第1章 DataBase绪论

1、8:00:14数据库原理数据库原理An Introduction to Database System医药信息工程学院医药信息工程学院 殷云霞殷云霞 8:00:14教材&教材教材叶明全叶明全 数据库技术与应用数据库技术与应用安徽大学出版社安徽大学出版社8:00:15参考书参考书& 参考书参考书Date C J, An Introduction to Database System (Ed.7), Addison-Wesley,2000王珊，萨师煊：数据库系统概论（第四版）王珊，萨师煊：数据库系统概论（第四版） 高等教育出版社，高等教育出版社，2000姜代红：数据库原理及应用实用

2、教程姜代红：数据库原理及应用实用教程 清华大学出版社，清华大学出版社，2010.12 何玉洁何玉洁 数据库原理与应用数据库原理与应用 机械工业出版社机械工业出版社 8:00:15学习方式学习方式& 听课听课 （启发式、讨论式）（启发式、讨论式）& 读书读书 （预习、复习）（预习、复习）& 上机上机 （综合练习、开发产品）（综合练习、开发产品）&课后实践课后实践 （通过网络、图书馆等方式查阅资料，软件开发）（通过网络、图书馆等方式查阅资料，软件开发）8:00:15考试成绩考试成绩v平时成绩（平时成绩（40%） （考勤、上机、软件开发大作业）（考勤、上机、软件开发大

3、作业）v期末考试（期末考试（60%）8:00:15内容安排内容安排(1)&系统基础篇第一章：绪论第二章：关系数据库第三章：关系数据库标准语言SQL第四章：关系规范化设计第五章: 关系数据库设计第六章：关系数据库维护8:00:15内容安排内容安排(2)&应用篇 第七章：SQL SERVER 2005数据库管理系统第八章：数据库编程&综合篇 数据库产品开发8:00:15内容安排（内容安排（3）（概述）（概述）v发展篇v 数据仓库与数据挖掘v 数据库新技术8:00:15An Introduction to Database System数据库产品示例现实生活数据库应用案例现实

4、生活数据库应用案例8:00:15银行数据库系统C/S-ATM取款机界面示例演示8:00:15B/S数据库产品示例-电子商务网站-淘宝网8:00:15当当网当当网8:00:15学生成绩管理系统、超市收银系统学生成绩管理系统、超市收银系统8:00:15数据库系统应用案例数据库系统应用案例v办公自动化管理系统、办公自动化管理系统、v企业进销存管理系统、企业进销存管理系统、v医药连锁店管理系统、医药连锁店管理系统、v企业物流平台、企业物流平台、v客户关系管理系统、客户关系管理系统、v人力资源管理系统、人力资源管理系统、v汽车销售集团网站、汽车销售集团网站、v网上客房预订系统等。网上客房预订系统等。 8

5、:00:15数据库的重要性v数据库已经进入到很多的领域中，已经成为我们生数据库已经进入到很多的领域中，已经成为我们生活中必不可少的一部分。活中必不可少的一部分。v计算机的主要应用领域：计算机的主要应用领域：科学计算科学计算过程控制过程控制数据处理（数据处理（70%）数据处理的核心机构是数据库系统。数据处理的核心机构是数据库系统。v数据库的建设规模、数据库信息量的大小和使用频数据库的建设规模、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。度已成为衡量一个国家信息化程度的重要标志。8:00:15数据库技术的发展过程v数据库技术产生于数据库技术产生于60年代末，是数据管理的最新

6、技术。年代末，是数据管理的最新技术。v经历了三代演变经历了三代演变层次层次/网状数据库、关系数据库、新一代数据库。网状数据库、关系数据库、新一代数据库。v造就了三位图灵奖得主造就了三位图灵奖得主 C.W.Bachman（1973 网状数据库之父）网状数据库之父） E.F.Codd （1981 关系数据库之父）关系数据库之父） James Gray（1998事务处理）事务处理） v 发展了一门计算机基础学科发展了一门计算机基础学科 以数据模型和以数据模型和DBMS为主。为主。v 形成了一个巨大的软件产业形成了一个巨大的软件产业8:00:15第一章 绪 论1.1 数据库系统概述1.2 数据模型1.

7、3 数据库系统结构8:00:151.1 数据库系统概述数据库系统概述 1.1.1 数据库的地位 1.1.2 四个基本概念 8:00:15数据库的地位数据库的地位v数据库技术产生于六十年代末，是数据管理的最新技术，是计算数据库技术产生于六十年代末，是数据管理的最新技术，是计算机科学的重要分支机科学的重要分支v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算机应用向各行各业的渗透v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

8、的重要标志一个国家信息化程度的重要标志v从一般企业管理到计算机辅助设计与制造（从一般企业管理到计算机辅助设计与制造（CAD/CAM）、计算）、计算机集成制造系统（机集成制造系统（CIMS）、办公信息系统（）、办公信息系统（OIS）、地理信息系）、地理信息系统（统（GIS）等进行应用。）等进行应用。8:00:151.1.2 四个基本概念四个基本概念v数据(Data)v数据库(Database)v数据库管理系统(DBMS)v数据库系统(DBS)8:00:15一、数据一、数据v数据(Data)是数据库中存储的基本对象v数据的定义数据的定义描述事物的符号记录v数据的种类数据的种类文字、图形、图象、声音

9、v数据的特点数据的特点数据与其语义语义是不可分的8:00:15数据举例数据举例v学生档案中的学生记录（李明，男，1990，安徽合肥，计算机系，2010）v数据的形式不能完全表达其内容v数据的解释语义：学生姓名、性别、出生年月、籍贯、所在系别、入学时间解释：李明是个大学生，1990年出生，江苏人，2010年考入计算机系8:00:15语义语义数数据据8:00:15二、数据库二、数据库 (DB)v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，进一步抽取有用信息v数据库的定义数据库的定义数据库数据库(Database,简称简称DB)是是长期长期储存在计算机储存在计算机

10、内、有内、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8:00:15二、数据库二、数据库(DB)v数据库的特征数据库的特征数据按一定的数据按一定的数据模型数据模型组织、描述和储存组织、描述和储存可为各种用户共享可为各种用户共享冗余度较小冗余度较小数据独立性较高数据独立性较高易扩展易扩展8:00:15三、数据库管理系统三、数据库管理系统(DBMS)v什么是什么是DBMS数据库管理系统（数据库管理系统（Database Management System，简称，简称DBMS）是位于用户与操作系统）是位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件，用户利用之间的一层数据管理软件，用户利用DB

11、MS可可以创建和管理数据库。以创建和管理数据库。vDBMS的用途的用途科学地组织和存储数据、高效地获取和维护数科学地组织和存储数据、高效地获取和维护数据据仓库仓库仓库管仓库管理人员理人员仓库用户仓库用户DBMS数据库用户数据库用户DB8:00:16四、数据库系统四、数据库系统(DBS)v定定 义义数据库系统（数据库系统（Database System，简称，简称DBS）是）是指在计算机系统中引入数据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在不引起混淆的情况下常常把数据库系统简称为在不引起混淆的情况下常常把数据库系统简称为数据库数据库。v构构 成成由数据库、数据库管理系统（及其开发工

12、具）、由数据库、数据库管理系统（及其开发工具）、应用系统、数据库管理员（和用户）构成。应用系统、数据库管理员（和用户）构成。8:00:16数据库系统构成图示数据库系统构成图示( p2)操作系统操作系统8:00:16An Introduction to Database System教师教师学生学生图书管理系统图书管理系统.NETSqlServerWindows数据库数据库数据库数据库管理员管理员数据库系统：数据库系统：8:00:16数据、数据库、数据库管理系统、数据库系统四者关系图示管理工具：管理工具：DBMS管理对象：管理对象：DBDBS数据数据存储存储8:00:17数据管理的发展过程数据管

13、理的发展过程(三过程三过程)v一、手工管理阶段一、手工管理阶段v时期时期40年代中年代中-50年代中年代中v产生的背景产生的背景应用需求应用需求科学计算科学计算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软件水平软件水平没有操作系统没有操作系统处理方式处理方式批处理批处理8:00:17手工管理阶段的特点手工管理阶段的特点8:00:17手工管理手工管理(续续)v特点特点数据的管理者：应用程序，数据不保存。数据的管理者：应用程序，数据不保存。数据面向的对象：某一应用程序数据面向的对象：某一应用程序 数据的共享程度：无共享、冗余度极大数据的共享程度：无共享、冗余度极大数据的独立性：不独立，完

14、全依赖于程序数据的独立性：不独立，完全依赖于程序数据的结构化：无结构数据的结构化：无结构数据控制能力：应用程序自己控制数据控制能力：应用程序自己控制8:00:17二、文件管理系统二、文件管理系统v时期时期50年代末年代末-60年代中年代中v产生的背景产生的背景应用需求应用需求科学计算、管理科学计算、管理硬件水平硬件水平磁盘、磁鼓磁盘、磁鼓软件水平软件水平有文件系统有文件系统处理方式处理方式联机实时处理、批处理联机实时处理、批处理8:00:17文件系统阶段程序和数据之间的关系文件系统阶段程序和数据之间的关系8:00:17文件管理系统文件管理系统(续续)特点特点数据的管理者：文件系统，数据可长期保

15、存数据的管理者：文件系统，数据可长期保存数据面向的对象：某一应用程序数据面向的对象：某一应用程序 数据的共享程度：共享性差、冗余度大数据的共享程度：共享性差、冗余度大数据的结构化：记录内有结构数据的结构化：记录内有结构,整体无结构整体无结构数据的独立性：独立性差，数据的逻辑结构数据的独立性：独立性差，数据的逻辑结构改变必须修改应用程序改变必须修改应用程序数据控制能力：应用程序自己控制数据控制能力：应用程序自己控制8:00:17文件系统中数据的结构文件系统中数据的结构v记录内有结构。v数据的结构是靠程序定义和解释的。v数据只能是定长的。可以间接实现数据变长要求，但访问相应数据可以间接实现数据变长

16、要求，但访问相应数据的应用程序复杂了。的应用程序复杂了。v文件间是独立的，因此数据整体无结构。可以间接实现数据整体的有结构，但必须在应可以间接实现数据整体的有结构，但必须在应用程序中对描述数据间的联系用程序中对描述数据间的联系。v数据的最小存取单位是记录。8:00:17三、数据库系统三、数据库系统v时期时期60年代末以来年代末以来v产生的背景产生的背景应用背景应用背景大规模管理大规模管理硬件背景硬件背景大容量磁盘大容量磁盘软件背景软件背景有数据库管理系统有数据库管理系统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,批处批处理理8:00:17数据库系统数据库系统(续续)v特点特点数

17、据的管理者：数据的管理者：DBMS数据面向的对象：现实世界数据面向的对象：现实世界数据的共享程度：共享性高数据的共享程度：共享性高数据的独立性数据的独立性：高度的物理独立性和一定的：高度的物理独立性和一定的 逻辑独立性逻辑独立性数据的结构化数据的结构化：整体结构化：整体结构化数据控制能力：由数据控制能力：由DBMS统一管理和控制统一管理和控制8:00:17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8:00:178:00:17数据的高共享性的好处数据的高共享性的好处v降低数据的冗余度，节省存储空间v避免数据间的不一致性v使系统易于扩

18、充8:00:17数据独立性数据独立性v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数据是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，应用程序不相互独立的。当数据的物理存储改变了，应用程序不用改变用改变。v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独立的。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，用户程序也可以不变数据的逻辑结构改变了，用户程序也可以不变。返回8:00:17数据结构化数据结构化v整体数据的结构化是数据库的主要特征之一。v数据库中实现的是数据的真正结构化数据的结构用数据的结构用数据模

19、型数据模型描述，无需程序定义和解释。描述，无需程序定义和解释。数据可以数据可以变长变长。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。8:00:17数据由数据由DBMS统一管理和控制统一管理和控制v数据的安全性（数据的安全性（Security）保护）保护使每个用户只能按指定方式使用和处理指定数据，保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的泄密和破坏。护数据以防止不合法的使用造成的数据的泄密和破坏。v数据的完整性（数据的完整性（Integrity）检查）检查将数据控制在有效的范围内，或保证数据之间满足一将数据控制在有效的范围内，或保证数据之间满足

20、一定的关系。定的关系。返回8:00:17DBMS对数据的控制功能对数据的控制功能v并发（并发（Concurrency）控制）控制对多用户的并发操作加以控制和协调，防止相互干扰而对多用户的并发操作加以控制和协调，防止相互干扰而得到错误的结果。得到错误的结果。v数据库恢复（数据库恢复（Recovery）将数据库从错误状态恢复到某一已知的正确状态。将数据库从错误状态恢复到某一已知的正确状态。8:00:17第一章第一章 绪论绪论1.1 数据库系统概述数据库系统概述1.2 数据模型数据模型1.3 数据库系统结构数据库系统结构8:00:17数数 据据 模模 型型 在数据库中用数据模型这个工具来抽象、表示在

21、数据库中用数据模型这个工具来抽象、表示和处理现实世界中的数据和信息。通俗地讲数和处理现实世界中的数据和信息。通俗地讲数据模型就是现实世界的模拟据模型就是现实世界的模拟v数据模型应满足三方面要求数据模型应满足三方面要求能比较真实地模拟现实世界能比较真实地模拟现实世界容易为人所理解容易为人所理解便于在计算机上实现便于在计算机上实现数据库数据库(Database,简称简称DB)是是长期长期储存在计算机内、储存在计算机内、有有组织组织的、的、可可共享共享的的大量大量数据集合数据集合8:00:17数数 据据 模模 型分型分 类类 （p5）v数据模型分成两个不同的层次(1) 概念层模型概念层模型 也称信息

22、模型，它是按用户也称信息模型，它是按用户的观点来对数据和信息建模。的观点来对数据和信息建模。 (2) 组织层数据模型（逻辑数据模型）组织层数据模型（逻辑数据模型） 主要主要包括网状模型、层次模型、关系模型等，它包括网状模型、层次模型、关系模型等，它是按计算机系统的观点对数据建模是按计算机系统的观点对数据建模。 8:00:17通俗解说通俗解说要盖房子要盖房子绘制图纸绘制图纸施工建房施工建房现实世界现实世界信息世界信息世界机器世界机器世界8:00:17数数 据据 模模 型型( (续续) )v客观对象的抽象过程-两步抽象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；把概念模

23、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。人脑的认识抽象人脑的认识抽象信息世界信息世界机器世界机器世界转换转换现实世界现实世界事物及联系事物及联系概念模型概念模型逻辑模型逻辑模型8:00:17 1.2.2 概概 念念 模模 型型1. 概念模型概念模型2. 信息世界中的基本概念信息世界中的基本概念3. 概念模型的表示方法概念模型的表示方法8:00:171. 概念模型v概念模型的用途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是数据库设计的有力工具是数据库设计的有力工具数据库设计人员和

24、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v对概念模型的基本要求较强的语义表达能力，能够方便、直接地表达应用中较强的语义表达能力，能够方便、直接地表达应用中的各种语义知识的各种语义知识简单、清晰、易于用户理解简单、清晰、易于用户理解。8:00:172. 信息世界中的基本概念 (1) 实体（实体（Entity） 如：学生、教师、班级如：学生、教师、班级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。可以是具体的人、事、物或抽象的概念可以是具体的人、事、物或抽象的概念。(2) 属性（属性（Attribute） 如如: 姓名、年龄姓名、年龄实体所具有的某一特

25、性称为属性。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。一个实体可以由若干个属性来刻画。 (3) 码（码（Key） 如如: 学号学号唯一标识实体的属性或属性集称为码。唯一标识实体的属性或属性集称为码。 8:00:17信息世界中的基本概念(续)(4) 域（域（Domain） （如（如 性别的域为性别的域为男男，女女）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) 实体集（实体集（Entity Set） 同型实体的集合称为实体集，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。8:00:17信息世界中的基本概念(续)(7) 联系

26、（联系（Relationship） 现实世界中事物内部以及事物之间的联系在信息世界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实体内部的联系和实体之间的联系中反映为实体内部的联系和实体之间的联系实体间联系 两个实体型两个实体型 一对一联系（一对一联系（1:1） 三个实体型三个实体型 一对多联系（一对多联系（1:n） 一个实体型一个实体型 多对多联系（多对多联系（m:n） 8:00:17两个实体型间的联系两个实体型间的联系实体型实体型1 1联系名联系名实体型实体型2 21 11 11:11:1联系联系实体型实体型1 1联系名联系名实体型实体型2 2m mn nm:nm:n联系联系实体型

27、实体型1 1联系名联系名实体型实体型2 21 1n n1:n1:n联系联系8:00:17两个实体型间的联系两个实体型间的联系 v一对一联系 如果对于实体集如果对于实体集A中的每一个实体，实体集中的每一个实体，实体集B中至多中至多有一个实体与之联系，反之亦然，有一个实体与之联系，反之亦然，则称实体集则称实体集A与实与实体集体集B具有一对一联系具有一对一联系。记为。记为1:1。 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8:00:17两个实体型间的联系两个实体型间的联系 (续续)v一对多联系如果对于实

28、体集如果对于实体集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）与之联系，反之，对于实体集）与之联系，反之，对于实体集B中中的每一个实体，实体集的每一个实体，实体集A中至多只有一个实体与之中至多只有一个实体与之联系，则称联系，则称实体集实体集A与实体集与实体集B有一对多联系有一对多联系 记为记为1:n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8:00:17两个实体型间的联系两个实体型间的联系 (续续)v多对多联系（m:n）v如果对于实体集如果对于实体集A中

29、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个个实体（实体（n0）与之联系，反之，对于实体集）与之联系，反之，对于实体集B中的每一中的每一个实体，实体集个实体，实体集A中也有中也有m个实体（个实体（m0）与之联系，）与之联系，则称实体集则称实体集A与实体与实体B具有多对多联系。记为具有多对多联系。记为m:nv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8:00:173. 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概念模型的表示方法很多v实体联系方法实体

30、联系方法( (E-RE-R方法）方法）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E-RE-R方法也称为方法也称为E-RE-R模型模型8:00:17E-R图图v实体用矩形表示，矩形框内写明实体名。学生学生教师教师8:00:17E-R图图(续续)v属性用椭圆形表示，并用无向边将其与相应的实体连接起来学生学生学号学号年龄年龄性别性别姓名姓名8:00:17E-R图图(续续)v联系联系本身联系本身：用菱形表示，菱形框内写明联系名，并用菱形表示，菱形框内写明联系名，并用无向边分别与有关实体连接起来，同时在无向边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（旁标上联

31、系的类型（1:1、1:n或或m:n） 联系的属性联系的属性：联系本身也是一种实体，也可以有属联系本身也是一种实体，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向边与该联系连接起来 8:00:17两个实体型间的联系两个实体型间的联系实体型实体型1 1联系名联系名实体型实体型2 21 11 11:11:1联系联系实体型实体型1 1联系名联系名实体型实体型2 2m mn nm:nm:n联系联系实体型实体型1 1联系名联系名实体型实体型2 21 1n n1:n1:n联系联系8:00:17联系的表示方法联系的表示方法(续续)实体型

32、实体型1联系名联系名mn同一实体型内同一实体型内部的部的m: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3n8:00:17联系的表示方法示例联系的表示方法示例班级班级班级班级-班长班长班长班长111:1联系联系课程课程选修选修学生学生mnm:n联系联系班级班级组成组成学生学生1n1:n联系联系8:00:17联系的表示方法示例联系的表示方法示例(续续)职工职工领导领导1n同一实体型内同一实体型内部的部的1:n联系联系课程课程讲授讲授教师教师1m多个实体型间的多个实体型间的1:n联系联系参考书参考书n8:00:17联系属性的表示方法联

33、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8:00:17E-R图图(续续)E-R图实例：图实例：某工厂物资管理某工厂物资管理E-R图图涉及的实体有：仓库涉及的实体有：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: 商号、姓名、地址、电话号码、帐号商号、姓名、地址、电话号码、帐号 项目：项目号、预算、开工日期项目：项目号、预算、开工日期 职工：职工号、姓名、年龄、职称。职工：职工号、姓名、年龄、职称。8:00:17v相互间的联系是：相互间的联系是： 1、一个仓库可以存放多种零件，一种零件可以

34、存放、一个仓库可以存放多种零件，一种零件可以存放在多个仓库中，因此仓库和零件具有多对多的联系。在多个仓库中，因此仓库和零件具有多对多的联系。用库存量来表示某种零件在某个仓库中的数量。用库存量来表示某种零件在某个仓库中的数量。 2、一个仓库有多个职工当仓库保管员，一个职工只、一个仓库有多个职工当仓库保管员，一个职工只能在一个仓库工作，因此仓库和职工之间是一对多能在一个仓库工作，因此仓库和职工之间是一对多的联系。的联系。 3、职工之间具有领导、职工之间具有领导-被领导关系。被领导关系。 4、供应商、项目和零件三者之间具有多对多的联系。、供应商、项目和零件三者之间具有多对多的联系。即一个供应商可以供

35、给若干项目多种零件，每个项即一个供应商可以供给若干项目多种零件，每个项目可以使用不同供应商供应的零件，每种零件可由目可以使用不同供应商供应的零件，每种零件可由不同供应商供给不同供应商供给,用供应量来表示每次供应的数量。用供应量来表示每次供应的数量。8:00:17仓库仓库仓库号仓库号面积面积电话号码电话号码职工职工职工号职工号姓名姓名年龄年龄职称职称供应商供应商供应商号供应商号姓名姓名地址地址电话号电话号帐号帐号8:00:18零件零件库存库存仓库仓库工作工作职工职工领导领导1nnm供应商供应商供应供应项目项目零件零件mnp供应量供应量库存量库存量合并合并 示例中省略了属性示例中省略了属性, ,实

36、际一个完整的实际一个完整的E-RE-R图必须图必须将属性画完整将属性画完整8:00:18整体E-R图（省略了属性）零件零件工作工作职工职工领导领导n库存库存仓库仓库1nm库存量库存量供应商供应商供应供应项目项目mnp供应量供应量8:00:18An Introduction to Database System供应商项目零件仓库职工供应量库存量供应存放工作领导仓库号面积电话号零件号名称规格单价描述项目号预算开工日期供应商号姓名地址电话号码账号mnpmn1n1n8:00:18An Introduction to Database System8:00:18An Introduction to Da

37、tabase System8:00:18An Introduction to Database System名称名称年级年级班级编号班级编号教师教师系系年龄年龄教师编号教师编号姓名姓名名称名称地址地址系主任系主任班级班级8:00:18An Introduction to Database System聘请聘请教师教师系系姓名姓名教室编号教室编号姓名姓名名称名称地址地址系主任系主任班级班级姓名姓名年级年级隶属隶属班级编号班级编号班主任班主任m111m18:00:19An Introduction to Database System8:00:19An Introduction to Databa

38、se System教师教师学生学生指导指导导师导师教师编号教师编号姓名姓名书名书名书号书号教材教材姓名姓名学号学号课程名课程名课程课程课程编号课程编号选修选修教授教授性别性别1m价格价格年龄年龄成绩成绩mnmnmnp8:00:19 1.2.3 逻辑数据模型现实世界现实世界人的认识抽人的认识抽象象信息世界：概念模型信息世界：概念模型机器世界：具体机器世界：具体DBMS支持的组织模型支持的组织模型 逻辑数据模型，是从数逻辑数据模型，是从数据库系统中，数据的组织方据库系统中，数据的组织方式角度来描述信息。式角度来描述信息。8:00:19v概念模型概念模型 和组织层数据模型和组织层数据模型概念模型用于

39、描述：现实世界中事物和事物间的概念模型用于描述：现实世界中事物和事物间的联系，即联系，即实体和实体间联系实体和实体间联系。 组织层数据模型用于描述：数据库中的组织层数据模型用于描述：数据库中的数据和数数据和数据间联系据间联系。可以看作是把实体和实体间的联系数。可以看作是把实体和实体间的联系数据化了据化了可以找到某种方法（例如元素之间的对应），将可以找到某种方法（例如元素之间的对应），将概念模型转化为组织层数据模型。概念模型转化为组织层数据模型。8:00:19应用于数据库的三类组织层数据模型应用于数据库的三类组织层数据模型v层次模型层次模型 / 层次数据库层次数据库由记录型和它们间的层次联系组成

40、，可用层次图（树型结构）由记录型和它们间的层次联系组成，可用层次图（树型结构）表示。表示。用记录型表示实体集用记录型表示实体集用记录型间的层次联系表示实体集间的联系集用记录型间的层次联系表示实体集间的联系集v网状模型网状模型 / 网状数据库网状数据库由记录型和它们间的网状联系组成，可用网状图表示。由记录型和它们间的网状联系组成，可用网状图表示。用记录型表示实体集用记录型表示实体集用记录型间的网状联系表示实体集间的联系集用记录型间的网状联系表示实体集间的联系集v关系模型关系模型 / 关系数据库关系数据库由关系模式（二维表结构）组成。由关系模式（二维表结构）组成。用关系模式同时表示实体集和实体集间

41、的联系集用关系模式同时表示实体集和实体集间的联系集目前最重要的数据模型是目前最重要的数据模型是关系数据模型关系数据模型8:00:19 组织层数据模型的组成要素组织层数据模型的组成要素v数据结构数据结构 v数据操作数据操作 v数据的约束条件数据的约束条件 8:00:19 1. 数 据 结 构v什么是数据结构什么是数据结构所研究对象类型的集合所研究对象类型的集合v两类对象两类对象与数据类型、内容、性质有关的对象与数据类型、内容、性质有关的对象与数据之间联系有关的对象与数据之间联系有关的对象v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8:00:19 2.数 据 操

42、作 v数据操作数据操作对数据库中各种对象（型）的实例（值）允许执行对数据库中各种对象（型）的实例（值）允许执行的的操作操作及有关的及有关的操作规则操作规则v数据操作的类型数据操作的类型检索（查询）检索（查询）更新（包括插入、删除、修改）更新（包括插入、删除、修改）8:00:19 数 据 操 作(续) v数据模型对操作的定义数据模型对操作的定义操作的确切含义操作的确切含义操作符号操作符号操作规则（如优先级）操作规则（如优先级）实现操作的语言实现操作的语言v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。8:00:19 3.数据的约束条件 v数据的约束条件数据的约束条件一组完整性规

43、则的集合。一组完整性规则的集合。完整性规则是给定的数据模型中数据及其联系所完整性规则是给定的数据模型中数据及其联系所具有的制约和储存规则，用以限定符合数据模型具有的制约和储存规则，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。确、有效、相容。8:00:19 数据的约束条件数据的约束条件(续续)v数据模型对约束条件的定义数据模型对约束条件的定义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基本的通用的完必须遵守的基本的通用的完整性约束条件。例如在关系模型中，任何关系必须整性约束条件。例如在关系模型中，任何关系必须满足实

44、体完整性和参照完整性两个条件。满足实体完整性和参照完整性两个条件。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，以反映具体应用具体应用所涉及的数据必须遵守的特定的语义约束条件。所涉及的数据必须遵守的特定的语义约束条件。8:00: 关关 系系 模模 型型 的的 三三 要要 素素v最重要的一种数据模型。也是目前主要采用的数据最重要的一种数据模型。也是目前主要采用的数据模型模型v19701970年由美国年由美国IBMIBM公司公司San JoseSan Jose研究室的研究员研究室的研究员E.F.CoddE.F.Codd提出提出v本课程的重点本课程的重点8:00

45、:19关系数据模型的数据结构关系数据模型的数据结构 v在用户观点下，关系模型中数据的逻辑结构是在用户观点下，关系模型中数据的逻辑结构是一张一张二维表二维表，它由行和列组成。，它由行和列组成。8:00:19关系模型的基本概念关系模型的基本概念p7、p14v关系（关系（Relation）一个关系对应通常说的一张表。一个关系对应通常说的一张表。v元组（元组（Tuple）表中的一行即为一个元组。表中的一行即为一个元组。v属性（属性（Attribute）表中的一列即为一个属性，给每一个属性起一表中的一列即为一个属性，给每一个属性起一个名称即属性名。个名称即属性名。目（目（DEGREE 度）度） 属性的个

46、数属性的个数8:00:19关系模型的基本概念关系模型的基本概念v码（码（Key）表中的某一个属性或属性组，它可以唯一确定表中的某一个属性或属性组，它可以唯一确定一个元组。一个元组。v域（域（Domain）属性的取值范围。属性的取值范围。v分量分量元组中的一个属性值。元组中的一个属性值。v关系模式关系模式对关系的描述对关系的描述关系名（属性关系名（属性1，属性，属性2，属性，属性n）学生（学号，姓名，年龄，性别，系，年级）学生（学号，姓名，年龄，性别，系，年级）基数基数每个属性的取值个数。每个属性的取值个数。8:00:198:00:20关系具有的关系具有的6个性质个性质v1.列是同质的，即每个列

47、中的分量都是来自同一个列是同质的，即每个列中的分量都是来自同一个 域，为同域，为同一类型的数据；一类型的数据；v2.不同列可以有相同的域，但是每个列必须有一个不同列可以有相同的域，但是每个列必须有一个 区别于其区别于其他列的列名。一个关系不允许存在同名的属性列，即使它们来他列的列名。一个关系不允许存在同名的属性列，即使它们来自同一个域；自同一个域；v3.列的顺序无所谓，当出入一个新列时，往往是插列的顺序无所谓，当出入一个新列时，往往是插 入在最后一入在最后一列；列；v4.行的次序可以任意；行的次序可以任意；v5.分量必须是原子的，不可再分的数据项。分量必须是原子的，不可再分的数据项。v6.任意

48、两个元组必须是可以互相区分的，即任意两个元组在候任意两个元组必须是可以互相区分的，即任意两个元组在候选码下的值都不能相同。选码下的值都不能相同。vP16 注意注意8:00:20概念模型向组织层模型的转换设计概念模型向组织层模型的转换设计v实体及实体间的联系的表示方法实体及实体间的联系的表示方法v实体型：直接用关系模式（表）表示。实体型：直接用关系模式（表）表示。v属性：用属性名表示。属性：用属性名表示。v一对一联系：隐含在实体对应的关系中。一对一联系：隐含在实体对应的关系中。v一对多联系：隐含在实体对应的关系中。一对多联系：隐含在实体对应的关系中。v多对多联系：直接用关系表示。多对多联系：直接

49、用关系表示。8:00:20关系数据模型的数据结构关系数据模型的数据结构(续）续）例1 学生、系、系与学生之间的一对多联系：学生（学号，姓名，年龄，性别，学生（学号，姓名，年龄，性别，系号系号，年级），年级）系系 ( (系号系号，系名，系主任，办公地点，系名，系主任，办公地点) )例2 系、系主任、系与系主任间的一对一联系系系 ( (系号系号，系名，系名，系主任系主任，办公地点，办公地点) )系主任（系主任（系主任姓名系主任姓名，职称，联系方式），职称，联系方式）8:00:20关系数据模型的数据结构关系数据模型的数据结构(续）续）例3 学生、课程、学生与课程之间的多对多联系：学生（学号，姓名，年

50、龄，性别，系号，年级）学生（学号，姓名，年龄，性别，系号，年级）课程（课程号，课程名，学分）课程（课程号，课程名，学分）选修（学号，课程号，成绩）选修（学号，课程号，成绩）课程课程选修选修学生学生mn成绩成绩8:00:20关系数据模型的数据结构关系数据模型的数据结构(续）续）v关系必须是规范化的，满足一定的规范条件关系必须是规范化的，满足一定的规范条件最基本的规范条件：关系的每一个分量必须是一个不最基本的规范条件：关系的每一个分量必须是一个不可分的数据项。可分的数据项。工工 资资扣扣 除除职职 工工号号姓姓名名职职称称基基 本本 工工 龄龄 职职 务务 房房 租租 水水 电电实实发发8 8 6

51、 6 0 0 5 5 1 1陈陈 平平讲讲 师师1 1 0 0 5 59 9 5 51 1 5 56 61 1 2 21 1 1 1 5 5 5 5. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8:00:202.关系模型的数据操作（纵）关系模型的数据操作（纵）v查询、插入、删除、修改查询、插入、删除、修改v数据操作是集合操作，数据操作是集合操作，操作对象和操作结果都是关操作对象和操作结果都是关系系，即若干元组的集合即若干元组的集合v存取路径对用户隐蔽，用户只要指出存取路径对用户隐蔽，用户只要指出“干什么干什么”，不必详细说明不必详

52、细说明“怎么干怎么干”8:00:203.关系模型的完整性约束关系模型的完整性约束v数据完整性是指数据库中存在的数据是有意义的或数据完整性是指数据库中存在的数据是有意义的或正确的。完整性规则是对关系的某种约束条件。正确的。完整性规则是对关系的某种约束条件。v实体完整性实体完整性v参照完整性参照完整性v用户定义的完整性用户定义的完整性8:00: 典型的关系数据库系统工具典型的关系数据库系统工具ORACLE （SUN）SYBASEINFORMIXDB/2 (IBM)COBASEPBASEEasyBaseDM/2OpenBase SQL SERVER (MS)ACCESS VISUA

53、L FOXPRO8:00:201.3 数据库系统结构数据库系统结构1.3.1数据库系统内部的模式结构数据库系统内部的模式结构 从从数据库管理系统数据库管理系统角度看角度看1.3.2数据库系统外部的体系结构数据库系统外部的体系结构从从数据库最终用户数据库最终用户角度看角度看8:00:201.3.1 数据库系统的模式结构数据库系统的模式结构v数据库系统模式的概念数据库系统模式的概念v数据库系统的三级模式结构数据库系统的三级模式结构v数据库的二级映象功能与数据独立性数据库的二级映象功能与数据独立性v小结小结8:00:20数据库系统模式的概念（续）数据库系统模式的概念（续）v模式（模式（Schema）

54、 数据库逻辑结构和特征的描述数据库逻辑结构和特征的描述 反映的是数据的结构及其联系反映的是数据的结构及其联系 模式是相对稳定的模式是相对稳定的8:00:201.3.1 数据库系统的模式结构数据库系统的模式结构v数据库系统模式的概念数据库系统模式的概念v数据库系统的三级模式结构数据库系统的三级模式结构v数据库的二级映象功能与数据独立性数据库的二级映象功能与数据独立性v小结小结8:00:20数据库系统的三级模式结构数据库系统的三级模式结构8:00:201模式（模式（Schema）v模式（也称逻辑模式、概念模式）模式（也称逻辑模式、概念模式）数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述数据库中全体数据的逻

55、辑结构和特征的描述所有用户的公共数据视图，综合了所有用户所有用户的公共数据视图，综合了所有用户的需求的需求v一一个数据库只有个数据库只有一一个模式个模式v模式的地位：是数据库系统模式结构的中间层模式的地位：是数据库系统模式结构的中间层与数据的物理存储细节和硬件环境无关与数据的物理存储细节和硬件环境无关与具体的应用程序、开发工具及高级程序设与具体的应用程序、开发工具及高级程序设计语言无关计语言无关8:00:20v模式的定义模式的定义数据的逻辑结构（数据项的名字、类型、取数据的逻辑结构（数据项的名字、类型、取值范围等）值范围等）数据之间的联系数据之间的联系数据有关的安全性、完整性要求数据有关的安全

56、性、完整性要求8:00:202. 外模式（外模式（External Schema）v外模式（也称子模式或用户模式）外模式（也称子模式或用户模式）数据库用户（包括应用程序员和最终用户）使数据库用户（包括应用程序员和最终用户）使用的用的局部数据的逻辑结构和特征的描述数据的逻辑结构和特征的描述数据库用户的数据视图，是与某一应用有关的数据库用户的数据视图，是与某一应用有关的数据的逻辑表示数据的逻辑表示8:00:20外模式（续外模式（续）v外模式的地位：介于模式与应用之间外模式的地位：介于模式与应用之间v模式与外模式的关系：一对多模式与外模式的关系：一对多外模式通常是模式的子集外模式通常是模式的子集一个

57、数据库可以有多个外模式。反映了不同一个数据库可以有多个外模式。反映了不同的用户的应用需求、看待数据的方式、对数的用户的应用需求、看待数据的方式、对数据保密的要求据保密的要求对模式中同一数据，在外模式中的结构、类对模式中同一数据，在外模式中的结构、类型、长度、保密级别等都可以不同型、长度、保密级别等都可以不同8:00:20v外模式与应用的关系：一对多外模式与应用的关系：一对多同一外模式也可以为某一用户的多个应用系统所同一外模式也可以为某一用户的多个应用系统所使用，使用，但一个应用程序只能使用一个外模式但一个应用程序只能使用一个外模式。8:00:20外模式（续）外模式（续）v外模式的用途外模式的用途保证数据库安全性的一个有力措施。保证数据库安全性的一个有力措施。每个用户只能看见和访问所对应的外模式中的数据每个用户只能看见和访问所对应的外模式中的数据8:00:203内模式（内模式（Internal Schema）v内模式（也称存储模式内模式（也称存储模式）是数据物理结构和存储方式的描述是数据物理结构和存储方式的描述是数据在数据库内部的表示方式是数据在数据库内部的表示方式v记录的存储方式（顺序存储，按照记录的存储方式（顺序存储，按照B树结构存储，按树结构存储