数据库技术复习

1、数据库技术复习1.关系的基本名词关系的基本名词v关系：一张满足某些约束条件的二维表，如表2-1 Students关系。 v元组：关系中的一行称为一个元组。对应表中的一行，存放的是客观世界的一个实体，如表Students关系中的一行，存放的是一个学生的数据 。v属性：关系中的一列，称为一个属性。对应表中的一列。一个属性表示实体的一个特征，如表 Students关系中的Sno属性表示学生实体的学号特征值。 v域：关系中一个属性的取值范围。例如，Ssex的取值范围是M, F，代表性别为男性和女性。 v关系示例关系示例：2.关系的性质关系的性质v关系中每一属性都是最小的关系中每一属性都是最小的。对表而

2、言，每一个行与列的交叉点上只能存放一个单值 。v关系中同一属性的所有属性值具有相同的数据类型。关系中同一属性的所有属性值具有相同的数据类型。对表而言，表中同一列中的所有列值都必须属于同一数据类型。例如表2-1中Students表的Sname列的所有值都是字符串类型。 v关系中的属性名不能重复。关系中的属性名不能重复。对表而言，表中每一列都有惟一的列名，不允许有两个列有相同的列名。例如表2-1 Students表不允许有两个列，列名都叫Sname。 3. 关系的候选键与主键关系的候选键与主键v表中某一列（或若干列的最小组合）的值能惟一标识一个行，称该列或列组为候选键。如Students表的Sno

3、列，就是一个候选键。因为，给定一个Sno的值，如20030101，就能确定表中惟一的一行，第4行。v对于一个表，可能有多个候选键 。v候选键取决于应用范围,如给定学院，没有重复的学生姓名，则Sname是Students表的一个候选键。v如果一个表有多个候选键，数据库设计者通常选择其中一个候选键作为区分行的惟一性标识符，称为主键(primary key，PK)。如果一个表只有一个候选键，那么这个候选键就作为主键。例如，在Students表，把Sno作为该表的主键。v因为主键是候选键之一，而根据候选键的定义，候选键列上的各个值都惟一，因此主键列上的各个值也都惟一。候选键：候选码、超级码主键：主码外

4、键：外码附注：附注：4. 关系模式关系模式v关系模式是关系的形式化描述。v最简单的表示为：关系名（属性名关系名（属性名1,属性名属性名2,属性名属性名n） 注意：注意：主键要用下划线表明。但有时，关系模式中并没有表明主键。例如：例如：Students关系的关系模式为：关系的关系模式为：Students(Sno,Sname,Ssex,Sbirthdate,Sdept)v关系模式即是一个表的表头描述。v表头也称为关系的结构、关系的型等。v除表头一行以外的所有行的集合(即表内容), 称为关系的值。v一个关系(表)，由表头和表内容两部分组成，表头是相对不变的，而表内容是经常改变的。如Students表

5、中，当有新学生入学时，就增加若干行，当学生毕业时，就要删除若干行，所以表是动态的。 5. 关系数据库关系数据库v关系数据库是相互关联的表或者说关系的集合v一个关系用一个关系模式表示，所有关系模式集合构成数据库的模式，它是数据库整体逻辑结构的描述。v关系模型的数据完整性指的是完整性规则。v完整性规则包括实体完整性规则、参照完整性规则和用户自定义完整性规则三大类。v实体完整性和参照完整性是关系模型必须满足的两个完整性规则。 1. 实体完整性规则实体完整性规则v实体完整性规则是表中任意一行的主键值不能为空值。v空值，用“null”表示，大小写一样。空值是尚未确定的值或不确定的值。v空值和数值型列的0

6、值以及字符型列的空字符串的不同，数值型列的0值与字符型列的空字符串都是确定的值。v根据主键的定义，主键值必须惟一。因此，实体完整性也可定义为：主键值惟一且不能为空值。表中任意一行的主键值不能为空值。v完整性的意义：一个表对应存放一个实体，表中的每一行代表实体中的一个实例。如学生表用来存放学生实体，该表中的一行代表一个学生，一个学生有惟一的一个学号。如果主键值SnoSno为空值，表明该学生的学号不能确定，也就是说没有惟一确定的学号，这只能说明他/ /她不是学生，因此就不应该存放在学生表中。v实体完整性的作用：一旦定义表的主键，RDBMS将自动地对该表中的每一行的主键值进行检查，若发现主键值为空或

7、不惟一，RDBMS会给出错误信息，这样就能确保表中的每一行是惟一的，可以区分的。2. 参照完整性规则参照完整性规则v参照完整性规则是一个表的外键值可以为空值。若不为空值，则必须等于另一个表中主键的某个值。 v外键（Foreign Key，FK）：若一个表R1中的一个列或列组对应另一个表R2的主键，那么该列或列组称为表R1的外键。v外键可以由一个或多个列组成，可以有重复值。v 外键的取值的两种情况分析：外键的取值的两种情况分析：图2-2系表、课程表主键、外键参照关系图 v参照完整性的作用：在关系数据库系统中，一旦定义了表的外键，也即定义了外键与另一个表的主键的参照与被参照联系，RDBMS将根据外

8、键的定义，自动检查表中的每一行，若发现外键值违反外键的规则，RDBMS会给出错误信息，要求用户纠正，这样能确保表之间的参照与被参照联系的正确性。本章学习目标本章学习目标v数据库设计数据库设计：包括逻辑设计和物理设计 。v逻辑设计逻辑设计：概念结构设计与逻辑结构设计。v概念结构设计概念结构设计：实体-联系模型（E-R图）。v逻辑结构设计逻辑结构设计：关系数据库的模式设计。v实体- -联系模型( (E-R图) )反映的是用户需求的一个概念模型，与具体的数据库实现无关。v数据库设计首先要分析用户需求，并用实体- -联系模型表示。v实体- -联系模型的关键元素：实体、属性、标识符和联系。 1、实体实体

9、(Entity)实体实例实体实例(entity instance)是现实世界中客观存在的并可相互区别的事物，实体实例可以是具体的人、事、物。例如，一个叫“张三”的学生，一门叫“”数据库基础的课程，都是一些实体实例。实体实例实体实例简称实例实例。实体实体:具有相同特征的可区分的实例的集合，如学生/ /职工。 实体-联系模型中，实体用矩形表示，矩形框内写明实体名。 2、属性属性(Attribute)属性用来描述实体的特征。实体通常具有若干个特征，一个特征称为实体的一个属性 ，例如：学生实体具有学号、姓名、性别、年龄、系别等属性。属性有名和值，例如属性学号，可有100、200等值，一个属性名可对应多

10、个值。E-R图中属性用椭圆表示，椭圆内写上属性的名称，并用无向边将其与相应的实体连接起来，如图5-1所示。说明：说明：如果E-R图中实体的属性很多，为了节省篇幅，可以只在ER图附近说明，而不直接画在图上。有的时候，为了专注于分析实体与联系，可暂时不画实体的属性。 实体的属性可以分为简单属性和组合属性。实体的属性可以分为简单属性和组合属性。 简单属性就是不可再分的属性。如学号、年龄等。 组合属性就是有多个简单属性组成的属性，或者说是可以进一步划分的属性。如电话号码，由区号、本地号码组成，因此电话号码时一个组合属性。 说明说明： 一个组合属性有时也可以看作为一个简单属性，取决于实际应用的需求，由数

11、据库设计者根据实际应用需求决定。例如，电话号码，如果对该属性包含的简单属性要进行各种处理，那么通常把电话号码属性应该看作组合属性，应该继续细分成简单属性，即区号、本地号码两属性。否则，可以考虑该属性为简单属性。 3、联系联系(Relationship)联系是指实体之间的相互关联。通常表示一个活动。比如：订购、选课等。一旦联系发生，可能产生一些联系属性，例如，一旦订购活动发生，就有订购数量、日期等属性，一旦进行选课，就有选修时间、选修成绩等属性。 联系用菱形表示，菱形内写明联系的名称，通常用一个动词命名，并用无向边分别与关联实体连接起来 。菱形的一侧用1 1、m m、n n等符号表明联系的该侧实

12、体最大可以产生的实例数，称为最大基数。一对一联系一对一联系(1:1) 若对于实体A中的每一个实例，实体B中至多有一个实例与之联系，反之，对于对于实体B中的每一个实例，实体A中也至多有1个实例与之联系，则称实体A与实体B具有一对一联系，记为1:1（读作“1对1”）。在1:1联系中，一种类型实体的一个实例至多与另一种类型实体的一个实例关联。一对多联系（一对多联系（1:n）若对于实体A中的每一个实例，实体B中有n个实例(n0)与之联系，反之，对于对于实体B中的每一个实例，实体A中至多只有一个实例与之联系，则称实体A与实体B具有一对多联系，记为1:n（读作“1对n”或“1对多”）。如下图所示，把这个联

13、系称为“分配”。表示一幢宿舍(实例)分配给0到多个学生(实例)居住，但一个学生最多被分配住在一幢宿舍，也必分配在某一幢宿舍居住。多对多联系（多对多联系（m:n）若对于实体A中的每一个实例，实体B中有n个实例(n0)与之联系，反之，对于对于实体B中的每一个实例，实体A中也有m个实例(m0)与之联系，则称实体A与实体B具有多对多联系，记为m:n（读作“m对n”或“多对多”）。下图显示了一个m:n联系“选修”。选修联系表明一个学生最多可以选修n门课程，每门课程最多有m个学生选修，而最少的情况是：一个学生最少可以选修0门课程，每门课程最少可以被0个学生选修。 v关系数据库设计需要设计出数据库赖以实现的

14、实现模型，现在用的实现模型都是关系模型。因此需要设计一个关系模型。关系模型的数据结构是关系，一个关系用一个关系模式表示。所有的关系模式组成数据库的模式。所以关系数据库设计就是要设计出数据库的模式，也称逻辑结构或逻辑模型。1、实体的转换实体的转换)ER图中的每个实体，转换为关系模型的一个关系，关系的属性就是实体的属性，关系的主键就是实体的标识符。)一个关系用一个关系模式表示，在关系模式中，用下划线来表示主键。)关系名及其属性名可以用对应实体的实体名和属性名。)但在实际应用中，为了便于用户理解和交流，通常在E-R图中，实体和属性都使用汉字命名方式。但在转换得到的关系模式中，关系名和属性名一般采用英

15、文或拼音字母方式命名，目的是方便在DBMS中实施和应用程序的编写。 5.2.2 联系的转换联系的转换*通常将通常将1:n联系与联系与n端实体转换得到的关系合并，在端实体转换得到的关系合并，在n端端实体对应的关系中增加联系本身的属性和一端实体对应关实体对应的关系中增加联系本身的属性和一端实体对应关系的主键，新增属性后，系的主键，新增属性后，n端实体对应关系的主键保持不端实体对应关系的主键保持不变。变。*在在1:n的联系中，可以用父亲和子女这两个词语表示的联系中，可以用父亲和子女这两个词语表示1对对多的联系，父亲在多的联系，父亲在“1”那一侧，子女在那一侧，子女在“多多”的那一侧。在的那一侧。在图

16、图5-4(b)中，宿舍是父亲实体，学生是子女实体。因此，中，宿舍是父亲实体，学生是子女实体。因此，1:n联系转换规则可以简单的定义为：将联系本身的属性联系转换规则可以简单的定义为：将联系本身的属性和代表父实体关系的主键置于代表子实体的关系中。和代表父实体关系的主键置于代表子实体的关系中。【例【例5.2.4】将图】将图5-4(b)中学生住宿的局部中学生住宿的局部ER图转换为关系模图转换为关系模型。型。首先，将图中的两个实体转换为两个关系：学生和宿舍；然后，将联系本身的属性和代表父实体关系的主键置于代表子实体的关系中。本例中，联系本身没有属性，代表父实体关系的主键是宿舍编号，将其置于代表子实体的关

17、系即学生关系中，得到如下所示的关系模式。 一个一个m:nm:n联系转换为一个关系，与该联系相连的联系转换为一个关系，与该联系相连的各实体的主键以及联系本身的属性均转换为关系各实体的主键以及联系本身的属性均转换为关系的属性，新关系的主键由相连的各实体的主键组的属性，新关系的主键由相连的各实体的主键组成成( (多属性构成的组合键多属性构成的组合键) )。练习1 P74 设有商店和顾客实体，“商店”有属性商店编号、商店名、地址、电话。顾客实体有属性顾客编号、姓名、地址、年龄、性别。假设一个商店有多个顾客购物，一个顾客可以到多个商店购物，顾客每次去商店购物有一个消费金额和日期，而且规定每个顾客在每个商店每天最多消费一次 （1）试画出ER图，并注明属性和实体联系类型。 （2）根据转换规则，将ER图转换成关系模式，要求标注每个关系模式的主键 关系模式如下： 商店(商店编号,商店名,地址,电话) 顾客(顾客编号,姓名,地