第1章數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)知識(shí)

電子商務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)主講教師：白宏斌89419727@1366326103902二月2023華北科技學(xué)院白宏斌2為什么要學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)？2023/2/2白宏斌3第一章數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)知識(shí)02二月2023華北科技學(xué)院白宏斌51.1數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)管理的三階段手工處理階段數(shù)據(jù)是程序的組成部分文件系統(tǒng)階段數(shù)據(jù)獨(dú)立于程序，由文件管理數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)階段數(shù)據(jù)獨(dú)立于程序，由數(shù)據(jù)庫(kù)管理02二月2023華北科技學(xué)院白宏斌1366326103902二月2023華北科技學(xué)院白宏斌71.1數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)包括：以數(shù)據(jù)為主體的數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)庫(kù)用戶支持?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)的計(jì)算機(jī)軟硬件環(huán)境管理數(shù)據(jù)庫(kù)的系統(tǒng)軟件DBMS02二月2023華北科技學(xué)院白宏斌81.2數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)庫(kù)是

相互關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)的集合，它用綜合的方法組織數(shù)據(jù)，具有較小的數(shù)據(jù)冗余，可供多個(gè)用戶共享，具有較高的數(shù)據(jù)獨(dú)立性，具有安全控制機(jī)制，能夠保證數(shù)據(jù)的安全、可靠；允許并發(fā)地使用數(shù)據(jù)，能有效、及時(shí)地處理數(shù)據(jù)，并能保證數(shù)據(jù)的一致性和完整性。02二月2023華北科技學(xué)院白宏斌9相互關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)的集合學(xué)生課程在數(shù)據(jù)庫(kù)中不僅能夠表示數(shù)據(jù)本身，還能夠表示數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系。02二月2023華北科技學(xué)院白宏斌10用綜合的方法組織數(shù)據(jù)索引數(shù)據(jù)庫(kù)能夠根據(jù)不同的需要按不同的方法組織數(shù)據(jù)。視圖02二月2023華北科技學(xué)院白宏斌11低冗余與數(shù)據(jù)共享文件系統(tǒng)中：職工基本情況

有關(guān)人事管理的數(shù)據(jù)職工基本情況

有關(guān)教育培訓(xùn)的數(shù)據(jù)教育子系統(tǒng)人事子系統(tǒng)冗余！02二月2023華北科技學(xué)院白宏斌12數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)時(shí)：教育子系統(tǒng)人事子系統(tǒng)低冗余與數(shù)據(jù)共享有關(guān)人事管理的數(shù)據(jù)職工基本情況有關(guān)教育培訓(xùn)的數(shù)據(jù)共享02二月2023華北科技學(xué)院白宏斌13數(shù)據(jù)具有較高的獨(dú)立性數(shù)據(jù)的組織和存儲(chǔ)方法與應(yīng)用程序互不依賴、彼此獨(dú)立的特性。02二月2023華北科技學(xué)院白宏斌14保證數(shù)據(jù)的安全、可靠主動(dòng)安全：有效地防止數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)被非法使用或非法修改被動(dòng)安全：數(shù)據(jù)遭到破壞時(shí)能立刻將數(shù)據(jù)完全恢復(fù)02二月2023華北科技學(xué)院白宏斌15最大限度地保證數(shù)據(jù)的正確性學(xué)生的年齡200歲02二月2023華北科技學(xué)院白宏斌16數(shù)據(jù)可以并發(fā)使用

并能同時(shí)保證數(shù)據(jù)的一致性在多個(gè)用戶同時(shí)使用數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)，能夠保證不產(chǎn)生沖突和矛盾，保證數(shù)據(jù)的一致性和正確性。02二月2023華北科技學(xué)院白宏斌17500元500+300=800500-168=332332元800元500元500元？并發(fā)應(yīng)用02二月2023華北科技學(xué)院白宏斌18數(shù)據(jù)庫(kù)是

相互關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)的集合，它用綜合的方法組織數(shù)據(jù)，具有較小的數(shù)據(jù)冗余，可供多個(gè)用戶共享，具有較高的數(shù)據(jù)獨(dú)立性，具有安全控制機(jī)制，能夠保證數(shù)據(jù)的安全、可靠；允許并發(fā)地使用數(shù)據(jù)，能有效、及時(shí)地處理數(shù)據(jù)，并能保證數(shù)據(jù)的一致性和完整性。02二月2023華北科技學(xué)院白宏斌191.3數(shù)據(jù)庫(kù)用戶終端用戶專業(yè)用戶（應(yīng)用程序員）系統(tǒng)用戶（數(shù)據(jù)庫(kù)管理員，DBA）02二月2023華北科技學(xué)院白宏斌201.4軟件支持系統(tǒng)操作系統(tǒng)軟件開(kāi)發(fā)工具DBMS02二月2023華北科技學(xué)院白宏斌21數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)DBMS什么是DBMS數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)（DatabaseManagementSystem，簡(jiǎn)稱DBMS）是一層數(shù)據(jù)管理軟件DBMS的用途科學(xué)地組織和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)、高效地獲取和維護(hù)數(shù)據(jù)02二月2023華北科技學(xué)院白宏斌22DBMS的主要功能數(shù)據(jù)定義功能提供數(shù)據(jù)定義語(yǔ)言(DDL)，定義數(shù)據(jù)庫(kù)中的對(duì)象數(shù)據(jù)操縱功能提供數(shù)據(jù)操縱語(yǔ)言(DML)，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的增刪改查操作數(shù)據(jù)組織、存儲(chǔ)和管理數(shù)據(jù)通信接口數(shù)據(jù)庫(kù)的運(yùn)行管理數(shù)據(jù)庫(kù)的建立和維護(hù)功能02二月2023華北科技學(xué)院白宏斌23常見(jiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)產(chǎn)品OracleDB2SQLServerMySQLAccessInformix,Sybase,FoxPro等02二月2023華北科技學(xué)院白宏斌241.5數(shù)據(jù)模型用途：描述數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)之間聯(lián)系概念模型數(shù)據(jù)模型轉(zhuǎn)換按用戶觀點(diǎn)對(duì)信息和數(shù)據(jù)建模按計(jì)算機(jī)系統(tǒng)觀點(diǎn)對(duì)數(shù)據(jù)建模層次模型網(wǎng)狀模型關(guān)系模型02二月2023華北科技學(xué)院白宏斌251.5.1概念模型通過(guò)對(duì)客觀事物及其聯(lián)系的抽象，方便、直接的表達(dá)各種語(yǔ)義，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)人員與用戶的交流。02二月2023華北科技學(xué)院白宏斌261.5.1概念模型實(shí)體屬性關(guān)鍵字域?qū)嶓w集聯(lián)系02二月2023華北科技學(xué)院白宏斌27實(shí)體客觀存在并可以相互區(qū)分的客觀事物或事件稱為實(shí)體。訂貨、演出、足球賽……倉(cāng)庫(kù)、產(chǎn)品、職工……02二月2023華北科技學(xué)院白宏斌28屬性實(shí)體所具有的某一方面的特性稱為屬性。02二月2023華北科技學(xué)院白宏斌29關(guān)鍵字實(shí)體的某一屬性或?qū)傩越M合，其取用的值能唯一標(biāo)示出某一實(shí)體。02二月2023華北科技學(xué)院白宏斌30域?qū)傩缘娜≈捣秶?2二月2023華北科技學(xué)院白宏斌31具有相同特征的一類實(shí)體的集合稱之為實(shí)體集。實(shí)體集02二月2023華北科技學(xué)院白宏斌32聯(lián)系聯(lián)系：事物之間的關(guān)系實(shí)體集內(nèi)部的聯(lián)系，表現(xiàn)在屬性之間或者實(shí)體之間。實(shí)體集間的聯(lián)系。最基本的是兩個(gè)實(shí)體間的聯(lián)系。02二月2023華北科技學(xué)院白宏斌33兩個(gè)實(shí)體集間聯(lián)系的類型1:1實(shí)體集A中每個(gè)實(shí)體至多只與實(shí)體集B中一個(gè)實(shí)體相聯(lián)系。反之亦然。1:n實(shí)體集A中每個(gè)實(shí)體與實(shí)體集B中多個(gè)實(shí)體相聯(lián)系，而B(niǎo)中每個(gè)實(shí)體至多只與A中一個(gè)實(shí)體相聯(lián)系。m:n實(shí)體集A中每個(gè)實(shí)體與實(shí)體集B中多個(gè)實(shí)體相聯(lián)系，反之，B中每個(gè)實(shí)體也與A中多個(gè)實(shí)體相聯(lián)系。02二月2023華北科技學(xué)院白宏斌34實(shí)體：矩形框，框內(nèi)為實(shí)體名稱。屬性：橢圓，以線與實(shí)體連接。屬性較多時(shí)也可以將實(shí)體及其屬性單獨(dú)列表。實(shí)體間的聯(lián)系：菱形框，框內(nèi)為聯(lián)系的名稱。用線將菱形框與實(shí)體相連，線上標(biāo)注聯(lián)系類型。

E-R數(shù)據(jù)模型概念模型的表示方法很多，以E-R圖應(yīng)用最廣。02二月2023華北科技學(xué)院白宏斌35零件mn工人加工工號(hào)姓名性別零件號(hào)零件名型號(hào)02二月2023華北科技學(xué)院白宏斌36例：用E-R圖表示實(shí)體及其聯(lián)系。學(xué)生：學(xué)號(hào)、姓名、性別、入學(xué)分班級(jí)：班級(jí)號(hào)、所屬院課程：課程號(hào)、課程名、學(xué)分教師：教工號(hào)、姓名、職稱02二月2023華北科技學(xué)院白宏斌37E-R圖教師1n課程講授選修n1學(xué)生班級(jí)組成mn實(shí)體間聯(lián)系的表示學(xué)號(hào)姓名性別入學(xué)分所屬院班級(jí)號(hào)教師職稱教工號(hào)姓名學(xué)分課程號(hào)課程名1n課程講授n1班級(jí)組成mn學(xué)生選修02二月2023華北科技學(xué)院白宏斌一個(gè)業(yè)務(wù)內(nèi)的實(shí)體間聯(lián)系盡量避免出現(xiàn)閉合回路，閉合回路往往反映信息的冗余。教師1m課程講授mn學(xué)生選修當(dāng)存在多個(gè)業(yè)務(wù)交叉在一起的時(shí)候，或者出現(xiàn)一些特殊業(yè)務(wù)的時(shí)候，也會(huì)存在出現(xiàn)閉合回路的情況。答案問(wèn)題1n用戶提出p1回答1給出mn教授m02二月2023華北科技學(xué)院白宏斌領(lǐng)導(dǎo)n1員工帶領(lǐng)n1員工帶領(lǐng)粉絲nm用戶關(guān)注nm用戶關(guān)注02二月2023華北科技學(xué)院白宏斌401.5.2數(shù)據(jù)模型按計(jì)算機(jī)系統(tǒng)觀點(diǎn)對(duì)數(shù)據(jù)建模表示實(shí)體、屬性等數(shù)據(jù)表示實(shí)體間的聯(lián)系三種方式：層次模型網(wǎng)狀模型關(guān)系模型02二月2023華北科技學(xué)院白宏斌41

關(guān)系模型：以關(guān)系代數(shù)為基礎(chǔ)構(gòu)造的數(shù)據(jù)模型，將每個(gè)實(shí)體集或?qū)嶓w集間的聯(lián)系用二維表（關(guān)系）來(lái)表示。廠號(hào)廠名狀態(tài)廠址S1YL20咸陽(yáng)S2XQ10西安S3XT30西安零件號(hào)零件名顏色重量存放點(diǎn)P1螺帽紅12咸陽(yáng)P2螺栓綠17西安P3螺釘黑10寶雞P4螺釘藍(lán)14咸陽(yáng)廠號(hào)零件號(hào)需量S1P1300S1P2200S1P3400S2P1300S2P2400S3P2200SPSP02二月2023華北科技學(xué)院白宏斌421.6關(guān)系代數(shù)02二月2023華北科技學(xué)院白宏斌431.6.1關(guān)系代數(shù)基本術(shù)語(yǔ)關(guān)系：一個(gè)關(guān)系就是一張二維表，每個(gè)關(guān)系都有一個(gè)關(guān)系名。元組：表中的一行即為一個(gè)元組，對(duì)應(yīng)存儲(chǔ)文件中的一個(gè)記錄值。屬性：表中的列稱為屬性，每一列有一個(gè)屬性名。域:屬性的取值范圍。即不同元組對(duì)同一個(gè)屬性的值所限定的范圍。關(guān)系模式：對(duì)關(guān)系的描述。如Student(ID,Sno,Sname,Class)02二月2023華北科技學(xué)院白宏斌441.6.1關(guān)系代數(shù)基本術(shù)語(yǔ)候選關(guān)鍵字：屬性或?qū)傩缘慕M合，其值能惟一地標(biāo)識(shí)一個(gè)元組。主屬性：包含在任何候選關(guān)鍵字中的屬性稱為主屬性，否則為非主屬性。主關(guān)鍵字：一個(gè)關(guān)系中可能有多個(gè)候選關(guān)鍵字，從中選擇一個(gè)作為主關(guān)鍵字。外關(guān)鍵字：如果一個(gè)關(guān)系中的屬性或?qū)傩越M不是該關(guān)系的關(guān)鍵字，但是另一個(gè)關(guān)系的關(guān)鍵字，稱其為該關(guān)系的外關(guān)鍵字。如SC（Sno，Cno，Score）中的Sno屬性。02二月2023華北科技學(xué)院白宏斌45關(guān)系的性質(zhì)每列都是同類型的數(shù)據(jù)，來(lái)自同一個(gè)域；不同的列給予不同的屬性名；任意兩個(gè)元組不能完全相同。行、列的次序可以任意交換。關(guān)系必須是規(guī)范化的關(guān)系，即每個(gè)屬性都必須是不可分的數(shù)據(jù)項(xiàng)，不能表中有表；02二月2023華北科技學(xué)院白宏斌461.6.2關(guān)系運(yùn)算二元二元按列輔助專門(mén)的關(guān)系運(yùn)算按行按行運(yùn)算說(shuō)明不等于≠小于等于≤大于等于≥等于＝小于＜或∨與∧除連接投影廣義笛卡爾積×交∩差－大于＞比較運(yùn)算符∪集合運(yùn)算符并非邏輯運(yùn)算符選擇專門(mén)的關(guān)系運(yùn)算符含義運(yùn)算符02二月2023華北科技學(xué)院白宏斌471.6.3關(guān)系的規(guī)范化02二月2023華北科技學(xué)院白宏斌48是否存在問(wèn)題？數(shù)據(jù)冗余不一致性插入異常刪除異常學(xué)號(hào)課程學(xué)分B001數(shù)據(jù)庫(kù)3B002數(shù)據(jù)庫(kù)3B001管理信息系統(tǒng)3B003管理信息系統(tǒng)2課程號(hào)課程名授課學(xué)時(shí)B001數(shù)據(jù)庫(kù)56B002管理信息系統(tǒng)48知道了“課程名”的值，即可知道“授課學(xué)時(shí)”的值。稱“授課學(xué)時(shí)”函數(shù)依賴于“課程名”，或“課程名”可以決定“授課學(xué)時(shí)”，記作課程名→授課學(xué)時(shí)。函數(shù)依賴 設(shè)R(U)是一個(gè)屬性集U上的關(guān)系，X和Y是U的子集。如果屬性集合X中每個(gè)屬性的值構(gòu)成的集合唯一地決定了屬性集合Y中每個(gè)屬性的值構(gòu)成的集合，則屬性集合Y函數(shù)依賴于屬性集合X，計(jì)為：X→Y。學(xué)號(hào)課程號(hào)學(xué)分101B0013101B0022102B0023如“學(xué)分”函數(shù)依賴于主關(guān)鍵字{學(xué)號(hào)、課程}。但決定“學(xué)分”的只是“課程”，與“學(xué)號(hào)”無(wú)關(guān)，則稱“學(xué)分”部分函數(shù)依賴于{學(xué)號(hào)、課程}。部分函數(shù)依賴

如果非主屬性B函數(shù)依賴于構(gòu)成某個(gè)候選關(guān)鍵字的一組主屬性A的某一個(gè)真子集，則稱B部分函數(shù)依賴于A。學(xué)號(hào)樓號(hào)住宿費(fèi)101230010235001033400學(xué)生住宿的樓號(hào)依賴于學(xué)號(hào)，學(xué)生應(yīng)交的住宿費(fèi)是由樓號(hào)決定的，即“收費(fèi)”依賴于“樓號(hào)”，“樓號(hào)”依賴于“學(xué)號(hào)”，則“收費(fèi)”傳遞函數(shù)依賴于“學(xué)號(hào)”。傳遞函數(shù)依賴

在R(U)中，如存在X，Y，Z包含于U，且滿足：X—>Y，Y—>Z，則稱Z傳遞函數(shù)依賴于X。02二月2023華北科技學(xué)院白宏斌52范式定義：在關(guān)系規(guī)范化過(guò)程中，必須遵循一定的準(zhǔn)則以指導(dǎo)，一般把這些準(zhǔn)則稱之為范式。02二月2023華北科技學(xué)院白宏斌53范式第一范式：任何符合關(guān)系定義的表即滿足第一范式。IDNameSexAgeMaleFemale101張三Y

20102李四

Y2102二月2023華北科技學(xué)院白宏斌54第二范式定義：如果一個(gè)關(guān)系不存在部分依賴關(guān)系，那么該關(guān)系就屬于第二范式。 凡是以單個(gè)屬性作為主關(guān)鍵字的關(guān)系自動(dòng)就是第二范式。因?yàn)橹麝P(guān)鍵字只有一個(gè)，不會(huì)存在部分依賴的情況。因此，第二范式只是針對(duì)主關(guān)鍵字是組合屬性的關(guān)系。02二月2023華北科技學(xué)院白宏斌55學(xué)號(hào)課程學(xué)分B001數(shù)據(jù)庫(kù)3B002數(shù)據(jù)庫(kù)3B001管理信息系統(tǒng)3B003管理信息系統(tǒng)2學(xué)號(hào)課程B001數(shù)據(jù)庫(kù)B002數(shù)據(jù)庫(kù)B001管理信息系統(tǒng)B003管理信息系統(tǒng)課程學(xué)分?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)3管理信息系統(tǒng)202二月2023華北科技學(xué)院白宏斌56第三范式定義：一個(gè)關(guān)系如果是第二范式的，并且沒(méi)有傳遞依賴關(guān)系，則該關(guān)系就是第三范式。每個(gè)非主屬性不部分依賴于關(guān)鍵字，也不傳遞依賴于關(guān)鍵字的關(guān)系就是第三范式。02二月2023華北科技學(xué)院白宏斌57學(xué)號(hào)樓號(hào)樓號(hào)收費(fèi)1002250012044600130288001508180202二月2023華北科技學(xué)院白宏斌58關(guān)系規(guī)范化的目的：解決關(guān)系模式中存在的插入、刪除異常，以及數(shù)據(jù)冗余問(wèn)題，基本思想：圍繞函數(shù)依賴的主線，對(duì)一個(gè)關(guān)系模式進(jìn)行分解，使關(guān)系從較低級(jí)范式變換到較高級(jí)范式。

消除部分函數(shù)依賴1NF2NF3NFBCNF。。。消除傳遞函數(shù)依賴。。。。。。關(guān)系規(guī)范化過(guò)程02二月2023華北科技學(xué)院白宏斌59例：T(Student(SNO,SName,DeptID,DeptName),CNO,Score)