數(shù)據(jù)庫(kù)原理與應(yīng)用基礎(chǔ)課件

第一章緒論第一章緒論1.1資料庫(kù)系統(tǒng)概述1.2數(shù)據(jù)模型1.3資料庫(kù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1.4資料庫(kù)系統(tǒng)的組成1.5資料庫(kù)技術(shù)的研究領(lǐng)域1.6小結(jié)1.1資料庫(kù)系統(tǒng)概述

1.1.1資料庫(kù)的地位

1.1.2四個(gè)基本概念

1.1.3數(shù)據(jù)管理技術(shù)的產(chǎn)生與發(fā)展資料庫(kù)的地位資料庫(kù)技術(shù)產(chǎn)生於六十年代末，是數(shù)據(jù)管理的最新技術(shù)，是電腦科學(xué)的重要分支資料庫(kù)技術(shù)是資訊系統(tǒng)的核心和基礎(chǔ)，它的出現(xiàn)極大地促進(jìn)了電腦應(yīng)用向各行各業(yè)的滲透資料庫(kù)的建設(shè)規(guī)模、資料庫(kù)資訊量的大小和使用頻度已成為衡量一個(gè)國(guó)家資訊化程度的重要標(biāo)誌1.1資料庫(kù)系統(tǒng)概述1.1.1資料庫(kù)的地位

1.1.2四個(gè)基本概念

1.1.3數(shù)據(jù)管理技術(shù)的產(chǎn)生與發(fā)展1.1.2四個(gè)基本概念數(shù)據(jù)(Data)資料庫(kù)(Database)資料庫(kù)管理系統(tǒng)(DBMS)資料庫(kù)系統(tǒng)(DBS)一、數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)(Data)是資料庫(kù)中存儲(chǔ)的基本對(duì)象數(shù)據(jù)的定義描述事物的符號(hào)記錄數(shù)據(jù)的種類文字、圖形、圖象、聲音數(shù)據(jù)的特點(diǎn)數(shù)據(jù)與其語(yǔ)義是不可分的數(shù)據(jù)舉例學(xué)生檔案中的學(xué)生記錄（李明，男，1972，江蘇，電腦系，1990）數(shù)據(jù)的形式不能完全表達(dá)其內(nèi)容數(shù)據(jù)的解釋語(yǔ)義：學(xué)生姓名、性別、出生年月、籍貫、所在系別、入學(xué)時(shí)間解釋：李明是個(gè)大學(xué)生，1972年出生，江蘇人，1990年考入電腦系請(qǐng)給出另一個(gè)解釋和語(yǔ)義二、資料庫(kù)（舉例）二、資料庫(kù)(續(xù))人們收集並抽取出一個(gè)應(yīng)用所需要的大量數(shù)據(jù)之後，應(yīng)將其保存起來(lái)以供進(jìn)一步加工處理，進(jìn)一步抽取有用資訊資料庫(kù)的定義資料庫(kù)(Database,簡(jiǎn)稱DB)是長(zhǎng)期儲(chǔ)存在電腦內(nèi)、有組織的、可共用的大量數(shù)據(jù)集合二、資料庫(kù)(續(xù))資料庫(kù)的特徵數(shù)據(jù)按一定的數(shù)據(jù)模型組織、描述和儲(chǔ)存可為各種用戶共用冗餘度較小數(shù)據(jù)獨(dú)立性較高易擴(kuò)展三、資料庫(kù)管理系統(tǒng)什麼是DBMS資料庫(kù)管理系統(tǒng)（DatabaseManagementSystem，簡(jiǎn)稱DBMS）是位於用戶與操作系統(tǒng)之間的一層數(shù)據(jù)管理軟體。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)DBMS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)

定義資料庫(kù)中的數(shù)據(jù)對(duì)象數(shù)據(jù)操縱功能:提供數(shù)據(jù)操縱語(yǔ)言(DML)

操縱數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的基本操作

(查詢、插入、刪除和修改)DBMS的主要功能資料庫(kù)的運(yùn)行管理

保證數(shù)據(jù)的安全性、完整性、 多用戶對(duì)數(shù)據(jù)的併發(fā)使用 發(fā)生故障後的系統(tǒng)恢復(fù)資料庫(kù)的建立和維護(hù)功能(實(shí)用程式)

資料庫(kù)數(shù)據(jù)批量裝載 資料庫(kù)轉(zhuǎn)儲(chǔ) 介質(zhì)故障恢復(fù) 資料庫(kù)的重組織 性能監(jiān)視等四、資料庫(kù)系統(tǒng)什麼是資料庫(kù)系統(tǒng)資料庫(kù)系統(tǒng)（DatabaseSystem，簡(jiǎn)稱DBS）是指在電腦系統(tǒng)中引入資料庫(kù)後的系統(tǒng)構(gòu)成。在不引起混淆的情況下常常把資料庫(kù)系統(tǒng)簡(jiǎn)稱為數(shù)據(jù)庫(kù)。資料庫(kù)系統(tǒng)的構(gòu)成由資料庫(kù)、資料庫(kù)管理系統(tǒng)（及其開發(fā)工具）、應(yīng)用系統(tǒng)、資料庫(kù)管理員（和用戶）構(gòu)成。資料庫(kù)系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)圖應(yīng)用系統(tǒng)應(yīng)用開發(fā)工具軟體資料庫(kù)管理系統(tǒng)操作系統(tǒng)硬體/資料庫(kù)資料庫(kù)用戶資料庫(kù)系統(tǒng)的構(gòu)成相互有關(guān)聯(lián)關(guān)係的數(shù)據(jù)的集合DBDBMS管理資料庫(kù)的系統(tǒng)軟體DBA完成某一功能的應(yīng)用程式1應(yīng)用程式2應(yīng)用程式nDBAP1DBAP2DBAPnComputerSystem硬體資料庫(kù)系統(tǒng)的構(gòu)成DatabaseOSDBMS應(yīng)用開發(fā)工具應(yīng)用程式DBA用戶用戶用戶應(yīng)用程式員1.1資料庫(kù)系統(tǒng)概述1.1.1資料庫(kù)的地位

1.1.2四個(gè)基本概念

1.1.3數(shù)據(jù)管理技術(shù)的產(chǎn)生與發(fā)展1.1.3數(shù)據(jù)管理技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展什麼是數(shù)據(jù)管理對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分類、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)題數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展過(guò)程人工管理階段(40年代中--50年代中)檔系統(tǒng)階段(50年代末--60年代中)資料庫(kù)系統(tǒng)階段(60年代末--現(xiàn)在)數(shù)據(jù)管理技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展(續(xù))數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展動(dòng)力應(yīng)用需求的推動(dòng)電腦硬體的發(fā)展電腦軟體的發(fā)展一、人工管理時(shí)期40年代中--50年代中產(chǎn)生的背景應(yīng)用需求 科學(xué)計(jì)算 硬體水準(zhǔn) 無(wú)直接存取存儲(chǔ)設(shè)備 軟體水準(zhǔn) 沒(méi)有操作系統(tǒng) 處理方式 批處理 人工管理(續(xù))特點(diǎn)數(shù)據(jù)的管理者：應(yīng)用程式，數(shù)據(jù)不保存。數(shù)據(jù)面向的對(duì)象：某一應(yīng)用程式數(shù)據(jù)的共用程度：無(wú)共用、冗餘度極大數(shù)據(jù)的獨(dú)立性：不獨(dú)立，完全依賴於程式數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化：無(wú)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)控制能力：應(yīng)用程式自己控制應(yīng)用程式與數(shù)據(jù)的對(duì)應(yīng)關(guān)係(人工管理)

應(yīng)用程式１數(shù)據(jù)集１應(yīng)用程式２數(shù)據(jù)集２應(yīng)用程式ｎ數(shù)據(jù)集n...…...…二、檔系統(tǒng)時(shí)期50年代末--60年代中產(chǎn)生的背景應(yīng)用需求 科學(xué)計(jì)算、管理 硬體水準(zhǔn) 磁片、磁鼓 軟體水準(zhǔn) 有檔系統(tǒng) 處理方式 聯(lián)機(jī)即時(shí)處理、批處理

檔系統(tǒng)(續(xù))特點(diǎn)數(shù)據(jù)的管理者：檔系統(tǒng)，數(shù)據(jù)可長(zhǎng)期保存數(shù)據(jù)面向的對(duì)象：某一應(yīng)用程式數(shù)據(jù)的共用程度：共用性差、冗餘度大數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化：記錄內(nèi)有結(jié)構(gòu),整體無(wú)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的獨(dú)立性：獨(dú)立性差，數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)改變必須修改應(yīng)用程式數(shù)據(jù)控制能力：應(yīng)用程式自己控制應(yīng)用程式與數(shù)據(jù)的對(duì)應(yīng)關(guān)係(檔系統(tǒng))應(yīng)用程式１檔１應(yīng)用程式２檔2應(yīng)用程式ｎ檔n存取方法...…...…檔系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)記錄內(nèi)有結(jié)構(gòu)。數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)是靠程式定義和解釋的。數(shù)據(jù)只能是定長(zhǎng)的。可以間接實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)變長(zhǎng)要求，但訪問(wèn)相應(yīng)數(shù)據(jù)的應(yīng)用程式複雜了。檔間是獨(dú)立的，因此數(shù)據(jù)整體無(wú)結(jié)構(gòu)?？梢蚤g接實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)整體的有結(jié)構(gòu)，但必須在應(yīng)用程式中對(duì)描述數(shù)據(jù)間的聯(lián)繫。數(shù)據(jù)的最小存取單位是記錄。三、資料庫(kù)系統(tǒng)時(shí)期60年代末以來(lái)產(chǎn)生的背景應(yīng)用背景 大規(guī)模管理 硬體背景 大容量磁片 軟體背景 有數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng) 處理方式 聯(lián)機(jī)即時(shí)處理,分佈處理,批處理 資料庫(kù)系統(tǒng)(續(xù))特點(diǎn)數(shù)據(jù)的管理者：DBMS數(shù)據(jù)面向的對(duì)象：現(xiàn)實(shí)世界 數(shù)據(jù)的共用程度：共用性高 數(shù)據(jù)的獨(dú)立性：高度的物理獨(dú)立性和一定的邏輯獨(dú)立性 數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化：整體結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)控制能力：由DBMS統(tǒng)一管理和控制應(yīng)用程式與數(shù)據(jù)的對(duì)應(yīng)關(guān)係(資料庫(kù)系統(tǒng))DBMS應(yīng)用程式1應(yīng)用程式2資料庫(kù)…數(shù)據(jù)的高共用性的好處降低數(shù)據(jù)的冗餘度，節(jié)省存儲(chǔ)空間避免數(shù)據(jù)間的不一致性使系統(tǒng)易於擴(kuò)充數(shù)據(jù)獨(dú)立性物理獨(dú)立性指用戶的應(yīng)用程式與存儲(chǔ)在磁片上的資料庫(kù)中數(shù)據(jù)是相互獨(dú)立的。當(dāng)數(shù)據(jù)的物理存儲(chǔ)改變了，應(yīng)用程式不用改變。邏輯獨(dú)立性指用戶的應(yīng)用程式與資料庫(kù)的邏輯結(jié)構(gòu)是相互獨(dú)立的。數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)改變了，用戶程式也可以不變。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化整體數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化是資料庫(kù)的主要特徵之一。資料庫(kù)中實(shí)現(xiàn)的是數(shù)據(jù)的真正結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)用數(shù)據(jù)模型描述，無(wú)需程式定義和解釋。數(shù)據(jù)可以變長(zhǎng)。數(shù)據(jù)的最小存取單位是資料項(xiàng)目。DBMS對(duì)數(shù)據(jù)的控制功能數(shù)據(jù)的安全性（Security）保護(hù)使每個(gè)用戶只能按指定方式使用和處理指定數(shù)據(jù)，保護(hù)數(shù)據(jù)以防止不合法的使用造成的數(shù)據(jù)的洩密和破壞。數(shù)據(jù)的完整性（Integrity）檢查將數(shù)據(jù)控制在有效的範(fàn)圍內(nèi)，或保證數(shù)據(jù)之間滿足一定的關(guān)係。DBMS對(duì)數(shù)據(jù)的控制功能併發(fā)（Concurrency）控制對(duì)多用戶的併發(fā)操作加以控制和協(xié)調(diào)，防止相互干擾而得到錯(cuò)誤的結(jié)果。資料庫(kù)恢復(fù)（Recovery）將資料庫(kù)從錯(cuò)誤狀態(tài)恢復(fù)到某一已知的正確狀態(tài)。第一章緒論1.1資料庫(kù)系統(tǒng)概述1.2數(shù)據(jù)模型1.3資料庫(kù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1.4資料庫(kù)系統(tǒng)的組成1.5資料庫(kù)技術(shù)的研究領(lǐng)域1.6小結(jié)數(shù)據(jù)模型在資料庫(kù)中用數(shù)據(jù)模型這個(gè)工具來(lái)抽象、表示和處理現(xiàn)實(shí)世界中的數(shù)據(jù)和資訊。通俗地講數(shù)據(jù)模型就是現(xiàn)實(shí)世界的模擬數(shù)據(jù)模型應(yīng)滿足三方面要求能比較真實(shí)地模擬現(xiàn)實(shí)世界容易為人所理解便於在電腦上實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)模型(續(xù))數(shù)據(jù)模型分成兩個(gè)不同的層次(1)概念模型也稱資訊模型，它是按用戶的觀點(diǎn)來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)和資訊建模。(2)數(shù)據(jù)模型主要包括網(wǎng)狀模型、層次模型、關(guān)係模型等，它是按電腦系統(tǒng)的觀點(diǎn)對(duì)數(shù)據(jù)建模。數(shù)據(jù)模型(續(xù))客觀對(duì)象的抽象過(guò)程---兩步抽象現(xiàn)實(shí)世界中的客觀對(duì)象抽象為概念模型；把概念模型轉(zhuǎn)換為某一DBMS支持的數(shù)據(jù)模型。概念模型是現(xiàn)實(shí)世界到機(jī)器世界的一個(gè)中間層次。1.2數(shù)據(jù)模型

1.2.1數(shù)據(jù)模型的組成要素

1.2.2概念模型

1.2.3常用數(shù)據(jù)模型

1.2.4層次模型

1.2.5網(wǎng)狀模型

1.2.6關(guān)係模型1.2.1數(shù)據(jù)模型的組成要素?cái)?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)什麼是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)對(duì)象類型的集合兩類對(duì)象與數(shù)據(jù)類型、內(nèi)容、性質(zhì)有關(guān)的對(duì)象與數(shù)據(jù)之間聯(lián)繫有關(guān)的對(duì)象數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是對(duì)系統(tǒng)靜態(tài)特性的描述2.數(shù)據(jù)操作數(shù)據(jù)操作對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中各種對(duì)象（型）的實(shí)例（值）允許執(zhí)行的操作及有關(guān)的操作規(guī)則數(shù)據(jù)操作的類型檢索更新（包括插入、刪除、修改）

數(shù)據(jù)操作(續(xù))數(shù)據(jù)模型對(duì)操作的定義操作的確切含義操作符號(hào)操作規(guī)則（如優(yōu)先順序）實(shí)現(xiàn)操作的語(yǔ)言數(shù)據(jù)操作是對(duì)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的描述。3.數(shù)據(jù)的約束條件數(shù)據(jù)的約束條件一組完整性規(guī)則的集合。完整性規(guī)則是給定的數(shù)據(jù)模型中數(shù)據(jù)及其聯(lián)繫所具有的制約和儲(chǔ)存規(guī)則，用以限定符合數(shù)據(jù)模型的資料庫(kù)狀態(tài)以及狀態(tài)的變化，以保證數(shù)據(jù)的正確、有效、相容。

數(shù)據(jù)的約束條件(續(xù))數(shù)據(jù)模型對(duì)約束條件的定義反映和規(guī)定本數(shù)據(jù)模型必須遵守的基本的通用的完整性約束條件。例如在關(guān)係模型中，任何關(guān)係必須滿足實(shí)體完整性和參照完整性兩個(gè)條件。提供定義完整性約束條件的機(jī)制，以反映具體應(yīng)用所涉及的數(shù)據(jù)必須遵守的特定的語(yǔ)義約束條件。1.2.2概念模型1.概念模型2.資訊世界中的基本概念3.概念模型的表示方法1.概念模型概念模型的用途概念模型用於資訊世界的建模是現(xiàn)實(shí)世界到機(jī)器世界的一個(gè)中間層次是資料庫(kù)設(shè)計(jì)的有力工具資料庫(kù)設(shè)計(jì)人員和用戶之間進(jìn)行交流的語(yǔ)言對(duì)概念模型的基本要求較強(qiáng)的語(yǔ)義表達(dá)能力，能夠方便、直接地表達(dá)應(yīng)用中的各種語(yǔ)義知識(shí)簡(jiǎn)單、清晰、易於用戶理解。2.資訊世界中的基本概念

(1)實(shí)體（Entity）客觀存在並可相互區(qū)別的事物稱為實(shí)體?？梢允蔷唧w的人、事、物或抽象的概念。(2)屬性（Attribute）實(shí)體所具有的某一特性稱為屬性。一個(gè)實(shí)體可以由若干個(gè)屬性來(lái)刻畫。

(3)碼（Key）唯一標(biāo)識(shí)實(shí)體的屬性集稱為碼。

資訊世界中的基本概念(續(xù))(4)域（Domain）屬性的取值範(fàn)圍稱為該屬性的域。(5)實(shí)體型（EntityType）用實(shí)體名及其屬性名集合來(lái)抽象和刻畫同類實(shí)體稱為實(shí)體型(6)實(shí)體集（EntitySet）同型實(shí)體的集合稱為實(shí)體集資訊世界中的基本概念(續(xù))(7)聯(lián)繫（Relationship）現(xiàn)實(shí)世界中事物內(nèi)部以及事物之間的聯(lián)繫在資訊世界中反映為實(shí)體內(nèi)部的聯(lián)繫和實(shí)體之間的聯(lián)繫實(shí)體型間聯(lián)繫兩個(gè)實(shí)體型一對(duì)一聯(lián)繫（1:1）三個(gè)實(shí)體型一對(duì)多聯(lián)繫（1:n）一個(gè)實(shí)體型多對(duì)多聯(lián)繫（m:n）

兩個(gè)實(shí)體型間的聯(lián)繫實(shí)體型1聯(lián)繫名實(shí)體型2111:1聯(lián)繫實(shí)體型1聯(lián)繫名實(shí)體型2mnm:n聯(lián)繫實(shí)體型1聯(lián)繫名實(shí)體型21n1:n聯(lián)繫兩個(gè)實(shí)體型間的聯(lián)繫一對(duì)一聯(lián)繫如果對(duì)於實(shí)體集A中的每一個(gè)實(shí)體，實(shí)體集B中至多有一個(gè)實(shí)體與之聯(lián)繫，反之亦然，則稱實(shí)體集A與實(shí)體集B具有一對(duì)一聯(lián)繫。記為1:1。

實(shí)例班級(jí)與班長(zhǎng)之間的聯(lián)繫：一個(gè)班級(jí)只有一個(gè)正班長(zhǎng)一個(gè)班長(zhǎng)只在一個(gè)班中任職兩個(gè)實(shí)體型間的聯(lián)繫(續(xù))一對(duì)多聯(lián)繫如果對(duì)於實(shí)體集A中的每一個(gè)實(shí)體，實(shí)體集B中有n個(gè)實(shí)體（n≥0）與之聯(lián)繫，反之，對(duì)於實(shí)體集B中的每一個(gè)實(shí)體，實(shí)體集A中至多只有一個(gè)實(shí)體與之聯(lián)繫，則稱實(shí)體集A與實(shí)體集B有一對(duì)多聯(lián)繫記為1:n實(shí)例班級(jí)與學(xué)生之間的聯(lián)繫：一個(gè)班級(jí)中有若干名學(xué)生，每個(gè)學(xué)生只在一個(gè)班級(jí)中學(xué)習(xí)兩個(gè)實(shí)體型間的聯(lián)繫(續(xù))多對(duì)多聯(lián)繫（m:n）如果對(duì)於實(shí)體集A中的每一個(gè)實(shí)體，實(shí)體集B中有n個(gè)實(shí)體（n≥0）與之聯(lián)繫，反之，對(duì)於實(shí)體集B中的每一個(gè)實(shí)體，實(shí)體集A中也有m個(gè)實(shí)體（m≥0）與之聯(lián)繫，則稱實(shí)體集A與實(shí)體B具有多對(duì)多聯(lián)繫。記為m:n實(shí)例課程與學(xué)生之間的聯(lián)繫：一門課程同時(shí)有若干個(gè)學(xué)生選修一個(gè)學(xué)生可以同時(shí)選修多門課程多個(gè)實(shí)體型間的聯(lián)繫(續(xù))多個(gè)實(shí)體型間的一對(duì)多聯(lián)繫若實(shí)體集E1，E2，...，En存在聯(lián)繫，對(duì)於實(shí)體集Ej（j=1，2，...，i-1，i+1，...，n）中的給定實(shí)體，最多只和Ei中的一個(gè)實(shí)體相聯(lián)系，則我們說(shuō)Ei與E1，E2，...，Ei-1，Ei+1，...，En之間的聯(lián)繫是一對(duì)多的。多個(gè)實(shí)體型間的聯(lián)繫(續(xù))實(shí)例

課程、教師與參考書三個(gè)實(shí)體型如果一門課程可以有若干個(gè)教師講授，使用若干本參考書，每一個(gè)教師只講授一門課程，每一本參考書只供一門課程使用課程與教師、參考書之間的聯(lián)繫是一對(duì)多的多個(gè)實(shí)體型間的一對(duì)一聯(lián)繫多個(gè)實(shí)體型間的多對(duì)多聯(lián)繫同一實(shí)體集內(nèi)各實(shí)體間的聯(lián)繫一對(duì)多聯(lián)繫實(shí)例

職工實(shí)體集內(nèi)部具有領(lǐng)導(dǎo)與被領(lǐng)導(dǎo)的聯(lián)繫某一職工（幹部）“領(lǐng)導(dǎo)”若干名職工一個(gè)職工僅被另外一個(gè)職工直接領(lǐng)導(dǎo)這是一對(duì)多的聯(lián)繫一對(duì)一聯(lián)繫多對(duì)多聯(lián)繫3.概念模型的表示方法概念模型的表示方法很多實(shí)體－聯(lián)繫方法(E-R方法)用E-R圖來(lái)描述現(xiàn)實(shí)世界的概念模型E-R方法也稱為E-R模型E-R圖實(shí)體型用矩形表示，矩形框內(nèi)寫明實(shí)體名。學(xué)生教師E-R圖(續(xù))屬性用橢圓形表示，並用無(wú)向邊將其與相應(yīng)的實(shí)體連接起來(lái)學(xué)生學(xué)號(hào)年齡性別姓名E-R圖(續(xù))聯(lián)繫聯(lián)繫本身：用菱形表示，菱形框內(nèi)寫明聯(lián)繫名，並用無(wú)向邊分別與有關(guān)實(shí)體連接起來(lái)，同時(shí)在無(wú)向邊旁標(biāo)上聯(lián)系的類型（1:1、1:n或m:n）聯(lián)繫的屬性：聯(lián)繫本身也是一種實(shí)體型，也可以有屬性。如果一個(gè)聯(lián)繫具有屬性，則這些屬性也要用無(wú)向邊與該聯(lián)繫連接起來(lái)

聯(lián)繫的表示方法實(shí)體型1聯(lián)繫名實(shí)體型2111:1聯(lián)繫實(shí)體型1聯(lián)繫名實(shí)體型2mnm:n聯(lián)繫實(shí)體型1聯(lián)繫名實(shí)體型21n1:n聯(lián)繫聯(lián)繫的表示方法(續(xù))實(shí)體型1聯(lián)繫名mn同一實(shí)體型內(nèi)部的m:n聯(lián)繫實(shí)體型1聯(lián)繫名實(shí)體型21m多個(gè)實(shí)體型間的1:n聯(lián)繫實(shí)體型3n聯(lián)繫的表示方法示例班級(jí)班級(jí)-班長(zhǎng)班長(zhǎng)111:1聯(lián)繫課程選修學(xué)生mnm:n聯(lián)繫班級(jí)組成學(xué)生1n1:n聯(lián)繫聯(lián)繫的表示方法示例(續(xù))職工領(lǐng)導(dǎo)1n同一實(shí)體型內(nèi)部的1:n聯(lián)繫課程講授教師1m多個(gè)實(shí)體型間的1:n聯(lián)繫參考書n聯(lián)繫屬性的表示方法課程選修學(xué)生mn成績(jī)E-R圖實(shí)例職工號(hào)姓名性別年齡職稱書號(hào)書名簡(jiǎn)介價(jià)格課程名學(xué)分課程號(hào)專業(yè)系班編號(hào)成績(jī)學(xué)員學(xué)號(hào)姓名性別年齡教師參考書講授課程mn1選修mn領(lǐng)導(dǎo)1n學(xué)生組成班級(jí)n1實(shí)體集聯(lián)繫屬性（某教學(xué)管理E-R圖）1.2.3常用數(shù)據(jù)模型非關(guān)係模型層次模型（HierarchicalModel）網(wǎng)狀模型(NetworkModel)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：以基本層次聯(lián)繫為基本單位

基本層次聯(lián)繫：兩個(gè)記錄以及它們之間的一對(duì)多（包括一對(duì)一)的聯(lián)繫常用數(shù)據(jù)模型(續(xù))關(guān)係模型(RelationalModel)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：表面向?qū)ο竽Ｐ?ObjectOrientedModel）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：對(duì)象1.2數(shù)據(jù)模型

1.2.1數(shù)據(jù)模型的組成要素

1.2.2概念模型

1.2.3常用數(shù)據(jù)模型

1.2.4層次模型

1.2.5網(wǎng)狀模型

1.2.6關(guān)係模型1.2.4層次模型1.層次數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)2.層次數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)操縱3.層次數(shù)據(jù)模型的與完整性約束4.層次數(shù)據(jù)模型的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)5.層次數(shù)據(jù)模型的優(yōu)缺點(diǎn)

6.典型的層次資料庫(kù)系統(tǒng)1.層次數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)層次模型

滿足下麵兩個(gè)條件的基本層次聯(lián)繫的集合為層次模型。1.有且只有一個(gè)結(jié)點(diǎn)沒(méi)有雙親結(jié)點(diǎn)，這個(gè)結(jié)點(diǎn)稱為根結(jié)點(diǎn)2.根以外的其他結(jié)點(diǎn)有且只有一個(gè)雙親結(jié)點(diǎn)層次模型中的幾個(gè)術(shù)語(yǔ)根結(jié)點(diǎn)，雙親結(jié)點(diǎn)，兄弟結(jié)點(diǎn)，葉結(jié)點(diǎn)層次數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(續(xù)）

Ｒ1

根結(jié)點(diǎn)

Ｒ2

兄弟結(jié)點(diǎn)

Ｒ3

葉結(jié)點(diǎn)

Ｒ4

兄弟結(jié)點(diǎn)

Ｒ5

葉結(jié)點(diǎn)

葉結(jié)點(diǎn)層次數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(續(xù)）表示方法實(shí)體型：用記錄類型描述。每個(gè)結(jié)點(diǎn)表示一個(gè)記錄類型。屬性：用字段描述。每個(gè)記錄類型可包含若干個(gè)字段。聯(lián)繫：用結(jié)點(diǎn)之間的連線表示記錄（類）型之間的

一對(duì)多的聯(lián)繫實(shí)例：教員-學(xué)生數(shù)據(jù)模型（P23）層次數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(續(xù)）特點(diǎn)結(jié)點(diǎn)的雙親是唯一的只能直接處理一對(duì)多的實(shí)體聯(lián)繫每個(gè)記錄類型定義一個(gè)排序字段，也稱為碼字段任何記錄值只有按其路徑查看時(shí)，才能顯出它的全部意義沒(méi)有一個(gè)子女記錄值能夠脫離雙親記錄值而獨(dú)立存在層次數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(續(xù)）多對(duì)多聯(lián)繫在層次模型中的表示用層次模型間接表示多對(duì)多聯(lián)繫方法將多對(duì)多聯(lián)繫分解成一對(duì)多聯(lián)繫分解方法冗餘結(jié)點(diǎn)法虛擬結(jié)點(diǎn)法2.層次模型的數(shù)據(jù)操縱

查詢插入刪除更新3.層次模型的完整性約束無(wú)相應(yīng)的雙親結(jié)點(diǎn)值就不能插入子女結(jié)點(diǎn)值如果刪除雙親結(jié)點(diǎn)值，則相應(yīng)的子女結(jié)點(diǎn)值也被同時(shí)刪除更新操作時(shí)，應(yīng)更新所有相應(yīng)記錄，以保證數(shù)據(jù)的一致性4.層次數(shù)據(jù)模型的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)鄰接法按照層次樹前序遍曆的順序把所有記錄值依次鄰接存放，即通過(guò)物理空間的位置相鄰來(lái)實(shí)現(xiàn)層次順序鏈接法用指引元來(lái)反映數(shù)據(jù)之間的層次聯(lián)繫子女－兄弟鏈接法P26層次序列鏈接法P265.層次模型的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)層次數(shù)據(jù)模型簡(jiǎn)單，對(duì)具有一對(duì)多的層次關(guān)係的部門描述自然、直觀，容易理解性能優(yōu)於關(guān)係模型，不低於網(wǎng)狀模型層次數(shù)據(jù)模型提供了良好的完整性支持缺點(diǎn)多對(duì)多聯(lián)繫表示不自然對(duì)插入和刪除操作的限制多查詢子女結(jié)點(diǎn)必須通過(guò)雙親結(jié)點(diǎn)層次命令趨於程式化6.典型的層次資料庫(kù)系統(tǒng)IMS資料庫(kù)管理系統(tǒng)第一個(gè)大型商用DBMS1968年推出IBM公司研製

第一章緒論（續(xù)）第一章緒論1.1資料庫(kù)系統(tǒng)概述1.2數(shù)據(jù)模型1.3資料庫(kù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1.4資料庫(kù)系統(tǒng)的組成1.5資料庫(kù)技術(shù)的研究領(lǐng)域1.6小結(jié)1.2數(shù)據(jù)模型1.2.1概念模型

1.2.2數(shù)據(jù)模型的組成要素

1.2.3最常用的數(shù)據(jù)模型

1.2.4層次模型

1.2.5網(wǎng)狀模型

1.2.6關(guān)係模型1.2.5網(wǎng)狀模型1.網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)2.網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)操縱3.網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的完整性約束4.網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)5.網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的優(yōu)缺點(diǎn)6.典型的網(wǎng)狀資料庫(kù)系統(tǒng)1.網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)網(wǎng)狀模型滿足下麵兩個(gè)條件的基本層次聯(lián)繫的集合為網(wǎng)狀模型。1.允許一個(gè)以上的結(jié)點(diǎn)無(wú)雙親；2.一個(gè)結(jié)點(diǎn)可以有多於一個(gè)的雙親。網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

Ｒ1

Ｒ2

R3L1L2

R1

R2L3L1L2

R3L4

R4

R5

網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(續(xù)）表示方法（與層次數(shù)據(jù)模型相同）實(shí)體型：用記錄類型描述。每個(gè)結(jié)點(diǎn)表示一個(gè)記錄類型。屬性：用字段描述。每個(gè)記錄類型可包含若干個(gè)字段。聯(lián)繫：用結(jié)點(diǎn)之間的連線表示記錄（類）型之間的一對(duì)多的父子聯(lián)繫。網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(續(xù)）特點(diǎn)只能直接處理一對(duì)多的實(shí)體聯(lián)繫每個(gè)記錄類型定義一個(gè)排序字段，也稱為碼字段任何記錄值只有按其路徑查看時(shí)，才能顯出它的全部意義網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(續(xù)）網(wǎng)狀模型與層次模型的區(qū)別網(wǎng)狀模型允許多個(gè)結(jié)點(diǎn)沒(méi)有雙親結(jié)點(diǎn)網(wǎng)狀模型允許結(jié)點(diǎn)有多個(gè)雙親結(jié)點(diǎn)網(wǎng)狀模型允許兩個(gè)結(jié)點(diǎn)之間有多種聯(lián)繫（複合聯(lián)繫）網(wǎng)狀模型可以更直接地去描述現(xiàn)實(shí)世界層次模型實(shí)際上是網(wǎng)狀模型的一個(gè)特例網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(續(xù)）

Ｒ1

Ｒ2

R3L1L2

R1

R2L3L1L2

R3L4

R4

R5

網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(續(xù)）

Ｒ1

L1L2

R2網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(續(xù)）學(xué)生宿舍學(xué)生教研室系教師網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(續(xù)）父母人子女樹種植砍伐養(yǎng)育贍養(yǎng)網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(續(xù)）多對(duì)多聯(lián)繫在網(wǎng)狀模型中的表示用網(wǎng)狀模型間接表示多對(duì)多聯(lián)繫方法將多對(duì)多聯(lián)繫直接分解成一對(duì)多聯(lián)繫2.網(wǎng)狀模型的數(shù)據(jù)操縱查詢插入刪除更新3.網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的完整性約束網(wǎng)狀資料庫(kù)系統(tǒng)（如DBTG）對(duì)數(shù)據(jù)操縱加了一些限制，提供了一定的完整性約束碼雙親結(jié)點(diǎn)與子女結(jié)點(diǎn)之間是一對(duì)多聯(lián)繫屬籍類別加入類別(自動(dòng)的，手工的)移出類別(固定的，必須的，隨意的)3.網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的完整性約束完整性約束條件允許插入尚未確定雙親結(jié)點(diǎn)值的子女結(jié)點(diǎn)值允許只刪除雙親結(jié)點(diǎn)值4.網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)關(guān)鍵實(shí)現(xiàn)記錄之間的聯(lián)繫常用方法單向鏈接雙向鏈接環(huán)狀鏈接向首鏈接例：P295.網(wǎng)狀模型的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)能夠更為直接地描述現(xiàn)實(shí)世界，如一個(gè)結(jié)點(diǎn)可以有多個(gè)雙親具有良好的性能，存取效率較高缺點(diǎn)結(jié)構(gòu)比較複雜，而且隨著應(yīng)用環(huán)境的擴(kuò)大，資料庫(kù)的結(jié)構(gòu)就變得越來(lái)越複雜，不利於最終用戶掌握DDL、DML語(yǔ)言複雜，用戶不容易使用6.典型的網(wǎng)狀資料庫(kù)系統(tǒng)DBTG系統(tǒng)，亦稱CODASYL系統(tǒng)由DBTG提出的一個(gè)系統(tǒng)方案奠定了資料庫(kù)系統(tǒng)的基本概念、方法和技術(shù)70年代推出實(shí)際系統(tǒng)CullinetSoftwareInc.公司的IDMSUnivac公司的DMS1100Honeywell公司的IDS/2HP公司的IMAGE1.2數(shù)據(jù)模型1.2.1概念模型

1.2.2數(shù)據(jù)模型的組成要素

1.2.3最常用的數(shù)據(jù)模型

1.2.4層次模型

1.2.5網(wǎng)狀模型

1.2.6關(guān)係模型1.2.6關(guān)係模型1.關(guān)係數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)2.關(guān)係數(shù)據(jù)模型的操縱3.關(guān)係數(shù)據(jù)模型的完整性約束4.關(guān)係數(shù)據(jù)模型的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)5.關(guān)係數(shù)據(jù)模型的優(yōu)缺點(diǎn)6.典型的關(guān)係資料庫(kù)系統(tǒng)

關(guān)係模型最重要的一種數(shù)據(jù)模型。也是目前主要採(cǎi)用的數(shù)據(jù)模型1970年由美國(guó)IBM公司SanJose研究室的研究員E.F.Codd提出本課程的重點(diǎn)關(guān)係數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)在用戶觀點(diǎn)下，關(guān)係模型中數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)是一張二維表，它由行和列組成。關(guān)係模型的基本概念關(guān)係（Relation）一個(gè)關(guān)係對(duì)應(yīng)通常說(shuō)的一張表。元組（Tuple）表中的一行即為一個(gè)元組。屬性（Attribute）表中的一列即為一個(gè)屬性，給每一個(gè)屬性起一個(gè)名稱即屬性名。關(guān)係模型的基本概念主碼（Key）表中的某個(gè)屬性組，它可以唯一確定一個(gè)元組。域（Domain）屬性的取值範(fàn)圍。分量元組中的一個(gè)屬性值。關(guān)係模式對(duì)關(guān)係的描述關(guān)係名（屬性1，屬性2，…，屬性n）學(xué)生（學(xué)號(hào)，姓名，年齡，性別，系，年級(jí)）關(guān)係數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(續(xù)）實(shí)體及實(shí)體間的聯(lián)繫的表示方法實(shí)體型：直接用關(guān)係（表）表示。屬性：用屬性名表示。一對(duì)一聯(lián)繫：隱含在實(shí)體對(duì)應(yīng)的關(guān)係中。一對(duì)多聯(lián)繫：隱含在實(shí)體對(duì)應(yīng)的關(guān)係中。多對(duì)多聯(lián)繫：直接用關(guān)係表示。關(guān)係數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(續(xù)）例1學(xué)生、系、系與學(xué)生之間的一對(duì)多聯(lián)繫：學(xué)生（學(xué)號(hào)，姓名，年齡，性別，系號(hào)，年級(jí)）系(系號(hào)，系名，辦公地點(diǎn))例2系、系主任、系與系主任間的一對(duì)一聯(lián)繫關(guān)係數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(續(xù)）例3學(xué)生、課程、學(xué)生與課程之間的多對(duì)多聯(lián)繫：

學(xué)生（學(xué)號(hào)，姓名，年齡，性別，系號(hào)，年級(jí)）課程（課程號(hào)，課程名，學(xué)分）選修（學(xué)號(hào)，課程號(hào)，成績(jī)）關(guān)係數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(續(xù)）關(guān)係必須是規(guī)範(fàn)化的，滿足一定的規(guī)範(fàn)條件最基本的規(guī)範(fàn)條件：關(guān)係的每一個(gè)分量必須是一個(gè)不可分的資料項(xiàng)目。2.關(guān)係模型的數(shù)據(jù)操縱查詢、插入、刪除、更新數(shù)據(jù)操作是集合操作，操作對(duì)象和操作結(jié)果都是關(guān)係，即若幹元組的集合存取路徑對(duì)用戶隱蔽，用戶只要指出“幹什麼”，不必詳細(xì)說(shuō)明“怎麼幹”3.關(guān)係模型的完整性約束實(shí)體完整性參照完整性用戶定義的完整性4.關(guān)係數(shù)據(jù)模型的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)表以檔形式存儲(chǔ)有的DBMS一個(gè)表對(duì)應(yīng)一個(gè)操作系統(tǒng)檔有的DBMS自己設(shè)計(jì)檔結(jié)構(gòu)5.關(guān)係模型的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)建立在嚴(yán)格的數(shù)學(xué)概念的基礎(chǔ)上概念單一。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、清晰，用戶易懂易用實(shí)體和各類聯(lián)繫都用關(guān)係來(lái)表示。對(duì)數(shù)據(jù)的檢索結(jié)果也是關(guān)係。關(guān)係模型的存取路徑對(duì)用戶透明具有更高的數(shù)據(jù)獨(dú)立性，更好的安全保密性簡(jiǎn)化了程式員的工作和數(shù)據(jù)庫(kù)開發(fā)建立的工作關(guān)係模型的優(yōu)缺點(diǎn)（續(xù)）缺點(diǎn)存取路徑對(duì)用戶透明導(dǎo)致查詢效率往往不如非關(guān)係數(shù)據(jù)模型為提高性能，必須對(duì)用戶的查詢請(qǐng)求進(jìn)行優(yōu)化增加了開發(fā)資料庫(kù)管理系統(tǒng)的難度6.典型的關(guān)係資料庫(kù)系統(tǒng)ORACLESYBASEINFORMIXDB/2COBASEPBASEEasyBaseDM/2OpenBase第一章緒論1.1資料庫(kù)系統(tǒng)概述1.2數(shù)據(jù)模型1.3資料庫(kù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1.4資料庫(kù)系統(tǒng)的組成1.5資料庫(kù)技術(shù)的研究領(lǐng)域1.6小結(jié)1.3資料庫(kù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1.3.1資料庫(kù)系統(tǒng)內(nèi)部的模式結(jié)構(gòu)從資料庫(kù)管理系統(tǒng)角度看1.3.2資料庫(kù)系統(tǒng)外部的體系結(jié)構(gòu)從資料庫(kù)最終用戶角度看1.3.1資料庫(kù)系統(tǒng)的模式結(jié)構(gòu)資料庫(kù)系統(tǒng)模式的概念資料庫(kù)系統(tǒng)的三級(jí)模式結(jié)構(gòu)資料庫(kù)的二級(jí)映象功能與數(shù)據(jù)獨(dú)立性小結(jié)資料庫(kù)系統(tǒng)模式的概念“型”和“值”的概念型（Type）對(duì)某一類數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)和屬性的說(shuō)明值（Value）是型的一個(gè)具體賦值例如：學(xué)生記錄記錄型：（學(xué)號(hào)，姓名，性別，系別，年齡，籍貫）該記錄型的一個(gè)記錄值：（900201，李明，男，電腦，22，江蘇）資料庫(kù)系統(tǒng)模式的概念（續(xù)）模式（Schema）資料庫(kù)邏輯結(jié)構(gòu)和特徵的描述是型的描述反映的是數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)及其聯(lián)繫模式是相對(duì)穩(wěn)定的模式的一個(gè)實(shí)例（Instance）模式的一個(gè)具體值反映資料庫(kù)某一時(shí)刻的狀態(tài)同一個(gè)模式可以有很多實(shí)例實(shí)例隨資料庫(kù)中的數(shù)據(jù)的更新而變動(dòng)1.3.1資料庫(kù)系統(tǒng)的模式結(jié)構(gòu)資料庫(kù)系統(tǒng)模式的概念資料庫(kù)系統(tǒng)的三級(jí)模式結(jié)構(gòu)資料庫(kù)的二級(jí)映象功能與數(shù)據(jù)獨(dú)立性小結(jié)資料庫(kù)系統(tǒng)的三級(jí)模式結(jié)構(gòu)1．模式（Schema）模式（也稱邏輯模式）資料庫(kù)中全體數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和特徵的描述所有用戶的公共數(shù)據(jù)視圖，綜合了所有用戶的需求一個(gè)資料庫(kù)只有一個(gè)模式模式的地位：是資料庫(kù)系統(tǒng)模式結(jié)構(gòu)的中間層與數(shù)據(jù)的物理存儲(chǔ)細(xì)節(jié)和硬體環(huán)境無(wú)關(guān)與具體的應(yīng)用程式、開發(fā)工具及高級(jí)程式設(shè)計(jì)語(yǔ)言無(wú)關(guān)模式的定義數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)（資料項(xiàng)目的名字、類型、取值範(fàn)圍等）數(shù)據(jù)之間的聯(lián)繫數(shù)據(jù)有關(guān)的安全性、完整性要求2.外模式（ExternalSchema）外模式（也稱子模式或用戶模式）資料庫(kù)用戶（包括應(yīng)用程式員和最終用戶）使用的局部數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和特徵的描述資料庫(kù)用戶的數(shù)據(jù)視圖，是與某一應(yīng)用有關(guān)的數(shù)據(jù)的邏輯表示外模式（續(xù)）外模式的地位：介於模式與應(yīng)用之間模式與外模式的關(guān)係：一對(duì)多外模式通常是模式的子集一個(gè)資料庫(kù)可以有多個(gè)外模式。反映了不同的用戶的應(yīng)用需求、看待數(shù)據(jù)的方式、對(duì)數(shù)據(jù)保密的要求對(duì)模式中同一數(shù)據(jù)，在外模式中的結(jié)構(gòu)、類型、長(zhǎng)度、保密級(jí)別等都可以不同外模式與應(yīng)用的關(guān)係：一對(duì)多同一外模式也可以為某一用戶的多個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)所使用，但一個(gè)應(yīng)用程式只能使用一個(gè)外模式。外模式（續(xù)）外模式的用途保證資料庫(kù)安全性的一個(gè)有力措施。每個(gè)用戶只能看見和訪問(wèn)所對(duì)應(yīng)的外模式中的數(shù)據(jù)3．內(nèi)模式（InternalSchema）內(nèi)模式（也稱存儲(chǔ)模式）是數(shù)據(jù)物理結(jié)構(gòu)和存儲(chǔ)方式的描述是數(shù)據(jù)在資料庫(kù)內(nèi)部的表示方式記錄的存儲(chǔ)方式（順序存儲(chǔ)，按照B樹結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)，按hash方法存儲(chǔ)）索引的組織方式數(shù)據(jù)是否壓縮存儲(chǔ)數(shù)據(jù)是否加密數(shù)據(jù)存儲(chǔ)記錄結(jié)構(gòu)的規(guī)定一個(gè)資料庫(kù)只有一個(gè)內(nèi)模式1.3.1資料庫(kù)系統(tǒng)的模式結(jié)構(gòu)資料庫(kù)系統(tǒng)模式的概念資料庫(kù)系統(tǒng)的三級(jí)模式結(jié)構(gòu)資料庫(kù)的二級(jí)映象功能與數(shù)據(jù)獨(dú)立性小結(jié)三級(jí)模式與二級(jí)映象三級(jí)模式是對(duì)數(shù)據(jù)的三個(gè)抽象級(jí)別二級(jí)映象在DBMS內(nèi)部實(shí)現(xiàn)這三個(gè)抽象層次的聯(lián)繫和轉(zhuǎn)換資料庫(kù)系統(tǒng)的三級(jí)模式結(jié)構(gòu)1．外模式／模式映象定義外模式與模式之間的對(duì)應(yīng)關(guān)係每一個(gè)外模式都對(duì)應(yīng)一個(gè)外模式／模式映象映象定義通常包含在各自外模式的描述中外模式／模式映象的用途保證數(shù)據(jù)的邏輯獨(dú)立性當(dāng)模式改變時(shí)，資料庫(kù)管理員修改有關(guān)的外模式／模式映象，使外模式保持不變應(yīng)用程式是依據(jù)數(shù)據(jù)的外模式編寫的，從而應(yīng)用程式不必修改，保證了數(shù)據(jù)與程式的邏輯獨(dú)立性，簡(jiǎn)稱數(shù)據(jù)的邏輯獨(dú)立性。2．模式／內(nèi)模式映象模式／內(nèi)模式映象定義了數(shù)據(jù)全局邏輯結(jié)構(gòu)與存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)係。例如，說(shuō)明邏輯記錄和字段在內(nèi)部是如何表示的資料庫(kù)中模式／內(nèi)模式映象是唯一的該映象定義通常包含在模式描述中模式／內(nèi)模式映象的用途保證數(shù)據(jù)的物理獨(dú)立性當(dāng)資料庫(kù)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)改變了（例如選用了另一種存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)），資料庫(kù)管理員修改模式／內(nèi)模式映象，使模式保持不變應(yīng)用程式不受影響。保證了數(shù)據(jù)與程式的物理獨(dú)立性，簡(jiǎn)稱數(shù)據(jù)的物理獨(dú)立性。1.3.1資料庫(kù)系統(tǒng)的模式結(jié)構(gòu)資料庫(kù)系統(tǒng)模式的概念資料庫(kù)系統(tǒng)的三級(jí)模式結(jié)構(gòu)資料庫(kù)的二級(jí)映象功能與數(shù)據(jù)獨(dú)立性小結(jié)小結(jié)模式是資料庫(kù)的中心與關(guān)鍵獨(dú)立於資料庫(kù)的其他層次設(shè)計(jì)資料庫(kù)模式結(jié)構(gòu)時(shí)應(yīng)首先確定資料庫(kù)的邏輯模式小結(jié)（續(xù)）內(nèi)模式依賴於全局邏輯結(jié)構(gòu)，但獨(dú)立於資料庫(kù)的用戶視圖即外模式，也獨(dú)立於具體的存儲(chǔ)設(shè)備。它將全局邏輯結(jié)構(gòu)中所定義的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及其聯(lián)繫按照一定的物理存儲(chǔ)策略進(jìn)行組織，以達(dá)到較好的時(shí)間與空間效率。小結(jié)（續(xù)）外模式面向具體的應(yīng)用程式，定義在邏輯模式之上，但獨(dú)立於存儲(chǔ)模式和存儲(chǔ)設(shè)備設(shè)計(jì)外模式時(shí)應(yīng)充分考慮到應(yīng)用的擴(kuò)充性。當(dāng)應(yīng)用需求發(fā)生較大變化，相應(yīng)外模式不能滿足其視圖要求時(shí)，該外模式就得做相應(yīng)改動(dòng)小結(jié)（續(xù)）應(yīng)用程式在外模式描述的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)上編制的，它依賴於特定的外模式，與資料庫(kù)的模式和存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)獨(dú)立。不同的應(yīng)用程式有時(shí)可以共用同一個(gè)外模式。小結(jié)（續(xù)）二級(jí)映象保證了資料庫(kù)外模式的穩(wěn)定性，從而從底層保證了應(yīng)用程式的穩(wěn)定性，除非應(yīng)用需求本身發(fā)生變化，否則應(yīng)用程式一般不需要修改。數(shù)據(jù)與程式之間的獨(dú)立性，使得數(shù)據(jù)的定義和描述可以從應(yīng)用程式中分離出去。1.3資料庫(kù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1.3.1資料庫(kù)系統(tǒng)內(nèi)部的模式結(jié)構(gòu)從資料庫(kù)管理系統(tǒng)角度看1.3.2資料庫(kù)系統(tǒng)外部的體系結(jié)構(gòu)從資料庫(kù)最終用戶角度看1.3.2資料庫(kù)系統(tǒng)外部的體系結(jié)構(gòu)單用戶結(jié)構(gòu)主從式結(jié)構(gòu)分佈式結(jié)構(gòu)客戶/伺服器結(jié)構(gòu)流覽器/應(yīng)用伺服器/資料庫(kù)伺服器結(jié)構(gòu)1.單用戶數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)整個(gè)資料庫(kù)系統(tǒng)(應(yīng)用程式、DBMS、數(shù)據(jù))裝在一臺(tái)電腦上，為一個(gè)用戶獨(dú)佔(zhàn)，不同機(jī)器之間不能共用數(shù)據(jù)。早期的最簡(jiǎn)單的資料庫(kù)系統(tǒng)2.主從式結(jié)構(gòu)的資料庫(kù)系統(tǒng)一個(gè)主機(jī)帶多個(gè)終端的多用戶結(jié)構(gòu)資料庫(kù)系統(tǒng)，包括應(yīng)用程式、DBMS、數(shù)據(jù)，都集中存放在主機(jī)上，所有處理任務(wù)都由主機(jī)來(lái)完成各個(gè)用戶通過(guò)主機(jī)的終端併發(fā)地存取資料庫(kù)，共用數(shù)據(jù)資源主從式結(jié)構(gòu)的資料庫(kù)系統(tǒng)主機(jī)終端主從式結(jié)構(gòu)的資料庫(kù)系統(tǒng)(續(xù)）優(yōu)點(diǎn)易於管理、控制與維護(hù)。缺點(diǎn)當(dāng)終端用戶數(shù)目增加到一定程度後，主機(jī)的任務(wù)會(huì)過(guò)分繁重，成為瓶頸，從而使系統(tǒng)性能下降。系統(tǒng)的可靠性依賴主機(jī),當(dāng)主機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)都不能使用。3.分佈式結(jié)構(gòu)的資料庫(kù)系統(tǒng)資料庫(kù)中的數(shù)據(jù)在邏輯上是一個(gè)整體，但物理地分佈在電腦網(wǎng)絡(luò)的不同結(jié)點(diǎn)上。網(wǎng)路中的每個(gè)結(jié)點(diǎn)都可以獨(dú)立處理本地資料庫(kù)中的數(shù)據(jù)，執(zhí)行局部應(yīng)用同時(shí)也可以同時(shí)存取和處理多個(gè)異地資料庫(kù)中的數(shù)據(jù)，執(zhí)行全局應(yīng)用分佈式結(jié)構(gòu)的資料庫(kù)系統(tǒng)（續(xù)）優(yōu)點(diǎn)適應(yīng)了地理上分散的公司、團(tuán)體和組織對(duì)於資料庫(kù)應(yīng)用的需求。缺點(diǎn)數(shù)據(jù)的分佈存放給數(shù)據(jù)的處理、管理與維護(hù)帶來(lái)困難。當(dāng)用戶需要經(jīng)常訪問(wèn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)時(shí)，系統(tǒng)效率會(huì)明顯地受到網(wǎng)路傳輸?shù)闹萍s。4．客戶／伺服器結(jié)構(gòu)的資料庫(kù)系統(tǒng)把DBMS功能和應(yīng)用分開網(wǎng)路中某個(gè)（些）結(jié)點(diǎn)上的電腦專門用於執(zhí)行DBMS功能，稱為資料庫(kù)伺服器，簡(jiǎn)稱伺服器其他結(jié)點(diǎn)上的電腦安裝DBMS的週邊應(yīng)用開發(fā)工具，用戶的應(yīng)用系統(tǒng)，稱為客戶機(jī)客戶／伺服器資料庫(kù)系統(tǒng)的種類集中的伺服器結(jié)構(gòu)一臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)伺服器，多臺(tái)客戶機(jī)分佈的伺服器結(jié)構(gòu)在網(wǎng)路中有多臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)伺服器分佈的伺服器結(jié)構(gòu)是客戶／伺服器與分佈式資料庫(kù)的結(jié)合客戶／伺服器結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)客戶端的用戶請(qǐng)求被傳送到資料庫(kù)伺服器，資料庫(kù)伺服器進(jìn)行處理後，只將結(jié)果返回給用戶，從而顯著減少了數(shù)據(jù)傳輸量資料庫(kù)更加開放客戶與伺服器一般都能在多種不同的硬體和軟體平臺(tái)上運(yùn)行可以使用不同廠商的資料庫(kù)應(yīng)用開發(fā)工具客戶／伺服器結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)“胖客戶”問(wèn)題：系統(tǒng)安裝複雜，工作量大。應(yīng)用維護(hù)困難，難於保密，造成安全性差。相同的應(yīng)用程式要重複安裝在每一臺(tái)客戶機(jī)上，從系統(tǒng)總體來(lái)看，大大浪費(fèi)了系統(tǒng)資源。系統(tǒng)規(guī)模達(dá)到數(shù)百數(shù)千臺(tái)客戶機(jī)，它們的硬體配置、操作系統(tǒng)又常常不同，要為每一個(gè)客戶機(jī)安裝應(yīng)用程序和相應(yīng)的工具模組，其安裝維護(hù)代價(jià)便不可接受了。流覽器/應(yīng)用伺服器/資料庫(kù)伺服器結(jié)構(gòu)客戶端：流覽器軟體、用戶介面流覽器的介面統(tǒng)一，廣大用戶容易掌握大大減少了培訓(xùn)時(shí)間與費(fèi)用。伺服器端分為兩部分：Web伺服器、應(yīng)用伺服器資料庫(kù)伺服器等大大減少了系統(tǒng)開發(fā)和維護(hù)代價(jià)能夠支持?jǐn)?shù)萬(wàn)甚至更多的用戶智能卡移動(dòng)通信電腦外設(shè)機(jī)頂盒零售設(shè)備印刷機(jī)影印機(jī)互聯(lián)網(wǎng)伺服器電話交換設(shè)備嵌入式數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)第一章緒論1.1資料庫(kù)系統(tǒng)概述1.2數(shù)據(jù)模型1.3資料庫(kù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1.4資料庫(kù)系統(tǒng)的組成1.5資料庫(kù)技術(shù)的研究領(lǐng)域1.6小結(jié)1.4資料庫(kù)系統(tǒng)的組成資料庫(kù)資料庫(kù)管理系統(tǒng)（及其開發(fā)工具）應(yīng)用系統(tǒng)資料庫(kù)管理員（用戶）一、硬體平臺(tái)及資料庫(kù)資料庫(kù)系統(tǒng)對(duì)硬體資源的要求(1)足夠大的記憶體操作系統(tǒng)DBMS的核心模組數(shù)據(jù)緩衝區(qū)應(yīng)用程式資料庫(kù)系統(tǒng)對(duì)硬體資源的要求(2)足夠大的外存磁片操作系統(tǒng)DBMS應(yīng)用程式資料庫(kù)及其備份光碟、磁帶、軟碟數(shù)據(jù)備份(3)較高的通道能力，提高數(shù)據(jù)傳送率二、軟體DBMS操作系統(tǒng)與資料庫(kù)介面的高級(jí)語(yǔ)言及其編譯系統(tǒng)以DBMS為核心的應(yīng)用開發(fā)工具為特定應(yīng)用環(huán)境開發(fā)的資料庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)三、人員資料庫(kù)管理員系統(tǒng)分析員資料庫(kù)設(shè)計(jì)人員應(yīng)用程式員(最終用戶)1.資料庫(kù)管理員(DBA)決定資料庫(kù)中的資訊內(nèi)容和結(jié)構(gòu)決定資料庫(kù)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)和存取策略定義數(shù)據(jù)的安全性要求和完整性約束條件資料庫(kù)管理員(續(xù))監(jiān)控資料庫(kù)的使用和運(yùn)行週期性轉(zhuǎn)儲(chǔ)資料庫(kù)數(shù)據(jù)檔日誌檔系統(tǒng)故障恢復(fù)介質(zhì)故障恢復(fù)監(jiān)視審計(jì)檔資料庫(kù)管理員(續(xù))資料庫(kù)的改進(jìn)和重組性能監(jiān)控和調(diào)優(yōu)數(shù)據(jù)重組資料庫(kù)重構(gòu)2.系統(tǒng)分析員負(fù)責(zé)應(yīng)用系統(tǒng)的需求分析和規(guī)範(fàn)說(shuō)明與用戶及DBA協(xié)商，確定系統(tǒng)的硬軟體配置參與資料庫(kù)系統(tǒng)的概要設(shè)計(jì)3.資料庫(kù)設(shè)計(jì)人員參加用戶需求調(diào)查和系統(tǒng)分析確定資料庫(kù)中的數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)資料庫(kù)各級(jí)模式4.應(yīng)用程式員設(shè)計(jì)和編寫應(yīng)用系統(tǒng)的程式模組進(jìn)行調(diào)試和安裝5.用戶偶然用戶企業(yè)或組織機(jī)構(gòu)的高中級(jí)管理人員簡(jiǎn)單用戶銀行的職員、機(jī)票預(yù)定人員、旅館總臺(tái)服務(wù)員用戶（續(xù)）複雜用戶工程師、科學(xué)家、經(jīng)濟(jì)學(xué)家、科技工作者等直接使用資料庫(kù)語(yǔ)言訪問(wèn)資料庫(kù)，甚至能夠基於資料庫(kù)管理系統(tǒng)的API編制自己的應(yīng)用程式第一章緒論1.1資料庫(kù)系統(tǒng)概述1.2數(shù)據(jù)模型1.3資料庫(kù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1.4

資料庫(kù)系統(tǒng)的組成1.5資料庫(kù)技術(shù)的研究領(lǐng)域1.6小結(jié)1.5資料庫(kù)技術(shù)的研究領(lǐng)域資料庫(kù)管理系統(tǒng)軟體的研製資料庫(kù)設(shè)計(jì)資料庫(kù)理論資料庫(kù)管理系統(tǒng)軟體的研製DBMS核心一組相互聯(lián)繫的軟體系統(tǒng)工具軟體中間件資料庫(kù)設(shè)計(jì)資料庫(kù)設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)工具設(shè)計(jì)理論數(shù)據(jù)模型和數(shù)據(jù)建模資料庫(kù)理論關(guān)係的規(guī)範(fàn)化理論關(guān)係數(shù)據(jù)理論第一章緒論1.1資料庫(kù)系統(tǒng)概述1.2數(shù)據(jù)模型1.3資料庫(kù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1.4

資料庫(kù)系統(tǒng)的組成1.5資料庫(kù)技術(shù)的研究領(lǐng)域1.6小結(jié)小結(jié)資料庫(kù)系統(tǒng)概述資料庫(kù)的基本概念數(shù)據(jù)管理的發(fā)展過(guò)程資料庫(kù)系統(tǒng)的研究領(lǐng)域數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)模型的三要素概念模型，E-R模型三種主要數(shù)據(jù)模型小結(jié)(續(xù))資料庫(kù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)資料庫(kù)系統(tǒng)三級(jí)模式結(jié)構(gòu)資料庫(kù)系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)資料庫(kù)系統(tǒng)的組成

第二章關(guān)係資料庫(kù)(續(xù)）第二章關(guān)係資料庫(kù)2.1關(guān)係模型概述2.2關(guān)係數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)2.3關(guān)係的完整性2.4關(guān)係代數(shù)2.5關(guān)係演算2.6小結(jié)2.4

關(guān)係代數(shù)

概述傳統(tǒng)的集合運(yùn)算專門的關(guān)係運(yùn)算概述1.關(guān)係代數(shù)2.運(yùn)算的三要素3.關(guān)係代數(shù)運(yùn)算的三個(gè)要素4.關(guān)係代數(shù)運(yùn)算的分類5.表示記號(hào)概述1.關(guān)係代數(shù) 一種抽象的查詢語(yǔ)言 用對(duì)關(guān)係的運(yùn)算來(lái)表達(dá)查詢概述(續(xù))2．關(guān)係代數(shù)運(yùn)算的三個(gè)要素運(yùn)算對(duì)象：關(guān)係運(yùn)算結(jié)果：關(guān)係運(yùn)算符：四類概述(續(xù))集合運(yùn)算符將關(guān)係看成元組的集合運(yùn)算是從關(guān)係的“水準(zhǔn)”方向即行的角度來(lái)進(jìn)行專門的關(guān)係運(yùn)算符不僅涉及行而且涉及列算術(shù)比較符輔助專門的關(guān)係運(yùn)算符進(jìn)行操作邏輯運(yùn)算符輔助專門的關(guān)係運(yùn)算符進(jìn)行操作集合運(yùn)算符∪-∩×並差交廣義笛卡爾積比較運(yùn)算符＞≥＜≤＝≠大於大於等於小於小於等於等於不等於運(yùn)算符含義運(yùn)算符含義表2.4關(guān)係代數(shù)運(yùn)算符

概述(續(xù))專門的關(guān)係運(yùn)算符σπ

÷選擇投影連接除邏輯運(yùn)算符

∧∨非與或運(yùn)算符含義運(yùn)算符含義表2.4關(guān)係代數(shù)運(yùn)算符（續(xù)）

概述(續(xù))概述(續(xù))4．關(guān)係代數(shù)運(yùn)算的分類 傳統(tǒng)的集合運(yùn)算並、差、交、廣義笛卡爾積 專門的關(guān)係運(yùn)算選擇、投影、連接、除概述(續(xù))5．表示記號(hào)

（1）R，t

R，t[Ai]

設(shè)關(guān)係模式為R(A1，A2，…，An)它的一個(gè)關(guān)係設(shè)為R。t

R表示t是R的一個(gè)元組t[Ai]則表示元組t中相應(yīng)於屬性Ai的一個(gè)分量概述(續(xù))（2）A，t[A]，A

若A={Ai1，Ai2，…，Aik}，其中Ai1，Ai2，…，Aik是A1，A2，…，An中的一部分，則A稱為屬性列或域列。t[A]=(t[Ai1]，t[Ai2]，…，t[Aik])表示元組t在屬性列A上諸分量的集合。A則表示{A1，A2，…，An}中去掉{Ai1，Ai2，…，Aik}後剩餘的屬性組。概述(續(xù))（3）trtsR為n目關(guān)係，S為m目關(guān)係。tr

R，ts

S，trts稱為元組的連接。它是一個(gè)n+m列的元組，前n個(gè)分量為R中的一個(gè)n元組，後m個(gè)分量為S中的一個(gè)m元組。概述(續(xù))4）象集Zx

給定一個(gè)關(guān)係R（X，Z），X和Z為屬性組。當(dāng)t[X]=x時(shí)，x在R中的象集（ImagesSet）為：

Zx={t[Z]|t

R，t[X]=x}

它表示R中屬性組X上值為x的諸元組在Z上分量的集合。2.4

關(guān)係代數(shù)

概述

傳統(tǒng)的集合運(yùn)算

專門的關(guān)係運(yùn)算2.4.1傳統(tǒng)的集合運(yùn)算並差交廣義笛卡爾積1.並（Union）R和S具有相同的目n（即兩個(gè)關(guān)係都有n個(gè)屬性）相應(yīng)的屬性取自同一個(gè)域R∪S

仍為n目關(guān)係，由屬於R或?qū)凫禨的元組組成

R∪S={t|t

R∨t

S}並(續(xù))ABCa1b1c1a1b2c2a2b2c1ABCa1b1c1a1b2c2a1b3c2a2b2c1ABCa1b2c2a1b3c2a2b2c1RSR∪S

2.差（Difference）R和S具有相同的目n相應(yīng)的屬性取自同一個(gè)域R-S

仍為n目關(guān)係，由屬於R而不屬於S的所有元組組成

R-S={t|t

R∧t

S}差(續(xù))ABCa1b1c1a1b2c2a2b2c1ABCa1b1c1ABCa1b2c2a1b3c2a2b2c1RSR-S

3.交（Intersection）R和S具有相同的目n相應(yīng)的屬性取自同一個(gè)域R∩S仍為n目關(guān)係，由既屬於R又屬於S的元組組成

R∩S={t|t

R∧t

S} R∩S=R

–(R-S）交(續(xù))ABCa1b1c1a1b2c2a2b2c1ABCa1b2c2a2b2c1ABCa1b2c2a1b3c2a2b2c1RSR∩S

4.廣義笛卡爾積（ExtendedCartesianProduct）Rn目關(guān)係，k1個(gè)元組Sm目關(guān)係，k2個(gè)元組R×S

列：（n+m）列的元組的集合元組的前n列是關(guān)係R的一個(gè)元組後m列是關(guān)係S的一個(gè)元組行：k1×k2個(gè)元組R×S={tr

ts|tr

R∧ts

S}廣義笛卡爾積(續(xù))ABCa1b1c1a1b2c2a2b2c1ABCa1b1c1a1b1c1a1b1c1a1b2c2a1b2c2a1b2c2a2b2c1a2b2c1a2b2c1ABCa1b2c2a1b3c2a2b2c1RSR×S

ABCa1b2c2a1b3c2a2b2c1a1b2c2a1b3c2a2b2c1a1b2c2a1b3c2a2b2c12.4

關(guān)係代數(shù)概述傳統(tǒng)的集合運(yùn)算專門的關(guān)係運(yùn)算2.4.2專門的關(guān)係運(yùn)算選擇投影連接除1.選擇（Selection）1)選擇又稱為限制（Restriction）2)選擇運(yùn)算符的含義在關(guān)係R中選擇滿足給定條件的諸元組

σF(R)={t|t

R∧F(t)='真'}F：選擇條件，是一個(gè)邏輯運(yùn)算式，基本形式為：

[(]

X1θY1[)][φ[(]X2θY2[)]]…θ：比較運(yùn)算符（＞，≥，＜，≤，＝或<>）X1，Y1等：屬性名、常量、簡(jiǎn)單函數(shù)；屬性名也可以用它的序號(hào)來(lái)代替；φ：邏輯運(yùn)算符（∧或∨）[]：表示任選項(xiàng)…：表示上述格式可以重複下去選擇（續(xù)）3)選擇運(yùn)算是從行的角度進(jìn)行的運(yùn)算4)舉例 設(shè)有一個(gè)學(xué)生-課程資料庫(kù)，包括學(xué)生關(guān)係Student、課程關(guān)係Course和選修關(guān)係SC。σ選擇（續(xù)）學(xué)號(hào)Sno姓名Sname性別Ssex年齡Sage所在系Sdept95001李勇男20CS95002劉晨女19IS95003王敏女18MA95004張立男19IS(a)

Student例1例2例4例3例9選擇（續(xù)）(b)Course課程號(hào)課程名先行課學(xué)分CnoCnameCpnoCcredit1資料庫(kù)542數(shù)學(xué)

23資訊系統(tǒng)144操作系統(tǒng)635數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)746數(shù)據(jù)處理

27PASCAL語(yǔ)言64例9選擇（續(xù)）

(c)SC學(xué)號(hào)課程號(hào)成績(jī)SnoCnoGrade9500119295001285950013889500229095002380例7例9選擇（續(xù)）[例1]查詢資訊系（IS系）全體學(xué)生

σSdept

='IS'(Student)

或σ5='IS'(Student)結(jié)果：SnoSnameSsexSageSdept95002劉晨女19IS95004張立男19IS選擇（續(xù)）[例2]查詢年齡小於20歲的學(xué)生

σSage<20(Student)

或σ4<20(Student)

結(jié)果：

SnoSnameSsexSageSdept95002劉晨女19IS95003王敏女18MA95004張立男19IS

2.投影（Projection）1）投影運(yùn)算符的含義從R中選擇出若干屬性列組成新的關(guān)係

πA(R)={t[A]|t

R} A：R中的屬性列

2.投影（Projection）2）投影操作主要是從列的角度進(jìn)行運(yùn)算但投影之後不僅取消了原關(guān)係中的某些列，而且還可能取消某些元組（避免重複行）π投影（續(xù)）3)舉例[例3]查詢學(xué)生的姓名和所在系 即求Student關(guān)係上學(xué)生姓名和所在系兩個(gè)屬性上的投影

πSname，Sdept(Student)

或π2，5(Student)結(jié)果：投影（續(xù)）SnameSdept李勇CS劉晨IS王敏MA張立IS投影（續(xù)）[例4]查詢學(xué)生關(guān)係Student中都有哪些系

πSdept(Student)

結(jié)果：SdeptCSISMA3.連接（Join）1）連接也稱為θ連接2）連接運(yùn)算的含義從兩個(gè)關(guān)係的笛卡爾積中選取屬性間滿足一定條件的元組

RS={|tr

R∧ts

S∧tr[A]θts[B]}A和B：分別為R和S上度數(shù)相等且可比的屬性組θ：比較運(yùn)算符

連接運(yùn)算從R和S的廣義笛卡爾積R×S中選?。≧關(guān)係）在A屬性組上的值與（S關(guān)係）在B屬性組上值滿足比較關(guān)係的元組。

AθBtrts

連接(續(xù))3）兩類常用連接運(yùn)算等值連接（equijoin）什麼是等值連接θ為“＝”的連接運(yùn)算稱為等值連接

等值連接的含義從關(guān)係R與S的廣義笛卡爾積中選取A、B屬性值相等的那些元組，即等值連接為：

RS={|tr

R∧ts

S∧tr[A]=ts[B]}A=Btrts

連接(續(xù))自然連接（Naturaljoin）什麼是自然連接自然連接是一種特殊的等值連接兩個(gè)關(guān)係中進(jìn)行比較的分量必須是相同的屬性組在結(jié)果中把重複的屬性列去掉自然連接的含義

R和S具有相同的屬性組B

R

S={|tr

R∧ts

S∧tr[B]=ts[B]}trts連接(續(xù))4）一般的連接操作是從行的角度進(jìn)行運(yùn)算。 自然連接還需要取消重複列，所以是同時(shí)從行和列的角度進(jìn)行運(yùn)算。

AθBRS連接(續(xù))5）舉例

[例5]ABCa1b15a1b26a2b38a2b412BEb13b27b310b32b52RS連接(續(xù))R

S

AR.BCS.BEa1b15b27a1b15b310a1b26b27a1b26b310a2b38b310

C＜E連接(續(xù))

等值連接R

SR.B=S.B

AR.BCS.BEa1b15b13a1b26b27a2b38b310a2b38b32連接(續(xù))

自然連接R

S

ABCEa1b153a1b267a2b3810a2b3824）象集Z

給定一個(gè)關(guān)係R（X，Z），X和Z為屬性組。當(dāng)t[X]=x時(shí)，x在R中的象集（ImagesSet）為：

Zx={t[Z]|t

R，t[X]=x}

它表示R中屬性組X上值為x的諸元組在Z上分量的集合。4）象集ZABCa1b1c2a2b3c7a3b4c6a1b2c3a4b6c6a2b2c3a1b2c1BCDb1c2d1b2c1d1b2c3d2R÷SAa1RS4.除（Division）給定關(guān)係R(X，Y)

和S(Y，Z)，其中X，Y，Z為屬性組。R中的Y與S中的Y可以有不同的屬性名，但必須出自相同的域集。R與S的除運(yùn)算得到一個(gè)新的關(guān)係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={tr[X]|tr

R∧πY(S)

Yx}

Yx：x在R中的象集，x=tr[X]除(續(xù))2）除操作是同時(shí)從行和列角度進(jìn)行運(yùn)算

3）舉例

[例6](p62)÷RS除(續(xù))ABCa1b1c2a2b3c7a3b4c6a1b2c3a4b6c6a2b2c3a1b2c1BCDb1c2d1b2c1d1b2c3d2R÷SAa1RS分析：在關(guān)係R中，A可以取四個(gè)值{a1，a2，a3，a4}a1的象集為{(b1，c2)，(b2，c3)，(b2，c1)}

a2的象集為{(b3，c7)，(b2，c3)}

a3的象集為{(b4，c6)}

a4的象集為{(b6，c6)}S在(B，C)上的投影為

{(b1，c2)，(b2，c1)，(b2，c3)}只有a1的象集包含了S在(B，C)屬性組上的投影所以R÷S={a1}5．綜合舉例以學(xué)生-課程資料庫(kù)為例(P.59)[例7]查詢至少選修1號(hào)課程和3號(hào)課程的學(xué)生號(hào)碼

首先建立一個(gè)臨時(shí)關(guān)係K：

然後求：πSno.Cno(SC)÷K

Cno

1

3綜合舉例(續(xù))例7續(xù)πSno.Cno(SC)

95001象集{1，2，3} 95002象集{2，3}

πCno(K)={1，3}

於是：πSno.Cno(SC)÷K={95001}SnoCno950011950012950013950022950023綜合舉例(續(xù))[例8]查詢選修了2號(hào)課程的學(xué)生的學(xué)號(hào)。

πSno（σCno='2'（SC））＝｛95001，95002｝

綜合舉例(續(xù))[例9]查詢至少選修了一門其直接先行課為5號(hào)課程的課程的學(xué)生姓名。

πSname(σCpno='5'(CourseSCStudent))或

πSname(σCpno='5'(Course)SCπSno，Sname(Student))或πSname(πSno(σCpno='5'(Course)SC)πSno，Sname(Student))

綜合舉例(續(xù))[例10]查詢選修了全部課程的學(xué)生號(hào)碼和姓名。

πSno，Cno（SC）÷πCno（Course）πSno，Sname（Student）

小結(jié)l

關(guān)係代數(shù)運(yùn)算 關(guān)係代數(shù)運(yùn)算 並、差、交、笛卡爾積、投影、選擇、連接、除 基本運(yùn)算 並、差、笛卡爾積、投影、選擇 交、連接、除 可以用5種基本運(yùn)算來(lái)表達(dá)引進(jìn)它們並不增加語(yǔ)言的能力，但可以簡(jiǎn)化表達(dá)小結(jié)(續(xù))l

關(guān)係代數(shù)運(yùn)算式關(guān)係代數(shù)運(yùn)算經(jīng)有限次複合後形成的式子l

典型關(guān)係代數(shù)語(yǔ)言ISBL（InformationSystemBaseLanguage）由IBMUnitedKingdom研究中心研製用於PRTV（PeterleeRelationalTestVehicle）實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)第二章關(guān)係資料庫(kù)2.1關(guān)係模型概述2.2關(guān)係數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)2.3關(guān)係的完整性2.4關(guān)係代數(shù)2.5關(guān)係演算2.6小結(jié)

第三章關(guān)係資料庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)語(yǔ)言SQL第三章

關(guān)係資料庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)語(yǔ)言SQL3.1SQL概述3.2數(shù)據(jù)定義3.3查詢3.4數(shù)據(jù)更新3.5視圖3.6數(shù)據(jù)控制3.7嵌入式SQL3.8小結(jié)3.1SQL概述SQL的特點(diǎn)1.綜合統(tǒng)一2.高度非過(guò)程化3.面向集合的操作方式4.以同一種語(yǔ)法結(jié)構(gòu)提供兩種使用方法5.語(yǔ)言簡(jiǎn)潔，易學(xué)易用5.語(yǔ)言簡(jiǎn)捷，易學(xué)易用第三章

關(guān)係資料庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)語(yǔ)言SQL3.1SQL概述3.2數(shù)據(jù)定義3.3查詢3.4數(shù)據(jù)更新3.5視圖3.6數(shù)據(jù)控制3.7嵌入式SQL3.8小結(jié)3.2數(shù)據(jù)定義3.2.1定義語(yǔ)句格式CREATETABLE<表名>

（<列名><數(shù)據(jù)類型>[<列級(jí)完整性約束條件>][，<列名><數(shù)據(jù)類型>[<列級(jí)完整性約束條件>]]…[，<表級(jí)完整性約束條件>]）；<表名>：所要定義的基本表的名字<列名>：組成該表的各個(gè)屬性（列）<列級(jí)完整性約束條件>：涉及相應(yīng)屬性列的完整性約束條件<表級(jí)完整性約束條件>：涉及一個(gè)或多個(gè)屬性列的完整性約束條件例題[例1]建立一個(gè)“學(xué)生”表Student，它由學(xué)號(hào)Sno、姓名Sname、性別Ssex、年齡Sage、所在系Sdept五個(gè)屬性組成。其中學(xué)號(hào)不能為空，值是唯一的，並且姓名取值也唯一。

CREATETABLEStudent(SnoCHAR(5)NOTNULLUNIQUE，

SnameCHAR(20)UNIQUE，

SsexCHAR(1)，

SageINT，

SdeptCHAR(15))；定義基本表（續(xù)）常用完整性約束主碼約束：PRIMARYKEY唯一性約束：UNIQUE非空值約束：NOTNULL參照完整性約束PRIMARYKEY與

UNIQUE的區(qū)別？例題（續(xù)）[例2]建立一個(gè)“學(xué)生選課”表SC，它由學(xué)號(hào)Sno、課程號(hào)Cno，修課成績(jī)Grade組成，其中(Sno,Cno)為主碼。CREATETABLESC(SnoCHAR(5),CnoCHAR(3),Gradeint,Primarykey(Sno,Cno));例題（續(xù)）三、刪除基本表 DROPTABLE<表名>;

基本表刪除 數(shù)據(jù)、表上的索引都刪除 表上的視圖往往仍然保留，但 無(wú)法引用刪除基本表時(shí)，系統(tǒng)會(huì)從數(shù)據(jù)字典中刪去有關(guān)該基本表及其索引的描述

（標(biāo)準(zhǔn)中沒(méi)有，認(rèn)為表建立後就永久存在）例題[例5]刪除Student表

DROPTABLE

Student;二、修改基本表ALTERTABLE<表名>[ADD<新列名><數(shù)據(jù)類型>[完整性約束]][DROP<完整性約束名>][MODIFY<列名><數(shù)據(jù)類型>]；<表名>：要修改的基本表ADD子句：增加新列和新的完整性約束條件DROP子句：刪除指定的完整性約束條件MODIFY子句：用於修改列名和數(shù)據(jù)類型例題[例2]向Student表增加“入學(xué)時(shí)間”列，其數(shù)據(jù)類型為日期型。

ALTERTABLEStudentADDScomeDATE；不論基本表中原來(lái)是否已有數(shù)據(jù)，新增加的列一律為空值。

語(yǔ)句格式（續(xù)）刪除屬性列

直接/間接刪除把表中要保留的列及其內(nèi)容複製到一個(gè)新表