Access數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)及應(yīng)用2010版第1章-數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)知識(shí)

第1章

數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)知識(shí)主編：齊暉潘惠勇Access數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)及應(yīng)用1第1章數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)知識(shí)1.1數(shù)據(jù)庫(kù)基本概念1.2關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)1.3數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)第1章數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)知識(shí)21.1數(shù)據(jù)庫(kù)基本概念1.1.1計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)管理的發(fā)展1.1.2數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)1.1.3數(shù)據(jù)模型第1章數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)知識(shí)3數(shù)據(jù)管理基本概念1．?dāng)?shù)據(jù)和信息數(shù)據(jù)是指描述事物的符號(hào)記錄。數(shù)據(jù)不僅僅是指?jìng)鹘y(tǒng)意義的由0～9組成的數(shù)字，而是所有可以輸入到計(jì)算機(jī)中并能被計(jì)算機(jī)處理的符號(hào)的總稱。信息是指以數(shù)據(jù)為載體的對(duì)客觀世界實(shí)際存在的事物、事件和概念的抽象反映。數(shù)據(jù)和信息是兩個(gè)互相聯(lián)系、互相依賴但又互相區(qū)別的概念。數(shù)據(jù)是用來記錄信息的可識(shí)別的符號(hào)，是信息的具體表現(xiàn)形式。數(shù)據(jù)是信息的符號(hào)表示或載體，信息則是數(shù)據(jù)的內(nèi)涵，是對(duì)數(shù)據(jù)的語義解釋。只有經(jīng)過提煉和抽象之后，具有使用價(jià)值的數(shù)據(jù)才能成為信息。第1章數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)知識(shí)4數(shù)據(jù)管理基本概念2．?dāng)?shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)管理將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成信息的過程稱為數(shù)據(jù)處理。數(shù)據(jù)處理是指對(duì)信息進(jìn)行收集、整理、存儲(chǔ)、加工及傳播等一系列活動(dòng)的總和。數(shù)據(jù)的組織、存儲(chǔ)、檢查和維護(hù)等工作是數(shù)據(jù)處理的基本環(huán)節(jié)，這些工作一般統(tǒng)稱為數(shù)據(jù)管理。數(shù)據(jù)處理的核心是數(shù)據(jù)管理。數(shù)據(jù)處理與數(shù)據(jù)管理是相互聯(lián)系的，數(shù)據(jù)管理技術(shù)的優(yōu)劣，將直接影響數(shù)據(jù)處理的效率。第1章數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)知識(shí)5計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)管理的發(fā)展計(jì)算機(jī)在數(shù)據(jù)管理方面經(jīng)歷了從低級(jí)到高級(jí)的發(fā)展過程，到目前為止，數(shù)據(jù)管理大致經(jīng)歷了以下3個(gè)階段。人工管理階段文件系統(tǒng)階段數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)階段第1章數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)知識(shí)6計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)管理的發(fā)展-

人工管理階段這一階段（20世紀(jì)50年代中期以前），數(shù)據(jù)管理具有以下幾個(gè)特點(diǎn)。①數(shù)據(jù)不保存。②沒有專用的軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行管理。

③數(shù)據(jù)不具有獨(dú)立性。④數(shù)據(jù)是面向程序的。第1章數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)知識(shí)7計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)管理的發(fā)展-

文件系統(tǒng)階段在這一階段（20世紀(jì)50年代后期到60年代中期），數(shù)據(jù)管理具有以下幾個(gè)特點(diǎn)。①數(shù)據(jù)以“文件”形式可長(zhǎng)期保存在外部存儲(chǔ)器的磁盤上。②文件組織已多樣化。③數(shù)據(jù)與程序間有一定的獨(dú)立性。④對(duì)數(shù)據(jù)的操作以記錄為單位。缺點(diǎn)主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。①數(shù)據(jù)冗余度大。②數(shù)據(jù)獨(dú)立性低。③數(shù)據(jù)一致性差。第1章數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)知識(shí)8計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)管理的發(fā)展-

數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)階段數(shù)據(jù)管理技術(shù)進(jìn)入數(shù)據(jù)庫(kù)階段是在20世紀(jì)60年代末，這時(shí)期數(shù)據(jù)管理的特點(diǎn)有以下幾方面。①數(shù)據(jù)共享性高、冗余度低。②數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化。③數(shù)據(jù)獨(dú)立性高。④有統(tǒng)一的數(shù)據(jù)控制功能。

數(shù)據(jù)的安全性控制。

數(shù)據(jù)的完整性控制。

并發(fā)控制。

數(shù)據(jù)恢復(fù)。第1章數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)知識(shí)9數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的新技術(shù)隨著科學(xué)技術(shù)和數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的發(fā)展，從20世紀(jì)80年代開始數(shù)據(jù)庫(kù)研究又出現(xiàn)了許多新的領(lǐng)域，相繼研究出了分布式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)、面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。第1章數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)知識(shí)10數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)（DataBaseSystem，DBS）是指引進(jìn)數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)后的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，主要包括相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)和用戶。數(shù)據(jù)庫(kù)（DataBase）的定義，一般認(rèn)為數(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。第1章數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)知識(shí)11數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)（DBMS）位于用戶與操作系統(tǒng)之間，是可借助操作系統(tǒng)完成對(duì)硬件的訪問，并負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)庫(kù)存取、維護(hù)和管理的系統(tǒng)軟件。它是數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的核心組成部分，用戶在數(shù)據(jù)庫(kù)中的一切操作，包括定義、查詢、更新以及各種控制都是通過DBMS進(jìn)行的。DBMS的基本功能如下。①數(shù)據(jù)定義功能。②數(shù)據(jù)操縱功能。③數(shù)據(jù)庫(kù)的運(yùn)行管理。④數(shù)據(jù)庫(kù)的建立和維護(hù)功能。⑤數(shù)據(jù)通信。第1章數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)知識(shí)12數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)（DBAS）是指利用數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)資源開發(fā)的面向?qū)嶋H應(yīng)用的軟件系統(tǒng)。一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)通常由數(shù)據(jù)庫(kù)和應(yīng)用程序組成。它們都是在數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)支持下設(shè)計(jì)和開發(fā)出來的。用戶是指使用和管理數(shù)據(jù)庫(kù)的人，他們可以對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行存儲(chǔ)、維護(hù)和檢索等操作。①終端用戶。②應(yīng)用程序員。③數(shù)據(jù)庫(kù)管理員。第1章數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)知識(shí)13數(shù)據(jù)模型-概述模型是對(duì)現(xiàn)實(shí)世界特征的模擬和抽象，如一組建筑設(shè)計(jì)沙盤，一架精致的航模飛機(jī)等都是具體的模型。數(shù)據(jù)模型是模型的一種，它是現(xiàn)實(shí)世界數(shù)據(jù)特征的抽象?，F(xiàn)實(shí)世界中的具體事務(wù)必須用數(shù)據(jù)模型這個(gè)工具來抽象和表示，計(jì)算機(jī)才能夠處理。數(shù)據(jù)模型通常由數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)操作和數(shù)據(jù)約束3部分組成。第1章數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)知識(shí)14數(shù)據(jù)模型-分類根據(jù)模型應(yīng)用的層次不同，可以將這些模型劃分為3類。概念數(shù)據(jù)模型，也稱概念模型或信息模型。是按用戶的觀點(diǎn)來對(duì)數(shù)據(jù)和信息建模，是用戶和數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)人員之間進(jìn)行交流的工具，這一類模型中最著名的就是實(shí)體關(guān)系模型。邏輯數(shù)據(jù)模型，也稱數(shù)據(jù)模型。是一種面向數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的模型，該模型著重于在數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)一級(jí)的實(shí)現(xiàn)。物理數(shù)據(jù)模型，也稱物理模型。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。第1章數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)知識(shí)15數(shù)據(jù)模型-相關(guān)概念建立數(shù)據(jù)模型需要掌握以下幾個(gè)概念。（1）實(shí)體客觀存在，并可相互區(qū)別的事物被稱為實(shí)體（Entity）。實(shí)體可以是實(shí)實(shí)在在的客觀存在，如學(xué)生、教師、商店、醫(yī)院；也可以是一些抽象的概念或地理名詞，如地震、北京市。（2）屬性實(shí)體所具有的特征稱為屬性（Attribute）。實(shí)體本身并不能被裝進(jìn)數(shù)據(jù)庫(kù)，要保存客觀世界的信息，必須將描述事物外在特征的屬性保存在數(shù)據(jù)庫(kù)中。屬性的差異能使我們區(qū)分同類實(shí)體，如一個(gè)人可以具備姓名、年齡、性別、身高、膚色、發(fā)型、衣著等屬性，根據(jù)這些屬性可以在熙熙攘攘的人群中一眼認(rèn)出所熟悉的人。第1章數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)知識(shí)16數(shù)據(jù)模型-相關(guān)概念（3）實(shí)體集和實(shí)體型具有共性的實(shí)體組成的一個(gè)集合稱為實(shí)體集（EntitySet）。一個(gè)實(shí)體所有屬性的集合稱為實(shí)體型。例如，要管理學(xué)生信息，可以存儲(chǔ)每一位學(xué)生的學(xué)號(hào)、姓名、性別、出生年月、出生地、家庭住址、各科成績(jī)等，其中學(xué)號(hào)是人為添加的一個(gè)屬性，用于區(qū)分兩個(gè)或多個(gè)因巧合而屬性完全相同的學(xué)生。在數(shù)據(jù)庫(kù)理論中，這些具有相同屬性的學(xué)生的集合就是一個(gè)實(shí)體集，這些學(xué)生所具有的所有的屬性就是一個(gè)實(shí)體型，在數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用中，實(shí)體集以數(shù)據(jù)表的形式呈現(xiàn)，實(shí)體型是以字段名稱的形式呈現(xiàn)的。（4）聯(lián)系客觀事物往往不是孤立存在的，相關(guān)事物之間保持著各種形式的聯(lián)系方式。在數(shù)據(jù)庫(kù)理論中，實(shí)體（集）之間同樣也保持著聯(lián)系，這些聯(lián)系同時(shí)也制約著實(shí)體屬性的取值方式與范圍。這種實(shí)體集之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系稱為聯(lián)系。實(shí)體的聯(lián)系方式通常有3種，即一對(duì)多、多對(duì)多和一對(duì)一。第1章數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)知識(shí)17數(shù)據(jù)模型-常用模型數(shù)據(jù)庫(kù)領(lǐng)域常用的數(shù)據(jù)模型經(jīng)常是按照數(shù)據(jù)的組織形式劃分為層次模型、網(wǎng)狀模型、關(guān)系模型和面向?qū)ο竽Ｐ?種。第1章數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)知識(shí)18層次模型在層次模型中，實(shí)體間的關(guān)系形同一棵根在上的倒掛樹，上一層實(shí)體與下一層實(shí)體間的聯(lián)系形式為一對(duì)多?，F(xiàn)實(shí)世界中的組織機(jī)構(gòu)設(shè)置、行政區(qū)劃關(guān)系等都是層次結(jié)構(gòu)應(yīng)用的實(shí)例。基于層次模型的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)存在天生的缺陷，它訪問過程復(fù)雜，軟件設(shè)計(jì)的工作量較大，現(xiàn)已較少使用。層次模型具有以下特點(diǎn)。①有且僅有一個(gè)結(jié)點(diǎn)無父結(jié)點(diǎn)，它位于最高層次，稱為根結(jié)點(diǎn)。②根結(jié)點(diǎn)以外的其他結(jié)點(diǎn)有且僅有一個(gè)父結(jié)點(diǎn)，第1章數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)知識(shí)19第1章數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)知識(shí)20網(wǎng)狀模型網(wǎng)狀模型也稱網(wǎng)絡(luò)模型，它較容易實(shí)現(xiàn)普遍存在的“多對(duì)多”關(guān)系，數(shù)據(jù)存取方式要優(yōu)于層次模型，但網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜，難以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的獨(dú)立，即數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的描述保存在程序中，改變結(jié)構(gòu)就要改變程序，因此目前已不再是流行的數(shù)據(jù)模型。網(wǎng)狀模型具有以下特點(diǎn)。①允許一個(gè)以上的結(jié)點(diǎn)無雙親結(jié)點(diǎn)。②一個(gè)結(jié)點(diǎn)可以有多于一個(gè)雙親結(jié)點(diǎn)第1章數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)知識(shí)21關(guān)系模型關(guān)系模型是以二維表的形式表示實(shí)體和實(shí)體之間聯(lián)系的數(shù)據(jù)模型，即關(guān)系模型數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)均以表格的形式存在，其中表完全是一個(gè)邏輯結(jié)構(gòu)，用戶和程序員不必了解一個(gè)表的物理細(xì)節(jié)和存儲(chǔ)方式；表的結(jié)構(gòu)由數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)（DBMS）自動(dòng)管理，表結(jié)構(gòu)的改變一般不涉及應(yīng)用程序，在數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)中稱為數(shù)據(jù)獨(dú)立性。關(guān)系模型具有以下特點(diǎn)。①每一列中的值具有相同的數(shù)據(jù)類型。②列的順序可以是任意的。③行的順序可以是任意的。④表中的值是不可分割的最小數(shù)據(jù)項(xiàng)。⑤表中的任意兩行不能完全相同。第1章數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)知識(shí)22面向?qū)ο竽Ｐ兔嫦驅(qū)ο竽Ｐ褪且环N新興的數(shù)據(jù)模型，它采用面向?qū)ο蟮姆椒▉碓O(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)。面向?qū)ο竽Ｐ偷臄?shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)對(duì)象是以對(duì)象為單位，每個(gè)對(duì)象包含對(duì)象的屬性和方法，具有類和繼承等特點(diǎn)。ComputerAssociates的Jasmine就是面向?qū)ο竽Ｐ偷臄?shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。第1章數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)知識(shí)231.2關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)1.2.1關(guān)系數(shù)據(jù)模型1.2.2關(guān)系運(yùn)算1.2.3關(guān)系的完整性第1章數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)知識(shí)24關(guān)系數(shù)據(jù)模型關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)是當(dāng)今主流的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，關(guān)系模型對(duì)用戶來說很簡(jiǎn)單，一個(gè)關(guān)系就是一個(gè)二維表。這種用二維表的形式表示實(shí)體和實(shí)體間聯(lián)系的數(shù)據(jù)模型稱為關(guān)系模型。第1章數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)知識(shí)25關(guān)系數(shù)據(jù)模型-關(guān)系術(shù)語（1）關(guān)系一個(gè)關(guān)系就是一個(gè)二維表，每個(gè)關(guān)系有一個(gè)關(guān)系名稱。對(duì)關(guān)系的描述稱為關(guān)系模式，一個(gè)關(guān)系模式對(duì)應(yīng)一個(gè)關(guān)系的結(jié)構(gòu)。其表示格式如下：關(guān)系名（屬性名1，屬性名2，…，屬性名n）在Access中則表示如下：表名（字段名1，字段名2，…，字段名n）在表示概念模型的E-R圖轉(zhuǎn)換為關(guān)系模型時(shí)，實(shí)體和實(shí)體之間的聯(lián)系都要轉(zhuǎn)換為一個(gè)關(guān)系，即一張二維表。（2）元組在一個(gè)關(guān)系（二維表）中，每行為一個(gè)元組。一個(gè)關(guān)系可以包含若干個(gè)元組，但不允許有完全相同的元組。在Access中，一個(gè)元組稱為一個(gè)記錄。（3）屬性關(guān)系中的列稱為屬性。每一列都有一個(gè)屬性名，在同一個(gè)關(guān)系中不允許有重復(fù)的屬性名。在Access中，屬性稱為字段，一個(gè)記錄可以包含多個(gè)字段。第1章數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)知識(shí)26關(guān)系數(shù)據(jù)模型-關(guān)系術(shù)語（4）域域指屬性的取值范圍，如班級(jí)表的班級(jí)人數(shù)字段為2位數(shù)字，院系號(hào)字段為41開頭的4位數(shù)字。（5）關(guān)鍵字關(guān)鍵字簡(jiǎn)稱鍵，由一個(gè)或多個(gè)屬性組成，用于唯一標(biāo)識(shí)一個(gè)記錄。例如，班級(jí)表中的“班級(jí)名稱”字段可以區(qū)別表中的各個(gè)記錄，所以“班級(jí)名稱”字段可作為關(guān)鍵字使用。一個(gè)關(guān)系中可能存在多個(gè)關(guān)鍵字，用于標(biāo)識(shí)記錄的關(guān)鍵字稱為主關(guān)鍵字。在Access中，關(guān)鍵字由一個(gè)或多個(gè)字段組成。表中的主關(guān)鍵字或候選關(guān)鍵字都可以唯一標(biāo)識(shí)一個(gè)記錄。（6）外部關(guān)鍵字如果關(guān)系中的一個(gè)屬性不是關(guān)系的主關(guān)鍵字，但它是另外一個(gè)關(guān)系的主關(guān)鍵字或候選關(guān)鍵字，則該屬性稱為外部關(guān)鍵字，也稱為外鍵。關(guān)系模型就是一個(gè)二維表，關(guān)系必須規(guī)范化，所謂規(guī)范化是指一個(gè)關(guān)系的每個(gè)屬性必須是不可再分的，即不允許有分量。在圖1.12所示的表格中，工資又分為基本和績(jī)效兩項(xiàng)。這是一個(gè)復(fù)合表，不是二維表，因而不能用于表示關(guān)系。第1章數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)知識(shí)27實(shí)際關(guān)系模型在“學(xué)籍管理”數(shù)據(jù)庫(kù)中，“學(xué)生”、“班級(jí)”、“院系”表之間的關(guān)系如圖1.13所示?！皩W(xué)生”表和“班級(jí)”表通過相同的字段“bjmc”（班級(jí)名稱）相聯(lián)系，“班級(jí)”表和“院系”表通過相同的字段“yxh”（院系號(hào)）相聯(lián)系，構(gòu)建了3個(gè)表的關(guān)系模型。該數(shù)據(jù)庫(kù)中的3個(gè)表如圖1.14所示，由3個(gè)表相聯(lián)系得到的一個(gè)“學(xué)生信息”查詢?nèi)鐖D1.15所示。圖1.13學(xué)生-班級(jí)-院系關(guān)系模型第1章數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)知識(shí)28圖1.143個(gè)數(shù)據(jù)表

圖1.15“學(xué)生信息”查詢第1章數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)知識(shí)29關(guān)系運(yùn)算1．傳統(tǒng)的集合運(yùn)算傳統(tǒng)的集合運(yùn)算要求兩個(gè)關(guān)系的結(jié)構(gòu)相同，執(zhí)行集合運(yùn)算后，得到一個(gè)結(jié)構(gòu)相同的新關(guān)系。對(duì)于任意關(guān)系R和關(guān)系S，它們具有相同的結(jié)構(gòu)即關(guān)系模式相同，而且相應(yīng)的屬性取自同一個(gè)域。那么，傳統(tǒng)的集合運(yùn)算定義如下。（1）并R并S，R或S兩者中所有元組的集合。一個(gè)元組在并集中只出現(xiàn)一次，即使它在R和S中都存在。例如，把學(xué)生關(guān)系R和S分別存放兩個(gè)班的學(xué)生，把一個(gè)班的學(xué)生記錄追加到另一個(gè)班的學(xué)生記錄后邊，就是進(jìn)行的并運(yùn)算。（2）交R交S，R和S中共有的元組的集合。例如，有參加計(jì)算機(jī)興趣小組的學(xué)生關(guān)系R和參加象棋興趣小組的學(xué)生關(guān)系S，求既參加計(jì)算機(jī)興趣小組又參加象棋興趣小組的學(xué)生，就要進(jìn)行交運(yùn)算。（3）差R差S，在R中而不在S中的元組的集合。注意R差S不同于S差R，后者是在S中而不在R中的元素的集合。例如，有參加計(jì)算機(jī)興趣小組的學(xué)生關(guān)系R和參加象棋興趣小組的學(xué)生關(guān)系S，求參加了計(jì)算機(jī)興趣小組但沒有參加象棋興趣小組的學(xué)生，就要進(jìn)行差運(yùn)算。第1章數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)知識(shí)30關(guān)系運(yùn)算2．專門的關(guān)系運(yùn)算（1）選擇從關(guān)系中找出滿足條件元組的操作稱為選擇。選擇是從行的角度進(jìn)行運(yùn)算的，在二維表中抽出滿足條件的行。例如，在學(xué)生成績(jī)的關(guān)系1中找出“一班”的學(xué)生成績(jī)，并生成新的關(guān)系2，就應(yīng)當(dāng)進(jìn)行選擇運(yùn)算。（2）投影從關(guān)系中選取若干個(gè)屬性構(gòu)成新關(guān)系的操作稱為投影。投影是從列的角度進(jìn)行運(yùn)算的，選擇某些列的同時(shí)丟棄了某些列。例如，在學(xué)生成績(jī)的關(guān)系1中去除掉成績(jī)列，并生成新的關(guān)系2，就應(yīng)當(dāng)進(jìn)行投影運(yùn)算。（3）連接連接指將多個(gè)關(guān)系的屬性組合構(gòu)成一個(gè)新的關(guān)系。連接是關(guān)系的橫向結(jié)合，生成的新關(guān)系中包含滿足條件的元組。例如，關(guān)系1和關(guān)系2進(jìn)行連接運(yùn)算，得到關(guān)系3，如圖1.18所示。在連接運(yùn)算中，按字段值相等執(zhí)行的連接稱為等值連接，去掉重復(fù)值的等值連接稱為自然連接，如圖1.19所示。自然連接是一種特殊的等值連接，是構(gòu)造新關(guān)系的有效方法。第1章數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)知識(shí)31關(guān)系的完整性關(guān)系完整性指關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)的正確性和可靠性，關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的一個(gè)重要功能就是保證關(guān)系的完整性。關(guān)系完整性包括實(shí)體完整性、值域完整性、參照完整性和用戶自定義完整性。1．實(shí)體完整性實(shí)體完整性指數(shù)據(jù)表中記錄的唯一性，即同一個(gè)表中不允許出現(xiàn)重復(fù)的記錄。設(shè)置數(shù)據(jù)表的關(guān)鍵字可便于保證數(shù)據(jù)的實(shí)體完整性。例如，學(xué)生表中的“學(xué)號(hào)”字段作為關(guān)鍵字，就可以保證實(shí)體完整性，若編輯“學(xué)號(hào)”字段時(shí)出現(xiàn)相同的學(xué)號(hào)，數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)就會(huì)提示用戶，并拒絕修改字段。第1章數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)知識(shí)32關(guān)系的完整性2．值域完整性值域完整性指數(shù)據(jù)表中記錄的每個(gè)字段的值應(yīng)在允許范圍內(nèi)。例如，可規(guī)定“學(xué)號(hào)”字段必須由數(shù)字組成。3．參照完整性參照完整性指相關(guān)數(shù)據(jù)表中的數(shù)據(jù)必須保持一致。例如，學(xué)生表中的“學(xué)號(hào)”字段和成績(jī)表中的“學(xué)號(hào)”字段應(yīng)保持一致。若修改了學(xué)生表中的“學(xué)號(hào)”字段，則應(yīng)同時(shí)修改成績(jī)記錄表中的“學(xué)號(hào)”字段，否則會(huì)導(dǎo)致參照完整性錯(cuò)誤。4．用戶自定義完整性用戶自定義完整性指用戶根據(jù)實(shí)際需要而定義的數(shù)據(jù)完整性。例如，可規(guī)定“性別”字段值為“男”或“女”，“成績(jī)”字段值必須是0～100范圍內(nèi)的整數(shù)。第1章數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)知識(shí)331.3數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)1.3.1數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)原則1.3.2數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)步驟1.3.3數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)過程第1章數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)知識(shí)34數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)原則為了合理組織數(shù)據(jù)，應(yīng)遵從以下基本設(shè)計(jì)原則。1．關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)應(yīng)遵從概念單一化“一事一地”的原則2．避免在表之間出現(xiàn)重復(fù)字段3．表中的字段必須是原始數(shù)據(jù)和基本數(shù)據(jù)元素4．用外部關(guān)鍵字保證有關(guān)聯(lián)的表之間的聯(lián)系第1章數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)知識(shí)35數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)步驟數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的一般步驟數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)目前一般采用生命周期法，即將整個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)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、概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段、邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段、數(shù)據(jù)庫(kù)物理設(shè)計(jì)階段、數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)施階段、數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)行和維護(hù)階段。（