数据库教学课件

1、数据库原理及应用数据库原理及应用任课教师：黄萍任课教师：黄萍计算机科学与工程学院计算机科学与工程学院e-mail: 20212021年年1212月月2828日星期日星期二二课程的地位课程的地位n 数据库原理及应用数据库原理及应用是计算机科学与技术专业、是计算机科学与技术专业、信息与计算科学专业、信息管理与信息系统专业信息与计算科学专业、信息管理与信息系统专业学生的必修专业课程，本课程的相关知识和技能学生的必修专业课程，本课程的相关知识和技能是相关专业的学生必须掌握的基本知识和基本技是相关专业的学生必须掌握的基本知识和基本技能。同时，该课程的有关知识也是其他专业学生能。同时，该课程的有关知识也是

2、其他专业学生在社会实践中必然涉及的内容，是其选修的计算在社会实践中必然涉及的内容，是其选修的计算机科学与信息科学学科相关课程中的一门主要课机科学与信息科学学科相关课程中的一门主要课程。程。20212021年年1212月月2828日星期日星期二二课程的任务和作用课程的任务和作用n 考虑到数据库技术的应用领域和当今世界的数据考虑到数据库技术的应用领域和当今世界的数据库技术发展趋势，要求学生在学习本课程中应掌库技术发展趋势，要求学生在学习本课程中应掌握关系型数据库的基本理论和实现方法，了解有握关系型数据库的基本理论和实现方法，了解有关新技术的应用，并通过相关的实验内容和课程关新技术的应用，并通过相关

3、的实验内容和课程设计环节使学生达到解决一定规模的实际问题的设计环节使学生达到解决一定规模的实际问题的能力，为继续学习计算机其他学科知识和今后的能力，为继续学习计算机其他学科知识和今后的工作打下坚实的基础。工作打下坚实的基础。 20212021年年1212月月2828日星期日星期二二课程目标课程目标 n 本课程系统、完整地讲述数据库的基本原理、基本课程系统、完整地讲述数据库的基本原理、基本概念和基本技术，关系数据库理论、数据库系本概念和基本技术，关系数据库理论、数据库系统保护技术统保护技术(数据库恢复技术、并发控制、数据库数据库恢复技术、并发控制、数据库的安全性、数据库的完整性的安全性、数据库的

4、完整性)，使学生掌握有关关，使学生掌握有关关系数据库的基本概念和基础理论，关系数据模型，系数据库的基本概念和基础理论，关系数据模型，熟练掌握熟练掌握sql语言、语言、dbms实例及实例及sql的高级应的高级应用；熟悉常用数据库管理系统基本操作；能够进用；熟悉常用数据库管理系统基本操作；能够进行数据库应用系统分析、设计、实施和维护，最行数据库应用系统分析、设计、实施和维护，最终掌握解决实际问题的数据库程序设计思想和养终掌握解决实际问题的数据库程序设计思想和养成良好的程序设计习惯，具备用数据库解决实际成良好的程序设计习惯，具备用数据库解决实际问题的思想和眼光问题的思想和眼光 20212021年年1

5、212月月2828日星期日星期二二教材教材 数据库系统概论数据库系统概论( (第四版第四版) ) 萨师煊，王萨师煊，王珊高等教育出版社，珊高等教育出版社，2006.52006.520212021年年1212月月2828日星期日星期二二 an introduction to database systems an introduction to database systems c.j.date c.j.date 机械工业出版社机械工业出版社 数据库系统原理数据库系统原理 王能斌等王能斌等 电子工业出版社电子工业出版社 数据库原理教程数据库原理教程 范明、叶阳东等范明、叶阳东等 科学出版社，科学

6、出版社，20082008 王珊王珊 朱青朱青数据库系统概论学习指导数据库系统概论学习指导 与习题解答与习题解答高等教育出版社高等教育出版社 2003年年8月月参考书参考书20212021年年1212月月2828日星期日星期二二 中国人民大学中国人民大学 数据库系统概论精品课程教学网数据库系统概论精品课程教学网站：站：/ 高教出版社高教出版社 立体化教材网：立体化教材网：http:/4a.hep.edu.cn20212021年年1212月月2828日星期日星期二二上机软件上机软件lms sql server 2005ms sql server 2005l

7、上机参考：上机参考： 相关相关pptpptsql server 2005 sql server 2005 数据库应用系统开发技数据库应用系统开发技术实验指导及习题解答术实验指导及习题解答朱如龙主编机械工业出版社朱如龙主编机械工业出版社 20212021年年1212月月2828日星期日星期二二学习方式学习方式v听课听课 （启发式、讨论式）（启发式、讨论式）v自习自习 （预习、复习）（预习、复习）v随堂测试随堂测试 （综合练习）（综合练习）20212021年年1212月月2828日星期日星期二二考核方式考核方式 n 总成绩总成绩=出勤出勤+笔试成绩笔试成绩+作业成绩作业成绩+上机实验和大上机实验和

8、大作业成绩作业成绩20212021年年1212月月2828日星期日星期二二内容安排内容安排(1)(1)n 基础篇基础篇l第一章第一章 绪论绪论l第二章第二章 关系数据库关系数据库l第三章第三章 关系数据库标准语言关系数据库标准语言sqll第四章第四章 数据库安全性数据库安全性l第五章第五章 数据库完整性数据库完整性n 设计与应用开发篇设计与应用开发篇l第六章第六章 关系数据理论关系数据理论l第七章第七章 数据库设计数据库设计20212021年年1212月月2828日星期日星期二二内容安排内容安排(2)(2)n 系统篇系统篇l第九章第九章 关系查询处理和查询优化关系查询处理和查询优化l第十章第十

9、章 数据库恢复技术数据库恢复技术l第十一章第十一章 并发控制并发控制20212021年年1212月月2828日星期日星期二二数据库系统概论数据库系统概论an introduction to database systems第一章第一章 绪论绪论20212021年年1212月月2828日星期日星期二二第一章第一章 绪论（目录）绪论（目录）1.1 1.1 数据库系统概述数据库系统概述1.2 1.2 数据模型数据模型1.3 1.3 数据库系统结构数据库系统结构1.4 1.4 数据库系统的组成数据库系统的组成1.5 1.5 小结小结20212021年年1212月月2828日星期日星期二二1.1 数据库

10、系统概述数据库系统概述q数据库技术产生于六十年代末，是数据管理的最数据库技术产生于六十年代末，是数据管理的最新技术，也是计算机科学的重要分支。新技术，也是计算机科学的重要分支。q数据库技术是信息系统的核心和基础，它的出现数据库技术是信息系统的核心和基础，它的出现极大地促进了计算机应用向各行各业的渗透。极大地促进了计算机应用向各行各业的渗透。q数据库的建设规模、数据库信息量的大小和使用数据库的建设规模、数据库信息量的大小和使用频度已成为衡量一个国家信息化程度的重要标志。频度已成为衡量一个国家信息化程度的重要标志。20212021年年1212月月2828日星期日星期二二数据库的地位数据库的地位n

11、数据库研究数据库研究, 开发与应用是计算机学科最活跃的开发与应用是计算机学科最活跃的领域之一领域之一l三位图灵奖得主三位图灵奖得主pcharles w. bachman (1973) 数据库技术数据库技术pedgar f. codd (1981) 关系数据库系统关系数据库系统pjames gray (1998) 数据库事务处理数据库事务处理n 数据库涵盖了计算学科的数据库涵盖了计算学科的14个主流领域之一个主流领域之一“信信息管理息管理”的主要内容的主要内容20212021年年1212月月2828日星期日星期二二1.1.1四个基本概念四个基本概念n数据数据(data)(data)n数据库数据库

12、(database)(database)n数据库管理系统数据库管理系统(dbms)(dbms)n数据库系统数据库系统(dbs)(dbs)20212021年年1212月月2828日星期日星期二二一、数据一、数据n数据数据(data)(data)是数据库中存储的基本对象是数据库中存储的基本对象n数据的数据的定义定义l描述事物的符号记录描述事物的符号记录n数据的数据的种类种类l文本、图形、图象、声音文本、图形、图象、声音n数据的数据的特点特点l数据与其语义是不可分的数据与其语义是不可分的20212021年年1212月月2828日星期日星期二二n 数据的含义称为数据的语义，数据与其语义是不数据的含义称

13、为数据的语义，数据与其语义是不可分的。可分的。l例如例如 9393是一个数据是一个数据p语义语义1 1：学生某门课的成绩：学生某门课的成绩p语义语义2 2：某人的体重：某人的体重p语义语义3 3：计算机系：计算机系20032003级学生人数级学生人数p语义语义4 4：请同学给出：请同学给出数据举例数据举例20212021年年1212月月2828日星期日星期二二数据举例数据举例n 学生档案中的学生记录学生档案中的学生记录（李明，男，（李明，男，19721972，江苏，计算机系，江苏，计算机系，19901990）n 数据的形式不能完全表达其内容数据的形式不能完全表达其内容n 数据的解释数据的解释l

14、语义：学生姓名、性别、出生年月、籍贯、语义：学生姓名、性别、出生年月、籍贯、所在系别、入学时间所在系别、入学时间l解释：李明是个大学生，解释：李明是个大学生，19721972年出生，江苏年出生，江苏人，人，19901990年考入计算机系年考入计算机系n 请给出另一个解释和语义请给出另一个解释和语义20212021年年1212月月2828日星期日星期二二二、数据库二、数据库n 人们收集并抽取出一个应用所需要的大量数据人们收集并抽取出一个应用所需要的大量数据之后，应将其保存起来以供进一步加工处理，之后，应将其保存起来以供进一步加工处理，进一步抽取有用信息进一步抽取有用信息n 数据库的定义数据库的定

15、义l数据库数据库(database,(database,简称简称db)db)是是长期长期储存在计算储存在计算机内、有机内、有组织组织的、可的、可共享共享的的大量大量数据集合数据集合20212021年年1212月月2828日星期日星期二二二、数据库二、数据库n 数据库的特征数据库的特征l数据按一定的数据模型组织、描述和储存数据按一定的数据模型组织、描述和储存l可为各种用户共享可为各种用户共享l冗余度较小冗余度较小l数据独立性较高数据独立性较高l易扩展易扩展20212021年年1212月月2828日星期日星期二二二、数据库（举例）二、数据库（举例）学学生生登登记记表表学学 号号姓姓 名名年年 令令

16、性性 别别系系 名名年年 级级95004王王小小明明19女女社社会会学学9595006黄黄大大鹏鹏20男男商商品品学学9595008张张文文斌斌18女女法法律律学学9520212021年年1212月月2828日星期日星期二二三、数据库管理系统三、数据库管理系统n什么是什么是dbmsdbmsl位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件。位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件。l是基础软件，是一个大型复杂的软件系统是基础软件，是一个大型复杂的软件系统 。ndbmsdbms的用途的用途l科学地组织和存储数据、高效地获取和维护数据科学地组织和存储数据、高效地获取和维护数据20212021年年1212月

17、月2828日星期日星期二二dbmsdbms的主要功能的主要功能l数据定义功能数据定义功能 提供数据定义语言提供数据定义语言(ddl)(ddl) 定义数据库中的数据对象定义数据库中的数据对象l数据组织、存储和管理数据组织、存储和管理 分类组织、存储和管理各种数据分类组织、存储和管理各种数据 确定组织数据的文件结构和存取方式确定组织数据的文件结构和存取方式 实现数据之间的联系实现数据之间的联系 提供多种存取方法提高存取效率提供多种存取方法提高存取效率20212021年年1212月月2828日星期日星期二二dbmsdbms的主要功能的主要功能l数据操纵功能数据操纵功能 提供数据操纵语言提供数据操纵语

18、言(dml)(dml) 实现对数据库的基本操作实现对数据库的基本操作 ( (查询、插入、删除和查询、插入、删除和修改修改) )l数据库的事务管理和运行管理数据库的事务管理和运行管理 数据库在建立、运行和维护时由数据库在建立、运行和维护时由dbmsdbms统一管理和控统一管理和控制制保证数据的安全性、完整性、多用户对数据的保证数据的安全性、完整性、多用户对数据的并发使用发生故障后的系统恢复并发使用发生故障后的系统恢复20212021年年1212月月2828日星期日星期二二dbmsdbms的主要功能的主要功能l数据库的建立和维护功能数据库的建立和维护功能( (实用程序实用程序) ) 数据库初始数据

19、装载转换数据库初始数据装载转换 数据库转储数据库转储 介质故障恢复介质故障恢复 数据库的重组织数据库的重组织 性能监视分析等性能监视分析等l其它功能其它功能 dbmsdbms与网络中其它软件系统的通信与网络中其它软件系统的通信 两个两个dbmsdbms系统的数据转换系统的数据转换 异构数据库之间的互访和互操作异构数据库之间的互访和互操作20212021年年1212月月2828日星期日星期二二四、数据库系统四、数据库系统n 数据库系统的数据库系统的定义定义l数据库系统（数据库系统（database systemdatabase system，简称，简称dbsdbs）是）是指在计算机系统中引入数据

20、库后的系统构成。指在计算机系统中引入数据库后的系统构成。l在不引起混淆的情况下常常把在不引起混淆的情况下常常把数据库系统数据库系统简称简称为为数据库数据库。n 数据库系统的数据库系统的构成构成l数据库数据库l数据库管理系统（及其开发工具）数据库管理系统（及其开发工具）l应用系统应用系统l数据库管理员数据库管理员20212021年年1212月月2828日星期日星期二二数据库系统数据库系统n 数据库系统构数据库系统构成图示成图示（参看教材（参看教材page_ 图图1.1）用户用户用户用户用户用户应用系统应用系统应用开发工具应用开发工具操作系统操作系统数据库数据库数据库管理员数据库管理员数据库管理系

21、统数据库管理系统20212021年年1212月月2828日星期日星期二二.2数据管理技术的产生和发展数据管理技术的产生和发展n数据处理数据处理 对各种数据进行收集、存储、加工和传播的一对各种数据进行收集、存储、加工和传播的一系列活动的总和。系列活动的总和。n数据管理数据管理是是 指对数据进行分类、组织、编码、存储、检索指对数据进行分类、组织、编码、存储、检索和维护，是数据处理的中心问题和维护，是数据处理的中心问题。n数据管理经历的三个阶段数据管理经历的三个阶段 人工管理阶段：人工管理阶段：20世纪世纪50年代中期以前年代中期以前 文件管理阶段：文件管理阶段：至至60年代中期年代

22、中期 数据库系统阶段：数据库系统阶段：60年代后期以来年代后期以来20212021年年1212月月2828日星期日星期二二一、人工管理阶段一、人工管理阶段n时期时期l40年代中年代中-50年代中年代中n 产生的背景产生的背景l应用需求应用需求： 科学计算科学计算l硬件水平硬件水平： 无直接存取存储设备无直接存取存储设备l软件水平软件水平： 无数据管理方面的软件无数据管理方面的软件l处理方式处理方式： 批处理批处理20212021年年1212月月2828日星期日星期二二人工管理人工管理(续续)n特点：特点： 数据不保存在计算机内。数据不保存在计算机内。 应用程序管理数据。应用程序管理数据。 数据

23、不共享。数据不共享。 数据不具有独立性。数据不具有独立性。20212021年年1212月月2828日星期日星期二二应用程序与数据的对应关系应用程序与数据的对应关系(人工管理人工管理) 应用程序应用程序数据集数据集应用程序应用程序数据集数据集应用程序应用程序数据集数据集n.20212021年年1212月月2828日星期日星期二二二、文件系统阶段二、文件系统阶段n时期时期l50年代末年代末-60年代中年代中n产生的背景产生的背景l应用需求应用需求科学计算、管理科学计算、管理l硬件水平硬件水平磁盘、磁鼓磁盘、磁鼓l软件水平软件水平有文件系统有文件系统l处理方式处理方式联机实时处理、批处理联机实时处理

24、、批处理20212021年年1212月月2828日星期日星期二二文件系统文件系统(续续)n 特点特点数据以文件形式可长期保存在外部存储器的磁数据以文件形式可长期保存在外部存储器的磁盘上。盘上。由文件系统来管理数据由文件系统来管理数据,提供存取方法进行转换提供存取方法进行转换,使应用程序与数据之间有了一定的独立性。使应用程序与数据之间有了一定的独立性。 20212021年年1212月月2828日星期日星期二二应用程序与数据的对应关系应用程序与数据的对应关系(文件系统文件系统)应用程序应用程序文件文件应用程序应用程序文件文件2应用程序应用程序文件文件n存取存取方法方法.20212021年年1212

25、月月2828日星期日星期二二文件系统（续）文件系统（续）n三个缺陷：三个缺陷：l 数据冗余。数据冗余。l 数据不一致。数据不一致。l 数据联系弱数据联系弱。20212021年年1212月月2828日星期日星期二二三、数据库系统阶段三、数据库系统阶段n时期时期l6060年代末以来年代末以来n产生的背景产生的背景l应用背景应用背景大规模数据管理大规模数据管理l硬件背景硬件背景大容量磁盘大容量磁盘l软件背景软件背景有数据库管理系统有数据库管理系统l处理方式处理方式联机实时处理联机实时处理, ,分布处理分布处理, ,批处理批处理20212021年年1212月月2828日星期日星期二二数据库系统数据库系

26、统( (续续) )n特点特点l数据结构化。数据结构化。l数据的共享性高，冗余度低，易扩充。数据的共享性高，冗余度低，易扩充。l数据的独立性高（高度的物理独立性和一数据的独立性高（高度的物理独立性和一定的逻辑独立性）定的逻辑独立性）l数据由数据由dbmsdbms统一管理和控制统一管理和控制20212021年年1212月月2828日星期日星期二二数据结构化数据结构化n整体数据的结构化整体数据的结构化是数据库的主要特征之一是数据库的主要特征之一 n整体结构化整体结构化l不再仅仅针对某一个应用，而是面向全组织不再仅仅针对某一个应用，而是面向全组织l不仅数据内部结构化，整体是结构化的，数据不仅数据内部结

27、构化，整体是结构化的，数据之间具有联系之间具有联系n数据库中实现的是数据的真正结构化数据库中实现的是数据的真正结构化l数据的结构用数据的结构用数据模型数据模型描述，无需程序定义和描述，无需程序定义和解释解释l数据数据可变长可变长l数据的最小存取单位是数据的最小存取单位是数据项数据项20212021年年1212月月2828日星期日星期二二数据的共享性高，冗余度低，易扩充数据的共享性高，冗余度低，易扩充n数据库系统从整体角度看待和描述数据，数数据库系统从整体角度看待和描述数据，数据面向整个系统，可以被多个用户、多个应据面向整个系统，可以被多个用户、多个应用共享使用。用共享使用。n数据共享的好处数据

28、共享的好处l减少数据冗余，节约存储空间减少数据冗余，节约存储空间l避免数据之间的不相容性与不一致性避免数据之间的不相容性与不一致性 l使系统易于扩充使系统易于扩充20212021年年1212月月2828日星期日星期二二数据独立性数据独立性n物理独立性物理独立性 指用户的应用程序与存储在磁盘上的数据库中指用户的应用程序与存储在磁盘上的数据库中数据是相互独立的。当数据的物理存储改变了，数据是相互独立的。当数据的物理存储改变了，应用程序不用改变。应用程序不用改变。n逻辑独立性逻辑独立性 指用户的应用程序与数据库的逻辑结构是相互指用户的应用程序与数据库的逻辑结构是相互独立的。数据的逻辑结构改变了，用户

29、程序也可独立的。数据的逻辑结构改变了，用户程序也可以不变。以不变。 数据独立性是由数据独立性是由dbmsdbms的二级映像功能来保证的的二级映像功能来保证的20212021年年1212月月2828日星期日星期二二数据库系统的结构数据库系统的结构用户局部逻辑结构用户局部逻辑结构数据库整体逻辑结构数据库整体逻辑结构数据库物理结构数据库物理结构逻辑数据独立性逻辑数据独立性物理数据独立性物理数据独立性20212021年年1212月月2828日星期日星期二二dbmsdbms对数据的控制功能对数据的控制功能n数据的安全性（数据的安全性（securitysecurity）保护）保护l使每个用户只能按指定方式

30、使用和处理指定使每个用户只能按指定方式使用和处理指定数据，保护数据以防止不合法的使用造成的数据，保护数据以防止不合法的使用造成的数据的泄密和破坏。数据的泄密和破坏。n数据的完整性（数据的完整性（integrityintegrity）检查）检查l将数据控制在有效的范围内，或保证数据之将数据控制在有效的范围内，或保证数据之间满足一定的关系。间满足一定的关系。20212021年年1212月月2828日星期日星期二二dbmsdbms对数据的控制功能对数据的控制功能n并发（并发（concurrencyconcurrency）控制）控制l对多用户的并发操作加以控制和协调，防止对多用户的并发操作加以控制和协

31、调，防止相互干扰而得到错误的结果。相互干扰而得到错误的结果。n数据库恢复（数据库恢复（recoveryrecovery）l将数据库从错误状态恢复到某一已知的正确将数据库从错误状态恢复到某一已知的正确状态。状态。20212021年年1212月月2828日星期日星期二二应用程序与数据的对应关系应用程序与数据的对应关系( (数据库系统数据库系统) )dbms应用程序1应用程序2数据库20212021年年1212月月2828日星期日星期二二1.2 1.2 数据模型数据模型n 在数据库中用在数据库中用数据模型数据模型这个工具来这个工具来抽象、表示和抽象、表示和处理处理现实世界中的数据和信息。现实世界中的

32、数据和信息。n 通俗地讲通俗地讲数据模型数据模型就是现实世界的模拟就是现实世界的模拟n 数据模型应满足以下要求：数据模型应满足以下要求：l能比较能比较真实真实地模拟现实世界地模拟现实世界l容容易易为人所为人所理解理解l便于在计算机上便于在计算机上实现实现20212021年年1212月月2828日星期日星期二二1.2 1.2 数据模型（目录）数据模型（目录） . . .数据模型的组成要素数据模型的组成要素. . .概念模型概念模型 . . .最常用的数据模型最常用的数据模型. . .层次模型层次模型. . .网状模型网状模型. . .关系模型关系模型. . .两类数据模型两类数据模型202120

33、21年年1212月月2828日星期日星期二二 1.2.1 1.2.1 两大类数据模型两大类数据模型n 数据模型分为两类（分属两个不同的层次）数据模型分为两类（分属两个不同的层次）(1)(1)概念模型概念模型( (信息模型信息模型) ) 按用户的观点来对数据和信息建模，用于数据库设计。按用户的观点来对数据和信息建模，用于数据库设计。 (2)(2) 逻辑模型和物理模型逻辑模型和物理模型 逻辑模型逻辑模型主要包括网状模型、层次模型、关系模型、主要包括网状模型、层次模型、关系模型、面向对象模型等，按计算机系统的观点对数据建模，用面向对象模型等，按计算机系统的观点对数据建模，用于于dbmsdbms实现。

34、实现。 物理模型物理模型是对数据最底层的抽象，描述数据在系统内是对数据最底层的抽象，描述数据在系统内部的表示方式和存取方法，在磁盘或磁带上的存储方式部的表示方式和存取方法，在磁盘或磁带上的存储方式和存取方法。和存取方法。20212021年年1212月月2828日星期日星期二二两大类数据模型两大类数据模型 ( (续续) )n客观对象的抽象过程客观对象的抽象过程-两步抽象两步抽象l现实世界中的客观对象抽象为概念模型；现实世界中的客观对象抽象为概念模型；l把概念模型转换为某一把概念模型转换为某一dbmsdbms支持的数据模型。支持的数据模型。20212021年年1212月月2828日星期日星期二二两

35、大类数据模型两大类数据模型 ( (续续) )dbms支持的数据模型支持的数据模型概念模型概念模型认识认识抽象抽象信息世界信息世界机器世界机器世界现实世界中客观对象的抽象过程现实世界中客观对象的抽象过程现实世界现实世界现实世界现实世界 概念模型概念模型数据库设计人员完成数据库设计人员完成逻辑模型逻辑模型 物理模型物理模型由由dbms完成完成概念模型概念模型 逻辑模型逻辑模型数据库设计人员完成数据库设计人员完成20212021年年1212月月2828日星期日星期二二1.2.2 1.2.2 数据模型的组成要素数据模型的组成要素n数据结构数据结构 n数据操作数据操作 n数据的约束条件数据的约束条件 2

36、0212021年年1212月月2828日星期日星期二二 一、数据结构一、数据结构n数据结构定义数据结构定义l是所研究是所研究对象对象类型的集合类型的集合n分为两类对象：分为两类对象：l与数据类型、内容、性质有关的对象与数据类型、内容、性质有关的对象l与数据之间联系有关的对象与数据之间联系有关的对象n数据结构是对系统静态特性的描述数据结构是对系统静态特性的描述n按数据结构的类型命名数据库按数据结构的类型命名数据库20212021年年1212月月2828日星期日星期二二 二、数据操作二、数据操作 n数据操作数据操作l对数据库中各种对象（型）的实例（值）允对数据库中各种对象（型）的实例（值）允许执行

37、的许执行的操作操作的集合（包括的集合（包括操作操作及及有关的有关的操操作规则作规则）n数据操作的类型数据操作的类型l查询查询l更新（包括插入、删除、修改）更新（包括插入、删除、修改）20212021年年1212月月2828日星期日星期二二 二、数据操作二、数据操作n数据模型对操作的定义数据模型对操作的定义l操作的确切含义操作的确切含义l操作符号操作符号l操作规则（如优先级）操作规则（如优先级）l实现操作的语言实现操作的语言n数据操作是对系统动态特性的描述数据操作是对系统动态特性的描述。20212021年年1212月月2828日星期日星期二二 三、数据的完整性约束条件三、数据的完整性约束条件 n

38、数据的约束条件数据的约束条件l一组一组完整性规则完整性规则的集合。的集合。l完整性规则完整性规则是给定的数据模型中数据及其联系是给定的数据模型中数据及其联系所具有的制约和依存规则。所具有的制约和依存规则。l用以限定符合数据模型的数据库状态以及状态用以限定符合数据模型的数据库状态以及状态的变化，以保证数据的正确、有效、相容。的变化，以保证数据的正确、有效、相容。20212021年年1212月月2828日星期日星期二二n数据模型对完整性约束条件的定义数据模型对完整性约束条件的定义l反映和规定本反映和规定本数据模型数据模型必须遵守的必须遵守的基本的通用基本的通用的的完整性约束条件。例如在关系模型中，

39、任何完整性约束条件。例如在关系模型中，任何关系必须满足实体完整性和参照完整性两个条关系必须满足实体完整性和参照完整性两个条件。件。l提供定义完整性约束条件的机制，以反映提供定义完整性约束条件的机制，以反映具体具体应用应用所涉及的数据必须遵守的特定的语义约束所涉及的数据必须遵守的特定的语义约束条件。条件。 三、数据的完整性约束条件三、数据的完整性约束条件 20212021年年1212月月2828日星期日星期二二 . . . 概念模型概念模型一、概念模型一、概念模型二、信息世界中的基本概念二、信息世界中的基本概念三、概念模型的表示方法三、概念模型的表示方法20212021年年1212月月2828日

40、星期日星期二二概念模型概念模型n概念模型的用途概念模型的用途l概念模型用于信息世界的建模概念模型用于信息世界的建模l是现实世界到机器世界的一个中间层次是现实世界到机器世界的一个中间层次l是数据库设计的有力工具是数据库设计的有力工具l数据库设计人员和用户之间进行交流的语言数据库设计人员和用户之间进行交流的语言n对概念模型的基本要求对概念模型的基本要求l较强的语义表达能力较强的语义表达能力l能够方便、直接地表达应用中的各种语义知识能够方便、直接地表达应用中的各种语义知识l简单、清晰、易于用户理解简单、清晰、易于用户理解20212021年年1212月月2828日星期日星期二二一、信息世界中的基本概念

41、一、信息世界中的基本概念 1 1、实体（实体（entityentity） 客观存在并可相互区别的事物称为实体客观存在并可相互区别的事物称为实体 实体可以为具体的人、事、物，也可以是抽象的实体可以为具体的人、事、物，也可以是抽象的 概念或联系。概念或联系。 例如：一个学生，一个项目，一个规划，教师，课例如：一个学生，一个项目，一个规划，教师，课程，学生的一次选课，职工与单位的工作关系。程，学生的一次选课，职工与单位的工作关系。 2 2、属性（属性（attributeattribute） 实体所具有的某一特性称为属性。一个实体可实体所具有的某一特性称为属性。一个实体可以由若干个属性来刻画。以由若干

42、个属性来刻画。 例如：学生的实体可以由学号、姓名、性别、例如：学生的实体可以由学号、姓名、性别、出生年份、系、入学时间等属性组成出生年份、系、入学时间等属性组成。 3 3、码（码（key)key) 唯一标识实体的属性集称为码唯一标识实体的属性集称为码. .例如学号例如学号20212021年年1212月月2828日星期日星期二二一、信息世界中的基本概念一、信息世界中的基本概念( (续续) )4 4、域（域（domaindomain） 属性的取值范围称为该属性的域。属性的取值范围称为该属性的域。 5 5、实体型（实体型（entity typeentity type） 用实体名及其属性名集合来抽象和

43、刻画同类实体用实体名及其属性名集合来抽象和刻画同类实体6 6、实体值（实体值（entity value)entity value)实实 集合中个体的属性内容，即在结构约束下的取值。集合中个体的属性内容，即在结构约束下的取值。 是型的一个具体赋值。是型的一个具体赋值。20212021年年1212月月2828日星期日星期二二一、信息世界中的基本概念（续）一、信息世界中的基本概念（续）7 7、实体集（实体集（entity setentity set） 同型实体的集合称为实体集。例如全体学生同型实体的集合称为实体集。例如全体学生实体型实体型实体值集合实体值集合姓名姓名专业专业年龄年龄年级年级李勇李勇计

44、算机系计算机系202刘丽刘丽数学系数学系213张倩张倩中文系中文系19220212021年年1212月月2828日星期日星期二二一、信息世界中的基本概念一、信息世界中的基本概念( (续续) )8 8、联系（联系（relationshiprelationship） 现实世界中事物内部以及事物之间的联系在信现实世界中事物内部以及事物之间的联系在信息世界中反映为息世界中反映为实体内部实体内部的联系和的联系和实体之间实体之间的的联系。联系。l实体内部实体内部的联系通常是指组成实体的各属性之间的联的联系通常是指组成实体的各属性之间的联系系l实体之间实体之间的联系通常是指不同实体集之间的联系的联系通常是指

45、不同实体集之间的联系实体型间联系实体型间联系 两个实体型两个实体型 一对一联系（一对一联系（1:11:1） 三个实体型三个实体型 一对多联系（一对多联系（1:n1:n） 一个实体型一个实体型 多对多联系（多对多联系（m:nm:n） 20212021年年1212月月2828日星期日星期二二二、两个实体型间的联系二、两个实体型间的联系实体型实体型1联系名联系名实体型实体型2111:1联系联系实体型实体型1联系名联系名实体型实体型2mnm:n联系联系实体型实体型1联系名联系名实体型实体型21n1:n联系联系20212021年年1212月月2828日星期日星期二二二、两个实体型间的联系二、两个实体型间

46、的联系 n 一对一联系一对一联系 l如果对于实体如果对于实体集集a中的每一个实体，实体集中的每一个实体，实体集b中至多有中至多有一个实体与之联系，反之亦然，一个实体与之联系，反之亦然，则称实体则称实体集集a与实体集与实体集b具有一对一联系具有一对一联系。记为。记为1:1。 l 实例实例班级与班长之间的联系：班级与班长之间的联系：一个班级只有一个正班长一个班级只有一个正班长一个班长只在一个班中任职一个班长只在一个班中任职班级班级班级班级-班长班长班长班长111:1联系联系20212021年年1212月月2828日星期日星期二二两个实体型间的联系两个实体型间的联系 n一对多联系一对多联系l如果对于

47、实体集如果对于实体集a a中的每一个实体，实体集中的每一个实体，实体集b b中有中有n n个实体（个实体（n0n0）与之联系，反之，对）与之联系，反之，对于实体集于实体集b b中的每一个实体，实体集中的每一个实体，实体集a a中至多中至多只有一个实体与之联系，则称只有一个实体与之联系，则称实体集实体集a a与实与实体集体集b b有一对多联系有一对多联系 记为记为1:n1:nl实例实例班级与学生之间的联系：班级与学生之间的联系：一个班级中有若干名学生，一个班级中有若干名学生，每个学生只在一个班级中学习每个学生只在一个班级中学习班级班级组成组成学生学生1n1:n联系联系20212021年年1212

48、月月2828日星期日星期二二两个实体型间的联系两个实体型间的联系 n多对多联系多对多联系（m:nm:n）l如果对于实体集如果对于实体集a a中的每一个实体，实体集中的每一个实体，实体集b b中有中有n n个实体（个实体（n0n0）与之联系，反之，对于）与之联系，反之，对于实体集实体集b b中的每一个实体，实体集中的每一个实体，实体集a a中也有中也有m m个个实体（实体（m0m0）与之联系，则称）与之联系，则称实体集实体集a a与实体与实体b b具有多对多联系具有多对多联系。记。记为为m:nm:nl实例实例课程与学生之间的联系：课程与学生之间的联系：一门课程同时有若干个学生选修一门课程同时有若

49、干个学生选修一个学生可以同时选修多门课程一个学生可以同时选修多门课程课程课程选修选修学生学生mnm:n联系联系20212021年年1212月月2828日星期日星期二二实例一：两个实体之间的三种联系实例一：两个实体之间的三种联系一班一班二班二班三班三班四班四班王丽王丽刘英刘英谢娜谢娜袁敏袁敏王丽王丽刘英刘英李伟李伟李芳李芳张涛张涛张江张江张河张河m（母亲）（母亲） r（子女）（子女） 李芳李芳张涛张涛李伟李伟物理物理化学化学数学数学音乐音乐m（男性） w（女性）s（学生）（学生） c（课程）（课程）a（班级）（班级）b（班长（班长）两个实体型间的联系（示例）两个实体型间的联系（示例）202120

50、21年年1212月月2828日星期日星期二二多个实体型间的联系多个实体型间的联系( (续续) )n 多个实体型间的一对多联系多个实体型间的一对多联系l若实体集若实体集e1，e2，.，en存在联系，对于实体存在联系，对于实体集集ej（j=1，2，.，i-1，i+1，.，n）中的给定实体，最多只和）中的给定实体，最多只和ei中的中的一个实体相联系，则我们说一个实体相联系，则我们说ei与与e1，e2，.，ei-1，ei+1，.，en之间的联系是一对多的。之间的联系是一对多的。多个实体型间的多个实体型间的1:n联系联系实体型实体型1联系名联系名实体型实体型21m实体型实体型3n20212021年年12

51、12月月2828日星期日星期二二多个实体型间的联系多个实体型间的联系( (续续) )l实例实例 课程、教师与参考书三个课程、教师与参考书三个实体型实体型如果一门课程可以有若干如果一门课程可以有若干个教师讲授，使用若干本个教师讲授，使用若干本参考书，每一个教师只讲参考书，每一个教师只讲授一门课程，每一本参考授一门课程，每一本参考书只供一门课程使用课程书只供一门课程使用课程与教师、参考书之间的联与教师、参考书之间的联系是一对多的系是一对多的课程课程参考书参考书教员教员讲授讲授1mn20212021年年1212月月2828日星期日星期二二n 多个实体型间的一对一联系多个实体型间的一对一联系n 两个以

52、上实体型间的多对多联系两个以上实体型间的多对多联系n 实例实例:l供应商、项目、零件三个实体供应商、项目、零件三个实体型型一个供应商可以供给多个项目一个供应商可以供给多个项目多种零件多种零件每个项目可以使用多个供应商每个项目可以使用多个供应商供应的零件供应的零件每种零件可由不同供应商供给每种零件可由不同供应商供给供应商供应商零件零件项目项目供应供应mnp多个实体型间联系（示例）多个实体型间联系（示例）20212021年年1212月月2828日星期日星期二二单个实体集内各实体间的联系单个实体集内各实体间的联系n 一对多联系一对多联系l实例实例 职工实体集内部具有领导与被职工实体集内部具有领导与被

53、领导的联系领导的联系,某一职工（干部）某一职工（干部）“领导领导”若干名职工若干名职工,一个职一个职工仅被另外一个职工直接领导工仅被另外一个职工直接领导,这是一对多的联系这是一对多的联系.n 一对一联系一对一联系n 多对多联系多对多联系实体型实体型1联系名联系名mn同一实体型内部的同一实体型内部的m:n联系联系20212021年年1212月月2828日星期日星期二二例：实体间的多种联系例：实体间的多种联系 实体集内部的联系实体集内部的联系职工职工工程工程参加参加负责负责mn1n零部件零部件职工职工装配装配领导领导mn1n实际上，一对一联系是一对多联系的特例，而一对多联系实际上，一对一联系是一对

54、多联系的特例，而一对多联系又是多对多联系的特例。又是多对多联系的特例。单个实体集内各实体间的联系（示例）单个实体集内各实体间的联系（示例）20212021年年1212月月2828日星期日星期二二三、概念模型的一种表示方法三、概念模型的一种表示方法n 概念模型的表示方法很多概念模型的表示方法很多n 实体联系方法实体联系方法(entity(entityrelationship approach)relationship approach)l用用e-re-r图来描述现实世界的概念模型图来描述现实世界的概念模型le-re-r方法也称为方法也称为e-re-r模型模型20212021年年1212月月282

55、8日星期日星期二二e-re-r图（图（提供了表示实体型、属性和联系方法）提供了表示实体型、属性和联系方法）n实体型实体型l用矩形表示，矩形框内写明实体名。用矩形表示，矩形框内写明实体名。学生学生教师教师20212021年年1212月月2828日星期日星期二二e-re-r图图( (续续) )n属性属性l用椭圆形表示，并用无向边将其与相应的实体用椭圆形表示，并用无向边将其与相应的实体连接起来连接起来学生学生学号学号年龄年龄性别性别姓名姓名20212021年年1212月月2828日星期日星期二二e-re-r图图( (续续) )n联系联系l联系本身联系本身：用菱形表示，菱形框内写明联用菱形表示，菱形框

56、内写明联系名，并用无向边分别与有关实体连接起来，系名，并用无向边分别与有关实体连接起来，同时在无向边旁标上联系的类型（同时在无向边旁标上联系的类型（1:11:1、1:n1:n或或m:nm:n） l联系的属性联系的属性：联系本身也是一种实体型，联系本身也是一种实体型，也可以有属性。如果一个联系具有属性，则也可以有属性。如果一个联系具有属性，则这些属性也要用无向边与该联系连接起来这些属性也要用无向边与该联系连接起来 20212021年年1212月月2828日星期日星期二二联系属性的表示方法联系属性的表示方法课程课程选修选修学生学生mn成绩成绩供应商供应商零件零件项目项目供应供应mnp供应量2021

57、2021年年1212月月2828日星期日星期二二丈夫妻子夫妻姓名年龄职业职业姓名年龄婚龄子女数11仓库产品存放仓库号地点面积价格货号品名数量1n例：例：20212021年年1212月月2828日星期日星期二二学生学生课程课程选修选修学号学号姓名姓名性别性别学时数学时数课程号课程号课程名课程名成绩成绩助学金助学金mn职工职工领导领导工号工号姓名姓名年龄年龄民意测验民意测验性别性别职称职称工资工资1n例：例：20212021年年1212月月2828日星期日星期二二e-re-r图图( (续续) )e-r图实例：图实例： p18-p19 某工厂物资管理某工厂物资管理e-r图图20212021年年121

58、2月月2828日星期日星期二二 例：试用例：试用e-r图表示某个工厂物资管理系统。图表示某个工厂物资管理系统。 （1）一个）一个仓库仓库可以存放多种可以存放多种零件零件，一种零件可以存，一种零件可以存放在多个仓库中；放在多个仓库中； （2）一个仓库有多个）一个仓库有多个职工职工当仓库保管员，一个职工当仓库保管员，一个职工只能在一个仓库工作；只能在一个仓库工作； （3）仓库主任领导若干保管员；）仓库主任领导若干保管员； （4）一个）一个供应商供应商可以供给若干可以供给若干项目项目多种零件，每个多种零件，每个项目项目可以使用不同供应商供应的零件，每种零件可可以使用不同供应商供应的零件，每种零件可以

59、由不同供应商供给。以由不同供应商供给。 e-r图图(示例）示例）20212021年年1212月月2828日星期日星期二二分析分析： 实体有实体有 仓库仓库（仓库号、面积、电话号码）（仓库号、面积、电话号码） 零件零件（零件号、名称、规格、单价、描述）（零件号、名称、规格、单价、描述） 供应商供应商（供应商号、姓名、地址、电话号码、帐号）（供应商号、姓名、地址、电话号码、帐号） 项目项目（项目号、预算、开工日期）（项目号、预算、开工日期） 职工职工（职工号、姓名、年龄、职称）（职工号、姓名、年龄、职称） 联系有联系有 仓库仓库与与零件零件具有具有多对多多对多的联系的联系 仓库仓库与与职工职工具有

60、具有一对多一对多的联系的联系 职工职工实体集中具有实体集中具有一对多一对多的联系的联系 供应商供应商、项目项目和和零件零件三者之间具有三者之间具有多对多多对多的联系的联系 实体及其联系：实体及其联系：供应商供应商职工职工仓库仓库零件零件项目项目供应供应领导领导库存库存库存量库存量供应量供应量工作工作mmn1pn1nn20212021年年1212月月2828日星期日星期二二完整实体联系图完整实体联系图：仓库号仓库号面积面积电话号码电话号码职称职称年龄年龄姓名姓名职工号职工号供应商供应商职工职工仓库仓库零件零件项目项目供应供应领导领导库存库存库存量库存量供应量供应量工作工作mmn1pn1nn零件号