《数据库基础知识》ppt课件

1、LOGO1.1 数据库根本概念数据库根本概念v1.1.1 数据库数据库v数据数据(Data)v 数据是描画现实世界事物的符号记录，是用物理符号记录的可以鉴别的信息。数据是描画现实世界事物的符号记录，是用物理符号记录的可以鉴别的信息。包括文字、图形、声音等，他们都是用来描画事物特性的。包括文字、图形、声音等，他们都是用来描画事物特性的。 v数据处置数据处置v 数据处置是对各种类型的数据进展搜集、存储、分类、计算、加工、检索与数据处置是对各种类型的数据进展搜集、存储、分类、计算、加工、检索与传输的过程。包括：搜集原始数据、编码转换、数据输入、数据处置、数据输出传输的过程。包括：搜集原始数据、编码转

2、换、数据输入、数据处置、数据输出等。等。v数据库数据库(DataBase，简记为，简记为DB)v 数据库是长期存储在计算机内、有组织的、可共享的数据集合。这种集合具数据库是长期存储在计算机内、有组织的、可共享的数据集合。这种集合具有如下特点：有如下特点：v最小的冗余度最小的冗余度v运用程序对数据资源共享运用程序对数据资源共享v数据独立性高数据独立性高v一致管理和控制一致管理和控制前 往 首 页前 往 首 页LOGO1.1 数据库根本概念数据库根本概念v1.1.2 数据库系统数据库系统v数据库运用系统数据库运用系统v 数据库运用系统是指系统开发人员利用数据库系统资源开发出来的，面向某一类实践运数

3、据库运用系统是指系统开发人员利用数据库系统资源开发出来的，面向某一类实践运用的运用软件系统。例如：财务管理系统，人事管理系统等等。用的运用软件系统。例如：财务管理系统，人事管理系统等等。 v数据库管理系统数据库管理系统DBMS)v 数据库管理系统是位于用户与操作系统之间的一个数据管理软件，它的根本功能包括以下数据库管理系统是位于用户与操作系统之间的一个数据管理软件，它的根本功能包括以下几个方面：几个方面：v数据定义功能数据定义功能v 用户经过数据定义言语对数据库中的数据对象进展定义。用户经过数据定义言语对数据库中的数据对象进展定义。v数据支配功能数据支配功能v 用户可以运用数据支配言语支配数据

4、，如查询、插入、删除和修正。用户可以运用数据支配言语支配数据，如查询、插入、删除和修正。v数据库的运转管理功能数据库的运转管理功能v 数据库在建立、运转和维护时由数据库管理系统一致管理和控制。数据库在建立、运转和维护时由数据库管理系统一致管理和控制。v数据库的建立和维护功能数据库的建立和维护功能v 它包括数据库初始数据的输入、转换功能，数据库的转储、恢复功能等。它包括数据库初始数据的输入、转换功能，数据库的转储、恢复功能等。前 往 首 页前 往 首 页LOGO1.1 数据库根本概念数据库根本概念 数据库系统的组成 数据库系统由5部分组成：硬件系统、数据库集合、数据库管理系统、运用系统和人员。其

5、中，人员包括：数据库管理员、系统分析员、数据库设计员、运用程序员和最终用户等。其中，数据库管理员是对数据库进展规划、设计、维护、监视等的专业人员。 用 户数据库管理员操作系统运用系统数据库管理系统运用开发工具用户用户数据库前 往 首 页前 往 首 页LOGO1.1 数据库根本概念数据库根本概念 数据库系统的构造 数据库系统在总体构造上普通都表达为三级方式的构造特征，即外方式、方式和内方式，分别反映了对待数据库的3个角度。 方式Schema：又称概念方式或逻辑方式，是数据库中全体数据的逻辑构造和特征的描画。 外方式(External Schema)：也称子方式或用户方式，是数据库用户看见和运用的

6、部分数据的逻辑构造和特征的描画。 内方式Internal Schema又叫做存储方式，是数据在数据库系统中的内部表示，即数据的物理构造和存储方式的描画。 假设把一个话剧团看作一个数据库系统，那么，一切演员的集合就是它的方式，它不同于其他话剧团；观众看到的某一场话剧的演员为外方式，它只是全体演员即方式的子集；演员的住宿方式就是内方式了，它表述了演员的物理存在方式前 往 首 页前 往 首 页LOGO1.1 数据库根本概念数据库根本概念 三级方式之间的关系 数据库系统在三级方式中提供了两次映像：外方式到方式的映像和方式到内方式的映像，而这两次映像就实现了数据库中数据两个层次的独立性，即物理独立性和逻

7、辑独立性。数据库模 式外方式1内方式外方式2外方式3运用1 运用2运用3运用4运用5方式/内方式映象方式/外方式映象前 往 首 页前 往 首 页LOGO1.1 数据库根本概念数据库根本概念1.1.3 数据库技术的开展数据库技术的开展 数据管理技术的开展阅历了人工管理、文件系统和数数据管理技术的开展阅历了人工管理、文件系统和数据库系统据库系统3个阶段。个阶段。人工管理阶段人工管理阶段 这一阶段是指这一阶段是指20世纪世纪50年代中期以前，计算机主要年代中期以前，计算机主要用于科学计算，当时的计算机硬件情况是：外存只需用于科学计算，当时的计算机硬件情况是：外存只需磁带、卡片、纸带，没有磁盘等直接存

8、取的存储设备；磁带、卡片、纸带，没有磁盘等直接存取的存储设备；软件情况是：没有操作系统，没有管理数据的软件，软件情况是：没有操作系统，没有管理数据的软件，数据处置方式是批处置。人工管理阶段的特点是：数数据处置方式是批处置。人工管理阶段的特点是：数据不保管、数据无专门软件进展管理、数据不共享、据不保管、数据无专门软件进展管理、数据不共享、数据不具有独立性、数据无构造。数据不具有独立性、数据无构造。文件系统阶段文件系统阶段 这一阶段从这一阶段从20世纪世纪50年代后期到年代后期到60年代中期，计算年代中期，计算机硬件和软件都有了一定的开展。计算机不仅用于科机硬件和软件都有了一定的开展。计算机不仅用

9、于科学计算，还大量用于管理。这时硬件方面曾经有了磁学计算，还大量用于管理。这时硬件方面曾经有了磁盘、磁鼓等直接存取的存储设备。在软件方面，操作盘、磁鼓等直接存取的存储设备。在软件方面，操作系统中曾经有了数据管理软件，普通称为文件系统。系统中曾经有了数据管理软件，普通称为文件系统。处置方式上不仅有了文件批处置，而且可以联机实时处置方式上不仅有了文件批处置，而且可以联机实时处置处置前 往 首 页前 往 首 页LOGO1.1 数据库根本概念数据库根本概念v数据库系统阶段数据库系统阶段v 20世纪世纪60年代末数据管理进入新时代年代末数据管理进入新时代数据库系统阶段。数据库系统阶段出现了数据库系统阶段

10、。数据库系统阶段出现了一致管理数据的专门软件系统，即数据库管理系统。数据库系统是一种较完善的高级数据管一致管理数据的专门软件系统，即数据库管理系统。数据库系统是一种较完善的高级数据管理方式，也是当今数据管理的主要方式，获得了广泛的运用。理方式，也是当今数据管理的主要方式，获得了广泛的运用。 v 分布式数据库系统阶段分布式数据库系统阶段v 分布式数据库系统是由假设干个站集合而成。这些站又称为节点，它们在通讯网络分布式数据库系统是由假设干个站集合而成。这些站又称为节点，它们在通讯网络中联接在一同，每个节点都是一个独立的数据库系统，它们都拥有各自的数据库、中央处置中联接在一同，每个节点都是一个独立的

11、数据库系统，它们都拥有各自的数据库、中央处置机、终端，以及各自的部分数据库管理系统。因此分布式数据库系统可以看作是一系列集中机、终端，以及各自的部分数据库管理系统。因此分布式数据库系统可以看作是一系列集中式数据库系统的结合。它们在逻辑上属于同一系统，但在物理构造上是分布式的。式数据库系统的结合。它们在逻辑上属于同一系统，但在物理构造上是分布式的。 v 面向对象数据库系统面向对象数据库系统 v 面向对象编程面向对象编程Object Oriented Programming，OOP，面向对象程序设计是一，面向对象程序设计是一种计算机编程架构。种计算机编程架构。OOP 的一条根本原那么是计算机程序是

12、由单个可以起到子程序作用的单的一条根本原那么是计算机程序是由单个可以起到子程序作用的单元或对象组合而成。元或对象组合而成。OOP 到达了软件工程的三个主要目的：重用性、灵敏性和扩展性。面向到达了软件工程的三个主要目的：重用性、灵敏性和扩展性。面向对象数据库吸收了面向对象程序设计方法的中心概念和根本思想，采用面向对象的观念来描对象数据库吸收了面向对象程序设计方法的中心概念和根本思想，采用面向对象的观念来描画现实世界实体对象的逻辑组织、对象之间的限制和联络等画现实世界实体对象的逻辑组织、对象之间的限制和联络等 。前 往 首 页前 往 首 页LOGO1.2 数据库管理的实现1.2.1 1.2.1 三

13、个世界的转化三个世界的转化现实世界现实世界 数据库管理的对象存在于现实世界中，现实世界中的事物存在着各种各样的联络。这种数据库管理的对象存在于现实世界中，现实世界中的事物存在着各种各样的联络。这种联络是客观存在的，是由事物本身的性质决议的。例如，学校考务管理系统中有教师、学生、联络是客观存在的，是由事物本身的性质决议的。例如，学校考务管理系统中有教师、学生、课程、教室等构成元素。课程、教室等构成元素。概念世界概念世界 概念世界也叫做信息世界，是现实世界在人们头脑中的反映，是对客观事物及其联络的概念世界也叫做信息世界，是现实世界在人们头脑中的反映，是对客观事物及其联络的一种笼统描画。从现实世界到

14、概念世界是经过概念模型来表达的。如对学生的描画可分为：一种笼统描画。从现实世界到概念世界是经过概念模型来表达的。如对学生的描画可分为：学号、姓名、班级、籍贯、性别等概念。学号、姓名、班级、籍贯、性别等概念。数据世界数据世界 存入计算机系统的数据是将概念世界中的事物数据化的结果。为准确地反映事物本身及存入计算机系统的数据是将概念世界中的事物数据化的结果。为准确地反映事物本身及事物之间的各种联络，数据库中的数据一定存在一个构造，数据模型可用来准确描画这种构事物之间的各种联络，数据库中的数据一定存在一个构造，数据模型可用来准确描画这种构造。造。 在实现数据库管理，也就是三个世界的转化过程中，概念模型

15、和数据模型是实现现实世在实现数据库管理，也就是三个世界的转化过程中，概念模型和数据模型是实现现实世界数据化的桥梁，是对现实世界中的事物进展笼统的工具。界数据化的桥梁，是对现实世界中的事物进展笼统的工具。 前 往 首 页前 往 首 页LOGO1.2 数据库管理的实现 三个世界的转化过程表示图 前 往 首 页前 往 首 页LOGO1.2 数据库管理的实现1.2.2 1.2.2 数据模型数据模型 模型概念模型概念 模型模型modelmodel：普通而言，模型是现实世界某些特征的模拟和笼统，：普通而言，模型是现实世界某些特征的模拟和笼统，分为实物模型与笼统模型。建筑模型，汽车模型，飞机模型等都是实物模

16、型，它分为实物模型与笼统模型。建筑模型，汽车模型，飞机模型等都是实物模型，它们通常是客观事物的某些外观特征或者功能的模拟与描写；数学模型们通常是客观事物的某些外观特征或者功能的模拟与描写；数学模型s=r2s=r2是一是一种笼统模型，它笼统描画了园的面积和园的半径之间的数量关系，提示客观事物种笼统模型，它笼统描画了园的面积和园的半径之间的数量关系，提示客观事物的某些本质的、内部的特征。的某些本质的、内部的特征。数据模型数据模型 在实现数据库管理的过程中，数据模型起着关键作用。整个数据库在实现数据库管理的过程中，数据模型起着关键作用。整个数据库技术的开展就是沿着数据模型的主线展开的。现有的数据库均

17、是基于某种数据模技术的开展就是沿着数据模型的主线展开的。现有的数据库均是基于某种数据模型，了解数据模型的根本概念是学习数据库的根底。根据模型运用的不同目的，型，了解数据模型的根本概念是学习数据库的根底。根据模型运用的不同目的，可以将这些模型划分为两类，他们分属于两个不同的层次。可以将这些模型划分为两类，他们分属于两个不同的层次。 第一类模型是概念模型，也称信息模型。它是按用户的观念来对数据和信息第一类模型是概念模型，也称信息模型。它是按用户的观念来对数据和信息建模，主要用于数据库设计。建模，主要用于数据库设计。 另一类模型是数据模型，主要包括网状模型、层次模型、关系模型等，它是另一类模型是数据

18、模型，主要包括网状模型、层次模型、关系模型等，它是按计算机系统的观念对数据建模，主要用于按计算机系统的观念对数据建模，主要用于DBMSDBMS的实现，这种数据模型也叫构造的实现，这种数据模型也叫构造数据模型。数据模型。前 往 首 页前 往 首 页LOGO1.2 数据库管理的实现v数据模型的要素：数据模型的要素：v数据构造数据构造v 数据构造是所研讨的对象类型的集合，这些对象是数据库的组成成分，它们包括两类，数据构造是所研讨的对象类型的集合，这些对象是数据库的组成成分，它们包括两类，一类是与数据类型、内容、性质有关的对象；一类是与数据之间联络有关的对象。一类是与数据类型、内容、性质有关的对象；一

19、类是与数据之间联络有关的对象。v数据操作数据操作v 数据操作是指对数据库中各种对象的型的实例值允许执行的操作的集合，包数据操作是指对数据库中各种对象的型的实例值允许执行的操作的集合，包括操作及有关的操作规那么。数据库主要有检索和更新包括插入、删除、修正两大类括操作及有关的操作规那么。数据库主要有检索和更新包括插入、删除、修正两大类操作，数据模型必需定义这些操作确实切含义、操作符号、操作规那么如优先级以及操作，数据模型必需定义这些操作确实切含义、操作符号、操作规那么如优先级以及实现操作的言语。数据操作是对系统动态特性的描画。实现操作的言语。数据操作是对系统动态特性的描画。v数据的约束条件数据的约

20、束条件v 数据约束条件是一组完好性规那么的集合。完好性规那么是给定的数据模型中数据及数据约束条件是一组完好性规那么的集合。完好性规那么是给定的数据模型中数据及其联络所具有的制约和依存规那么，用以限定符合数据模型的数据库形状以及形状的变化，其联络所具有的制约和依存规那么，用以限定符合数据模型的数据库形状以及形状的变化，以保证数据的正确、有效、相容。如：入学年龄不超越以保证数据的正确、有效、相容。如：入学年龄不超越30岁，成果不得有三门以上不及格岁，成果不得有三门以上不及格等。等。前 往 首 页前 往 首 页LOGO1.2 数据库管理的实现v1.2.3 1.2.3 概念模型概念模型v概念模型的相关

21、概念概念模型的相关概念v1 1实体实体EntityEntity：客观存在并相互区别的事物及其事物之间的联络。例：客观存在并相互区别的事物及其事物之间的联络。例如，一个学生、一门课程、学生的一次选课、一次考试等都是实体。如，一个学生、一门课程、学生的一次选课、一次考试等都是实体。v2 2属性属性(Attribute)(Attribute)：实体所具有的某一特性。例如，学生的学号、姓名、：实体所具有的某一特性。例如，学生的学号、姓名、性别、出生年份、系、入学时间等。性别、出生年份、系、入学时间等。v3 3码码(Key)(Key)：独一标示实体的属性集。例如，学号是学生实体的码。：独一标示实体的属性

22、集。例如，学号是学生实体的码。v4 4域域(Domain)(Domain)：属性的取值范围。例如，年龄的域为：属性的取值范围。例如，年龄的域为1515至至3535之间。之间。v5 5实体型实体型(Entity Type)(Entity Type)：用实体名及其属性名集合来笼统和描写同类实体，：用实体名及其属性名集合来笼统和描写同类实体，称为实体型。例如，学生称为实体型。例如，学生( (学号，姓名，性别，出生年份，系，入学时间学号，姓名，性别，出生年份，系，入学时间) )就是就是一个实体型。一个实体型。v6 6实体集实体集(Entity Set)(Entity Set)：同型实体的集合称为实体集

23、。如，全体学生就是：同型实体的集合称为实体集。如，全体学生就是一个实体集。一个实体集。v7 7联络联络(Relationship)(Relationship)：实体与实体之间以及实体与组成它的各属性间的：实体与实体之间以及实体与组成它的各属性间的关系。关系。前 往 首 页前 往 首 页LOGO1.2 数据库管理的实现v实体间联络的三种情况实体间联络的三种情况v 1一对一联络一对一联络1 : 1v 假设对于实体集假设对于实体集A中的每一个实体，实体集中的每一个实体，实体集B中至少有一个也可以没有中至少有一个也可以没有实体与之联络，反之亦然，那么称实体集实体与之联络，反之亦然，那么称实体集A与实体

24、集与实体集B具有一对一联络，记为具有一对一联络，记为1：1。例如，一个学生只能有一个学号，而一个学号只能指向一个学生，那么学。例如，一个学生只能有一个学号，而一个学号只能指向一个学生，那么学生与学号之间具有一对一联络。生与学号之间具有一对一联络。v 2一对多联络一对多联络1 : n v 假设对于实体集假设对于实体集A中的每一个实体，实体集中的每一个实体，实体集B中有个中有个n实体实体n0之联络，之联络，反之，对于实体集反之，对于实体集B中的每一个实体，实体集中的每一个实体，实体集A中至多只需一个实体与之联络，中至多只需一个实体与之联络，那么称实体集那么称实体集A与实体集与实体集B有一对多联络，

25、记为有一对多联络，记为1 : n 。例如，一个班级中有假。例如，一个班级中有假设干名学生，而每个学生只在一个班级中学习，那么班级与学生之间具有一对设干名学生，而每个学生只在一个班级中学习，那么班级与学生之间具有一对多联络。多联络。v 3多对多联络多对多联络m : nv 假设对于实体集假设对于实体集A中的每一个实体，实体集中的每一个实体，实体集B中有中有n 个实体个实体n0与之联与之联络，反之，对于实体集络，反之，对于实体集B中的每一个实体，实体集中的每一个实体，实体集A中也有中也有m 个实体个实体m0与之联络，那么称实体集与之联络，那么称实体集A与实体集与实体集B具有多对多联络，记为具有多对多

26、联络，记为m : n 。例如，一。例如，一门课程同时有假设干个学生选修，而一个学生可以同时选修多门课程，那么课门课程同时有假设干个学生选修，而一个学生可以同时选修多门课程，那么课程与学生之间具有多对多联络。程与学生之间具有多对多联络。v 留意：实践上，一对一联络是一对多联络的特例，而一对多联络又是多对多留意：实践上，一对一联络是一对多联络的特例，而一对多联络又是多对多联络的特例。联络的特例。 前 往 首 页前 往 首 页LOGO1.2 数据库管理的实现v概念模型的表示方法概念模型的表示方法v概念模型的表示方法很多，最常用的是实体概念模型的表示方法很多，最常用的是实体联络方法。该方法用联络方法。

27、该方法用E-R(EntityRelationship Approch) 图来描画现实世界的概念模型。图来描画现实世界的概念模型。vE-R图提供了表示实体型、属性和联络的方法。图提供了表示实体型、属性和联络的方法。E-R图有三个要素：图有三个要素：v1实体型：用矩形表示，矩形框内写明实体名。实体型：用矩形表示，矩形框内写明实体名。v2属属 性：用椭圆形表示，并用无向边将其与相应的实体衔接起来。性：用椭圆形表示，并用无向边将其与相应的实体衔接起来。v3联联 系：用菱形表示，菱形框内写明联络名，并用无向边分别与系：用菱形表示，菱形框内写明联络名，并用无向边分别与有关实体衔接起来，同时在无向边旁标上联

28、络的类型有关实体衔接起来，同时在无向边旁标上联络的类型(1：1，1：n或或m：n)。 前 往 首 页前 往 首 页LOGO1.2 数据库管理的实现前 往 首 页前 往 首 页LOGO1.2 数据库管理的实现v1.2.4 1.2.4 数据模型数据模型v 这里讲的数据模型是在概念级的模型概念模型的这里讲的数据模型是在概念级的模型概念模型的根底上构成的，为计算机上某一根底上构成的，为计算机上某一DBMSDBMS支持的数据模型。本书主支持的数据模型。本书主要引见前三种模型。要引见前三种模型。v层次模型层次模型v假设用图来表示，层次模型是一棵倒立的树。在数据库中，满假设用图来表示，层次模型是一棵倒立的树

29、。在数据库中，满足以下条件的数据模型称为层次模型：足以下条件的数据模型称为层次模型： 有且仅有一个结点有且仅有一个结点无父结点，这个结点称为根结点；无父结点，这个结点称为根结点； 其他结点有且仅有一个其他结点有且仅有一个父结点。父结点。前 往 首 页前 往 首 页LOGO1.2 数据库管理的实现v网状模型网状模型v 在现实世界中，事物之间的联络更多的是非层次关系的，用层次模型表示非树在现实世界中，事物之间的联络更多的是非层次关系的，用层次模型表示非树型构造是很不直接的，网状模型那么可以抑制这一弊病。网状模型是一个网络。在数据库型构造是很不直接的，网状模型那么可以抑制这一弊病。网状模型是一个网络

30、。在数据库中，满足以下两个条件的数据模型称为网状模型。中，满足以下两个条件的数据模型称为网状模型。 允许一个以上的结点无父结点；允许一个以上的结点无父结点； 一个结点可以有多于一个的父结点。一个结点可以有多于一个的父结点。v 从以上定义看出，网状模型构成了比层次构造复杂的网状构造，适宜表示多对多的从以上定义看出，网状模型构成了比层次构造复杂的网状构造，适宜表示多对多的联络。网状模型和网页上的联络。网状模型和网页上的“超链接数据方式有类似之处。超链接数据方式有类似之处。前 往 首 页前 往 首 页LOGO1.2 数据库管理的实现v关系模型关系模型 v以二维表的方式表示实体和实体之间联络的数据模型

31、称为关系数据模型。从模型的三要素以二维表的方式表示实体和实体之间联络的数据模型称为关系数据模型。从模型的三要素角度看，关系模型的内容为：角度看，关系模型的内容为：v数据构造：一张二维表格。数据构造：一张二维表格。v数据操作：数据表的定义，检索、维护、计算等。数据操作：数据表的定义，检索、维护、计算等。v数据约束条件：表中列的取值范围即域值的限制条件。数据约束条件：表中列的取值范围即域值的限制条件。v关系模型的几个常见概念：关系模型的几个常见概念：v 1关系：一个关系就是一张二维表，每个关系都有一个关系名，即数据表名。关系：一个关系就是一张二维表，每个关系都有一个关系名，即数据表名。v 2元组：

32、表中的行称为元组，一行就是一个元组，对应表中一条记录。元组：表中的行称为元组，一行就是一个元组，对应表中一条记录。v 3属性：表中的列称为属性，即字段。字段称号为属性名，字段值称为属性值。属性：表中的列称为属性，即字段。字段称号为属性名，字段值称为属性值。v 4域：域： 属性的取值范围，如，分数在属性的取值范围，如，分数在0100之间。之间。v 5关键字：表中的一个属性组，它的值可以独一地标志一个元组。如：学号。关键字：表中的一个属性组，它的值可以独一地标志一个元组。如：学号。v 6候选码：表中的某一个属性，它的值可以独一地标志一个元组。一个表中能够候选码：表中的某一个属性，它的值可以独一地标

33、志一个元组。一个表中能够有多个候选码，选择一个作为主键，主键的属性称为主属性。有多个候选码，选择一个作为主键，主键的属性称为主属性。v (7) 外关键字：假设一个关系中的属性或属性组并非该关系的关键字，但它们是另外外关键字：假设一个关系中的属性或属性组并非该关系的关键字，但它们是另外一个关系的关键字，那么称其为该关系的外关键字。一个关系的关键字，那么称其为该关系的外关键字。前 往 首 页前 往 首 页LOGO1.2 数据库管理的实现前 往 首 页前 往 首 页LOGO1.2 数据库管理的实现v关系模型的完好性关系模型的完好性v 关系模型对数据普通都具有一定的限制，这种限制称为完好性或完好性约束

34、。关系模型对数据普通都具有一定的限制，这种限制称为完好性或完好性约束。关系模型的完好性是保证关系数据表正确的关键。关系模型支持实体完好性约束、参照完关系模型的完好性是保证关系数据表正确的关键。关系模型支持实体完好性约束、参照完好性约束和域约束好性约束和域约束3种完好性约束。种完好性约束。v1实体完好性约束实体完好性约束v 假设假设A是一个表是一个表R的主键，那么的主键，那么A不能接纳空值，即单列主键的值不能为空，复合主不能接纳空值，即单列主键的值不能为空，复合主键的任何列也不能接纳空值。例如，在学生信息表中，键的任何列也不能接纳空值。例如，在学生信息表中，“学号为该表的主键，那么在数学号为该表

35、的主键，那么在数据库的任何记录中，据库的任何记录中，“学号列的值都不能为空。这样的约束称为实体完好性约束。学号列的值都不能为空。这样的约束称为实体完好性约束。v2参照完好性约束参照完好性约束v 参照完好性约束关怀的是逻辑相关的表中值与值之间的关系。假设参照完好性约束关怀的是逻辑相关的表中值与值之间的关系。假设X是一个表是一个表A的的主键，在表主键，在表B中是外键，那么假设中是外键，那么假设K是表是表B中一个外部键值，那么表中一个外部键值，那么表A中必然存在在中必然存在在X上的上的值为值为K的记录。例如，的记录。例如，“系编码是院系信息表的主键，而在学生信息表中是相对于院系信系编码是院系信息表的

36、主键，而在学生信息表中是相对于院系信息表的外键学生信息表中的主关键字是由息表的外键学生信息表中的主关键字是由“学号和学号和“系编码组合而成，对于学生信系编码组合而成，对于学生信息表的任何记录，其所包含的息表的任何记录，其所包含的“系编码的值，在院系信息表的系编码的值，在院系信息表的“系编码列中必然存在一系编码列中必然存在一个一样的值。这样的约束称为参照完好性约束。个一样的值。这样的约束称为参照完好性约束。v 前 往 首 页前 往 首 页LOGO1.2 数据库管理的实现v3域约束v 域是逻辑相关的值的集合，从域中可以得出特定列的值。v 例如，在学生信息表中：v“出生日期域的值必需按照特定的一致格

37、式存放，而不能有时用：1986.12.23格式，有时用：12/23/1986格式，呵斥数据混乱；v“学生名字、“院系称号等域的值必需属于字符集合；v对于“性别，该域中的值必需局限于男、女等。 前 往 首 页前 往 首 页LOGO1.2 数据库管理的实现v1.2.5 1.2.5 关系运算关系运算v关系的根本运算有两类：传统的集合运算和专门的关系运算。关系的根本运算有两类：传统的集合运算和专门的关系运算。v 传统的集合运算传统的集合运算v1 1并并UnionUnion：设有两个关系：设有两个关系R R和和S S，它们具有一样的构造。，它们具有一样的构造。R R和和S S的并是由的并是由属于属于R

38、R或属于或属于S S的元组组成的集合，运算符为的元组组成的集合，运算符为。v例如：设每个班有一个学生关系例如：设每个班有一个学生关系R1R1，R2R2，R3R3，那么全校学生关系那么全校学生关系T T是是: T= : T= R1 R2 R3 R1 R2 R3 v2 2差差 (Difference) (Difference) ：设有两个关系：设有两个关系R R和和S S，它们具有一样的构造。，它们具有一样的构造。R R和和S S的的差是由属于差是由属于R R但不属于但不属于S S的元组组成的集合。运算符为。的元组组成的集合。运算符为。v例如：设有参与计算机小组的学生关系，参与桥牌小组的学生关系。

39、求参例如：设有参与计算机小组的学生关系，参与桥牌小组的学生关系。求参与了计算机与了计算机 小组但没有参与桥牌小组的学生。结果放在关系小组但没有参与桥牌小组的学生。结果放在关系1 1中，那么中，那么 T1=R-ST1=R-S。v3 3交交IntersectionIntersection：设有两个关系：设有两个关系R R和和S S，它们具有一样的构造。，它们具有一样的构造。R R和和S S的交是由既属于的交是由既属于R R又属于又属于S S的元组组成的集合，运算符为的元组组成的集合，运算符为。交运算的结果是。交运算的结果是R R和和S S的共同元组。的共同元组。v例如：设有参与计算机小组的学生关系

40、，参与桥牌小组的学生关系。求既例如：设有参与计算机小组的学生关系，参与桥牌小组的学生关系。求既参与了计算机小组又参与桥牌小组的学生。结果放在关系参与了计算机小组又参与桥牌小组的学生。结果放在关系2 2中，那么中，那么2 =R 2 =R SS。关系的交可以用关系的差来表示。即。关系的交可以用关系的差来表示。即RS= R-RS= R-R SR S，所以，上式也，所以，上式也可以写成：可以写成：2 =R-2 =R-R SR S。前 往 首 页前 往 首 页LOGO1.2 数据库管理的实现v专门的关系运算专门的关系运算v1选择选择 Selection ：按照给定条件从指定的关系中挑选出满足条件的元组构

41、成新：按照给定条件从指定的关系中挑选出满足条件的元组构成新的关系，其关系方式不变，但其中元组的数目小于等于原来的关系中元组的个数，它是原的关系，其关系方式不变，但其中元组的数目小于等于原来的关系中元组的个数，它是原关系的一个子集。这是从行的角度进展的运算，即程度方向抽取元组。关系的一个子集。这是从行的角度进展的运算，即程度方向抽取元组。2投影投影projection：从指定的关系中挑选出某些属性构成新的关系，其关系方式所：从指定的关系中挑选出某些属性构成新的关系，其关系方式所包含的属性个数往往比原关系少，或者属性的陈列顺序不同。投影的结果将取消由于取消包含的属性个数往往比原关系少，或者属性的陈

42、列顺序不同。投影的结果将取消由于取消了某些列而产生的反复元组。了某些列而产生的反复元组。v例如：设有读者关系，读者借书证号，姓名，性别，单位，职称，地址。按照单位在例如：设有读者关系，读者借书证号，姓名，性别，单位，职称，地址。按照单位在前，姓名在后的次序列出读者名单。前，姓名在后的次序列出读者名单。 此运算结果包括元组数目不变，但减少了列的数目，此运算结果包括元组数目不变，但减少了列的数目，同时改动了列的显示顺序同时改动了列的显示顺序v3联接联接join：联接是将两个和多个关系方式经过公共的属性名拼接成一个更宽的关：联接是将两个和多个关系方式经过公共的属性名拼接成一个更宽的关系方式，生成的新

43、关系包含满足联接条件的元组。例如：设有三个关系：学生学号，姓系方式，生成的新关系包含满足联接条件的元组。例如：设有三个关系：学生学号，姓名，所在系，性别，现住址；课程课程号，课程名，学分；选修学号，课程号，名，所在系，性别，现住址；课程课程号，课程名，学分；选修学号，课程号，成果。假想象查询成果成果。假想象查询成果90分以上的学生姓名。联接结果包括学生、课程、选修三个关系分以上的学生姓名。联接结果包括学生、课程、选修三个关系中属性的并集。自然联接：是去掉反复属性的等值衔接。它属于联接运算的一个特例中属性的并集。自然联接：是去掉反复属性的等值衔接。它属于联接运算的一个特例 前 往 首 页前 往

44、首 页LOGO1.3 关系数据库设计v1.3.1 1.3.1 数据库设计方法数据库设计方法v手工试凑法手工试凑法v 数据库的设计程度和与设计人员的阅历有直接关系。数据库设计只是一种数据库的设计程度和与设计人员的阅历有直接关系。数据库设计只是一种阅历的反复实施，而不能称为是一门科学，缺乏科学分析实际根底和工程手段阅历的反复实施，而不能称为是一门科学，缺乏科学分析实际根底和工程手段的支持，所以设计质量很难保证。的支持，所以设计质量很难保证。v规范设计法规范设计法v 主要是将设计的步骤分为：需求分析、概念设计、逻辑设计和物理设计等主要是将设计的步骤分为：需求分析、概念设计、逻辑设计和物理设计等几个步

45、骤，并采用了许多规范化的手段和工具完成每个阶段的义务。比如基于几个步骤，并采用了许多规范化的手段和工具完成每个阶段的义务。比如基于E-RE-R模型的数据库设计方法，基于模型的数据库设计方法，基于3NF3NF第三范式的设计方法，基于笼统语法第三范式的设计方法，基于笼统语法规那么的设计方法等，就是在数据库设计的各个过程中采用的详细的技术与方规那么的设计方法等，就是在数据库设计的各个过程中采用的详细的技术与方法。法。v 留意：规范设计法仍旧是一种手工方法。对于大型的工程，规范化是必留意：规范设计法仍旧是一种手工方法。对于大型的工程，规范化是必需遵照的设计思想。需遵照的设计思想。前 往 首 页前 往

46、首 页LOGO1.3 关系数据库设计v1.3.2 1.3.2 数据库设计步骤数据库设计步骤v 按照规范化的设计方法，数据库设计步骤分为六个阶段，按照规范化的设计方法，数据库设计步骤分为六个阶段，这个过程也叫数据库的生命周期。这个过程也叫数据库的生命周期。v 需求分析：这个阶段的任务是要充分调查研讨，了解用户需需求分析：这个阶段的任务是要充分调查研讨，了解用户需求求 v 概念构造设计：概念构造是整个系统的信息构造。它是现实概念构造设计：概念构造是整个系统的信息构造。它是现实世界的真实反映，包括实体与实体之间的关系。世界的真实反映，包括实体与实体之间的关系。 v 逻辑构造设计：这个阶段的义务是将概

47、念构造转换成与所选逻辑构造设计：这个阶段的义务是将概念构造转换成与所选用的用的DBMSDBMS所支持的数据模型相符合的过程。所支持的数据模型相符合的过程。 v 物理构造设计：这个阶段的义务是为一个给定的逻辑数据模物理构造设计：这个阶段的义务是为一个给定的逻辑数据模型选取一个适宜的物理构造，并对物理构造进展评价。型选取一个适宜的物理构造，并对物理构造进展评价。 v 前 往 首 页前 往 首 页LOGO1.3 关系数据库设计v物理构造设计：这个阶段的义务是为一个给定的逻辑数据模型选取一个适宜的物理构造设计：这个阶段的义务是为一个给定的逻辑数据模型选取一个适宜的物理构造，并对物理构造进展评价。物理构造，并对物理构造进展评价。 v编码测试：进入这个阶段后，就要按照逻辑设计和物理设计的结果利用编码测试：进入这个阶段后，就要按照逻辑设计和物理设计的结果利用D