计算机4数据库系统江苏省计算机等级考试三级偏软ppt课件

江苏省计算机等级考试江苏省计算机等级考试 三级偏软三级偏软 主讲主讲 陈春玲陈春玲 计算机学院、软件学院计算机学院、软件学院 Telel第第4 4章章 数据库系统数据库系统 1 1 数据库基本概念（数据、数据模型、数数据库基本概念（数据、数据模型、数 据库结构体系、数据库管理系统）据库结构体系、数据库管理系统） 2 2 关系数据库原理（关系代数、关系数据关系数据库原理（关系代数、关系数据 库、函数依赖和规范化）库、函数依赖和规范化） 3 3 结构化查询语言（结构化查询语言（SQLSQL） 4 4 数据库系统（数据库系统（Visual FoxProVisual FoxPro）的应用）的应用 1 1 数据库基本概念数据库基本概念 数据：是数据库系统研究和处理的对象。 数据模型：是一种表示实体类型及实体间联系的 模型（层次、网状、关系模型）。 数据模型的三个级别： 概念数据模型 逻辑数据模型 物理数据模型 概念数据模型 面向现实, 面向用户, 与DBMS无关 描述一个单位的概念化结构 例如：E-R模型、扩充的E-R模型 逻辑数据模型 面向用户，面向DBMS 用户从数据库所看到的模型 反映数据的逻辑结构 例如：层次、网状、关系模型 物理数据模型 主要用于 数据库设计 用于DBMS 的实现 用于DBMS 的实现 面向存储结构、面向实现 反映数据存储结构（块、指针、索引） 与DBMS、 OS和硬件有关 概念模型表示的数据逻辑模型表示的数据DBMS中实现 数据库结构体系三级模式结构； 应用A 外模式1 1 模式 内模式 数据库 23 外模式2外模式3 应用B应用C应用D 外模式/模式映象 模式/内模式映象 数据库管理系统（DBMS）:定义、建立、使用、管 理和维护数据库的软件。如Oracle、Sybase等； 应用程序1 应用程序2 应用程序n . 数据库数据库管理系统 数据库管理系统（DBMS）的功能: 数据库的定义（数据定义语言DDL）； 数据操纵功能（数据操纵语言DML）； 数据库运行控制（并发控制、数据的安全性控 制、数据的完整性控制）； 2 2 关系数据库原理关系数据库原理 2.1 2.1 关系代数关系代数 关系数据模型提供一组完备的关系操作，以支持 对数据库的查询等操作。 关系操作分为两大类：关系代数和关系演算。 关系代数包括：选择、投影、连接、除、并、交 、差、笛卡儿积。 2.2 2.2 关系数据库关系数据库 现实世界中，事物与事物之间存在一定的联系， 而且联系也很复杂。 信息世界：是现实世界在人们头脑中的反映，是 对客观事物及其联系的一种抽象描述，是对现实 世界的选择、命名、分类等抽象过程而产生的。 2.2.1 2.2.1 数据描述数据描述 1. 1. 从现实世界到机器世界从现实世界到机器世界 实体：客观存在并可相互区别的事物。 实体集：同一类实体的集合。 属性：实体的具体特性。 关键字：能够唯一地标识出每一个实体的某个属 性或属性集。 联系：实体集之间的对应关系。 机器世界：数据库中的数据都是有组织有结构的 ，要用数据模型来表示这些组织结构，并映射到 机器世界。 2. 2. 信息世界的概念模型信息世界的概念模型 概念模型：实体-联系模型。 实体-联系模型的三个要素：实体、属性、实体间 的相互联系。 三种类型的联系：1:1、1:N、M:N。 学生 课程 选修 M N E-R图 关系模型：是以二维表格结构为基础的。是由若 干个关系模式组成的集合。每个关系模式就是一 张二维表。 关系：。 元组：。 属性 域： 关键字： 关系模式： 关系模型的特点：关系必须规范化、模型概念单 一、可做集合操作。 2.2.2 2.2.2 关系模型关系模型 2.3 2.3 关系的规范化关系的规范化 在设计关系时，必须对关系模型规范化。 关系的规范化：使关系模式满足某种条件。就是 对有异常的关系进行分解以消除异常的过程。 学号课程学分 100人工智能3 125文化学2 150市场营销 学2 175数理逻辑2 190文化学2 删除该实体， 出现了异常！ 学号课程学分 100人工智能3 125文化学2 150市场营销 学2 175数理逻辑2 190文化学2 学号课程 100人工智能 125文化学 150市场营销 学 175数理逻辑 190文化学 课程学分 人工智能3 文化学2 市场营销 学2 数理逻辑2 文化学2 再删除该实体 ，就不会出现 异常了！ 函数依赖：是关系属性之间的一种联系。有三种 联系依赖、部分依赖、传递依赖。 课程号课程授课学时授课学期 J001数据库726 J003C程序设计542 Z004操作系统725 Z006编译原理726 X001数值分析543 函数依赖于 学号课程学分 100人工智能3 125文化学2 150市场营销 学2 175数理逻辑2 190文化学2 主关键字是学号，课程，决定了学分，学 分函数依赖于该主关键字。但只是“课程”决定了 “学分”，与“学号”无关，这种依赖就是部分依 赖。 学号楼号收费 1002500 1204600 1302500 1508800 1802500 主关键字“学号”，决定了“楼号”，“楼号 ”函数依赖于该主关键字。但应交的住宿费是由“ 楼号”决定的，“收费”依赖于“楼号”。 就是说“楼号”依赖于“学号”，“收费”依 赖于“楼号”，这种依赖就是传递依赖。 范式：在规范化过程中遵循的准则。1NF、2NF、 3NF等。 1NF：属性都是原子数据的关系模式。 2NF：如果一个关系的所有非主关键字属性都完 全依赖于整个主关键字（不存在部分依赖）。 3NF：一个关系如果是2NF，并且没有传递依赖。 学号课程学分 100人工智能3 125文化学2 150市场营销 学2 175数理逻辑2 190文化学2 该表就是1NF。 但该表存在更新 异常！ 学号课程学分 100人工智能3 125文化学2 150市场营销 学2 175数理逻辑2 190文化学2 学号课程 100人工智能 125文化学 150市场营销 学 175数理逻辑 190文化学 课程学分 人工智能3 文化学2 市场营销 学2 数理逻辑2 消除部分依赖后 得到的两个表就 是2NF。 楼号 收费 2500 4600 2500 8800 2500 2NF中的关系也会有异常。下表没有部分依赖 ，符合2NF，但存在传递依赖，若删除学号为120的 元组，则丢掉了收费。 学号楼号 收费 1002500 1204600 1302500 1508800 1802500 学号楼号 1002 1204 1302 1508 1802 上述两表首先是2NF，并 且没有传递依赖，故是3NF。 l设计折中 l规范化程度过低：数据冗余、更新异常； l规范化程度过高：数据查询代价高； l规范化和非规范化还是要根据用户的需求 决定。 2.4 2.4 关系数据库设计关系数据库设计 关系数据库的设计步骤： 系统需求分析数据流图和数据字典； 概念设计实体联系图； 逻辑设计将实体联系图转换成关系模型，规 范化； 物理设计为逻辑模型选取一个最适合应用环 境的物理结构。 数据库的实现和维护 3 3 结构化查询语言（结构化查询语言（SQLSQL） SQL：结构化查询语言，是关系数据库语言，包 括查询、定义、操纵和控制四个部分； SQL的使用方法有2种：交互式SQL和嵌入式SQL； 特点： 综合统一：SQL语言集DDL、DML、DCL的功能于一 体，语言风格统一； 高度非过程化：用户只需说“做什么”，存取路 径选择以及SQL语句的操作过程由系统自动完成 ； 面向集合的操作方式：操作对象是元组的集合； 以同一种语法结构提供两种使用方式； 语言简洁，易学易用。 SQL功能 动 词 数据查询 数据定义 数据更新 数据控制 SELECT CREATE，DROP，ALTER INSERT，UPDATE，DELETE GRANT ，REV