jié)點(diǎn)，稱為根；B、樹中除根外所有結(jié)點(diǎn)有且僅有一個雙親。如下圖所示：第四章 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 2.4 網(wǎng)狀模型 網(wǎng)狀模型的出現(xiàn)略晚于層次模型，從圖論上看，網(wǎng)狀模型是一個不加任何條件限制的無向圖。如下圖所示：第四章 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 2.5 關(guān)系模型1關(guān)系的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 關(guān)系模型采用二維表來表示，簡稱表。二維表由表框架（Frame）及表的元組（Tuple）組成。表框架由n 個命名的屬性（Attribute）組成，n 稱為屬性元數(shù)（Arity）。每個屬性有一個取值范圍稱為值域（Domain）。上述二維表稱為關(guān)系（Relation) ，以二維表為基本結(jié)構(gòu)所建立的模型稱為關(guān)系模型。如下圖所示。第四章

15、 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 學(xué)號姓名性別出生年月班級籍貫2007102張潔然男07-07-8807動畫1班天津2007203李一明男05-01-8707播音5班廣西南寧2007305王 麗女04-09-8807通信4班遼寧沈陽第四章第四章 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 注：同一個關(guān)系模型的任兩個元組值不能完全相同。兩個重要概念：（1）主碼：或稱為關(guān)鍵字、主鍵，簡稱碼、鍵。表中的一個屬性或幾個屬性的組合、其值能唯一地標(biāo)識表中一個元組，稱為關(guān)系的主碼或關(guān)鍵字。例如，學(xué)生的學(xué)號。主碼屬性不能取空值。（2）外部關(guān)鍵字：或稱為外鍵，在一個關(guān)系中含有與另一個關(guān)系的關(guān)鍵字相對應(yīng)的屬性組稱為該關(guān)系的外部關(guān)鍵字。外部關(guān)鍵

16、字取空值或?yàn)橥獠勘碇袑?yīng)的關(guān)鍵字值。例如，在學(xué)生表中含有的所屬班級名字，是班級表中的關(guān)鍵字屬性，它是學(xué)生表中的外部關(guān)鍵字。第四章 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 2關(guān)系中的數(shù)據(jù)約束（1）實(shí)體完整性約束。即要求關(guān)系的主鍵中屬性值不能為空值，因?yàn)橹麈I是唯一決定元組的，如為空值則其唯一性就成為不可能的了。 （2）參照完整性約束。這是關(guān)系之間相互關(guān)聯(lián)的基本約束，不允許關(guān)系引用不存在的元組，即在關(guān)系中的外鍵要么是所關(guān)聯(lián)關(guān)系中實(shí)際存在的元組，要么為空值。（3）用戶定義的完整性約束。反映某一具體應(yīng)用所涉及的數(shù)據(jù)必須滿足的語義要求。例如某個屬性的取值范圍在0100之間等。 第四章 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 3 關(guān)系代數(shù)1、關(guān)系的數(shù)據(jù)結(jié)

17、構(gòu) 關(guān)系是由若干個不同的元組所組成，因此關(guān)系可視為元組的集合。n元關(guān)系是一個n元有序組的集合。關(guān)系模型的基本運(yùn)算：1）插入；2）刪除；3）修改；4）查詢（包括投影、選擇、笛卡爾積運(yùn)算）。第四章 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 2、關(guān)系操縱 關(guān)系模型的數(shù)據(jù)操縱即是建立在關(guān)系上的數(shù)據(jù)操縱，一般有查詢、增加、刪除和修改四種操作。第四章 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 3、集合運(yùn)算及選擇、投影、連接運(yùn)算（考點(diǎn)）（1）并（）： 將兩個以上表的行并到一起，去除相同的行。（2）差（）：在關(guān)系R中減去S有的行，保留的是S中沒有的行。運(yùn)算的時候依次將兩個表的一行一行相減。（3）交（）：求兩個以上表的公共行，前提是參與運(yùn)算的表的結(jié)構(gòu)必須相同。（

18、4）笛卡爾積（）：行與行的重新組合。（5）除法：行與行的重新拆分第四章 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)基礎(chǔ) （6）在關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)中，基本的關(guān)系運(yùn)算有選擇、投影與聯(lián)接三種操作：1）選擇：選擇指的是從二維關(guān)系表的全部記錄中，把那些符合指定條件的記錄挑出來（選行）。2）投影：投影是從所有字段中選取一部分字段及其值進(jìn)行操作，它是一種縱向操作（選列）。 3）聯(lián)接：聯(lián)接將兩個關(guān)系模式拼接成一個更寬的關(guān)系模式，生成的新關(guān)系中包含滿足聯(lián)接條件的元組。 第四章 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 并運(yùn)算ABC100243100354100444ABC100243100555RSABC100243100354100444100555T=RS差運(yùn)

19、算ABC100243100354100444ABC100243100555RSABC100354100444T=R-S交運(yùn)算ABC100243100354100444ABC100243100555RSABC100243T=R S第四章 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 笛卡爾積（Cartesian Product ）運(yùn)算 RST=RSABC100213151003121310041516XY2332ABCXY100213152310021315321003121323100312133210041516231004151632除（division）運(yùn)算除運(yùn)算寫成為：TR = S 或T/R = S RST=RSA

20、BC100213151003121310041516XY2332ABCXY100213152310021315321003121323100312133210041516231004151632選擇運(yùn)算由R選擇得到SABC100243100354100444RABC100243S第四章 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 投影運(yùn)算由R投影得到SABC100243100354100444RSAB100241003510044第四章 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 連接（join）運(yùn)算將兩個以上的表連接成一個新的表記為： R S RSR S ACAB100241003510044CD1002310055ABCD10035100231

21、004410023第四章 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 自然連接（natural join）運(yùn)算 自然連接：按照對應(yīng)的字段取值相等將兩個表連接成一個新的表。 RSR S A=CAB100241003510044CD1002310055ABD100243第四章 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 4 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)與管理4.1 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)概述 在數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)中有兩種方法：一種是以信息需求為主，兼顧處理需求，稱為面向數(shù)據(jù)的方法；另一種方法是以處理需求為主，兼顧信息需求，稱為面向過程的方法。 第四章 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)目前一般采用生命周期法，即將整個數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)分解成目標(biāo)獨(dú)立的若干階段。它們是： 需求分析階段、概念設(shè)計(jì)階段

22、、 邏輯設(shè)計(jì)階段、物理設(shè)計(jì)階段、編碼階段、測試階段、運(yùn)行階段、進(jìn)一步修改階段。 在數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)中采用前四個階段，并且重點(diǎn)以數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與模型的設(shè)計(jì)為主線，如下圖所示。第四章 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 第四章第四章 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 4.2 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的需求分析 信息要求。指用戶需要從數(shù)據(jù)庫中獲得信息的內(nèi)容與性質(zhì)。 處理要求。指用戶要完成什么處理功能。 安全性和完整性的要求。 第四章 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 4.3 數(shù)據(jù)庫概念設(shè)計(jì) 1數(shù)據(jù)庫概念設(shè)計(jì)概述目的： 分析數(shù)據(jù)間內(nèi)在語義的關(guān)聯(lián)，在此基礎(chǔ)上建立一個數(shù)據(jù)的抽象模型。方法：（1）集中式模式設(shè)計(jì)法（2）視圖集成設(shè)計(jì)法第四章 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 2數(shù)據(jù)庫概念設(shè)計(jì)的

23、過程 使用E-R 模型與視圖集成法進(jìn)行設(shè)計(jì)時，需要按以下步驟進(jìn)行：(1) 選擇局部應(yīng)用：由數(shù)據(jù)流圖設(shè)計(jì)E-R圖(2) 視圖設(shè)計(jì)的三種形式：自頂向下 由底向上由內(nèi)向外(3) 視圖集成第四章 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 4.4 數(shù)據(jù)庫的邏輯設(shè)計(jì) 1從E-R 圖向關(guān)系模式轉(zhuǎn)換 數(shù)據(jù)庫的邏輯設(shè)計(jì)主要工作是將E-R 圖轉(zhuǎn)換成指定RDBMS中的關(guān)系模式。 實(shí)體（實(shí)體集）與聯(lián)系可表示成關(guān)系， 屬性可表示成關(guān)系中的屬性。如圖所示：第四章 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 學(xué)號姓名專業(yè)年齡性別選課職工號 姓名職稱年齡教課2邏輯模式規(guī)范化及調(diào)整、實(shí)現(xiàn)（1）在邏輯設(shè)計(jì)中還需對關(guān)系做規(guī)范化驗(yàn)證 ；（2）對邏輯模式進(jìn)行調(diào)整以滿足RDBMS 的性能、

24、存儲空間等要求。第四章 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 3關(guān)系視圖設(shè)計(jì)（外模式設(shè)計(jì)）作用：（1）提供數(shù)據(jù)邏輯獨(dú)立性；（2）能適應(yīng)用戶對數(shù)據(jù)的不同需求；（3）有一定的數(shù)據(jù)保護(hù)功能。 第四章 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 4.5 數(shù)據(jù)庫的物理設(shè)計(jì) 數(shù)據(jù)庫物理設(shè)計(jì)的主要目標(biāo)是對數(shù)據(jù)庫內(nèi)部物理結(jié)構(gòu)作調(diào)整并選擇合理的存取路徑，以提高數(shù)據(jù)庫訪問速度及有效利用存儲空間。第四章 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 4.6 數(shù)據(jù)庫管理 數(shù)據(jù)庫是一種共享資源，它需要維護(hù)與管理，這種工作稱為數(shù)據(jù)庫管理, 而實(shí)施此項(xiàng)管理的人則稱為數(shù)據(jù)庫管理員。數(shù)據(jù)庫管理一般包含如下一些內(nèi)容：1數(shù)據(jù)庫的建立2數(shù)據(jù)庫的調(diào)整3數(shù)據(jù)庫的重組4數(shù)據(jù)庫安全性控制與完整性控制5數(shù)據(jù)庫的故障校復(fù)6

25、數(shù)據(jù)庫監(jiān)控課堂練習(xí)：【2012年9月考題】公司中有多個部門和多名職員，每個職員只能屬于一個部門，一個部門可以有多名職員，則實(shí)體部門和職員問的聯(lián)系是 A) 1：1聯(lián)系 B) m：1聯(lián)系 C) 1：m聯(lián)系 D) m：n聯(lián)系答案：C第四章 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 【2010年9月考題、2006年9月考題】數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)中反映用戶對數(shù)據(jù)要求的模式是A) 內(nèi)模式 B) 概念模式 C) 外模式 D) 設(shè)計(jì)模式答案：C第四章 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 【2012年3月考題】有三個關(guān)系R、S和T如下： 則由關(guān)系R和S得到關(guān)系T的操作是A) 自然連接 B) 并 C) 交 D) 差答案：D第四章 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 有三個關(guān)系R、S和T如下： 則由關(guān)系R和S得到關(guān)系T的操作是A) 自然連接 B) 并 C) 交 D) 差答案：DRABCa12b21c31SABC