《數(shù)據(jù)庫(kù)》教學(xué)案(共57頁(yè))

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)概論教案及講義授課老師：XXX專(zhuān)心-專(zhuān)注-專(zhuān)業(yè)第一章 緒 論教學(xué)目標(biāo)：1、結(jié)合具體的例子講述數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)步驟，通過(guò)此例子讓同學(xué)們對(duì)本教材各章節(jié)所要學(xué)習(xí)的內(nèi)容有一個(gè)初步的整體了解；2、對(duì)照文件系統(tǒng)的數(shù)據(jù)管理過(guò)程，講述數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)管理過(guò)程，讓同學(xué)們對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的功能、組成、工作過(guò)程有個(gè)初步了解，并對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)模型（主要是關(guān)系模型）有比較深入的理解。3、課外布置學(xué)生完成一個(gè)小的數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)題目，要求學(xué)生分組尋找題目并完成設(shè)計(jì)過(guò)程。教學(xué)重點(diǎn)：1、舉簡(jiǎn)單例子說(shuō)明數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)過(guò)程。2、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的產(chǎn)生發(fā)展過(guò)程的文件系統(tǒng)階段與數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)階段。3、概念模型

2、、數(shù)據(jù)模型及三要素、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)教學(xué)難點(diǎn)：數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的三級(jí)模式結(jié)構(gòu)；數(shù)據(jù)庫(kù)的二級(jí)映象功能與數(shù)據(jù)獨(dú)立性。教學(xué)過(guò)程：本章分3次講述，每次2課時(shí)，主要講述以下內(nèi)容介紹如下：1、舉簡(jiǎn)單例子說(shuō)明需求分析及表達(dá)、概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程。第六章的不少內(nèi)容前到此處講述（實(shí)際教學(xué)過(guò)程中本章的學(xué)時(shí)數(shù)增加2學(xué)時(shí)左右）。對(duì)照文件系統(tǒng)的數(shù)據(jù)管理過(guò)程，講述數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)管理過(guò)程，及相關(guān)概念。2、講述數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)庫(kù)、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的基本概念；數(shù)據(jù)庫(kù)模型（主要是關(guān)系模型）；數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。1.1 引言1.1.1 數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)庫(kù)、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)1、 數(shù)據(jù)（data）* 高級(jí)語(yǔ)言的數(shù)據(jù),如PA

3、SCAL語(yǔ)言中各種類(lèi)型數(shù)據(jù)(常量、變量)：integer，real，char，record，file， （著重文件類(lèi)型數(shù)據(jù)說(shuō)明）* 定義：1）數(shù)據(jù)是描述事物的符號(hào)記錄，2）數(shù)據(jù)與其語(yǔ)義是不可分的，需要經(jīng)過(guò)語(yǔ)義解釋。2、 數(shù)據(jù)庫(kù)（database，簡(jiǎn)稱(chēng)DB）*定義：數(shù)據(jù)庫(kù)是長(zhǎng)期存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)內(nèi)、有組織的、可共享的數(shù)據(jù)集合。數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)按一定的數(shù)據(jù)模型組織、描述和存儲(chǔ)，具有較小的冗余度，較高的數(shù)據(jù)獨(dú)立性和易擴(kuò)展性，并為各種用戶(hù)共享。（P1）*目前流行數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)模型：關(guān)系模型，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為表。*數(shù)據(jù)庫(kù)的存儲(chǔ)：若干表一個(gè)庫(kù)，一張表一個(gè)庫(kù)（文件系統(tǒng)為一個(gè)文件一個(gè)庫(kù)）*對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的操作：在數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的支

4、持下，可進(jìn)行數(shù)據(jù)查詢(xún)（select）、數(shù)據(jù)定義(create drop alter)、數(shù)據(jù)操縱(insert update delete)、數(shù)據(jù)控制(grant revoke)3) 從定義上數(shù)據(jù)庫(kù)與文件比較： 對(duì)照數(shù)據(jù)庫(kù)說(shuō)明：長(zhǎng)期存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)內(nèi)、有組織的（組織簡(jiǎn)單）、可共享（共享性差）的數(shù)據(jù)集合。冗余度大，數(shù)據(jù)獨(dú)立性低。3、 數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)（database management system ,簡(jiǎn)稱(chēng)DBMS）（P7）*定義（功能解釋?zhuān)篋BMS在數(shù)據(jù)庫(kù)建立、運(yùn)用和維護(hù)時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行統(tǒng)一控制，以保證數(shù)據(jù)的完整性、安全性，并在多用戶(hù)同時(shí)使用數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)進(jìn)行并發(fā)控制，在發(fā)生故障后對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行恢復(fù)。*對(duì)照

5、文件系統(tǒng)：提供的操作簡(jiǎn)單，主要包括：建立文件、刪除文件、讀元素、寫(xiě)元素、打開(kāi)文件、關(guān)閉文件等。*用戶(hù)與文件系統(tǒng)及數(shù)據(jù)庫(kù)的接口： 文件系統(tǒng)：系統(tǒng)調(diào)用 數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)：SQL（數(shù)據(jù)查詢(xún)、數(shù)據(jù)定義、數(shù)據(jù)操縱、數(shù)據(jù)控制）。4、 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)：*是指在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中引入數(shù)據(jù)庫(kù)后的系統(tǒng)構(gòu)成，一般由數(shù)據(jù)庫(kù)、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)（及其應(yīng)用開(kāi)發(fā)工具）、應(yīng)用系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)管理員和用戶(hù)構(gòu)成。5、 本課程的主要研究?jī)?nèi)容、意義及學(xué)習(xí)方法*主要內(nèi)容 關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)及SQL、關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)（設(shè)計(jì)理論、具體設(shè)計(jì)）、數(shù)據(jù)保護(hù)。*意義：非常實(shí)用*學(xué)習(xí)方法：大量的上機(jī)實(shí)踐是學(xué)好本課程的先決條件。1.1.2 數(shù)據(jù)管理的技術(shù)的發(fā)展（*數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)產(chǎn)生：

6、是應(yīng)數(shù)據(jù)管理管理任務(wù)的需要而產(chǎn)生的。）*數(shù)據(jù)管理：是指如何對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分類(lèi)、組織、編碼、存儲(chǔ)、檢索和維護(hù)，是數(shù)據(jù)處理的中心問(wèn)題。*隨著計(jì)算機(jī)硬件和軟件的發(fā)展，數(shù)據(jù)管理技術(shù)經(jīng)歷了三個(gè)發(fā)展階段：人工管理、文件系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)。1、 人工管理階段的特點(diǎn)：（背景：硬件，沒(méi)有直接存取的存儲(chǔ)設(shè)備；軟件，沒(méi)有操作系統(tǒng)及管理數(shù)據(jù)的軟件；數(shù)據(jù)處理方式為批處理）1） 數(shù)據(jù)不保存2） 數(shù)據(jù)需要由應(yīng)用程序自己管理，沒(méi)有相應(yīng)的軟件負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的管理工作。應(yīng)用程序中不僅要規(guī)定數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)，而且要設(shè)計(jì)物理結(jié)構(gòu)（包括存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)、存取方法、輸入方式等）。（PASCAL語(yǔ)言文件處理：應(yīng)用程序中只考慮邏輯結(jié)構(gòu)）3） 數(shù)據(jù)不共享：數(shù)據(jù)

7、面向應(yīng)用，一組數(shù)據(jù)只能對(duì)應(yīng)一個(gè)程序。因此程序與程序之間有大量的冗余數(shù)據(jù)。4） 數(shù)據(jù)不具有獨(dú)立性：數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)或物理結(jié)構(gòu)發(fā)生變化后，必須對(duì)應(yīng)用程序做相應(yīng)的修改。2、 文件系統(tǒng)階段的特點(diǎn)：（背景：硬件，已有直接存取的存儲(chǔ)設(shè)備；軟件，操作系統(tǒng)中已經(jīng)有了專(zhuān)門(mén)的數(shù)據(jù)管理軟件，一般成為文件系統(tǒng)；數(shù)據(jù)處理方式，不僅有了批處理而且能夠聯(lián)機(jī)實(shí)時(shí)處理）1） 數(shù)據(jù)可以長(zhǎng)期保存。2） 由專(zhuān)門(mén)的軟件即文件系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)管理。應(yīng)用程序按名存取數(shù)據(jù)，大大節(jié)省了程序的編寫(xiě)與維護(hù)工作量。3） 數(shù)據(jù)共享性差。一個(gè)文件基本上對(duì)應(yīng)于一個(gè)應(yīng)用程序。不同應(yīng)用程序具有部分相同數(shù)據(jù)時(shí)也必許建立各自的文件，不能共享相同的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)冗余度大。相

8、同數(shù)據(jù)重復(fù)存儲(chǔ)、各自管理，給數(shù)據(jù)的修改與維護(hù)帶來(lái)了困難，容易造成數(shù)據(jù)的不一致性。4） 數(shù)據(jù)的獨(dú)立性低。數(shù)據(jù)與程序間缺乏獨(dú)立性：一旦數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)改變，必須修改應(yīng)用程序修改文件結(jié)構(gòu)定義。而應(yīng)用程序的改變（應(yīng)用程序改用不同的高級(jí)語(yǔ)言）也將引起文件數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的改變。3、 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)階段產(chǎn)生背景：以文件系統(tǒng)作為數(shù)據(jù)管理手段已經(jīng)不能滿足應(yīng)用的需要（多用戶(hù)、多應(yīng)用共享數(shù)據(jù)），于是出現(xiàn)了數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)及統(tǒng)一管理數(shù)據(jù)的專(zhuān)門(mén)軟件數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)。 特點(diǎn)：1） 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化，存取方式靈活 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了整體數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化：在描述數(shù)據(jù)時(shí)不僅要描述數(shù)據(jù)本身，還要描述數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系。文件系統(tǒng)盡管其記錄內(nèi)部有某種結(jié)構(gòu)，但記錄之間沒(méi)

9、有聯(lián)系。2） 數(shù)據(jù)共享性好，冗余度低數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)從整體角度看待和描述數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)不再面向某個(gè)應(yīng)用而是面向整個(gè)系統(tǒng)。這樣既可以大大減少數(shù)據(jù)冗余，節(jié)約存儲(chǔ)空間，又能避免數(shù)據(jù)之間不相容與不一致性。3） 數(shù)據(jù)獨(dú)立性高數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)提供了兩方面的映象功能，從而使數(shù)據(jù)既具有物理獨(dú)立性又具有邏輯獨(dú)立性。數(shù)據(jù)與程序間的邏輯獨(dú)立性：數(shù)據(jù)的總體邏輯結(jié)構(gòu)與某類(lèi)應(yīng)用所涉及的局部邏輯結(jié)構(gòu)之間的映象或轉(zhuǎn)換功能，保證了當(dāng)數(shù)據(jù)的總體邏輯結(jié)構(gòu)改變時(shí)，通過(guò)對(duì)映象的相應(yīng)改變可以保持?jǐn)?shù)據(jù)的局部邏輯結(jié)構(gòu)不變，由于應(yīng)用程序是依據(jù)數(shù)據(jù)的局部邏輯結(jié)構(gòu)編寫(xiě)的，所以應(yīng)用程序不必修改。數(shù)據(jù)與程序間的物理獨(dú)立性：數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)與邏輯結(jié)構(gòu)之間的映象或轉(zhuǎn)換功能

10、，保證了當(dāng)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)（或物理結(jié)構(gòu)）改變時(shí)，通過(guò)對(duì)映象的相應(yīng)修改可以保持?jǐn)?shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)不變，從而應(yīng)用程序也不必修改。4） 數(shù)據(jù)由DBMS統(tǒng)一管理和控制*統(tǒng)一管理有結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)，使數(shù)據(jù)可以有靈活的使用方式。數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)彈性大，易于擴(kuò)充。*有以下幾方面的控制功能：1） 數(shù)據(jù)的安全性：指保護(hù)數(shù)據(jù)，防止不合法使用數(shù)據(jù)造成數(shù)據(jù)的泄密和破壞，使每個(gè)用戶(hù)只能按規(guī)定對(duì)某些數(shù)據(jù)以某種方式進(jìn)行訪問(wèn)和處理。2） 數(shù)據(jù)的完整性：指數(shù)據(jù)的正確性、有效性和相容性。即將數(shù)據(jù)控制在有效的范圍內(nèi)，或要求數(shù)據(jù)間滿足一定的關(guān)系。3） 并發(fā)控制：當(dāng)多個(gè)用戶(hù)的并發(fā)進(jìn)程同時(shí)存取、修改數(shù)據(jù)時(shí)，可能會(huì)相互干擾而得到錯(cuò)誤的結(jié)構(gòu)，并使數(shù)據(jù)的完整性

11、遭到破壞，因此對(duì)多用戶(hù)并發(fā)操作加以控制和協(xié)調(diào)。4） 數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)：硬件、軟件、操作員失誤、故意破壞等造成的故障，DBMS必須將數(shù)據(jù)庫(kù)從錯(cuò)誤狀態(tài)恢復(fù)到某一已知的正確狀態(tài)。12 數(shù)據(jù)模型121數(shù)據(jù)模型的作用、組成要素、概念1、數(shù)據(jù)模型的作用：通俗地說(shuō)是計(jì)算機(jī)世界對(duì)現(xiàn)實(shí)世界信息處理的模擬。具體為抽象、表示和處理現(xiàn)實(shí)世界的數(shù)據(jù)和信息。2、數(shù)據(jù)模型的組成要素：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)操作、數(shù)據(jù)的約束條件。1）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：*現(xiàn)實(shí)世界的信息抽象、表示為計(jì)算機(jī)世界的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。*數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：為所研究對(duì)象類(lèi)型的集合。一類(lèi)對(duì)象與數(shù)據(jù)類(lèi)型、內(nèi)容、性質(zhì)有關(guān)，另一類(lèi)對(duì)象與數(shù)據(jù)間的聯(lián)系有關(guān)。*例 現(xiàn)實(shí)世界的“學(xué)生選修課程處理”涉及的信息，

12、抽象、表示為計(jì)算機(jī)世界的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) *涉及的對(duì)象有 與數(shù)據(jù)本身有關(guān)對(duì)象：學(xué)生、課程 與數(shù)據(jù)間聯(lián)系有關(guān)對(duì)象：選課 *數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（關(guān)系數(shù)據(jù)模型為表，數(shù)據(jù)及其聯(lián)系都用表表示）學(xué)生（學(xué)號(hào)、姓名、性別、系別、年齡、籍貫）（加屬性類(lèi)型說(shuō)明）課程（課程號(hào)、課程名、學(xué)分）（加屬性類(lèi)型說(shuō)明）選課（學(xué)號(hào)、課程號(hào)、成績(jī)）（加屬性類(lèi)型說(shuō)明）*數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)在數(shù)據(jù)模型中的地位：數(shù)據(jù)模型中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是刻畫(huà)一個(gè)數(shù)據(jù)模型性質(zhì)的最重要方面，人們通常按數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)類(lèi)型來(lái)命名數(shù)據(jù)模型。數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)有三種：關(guān)系結(jié)構(gòu)、層次結(jié)構(gòu)、網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。關(guān)系模型的重要性。2）數(shù)據(jù)操作*現(xiàn)實(shí)世界的信息對(duì)應(yīng)計(jì)算機(jī)世界的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，現(xiàn)實(shí)世界信息的處理對(duì)應(yīng)計(jì)算機(jī)世界的

13、數(shù)據(jù)操作。主要有檢索和更新（包括插入、刪除、修改）兩大操作。*數(shù)據(jù)操作：是指對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中各種對(duì)象（型）的實(shí)例（值）允許執(zhí)行的操作集合，包括操作及有關(guān)操作規(guī)則。*關(guān)系模型數(shù)據(jù)庫(kù)操作語(yǔ)言為SQL，主要功能：數(shù)據(jù)查詢(xún)（SELECT），數(shù)據(jù)定義（CREATE，DROP，ALTER），數(shù)據(jù)操縱（INSERT，UPDATE，DELETE），數(shù)據(jù)控制（GRANT，REVOTE）。3）數(shù)據(jù)的約束條件*是一組完整性規(guī)則的集合，用以限定符合數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)庫(kù)狀態(tài)，以保證數(shù)據(jù)的正確、有效和相容。*關(guān)系模型完整性約束：實(shí)體完整性、參照完整性、用戶(hù)自定義完整性。3、文件管理系統(tǒng)支持一種簡(jiǎn)單（或簡(jiǎn)陋）的數(shù)據(jù)模型 （通過(guò)文件系

14、統(tǒng)支持的簡(jiǎn)單數(shù)據(jù)模型來(lái)理解數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)支持的數(shù)據(jù)模型，僅僅為了說(shuō)明問(wèn)題，通常不稱(chēng)文件系統(tǒng)支持?jǐn)?shù)據(jù)模型）*文件數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及對(duì)文件這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)所進(jìn)行操作集合是文件管理系統(tǒng)所支持的一種簡(jiǎn)單數(shù)據(jù)模型。*將現(xiàn)實(shí)世界的信息抽象為文件，對(duì)信息的處理通過(guò)文件操作實(shí)現(xiàn)。*例 學(xué)生選課程文件結(jié)構(gòu)（學(xué)號(hào)、姓名、性別、系別、年齡、籍貫，課程號(hào)、課程名、學(xué)分，成績(jī)）*文件系統(tǒng)不提供完整性約束功能，由應(yīng)用程序?qū)崿F(xiàn)。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及對(duì)數(shù)據(jù)的操作與數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)模型相比顯得落后。4、數(shù)據(jù)模型的概念任何一種數(shù)據(jù)模型都是嚴(yán)格定義的概念的集合。這些概念必須能夠精確地描述系統(tǒng)的靜態(tài)特性、動(dòng)態(tài)特性和完整性約束條件。5、任何一種數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)（D

15、BMS）都基于某種數(shù)據(jù)模型（或支持某種數(shù)據(jù)模型） 122現(xiàn)實(shí)世界的信息抽象表示為計(jì)算機(jī)世界某個(gè)數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的橋梁- 概念模型1、 現(xiàn)實(shí)世界的信息轉(zhuǎn)換到機(jī)器世界信息的處理過(guò)程：1） 現(xiàn)時(shí)世界到信息世界（概念模型）：*常用ER圖來(lái)描述現(xiàn)實(shí)世界的概念模型2） 信息世界轉(zhuǎn)換為機(jī)器世界（概念模型到數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)）2、 信息世界的基本概念（結(jié)合關(guān)系模型考慮）例子：1） 學(xué)生：學(xué)號(hào)、姓名、性別、系別、年齡、籍貫學(xué)號(hào)姓名性別系別年齡籍貫王五男機(jī)械19北京李六男化工18天津張三男信電20浙江2） 病人：病歷號(hào)、病人姓名、年齡、性別病歷號(hào)病人姓名年齡性別李勇60男劉醇50男許春30男1） 實(shí)體：客觀存在并

16、可相互區(qū)別的事物?？梢允蔷唧w的人、事、物，也可以是抽象的概念或聯(lián)系（如學(xué)生的一次選課）。2） 屬性：實(shí)體所具有的某一特性。一個(gè)實(shí)體由若干個(gè)屬性來(lái)刻畫(huà)。3） 碼：唯一標(biāo)識(shí)實(shí)體的屬性集。4） 域：屬性的取值范圍稱(chēng)為該屬性的域。5） 實(shí)體型：用實(shí)體名及其屬性名集合來(lái)抽象和刻劃同類(lèi)實(shí)體。學(xué)生：學(xué)號(hào)、姓名、性別、系別、年齡、籍貫病人：病歷號(hào)、病人姓名、年齡、性別6） 實(shí)體集：同型實(shí)體的集合7） 聯(lián)系：實(shí)體內(nèi)部（實(shí)體的各屬性間）的聯(lián)系和實(shí)體之間的聯(lián)系。*兩實(shí)體型間的聯(lián)系可以分三類(lèi)：*一對(duì)一聯(lián)系（1：1），班級(jí)與班長(zhǎng)：一個(gè)班級(jí)只有一個(gè)班長(zhǎng)，一個(gè)班長(zhǎng)只在一個(gè)班級(jí)任職。*一對(duì)多聯(lián)系（1：n），班級(jí)與學(xué)生：一個(gè)班

17、級(jí)有若干名學(xué)生，每個(gè)學(xué)生只在一個(gè)班級(jí)中學(xué)習(xí)。* 多對(duì)多聯(lián)系（m：n）學(xué)生與課程：一個(gè)學(xué)生選修了多門(mén)課程，一門(mén)課程為多個(gè)學(xué)生選修*同一實(shí)體集內(nèi)的各實(shí)體之間也可以存在三類(lèi)聯(lián)系如學(xué)生實(shí)體集內(nèi)部：學(xué)生的領(lǐng)導(dǎo)被領(lǐng)導(dǎo)關(guān)系3、 概念模型的表示方法（最常用ER法）*ER圖提供了表示實(shí)體型、屬性和聯(lián)系的方法實(shí)體及其屬性圖實(shí)體及其聯(lián)系圖成績(jī)概念模型：實(shí)體、屬性、聯(lián)系合一圖（涉及實(shí)體及屬性較多時(shí)，為清晰起見(jiàn)兩圖分開(kāi)）課程選課課程學(xué)生 1 m n講授 m n參考書(shū)教師班級(jí) 1組成 學(xué)生人員 n學(xué)生*同一實(shí)體型的聯(lián)系學(xué)生 1 n領(lǐng)導(dǎo)*總體實(shí)體及其聯(lián)系圖班級(jí)成績(jī)學(xué)生人員組成選課學(xué)生課程 m n領(lǐng)導(dǎo) 1 1 n講授 m n

18、教師參考書(shū)*E一R圖123關(guān)系數(shù)據(jù)模型1、 關(guān)系數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)*關(guān)系模式的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是一張二維表，它由行和列組成。*一些概念：關(guān)系：表元組：表行屬性：表列主碼：某個(gè)屬性組，它可以唯一確定一個(gè)元組。域：屬性的取值范圍分量：元組的一個(gè)屬性值關(guān)系模式：對(duì)關(guān)系的描述，一般表示為：關(guān)系名（屬性1、屬性2、屬性n）*關(guān)系模型中實(shí)體與實(shí)體間的聯(lián)系都是用表（關(guān)系）來(lái)表示的 （與概念模型的實(shí)體型及聯(lián)系對(duì)應(yīng)）學(xué)生（）課程（）學(xué)生選課（）*關(guān)系模型要求關(guān)系必須是規(guī)范化的，即關(guān)系模式必須滿足一定的規(guī)范條件。最基本一條為每個(gè)分量必須是不可分的數(shù)據(jù)項(xiàng)2、 關(guān)系數(shù)據(jù)模型的操縱與完整性約束3、 關(guān)系數(shù)據(jù)模型的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)*一個(gè)

19、表對(duì)應(yīng)一個(gè)DBF文件（DBASE，F(xiàn)oxpro等）*多個(gè)表放在一個(gè)DB文件中(SYBASE SQL Anywhere,SQL Server等)1.3數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1、關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的模式結(jié)構(gòu)SQL視圖2視圖1外模式基表4基表3基表2基表1模式存儲(chǔ)文件2存儲(chǔ)文件1存儲(chǔ)模式模式：也稱(chēng)邏輯模式，是數(shù)據(jù)庫(kù)中全體邏輯結(jié)構(gòu)和特征的描述，是所有用戶(hù)的公共數(shù)據(jù)視圖。外模式：也稱(chēng)子模式或用戶(hù)模式，他是數(shù)據(jù)庫(kù)用戶(hù)（包括應(yīng)用程序員和最終用戶(hù)）看見(jiàn)和使用的局部數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和特征的描述內(nèi)模式：內(nèi)模式也稱(chēng)存儲(chǔ)模式，它是數(shù)據(jù)物理結(jié)構(gòu)和存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)的描述，是數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)部的表示方式。數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的模式結(jié)構(gòu)：數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)是由外模式

20、、模式、內(nèi)模式三級(jí)構(gòu)成第二章 關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)教學(xué)目標(biāo)：介紹關(guān)系模型的基本概念，即關(guān)系模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、關(guān)系操作和關(guān)系完整性。結(jié)合第三章的數(shù)據(jù)定義介紹數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與數(shù)據(jù)完整性。關(guān)系操作主要介紹關(guān)系代數(shù)。教學(xué)重點(diǎn)：1、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：笛卡兒積、關(guān)系、關(guān)系模式、關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)。2、關(guān)系完整性：實(shí)體、參照、用戶(hù)自定義。3、關(guān)系操作：關(guān)系代數(shù)，重點(diǎn)是投影、選擇、連接、除法操作。教學(xué)難點(diǎn)：關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的型和值；關(guān)系代數(shù)的除法運(yùn)算。教學(xué)過(guò)程：本章分3次講述，每次2學(xué)時(shí)，每次主要講述以下內(nèi)容介紹如下：第一次：介紹數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（笛卡兒積、關(guān)系、關(guān)系模式、關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)）。關(guān)系完整性（實(shí)體、參照、用戶(hù)自定義）（實(shí)際教學(xué)過(guò)程中將第三章的表定義及

21、對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的插入操作部分提前到這里，相當(dāng)于第三章有2學(xué)時(shí)多調(diào)整到了這里）。第二次：介紹舉例關(guān)系操作的語(yǔ)義（關(guān)系代數(shù)，重點(diǎn)是投影、選擇、連接、除法操作），并介紹相應(yīng)的SQL語(yǔ)句表達(dá)式（實(shí)際教學(xué)過(guò)程相當(dāng)于將第三章的相關(guān)內(nèi)容調(diào)整到了此處介紹）。關(guān)系操作舉例，關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)（重點(diǎn)講述各類(lèi)系統(tǒng)支持模型的程度）。21 關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)概述1、 關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)：支持關(guān)系模型的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。2、 關(guān)系模型的組成：關(guān)系數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、關(guān)系操作集合、完整性約束條件三部分。3、 關(guān)系數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)表，特點(diǎn)：簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)表達(dá)豐富的語(yǔ)義，描述現(xiàn)實(shí)世界的實(shí)體以及實(shí)體間的聯(lián)系（例）4、 關(guān)系操作*采用集合操作：操作對(duì)象與操作結(jié)果為集合，*

22、常用的操作*查詢(xún)：選擇、投影、連接、除、并、交、差等；更新：增、刪、改*查詢(xún)的表達(dá)能力是關(guān)系操作中的最主要部分*關(guān)系模型中關(guān)系操作能力的早期抽象表示（即抽象查詢(xún)語(yǔ)言，領(lǐng)會(huì)語(yǔ)言的含義）：1) 關(guān)系代數(shù)語(yǔ)言：用代數(shù)方式表示，即用關(guān)系的運(yùn)算來(lái)表達(dá)查詢(xún)要求的方式。2) 關(guān)系演算語(yǔ)言：用邏輯方式表示，即用謂詞來(lái)表達(dá)查詢(xún)要求的方式。元組關(guān)系演算：謂詞變?cè)幕緦?duì)象是元組變量。域關(guān)系演算：謂詞變?cè)幕緦?duì)象為域變量。3) 關(guān)系代數(shù)、關(guān)系演算（元組關(guān)系演算、域關(guān)系演算）三種語(yǔ)言在表達(dá)能力上是等價(jià)的。*早期抽象查詢(xún)語(yǔ)言（關(guān)系代數(shù)、關(guān)系演算語(yǔ)言）的作用作為評(píng)估實(shí)際系統(tǒng)中查詢(xún)語(yǔ)言能力的標(biāo)準(zhǔn)。與具體DBMS實(shí)現(xiàn)的實(shí)際

23、語(yǔ)言不完全一樣（提供許多附加功能，如集函數(shù)、關(guān)系賦值、算術(shù)運(yùn)算等）*關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的標(biāo)準(zhǔn)語(yǔ)言（SQLstructured query language結(jié)構(gòu)化查詢(xún)語(yǔ)言）是集數(shù)據(jù)查詢(xún)、DDL數(shù)據(jù)定義、DML數(shù)據(jù)操縱、DCL數(shù)據(jù)控制于一體的語(yǔ)言。具有關(guān)系代數(shù)與關(guān)系演算雙重特點(diǎn)的語(yǔ)言。5、 完整性約束*允許定義三類(lèi)完整性：實(shí)體完整性、參照完整性、用戶(hù)自定義完整性。*關(guān)系系統(tǒng)自動(dòng)支持的完整性：實(shí)體完整性、參照完整性。22關(guān)系數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（關(guān)系、關(guān)系模式、關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)）1、 關(guān)系例1：有表結(jié)構(gòu)（關(guān)系模式）：學(xué)生（學(xué)號(hào)、性別） 如果，學(xué)號(hào)為子界類(lèi)型 D1=1.100, 性別為枚舉類(lèi)型D2=（男，女）， 學(xué)生表的最大取

24、值(最大表)：100*2=200個(gè)元組例2：有表結(jié)構(gòu)：學(xué)生（學(xué)號(hào)、姓名、性別、系別、年齡、籍貫） 每個(gè)列的類(lèi)型：integer,char(8),bolean,char(8),integer,char(10)最大表元組數(shù)：實(shí)際應(yīng)用中的具體表：最大表的有意義的子集1） 域：是一組具有相同數(shù)據(jù)類(lèi)型值的集合。表中的每列都與一域（表的數(shù)據(jù)類(lèi)型）相關(guān)連2） 笛卡兒積（本質(zhì)上為最大元組表）*定義：給定一組域D1，D2，.，Dn，這些域可以完全不同，也可以部分或全部相同。D1，D2，.，Dn的笛卡兒積為：D1D2. Dn=（d1,d2,dn）diDi,i=1,2,n其中每一個(gè)元素（d1,d2,dn）叫作一個(gè)n

25、元組，或簡(jiǎn)稱(chēng)為元組。元素中的每一個(gè)值di叫作一個(gè)分量。*若Di（i=1,2,n）為有限集，其基數(shù)為mi(i=1,2,n)，則D1D2. Dn的基數(shù)為m1*m2*mn3） 關(guān)系*定義：D1D2. Dn的子集叫作在域D1，D2，.，Dn上的關(guān)系，用R（D1，D2，.，Dn）表示。R表示關(guān)系的名字，n是關(guān)系的目或度n=1單元關(guān)系n=2二元關(guān)系關(guān)系為笛卡兒積的子集，表行元組，表列屬性（n目關(guān)系有n個(gè)屬性）。*侯選碼：若關(guān)系中某一屬性組的值能唯一標(biāo)識(shí)一個(gè)元組，則稱(chēng)該屬性組為侯選碼*主碼：若一個(gè)關(guān)系中有多個(gè)侯選碼，則選其中一個(gè)作為主碼。*主屬性：主碼的諸屬性*非碼屬性：不包含在任何侯選碼中的屬性*全碼：侯

26、選碼為關(guān)系的所有屬性組*關(guān)系的三種類(lèi)型：基本表（實(shí)際存在表）、查詢(xún)表（查詢(xún)結(jié)果）、視圖表（虛表由基本表與其他試圖表導(dǎo)出）*基本關(guān)系具有6條性質(zhì)：（見(jiàn)書(shū)P40）2、 關(guān)系模式*定義：關(guān)系的描述稱(chēng)為關(guān)系模式。它可形式化地表示為R（U，D，DOM，F(xiàn)）。R為關(guān)系名U組成該關(guān)系的屬性名集合D屬性組所來(lái)自的域DOM屬性向域的映象集合F屬性間數(shù)據(jù)的依賴(lài)關(guān)系集合（第四章專(zhuān)門(mén)討論）*關(guān)系模式通常簡(jiǎn)記為R（U）或R（A1，A2，An），域名及屬性向域的映象常常直接說(shuō)明為屬性的類(lèi)型、長(zhǎng)度*型與值：模式是型，關(guān)系（表）是模式的值3、 關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)含義：在一個(gè)給定的現(xiàn)實(shí)世界的領(lǐng)域中，相應(yīng)于所有實(shí)體及實(shí)體之間的聯(lián)系的關(guān)系

27、的集合構(gòu)成一個(gè)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)。關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的型和值：型即關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)模式，是對(duì)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的描述，它包括若干域的定義以及在這些域上定義的若干關(guān)系模式。關(guān)系模式的值也稱(chēng)為關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)，是這些關(guān)系模式在某一時(shí)刻對(duì)應(yīng)的關(guān)系的集合。關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)模式與關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)通常稱(chēng)為關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)。23關(guān)系完整性1、 實(shí)體完整性要點(diǎn)：主屬性不能取空值?，F(xiàn)實(shí)世界的語(yǔ)義要求：一個(gè)基本關(guān)系通常對(duì)應(yīng)現(xiàn)實(shí)世界的一個(gè)實(shí)體集，現(xiàn)實(shí)世界的實(shí)體是可以區(qū)分的，即它們具有某種唯一標(biāo)識(shí)，在關(guān)系模型中以主碼作為唯一標(biāo)識(shí)。2、 參照完整性*關(guān)系與關(guān)系之間存在著引用關(guān)系：因?yàn)楝F(xiàn)實(shí)世界的實(shí)體之間存在某種聯(lián)系，而關(guān)系模型中實(shí)體及實(shí)體間的聯(lián)系都是用關(guān)系來(lái)描述的。*舉例：

28、* 要點(diǎn)：*外碼基本關(guān)系R的非碼屬性（組）F與基本關(guān)系S的主碼Ks相對(duì)應(yīng)，則屬性（組）F為R的外碼。*參照關(guān)系R*被參照關(guān)系S*參照完整性規(guī)則基本關(guān)系R的外碼F與基本關(guān)系S的主碼Ks相對(duì)應(yīng)，則R上的每個(gè)元組在F上的取值要求：或者取空值；或者等于S中的某個(gè)元組的主碼值。3、 用戶(hù)自定義完整性 *反映某一具體應(yīng)用所涉及的數(shù)據(jù)必須滿足的語(yǔ)義要求。 *通常有三類(lèi)：非空約束（not null）、唯一約束(unique)、檢查約束(check)*24如何實(shí)現(xiàn)完整性約束規(guī)則（作問(wèn)題處理）1、 在表中定義完整性規(guī)則2、 在對(duì)表中的數(shù)據(jù)進(jìn)行更新操作時(shí)，數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)自動(dòng)的檢查完整性規(guī)則，將表中的數(shù)據(jù)約束在用戶(hù)期

29、望的范圍中。*PB提供了一定的前端約束檢查功能*在前端定義約束規(guī)則（相當(dāng)check功能），在前端進(jìn)行合法性檢查。即在輸入數(shù)據(jù)時(shí)一定程度上過(guò)濾了不合法的數(shù)據(jù)。相同的檢查在數(shù)據(jù)庫(kù)表中可以不需要再定義。*在前端一已經(jīng)實(shí)現(xiàn)的完整性約束，在數(shù)據(jù)庫(kù)表中是否可以不需要再定義？回答否，因?yàn)椋绮煌ㄟ^(guò)應(yīng)用程序直接通過(guò)工具操作數(shù)據(jù)庫(kù)表時(shí)，就沒(méi)有了相應(yīng)的完整性檢查。24 關(guān)系代數(shù)1、 何為關(guān)系代數(shù)：是抽象的查詢(xún)語(yǔ)言，它用關(guān)系運(yùn)算來(lái)表達(dá)查詢(xún)。主要研究關(guān)系（表）運(yùn)算，運(yùn)算對(duì)象是關(guān)系，運(yùn)算結(jié)果也是關(guān)系。2、 關(guān)系運(yùn)算分兩類(lèi)：1） 傳統(tǒng)的集合運(yùn)算：并、交、差、廣義笛卡爾積。運(yùn)算只涉及行，將關(guān)系看成是行（元組）的集合，。2）

30、 專(zhuān)門(mén)的關(guān)系運(yùn)算：選擇、投影、連接、除。運(yùn)算既涉及行也涉及列。3、 傳統(tǒng)的集合運(yùn)算（著重掌握語(yǔ)義）設(shè)關(guān)系R、SRABa1b1a1b2 SABa1b2a2b21） 并（U）R S= t | tR tS 并由屬于R或?qū)儆赟的元組組成。兩集合元組并在一起，去掉重復(fù)元組。 關(guān)系R、S要求具有相同的目n（都具有n個(gè)屬性），相應(yīng)的屬性取自同一個(gè)域（同類(lèi)型數(shù)據(jù)）2） 差（）R S= t | tR tS 差由屬于R并不屬于S的元組組成。 關(guān)系R、S要求具有相同的目n（都具有n個(gè)屬性），相應(yīng)的屬性取自同一個(gè)域（同類(lèi)型數(shù)據(jù)）3） 交（）R S= t | tR tS 由屬于R且屬于S的元組組成。 關(guān)系R、S要求具有

31、相同的目n（都具有n個(gè)屬性），相應(yīng)的屬性取自同一個(gè)域（同類(lèi)型數(shù)據(jù)）4） 廣義笛卡爾積R S=trts | trR tsS *關(guān)系R、S分別為m、n目k1、k2個(gè)元組，結(jié)果為m+n目，元組個(gè)數(shù)為k1*k2個(gè)。例：R學(xué)號(hào)姓名1A2BS課 程數(shù)據(jù)庫(kù)操作系統(tǒng)R S學(xué)號(hào)姓名課程1A數(shù)據(jù)庫(kù)1A操作系統(tǒng)2B數(shù)據(jù)庫(kù)2B操作系統(tǒng)（廣義笛卡兒積與笛卡兒積的比較：）4、 專(zhuān)門(mén)關(guān)系運(yùn)算（運(yùn)算結(jié)果著重掌握語(yǔ)義）1） 選擇F（R）=t| tR F(t)=“T” 選擇關(guān)系R中滿足邏輯表達(dá)式F為真的元組。P48 例1、查詢(xún)信息系的全體學(xué)生 例2、查詢(xún)年齡小于20的元組 例1： sdept='is'（stude

32、nt） 例2：sage<20（student） 邏輯表達(dá)式F的基本形式為：X1 Y1 X2 Y2 比較運(yùn)算符，邏輯運(yùn)算符，Xi、Yi屬性名或常量名或簡(jiǎn)單函數(shù)。2） 投影A(R)=tA| tR A為R中的屬性列例3：學(xué)生關(guān)系在姓名和系兩個(gè)屬性上的投影。例4：在學(xué)生關(guān)系中有那些系表見(jiàn)P48 例3：sname,sdept(student) 例4：sdept(student)注：投影后的重復(fù)行應(yīng)該消除 3） 連接R S=trts | trR tsS trA tsB AB從廣義笛卡爾積R S中選擇滿足比較運(yùn)算表達(dá)式AB的元組，A、B分別為R、S上度數(shù)相等且可比的屬性組。例(P50)：R S c&l

33、t;d 等值連接：上述連接的特例，取=自然連接：書(shū)寫(xiě)格式在連接符下不加比較表達(dá)式，比較分量必須是相同的屬性組，連接結(jié)果去掉重復(fù)列。4） 除（÷）例6：設(shè)關(guān)系R（A，B，C），S（B，C，D），求R÷S，R÷S為新關(guān)系P（A），P是R中滿足下列條件的元組在A屬性列上的投影：元組在A上分量值a的象集BCa包含S在BC上投影的集合。見(jiàn)書(shū)P51 *象集：關(guān)系R（X，Z），X和Z為屬性組。我們定義，當(dāng)tX=x時(shí)，x在R中的象集為：Zx=tZ| tR ,tX=x表示R中屬性組X上值為x的諸元素在Z 上分量的集合。*R÷S：R（X，Y），S（Y，Z），其中X，Y，Z為

34、屬性組R（X，Y）X=A，Y=BCS（Y，Z）Y=BC，Z=DR÷S的結(jié)果為新關(guān)系P（X），P是R中滿足下列條件的元組在X屬性列上的投影：元組在X上分量值x的象集Yx包含S在Y上投影的集合。 R ÷ S = trX| trR y(S) 包含于trX的象集例：至少選修了課程表中所有課程的學(xué)生sno,cno(student_course) ÷cno(course)例：P51 例7例10假設(shè)學(xué)生課程數(shù)據(jù)庫(kù)中有表：（理解含義） Student（Sno學(xué)號(hào)，sname姓名，sex性別，age年齡，sdept所在系）， Course（Cno,Cname,Cpno,Ccredi

35、t）， SC(Sno,Cno,Grade)例9：查詢(xún)至少選修了一門(mén)其直接先行課為6號(hào)課程的學(xué)生姓名1、 先行課為6號(hào)的課程，涉及課程表。P1=cpno='6'（coruse）2、 選了上述課程的學(xué)生學(xué)號(hào)P2：P1SC 或sno(P1SC )3、 根據(jù)學(xué)號(hào)求姓名：P2Sno,Sname(Student),投影出Sname例10：查詢(xún)選修了全部課程的學(xué)生號(hào)碼和姓名1、 所有課程的課程號(hào)P1：cno(Course )2、 選修了所有課程的學(xué)生號(hào)P2：Sno,Cno(SC)÷P13、 學(xué)生姓名、學(xué)生號(hào):P2Sno,Sname(Student)2.6關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱(chēng)關(guān)系

36、系統(tǒng)）1、關(guān)系系統(tǒng)：為支持關(guān)系模型的系統(tǒng)，各種實(shí)際應(yīng)用的關(guān)系系統(tǒng)對(duì)關(guān)系模型的支持程度不同（數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)操縱、完整性約束）。2、各類(lèi)關(guān)系系統(tǒng)的分類(lèi)與定義：1） 表式系統(tǒng)：僅支持關(guān)系數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，不支持集合級(jí)操作，實(shí)際上不能算關(guān)系系統(tǒng)。2） （最?。╆P(guān)系系統(tǒng)：支持關(guān)系數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和選擇、投影、連接三種操作。（FoxBASE,FoxPro等）3） 關(guān)系完備系統(tǒng)：支持關(guān)系數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和支持關(guān)系代數(shù)操作（功能上與關(guān)系代數(shù)等價(jià)）。（DB2，ORACLE等）4） 全關(guān)系系統(tǒng)：支持關(guān)系模型的所有特征。到目前為止尚沒(méi)有一個(gè)系統(tǒng)是全關(guān)系系統(tǒng)。DB2，ORACLE接近全關(guān)系目標(biāo)。3、關(guān)系系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)*不同關(guān)系系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)

37、都符合三級(jí)模式結(jié)構(gòu)。*三級(jí)模式：模式表，外模式視圖，內(nèi)模式物理存儲(chǔ)文件*兩級(jí)映象：模式與外模式，模式與內(nèi)模式。映象由關(guān)系系統(tǒng)自動(dòng)提供與維護(hù)。第三章 關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)語(yǔ)言SQL教學(xué)目標(biāo)：介紹目前已經(jīng)成為關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)語(yǔ)言的結(jié)構(gòu)化查詢(xún)語(yǔ)言（SQL）。此內(nèi)容是數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用的基礎(chǔ)，學(xué)生需要熟練掌握之。教學(xué)重點(diǎn)：1.數(shù)據(jù)定義（表、視圖、索引的定義）。表定義與完成性約束定義，數(shù)據(jù)定義與數(shù)據(jù)字典，索引能加快查詢(xún)速度的原因，對(duì)視圖操作與對(duì)基本表操作，視圖及外模式。2.數(shù)據(jù)更新操作與數(shù)據(jù)完整性維護(hù)，數(shù)據(jù)更新操作與數(shù)據(jù)庫(kù)一致性維護(hù)問(wèn)題。3.SQL查詢(xún)（單表查詢(xún)、連接查詢(xún)、嵌套查詢(xún)、集合查詢(xún)）相關(guān)關(guān)系代數(shù)表達(dá)。4.嵌入

38、式SQL。教學(xué)難點(diǎn)：涉及多表的連接查詢(xún)。教學(xué)過(guò)程：本章分6次講述，每次2學(xué)時(shí)，每次主要講述以下內(nèi)容介紹如下：第一次：介紹數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及完整性約束條件定義，數(shù)據(jù)更新操作與完整性維護(hù)問(wèn)題。索引及其作用。單表查詢(xún)（若干列、若干元組、對(duì)查詢(xún)結(jié)果排序、使用集函數(shù)、對(duì)查詢(xún)結(jié)果分組）。第二次：連接查詢(xún)（等值與非等值連接查詢(xún)、自身連接查詢(xún)、外連接查詢(xún)、復(fù)合條件連接）。第三次：嵌套查詢(xún)（帶IN謂詞查詢(xún)、帶比較運(yùn)算符查詢(xún)）。嵌套查詢(xún)（帶ANY或ALL謂詞查詢(xún)、帶EXISTS謂詞子查詢(xún)），集合查詢(xún)。第四次：數(shù)據(jù)更新，更新操作與數(shù)據(jù)庫(kù)的一致性問(wèn)題（通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的事務(wù)功能解決，以及程序員如何編程解決）。第五次：視圖。

39、31 標(biāo)準(zhǔn)SQL語(yǔ)言核心功能的9個(gè)動(dòng)詞SQL功能動(dòng)詞數(shù)據(jù)定義CREATE,DROP,ALTER數(shù)據(jù)查詢(xún)SELECT數(shù)據(jù)操縱INSERT,UPDATE,DELETE數(shù)據(jù)控制GRANT,REVOTE各個(gè)DBMS產(chǎn)品在實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)SQL語(yǔ)言時(shí)各有差別，一般都作了某些擴(kuò)充32數(shù)據(jù)定義數(shù)據(jù)定義的基本對(duì)象為表、索引、視圖（導(dǎo)出表）操作對(duì)象操作方式創(chuàng)建刪除修改表CREATE TABLEDROP TABLEALTER TABLE索引CREATE INDEXDROP INDEX視圖CREATE VIEWDROP VIEW*基本表獨(dú)立存在，不同的RDBMS產(chǎn)品，表的物理存儲(chǔ)會(huì)有不同的方式：若干基本表存儲(chǔ)于一個(gè)文件；一

40、個(gè)表存儲(chǔ)與一個(gè)文件。（小型DBMS如DBASE，一個(gè)基本表對(duì)應(yīng)一個(gè)存儲(chǔ)文件）*索引依附于基本表。其作用是為了加快數(shù)據(jù)的訪問(wèn)速度。兩類(lèi)：聚簇索引與非聚簇索引*視圖為導(dǎo)出表（基于基本表的虛表），只存儲(chǔ)視圖定義，不存放視圖對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)存放在導(dǎo)出視圖的基本表中。（對(duì)視圖操作最終通過(guò)視圖的定義變?yōu)閷?duì)基本表操作）*SQL數(shù)據(jù)定義語(yǔ)句3.2.1 定義、刪除、修改基本表4、 舉例例1：從以下3方面理清定義表的條件a 名、屬性： student(no,name,sex,age,dept)b屬性的域（即屬性的數(shù)據(jù)類(lèi)型）c 約束1） 主鍵（no）2） 參照（無(wú)）3） 自定義（由實(shí)際需要定）name（ uniqu

41、e not null）sex（not null）age（10<age<150）dept(無(wú)約束條件)定義的實(shí)現(xiàn)create table student( no char(6) primary key，/ 主鍵 即實(shí)體完整性name char(6) unigue not null ,sex char(1) not null ,age int(eger) check(age >10 and age<150),dept char(8)/ primary key(no) /表級(jí)約束);5、 一般格式1） 表定義內(nèi)容(關(guān)系模式、完整性約束)*關(guān)系模式R（U，D，DOM，F(xiàn)）。F沒(méi)

42、有直接體現(xiàn)。*完整性約束結(jié)合前例進(jìn)一步說(shuō)明。2） 定義基本表的一般格式 CREATE TABLE <表名>（列名數(shù)據(jù)類(lèi)型列級(jí)完整性約束條件 ，列名數(shù)據(jù)類(lèi)型列級(jí)完整性約束條件 ，<表級(jí)完整性約束條件> ）;*格式說(shuō)明：create table為關(guān)鍵字，表名由用戶(hù)自定義，屬性由逗號(hào)分割，結(jié)束符為；3） 最常用的數(shù)據(jù)類(lèi)型（域）不同數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)支持的數(shù)據(jù)類(lèi)型不完全相同（實(shí)際使用時(shí)需要查閱相關(guān)資料）。最常用的數(shù)據(jù)類(lèi)型有：integer,float,date,char(n)等SQL SERVER 支持以下數(shù)據(jù)類(lèi)型二進(jìn)制 binary(n) varbinary(n)字符型 char(n

43、),varchar(n)日期及時(shí)間型 data datetime, 精確數(shù)值型 decimal(p,s), numeric(p,s) p表示整數(shù)位與小數(shù)位之和，s表示小數(shù)位近視數(shù)值型 float,real整形 int（integer）4字節(jié) smallint 2字節(jié) tinyint 1字節(jié)貨幣 money文本和圖象 text image4） 完整性規(guī)則(1) 實(shí)體完整性不可少（NOT NULL UNIQUE）(2) 列級(jí)約束與表級(jí)約束的區(qū)別如果完整性約束涉及到該表的多個(gè)屬性列，必須定義在表級(jí)上，否則既可以定義在列級(jí)也可以定義在表級(jí)用SC表說(shuō)明create table student_cours

44、e( sno char(6) , cno char(6), grade int, primary key(sno,cno);(3) 自定義*非空約束（not null），*唯一約束(unique)，（可NULL）（與primary key 的區(qū)別）*檢查約束(check)*缺省約束DEFAULT。(4) 約束的定義的形式 在不同的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)產(chǎn)品上某些地方有所不同，需要查相關(guān)產(chǎn)品的資料。(5) 外鍵約束student(no, name, sex , age , dept) /外碼 deptdepartment(dept, dept_name, location) /主碼create tabl

45、e student(no char(6) primary key，name char(6),sex char(1),age integer,dept char(8) references department,/(dept),/列級(jí)約束/ constraint f_k foreign key (dept) references department,/(dept_code), / 表級(jí)約束);create table department( dept char(8) primary key, dept_name char(20), location char(20),);(6) 完整性檢查過(guò)程

46、*建表時(shí)完整性約束條件被存入系統(tǒng)的數(shù)據(jù)字典中*用戶(hù)操作表中的數(shù)據(jù)時(shí)，由DBMS自動(dòng)檢查該操作是否違背所定義的完整性約束條件。5） 表（數(shù)據(jù)定義）內(nèi)容的存儲(chǔ)執(zhí)行建表語(yǔ)句后，關(guān)系模式與完整性約束條件被存入系統(tǒng)的數(shù)據(jù)字典中6） 修改基本表*增加新列*刪除完整性約束*修改列其一般格式為： ALTER TABLE <表名>ADD <新列名><數(shù)據(jù)類(lèi)型>完整性約束DROP <完整性約束名>MODIFY 列名數(shù)據(jù)類(lèi)型;舉例： drop table student; create table student ( dept_code char(8) primary

47、 key, name char(20) unique, sex char(1) );/增加新列alter table student add age integer not null;alter table student add age integer not null unique;/刪除約束alter table student drop unique(name);/修改已經(jīng)存在的列alter table student modify sex char(2) not null;/char(1)改為char(2),并加上約束7） 刪除基本表（一般用得不多）drop table<表名&

48、gt;；drop table student;3.2.2建立與刪除索引（11_29）1、 索引的作用*建立索引是加快表查詢(xún)速度的有效手段。*原理示例圖：student(no,name,sex,age)*索引中記錄索引項(xiàng)與其記錄實(shí)際存放地址。*在查找某一記錄（004號(hào)呂紅）時(shí)，DBMS先通過(guò)索引文件找到相應(yīng)記錄的物理地址，通過(guò)物理地址找到記錄內(nèi)容。*實(shí)際的索引結(jié)構(gòu)往往采用B+樹(shù)結(jié)構(gòu)。*索引依附于基本表*索引的使用，通過(guò)查詢(xún)過(guò)程說(shuō)明 select no,name,age from student where no=006;2、 索引的類(lèi)別：唯一索引、非唯一索引、復(fù)合、和聚簇索引。1） 唯一索引、非

49、唯一索引*唯一索引：每個(gè)索引值只對(duì)應(yīng)唯一的數(shù)據(jù)記錄*非唯一索引：索引列存在重復(fù)值的索引（在建索引語(yǔ)句中不加UNIQUE，缺省情況）例CREATE UNIQUE INDEX in_name ON student(name);*SQL SERVER在帶PRIMARY KEY約束或UNIQUE約束時(shí)自動(dòng)創(chuàng)建一個(gè)唯一索引2） 復(fù)合索引：在幾個(gè)字段上建立索引CREATE UNIQUE INDEX in_snocno ON sc(sno ASC,cno DESC);/升序，降序3） 聚簇索引：索引項(xiàng)的順序與表中記錄的物理順序一致的索引組織。*顯然，一個(gè)基本表上最多只能建立一個(gè)聚簇索引。（因物理順序只有一個(gè)

50、）*經(jīng)常更新的列不宜建立聚簇索引：導(dǎo)致記錄物理順序的變更，代價(jià)較大。3、 建立索引的一般格式CREATE UNIQUECLUSTERINDEX <索引名> ON <表名>（<列名><次序>，<列名><次序>）;4、 索引一經(jīng)建立，就由系統(tǒng)使用和維護(hù)，不需要用戶(hù)干預(yù)。如：Select from student where sno=98001;系統(tǒng)自動(dòng)根據(jù)索引優(yōu)化查找。5、 是否需要?jiǎng)?chuàng)建索引的考慮索引是有用的（可以加速數(shù)據(jù)訪問(wèn)速度。如沒(méi)有索引，在查找一個(gè)主題的信息時(shí)，必須一次一頁(yè)地掃描整個(gè)文本），但索引要耗用磁盤(pán)空間，并引起系

51、統(tǒng)開(kāi)銷(xiāo)和增加維護(hù)的費(fèi)用。在使用索引時(shí)要考慮以下事實(shí)和要點(diǎn)：*修改一個(gè)索引列上的數(shù)據(jù)時(shí)，要更新相關(guān)的索引*維護(hù)索引需要時(shí)間和資源，所以不要?jiǎng)?chuàng)建不經(jīng)常使用的索引*小表上的索引沒(méi)有多少好處。6、 刪除索引如果數(shù)據(jù)增加、刪除、修改頻繁，系統(tǒng)需要花費(fèi)許多時(shí)間來(lái)維護(hù)索引，這時(shí)需要?jiǎng)h除一些不必要的索引。DROP INDEX <索引名>；34 數(shù)據(jù)更新部分功能舉例1、 表中插數(shù)據(jù)1） 插入整個(gè)元組：insert into b values('97006','mm','f',21,'信電系');insert into b values(

52、'97007','nn','m',22,'信電系');2） 插入部分屬性insert into b(no,name) values('97006','mm','f',21,'信電系');/ 出錯(cuò)（與前面元組主碼同）3） 插入操作時(shí)的完整性檢查（1）主鍵約束：不能插入主鍵屬性值相同的元組，主鍵屬性值不能為空。 insert into b values('97006','mm','f',21,'信電系');

53、insert into b values('97007','nn','m',22,'信電系'); insert into b(no,dept) values('97006','信電系');/因?yàn)橹麈I值相同不能插入 insert into b(name,sex,age,dept) values('nn','f',22,'信電系');/主鍵屬性為空，不能插入。（2）外鍵約束student(no, name, sex , age , dept) /外碼 de

54、ptdepartment(dept, dept_name, location) /主碼*被引用關(guān)系元組 insert into department values('1','信電系','教二樓'); insert into department values('2','化工系','教二樓'); select * from department;*外鍵取值 insert into s. values('97001','aa','f',21,null);/空值 insert into s. values('97002','aa','f',21,'1');/被引用關(guān)系元組主屬性值 insert into s. values('97003'