数据库原理教学内容讲稿

1、数据库库原理教学内内容讲稿稿数据库的的产生119963年年美国HHoneeyweell公公司的IIDS（Inttegrrateed Datta SStorre）2. 119688年美国国IBMM公司推推出层次次模型的的IMSS数据库库系统（19669年形形成产品品）319969年年美国CCODAASYLL（Coonfeerennce Onn Datta Sysstemm Laanguuagee，数据据库系统统语言协协会）组组织的数数据库任任务组（DBTTG）发发表关于于网状模模型的DDBTGG报告（19771正式式通过）419970年年，IBBM公司司的E.F.CCoddd发表论论文提出出关系

2、模模型。第一章绪绪论 11 数数据库系系统概述述基本概念念1数据据(Daata) 描述事事物的符符号记录录称为数数据。例例如：声声音、图图象、文文字、图图形等。 数据库库中以记记录为单单位，同同时加语语义。列列如：学学生，其其记录特特征为： XH（学号），XMM（姓名名），AAGE（年龄） 信息=数据+处理2数据据库（DDataaBasse，简简称DBB） 数据库库是存放放数据的的仓库，在这个个仓库中中的数据据是按照照一定格格式存放放的。3数据据库管理理系统（DattaBaase Mannageemennt SSysttem 简称DDBMSS） （1） DDDL 数据定定义语言言，英文文全称：

3、Datta DDefiinittionn Laanguuagee 定义数数据库中中对象的的，对象象有：基基本表，索引、视图，游标、触发器器等 （2）DMLL 数数据操纵纵语言，英文全全称：DDataa Maanippulaatioon LLangguagge 实实现对数数据库的的操作。主要有有：查询询、插入入、删除除、修改改 （3）DCLL 数数据控制制语言，英文全全称：DDataa CConttroll LLangguannge 授授权、回回收权限限命令 （4）TCLL 事事务控制制语言，英文全全称：TTrannsacctioon Conntrool Lannguaage （5）数据库库的运

4、行行管理 （6）数据库库的建立立和维护护 4数数据库系系统（DDataa Baase Sysstemm,简称称DBSS） 数据据库系统统是指在在计算机机系统引引入数据据库后的的系统。包括：计算机机，数据据库，数数据库管管理系统统（及其其开发工工具）、应用系系统、数数据库管管理员和和用户。二数据据管理技技术的产产生和发发展 1手手工阶段段 计算机机产生以以前的阶阶段。2人工工阶段（19446-119566） 硬件：无直接接存取设设备磁盘盘，只有有卡片、纸带和和磁带等等顺序存存取设备备 软件件：无OOS （1）数数据不保保存 （2）应应用程序序管理数数据 （3）数数据不共共享 （4）数数据不具具有

5、独立立性P1D1D2P2DnPn PP1，PP2，PPn为应应用程序序 ,D1，D2，Dn应应用程序序所对应应的数据据集 2文文件系统统阶段（19556-119666） 硬硬件：有有磁盘、慈鼓等等直接存存取设备备 软件件：有OOS （1）数数据可以以长期保保存 （2）由由文件系系统管理理数据 （3）数数据共享享性差、冗余度度大 （4）数数据独立立性差f1P1 D1f2存取方法（文件系统）P2 D2fnPn Dnn P1,P2,Pn为为应用程程序, f11,f22,fnn为文件件3 数数据库系系统（220世纪纪60年年代后期期） 硬件有有大容量量磁盘，价格下下降；软软件价格格上升；处理方方式要求

6、求分布处处理和多多用户 （1）数数据结构构化 数据据本身的的结构和和数据之之间的联联系称为为数据结结构化 （2）数数据的共共享性高高，冗余余度低，易扩充充 数据据不一致致性是指指同一数数据不同同拷贝的的值不一一样 （3）数数据独立立性高 数据据物理独独立性和和数据逻逻辑独立立性 （4）数数据由DDBMSS统一管管理和控控制 1）数据的的安全性性保护 2）数据的的完整性性 3）并发控控制 4）数据库库恢复P1DBDBMSP2pn数据库是是长期存存储在计计算机内内有组织织的大量量的共享享的数据据集合。它可以以供各种种用户共共享，具具有最小小冗余度度和较高高的数据据独立性性。DBBMS在在数据库库建

7、立、运用和和维护时时对数据据库进行行统一控控制，以以保证数数据的完完整性、安全性性，并在在多用户户同时使使用数据据库时进进行并发发控制，在发生生故障后后对系统统进行恢恢复。 12数据据模型一模型型 11概念念模型 22数据据模型 33三个个世界 现实实世界、概念世世界、信信息世界界二数据据模型的的组成要要素 1数数据结构构 数据本本身结构构（数据据类型内内容、性性质有关关的对象象），数数据之间间的联系系 2数数据操作作 数据操操作是指指对数据据库中各各种对象象（型）的实例例（值）允许执执行的操操作的集集合，包包括操作作及有关关的操作作规则。检索和和更新（插入、删除、修改）两类操操作。 3数数据

8、约束束条件三概念念模型 1基基本概念念 （1）实实体 （2）属属性 （3）码码 （4）域域 （5）实实体型 （6）实实体集 （7）联联系 1）11：1联联系 2）11：N联联系 3）MM：N四概念念模型的的表示方方法 实体型型：用矩矩形框表表示，矩矩形框内内写明实实体名 属性：用椭圆圆形表示示，并并用无向向边将其其与相应应的实体体连接起起来 联系：用菱形形表示，菱形框框内写明明联系名名，并用用无向边边分别与与有关实实体连接接起来，同时在在无向边边旁标上上联系的的类型。 例P119五最常常用的数数据模型型R1 基本层层次联系系图： LL12R2 1层层次模型型 （1）数数据结构构 1）有有且只有

9、有一个结结点没有有双亲结结点，这这个结点点成为根根结点 2）根根以外的的其他结结点有且且只有一一个双亲亲结点R1R2R3R4R5 例1（P233） 例2：国家省市县 （2）多多对多在在层次模模型中的的表示 1）冗冗余法 2）虚虚拟法 （3）层层次模型型的数据据操纵与与完整性性约束 层次次模型在在进行查查询、插插入、删删除和修修改时要要满足完完整性约约束条件件。 （4）层层次模型型的存储储结构 1）邻接法法 数据的的邻位存存放来体体现 2）链接法法 用指针针来反映映数据之之间的层层次联系系：子女女-兄弟弟链接法法，层次次序列链链接法） （5）层层次模型型的优缺缺点 1）优点A 层次次数据模模型本

10、身身比较简简单 B 实体体间联系系是固定定的，且且预先定定义好应应用系统统，采用用层次模模型来实实现，其其性能由由于关系系模型，不低于于网状模模型 C 层次模模型提供供了良好好的完整整性支持持 2）缺点 A 不能直直接实现现多对多多联系 B 对插入入和删除除限制比比较多 C 查询子子女结点点必须通通过双亲亲结点 D 由于结结构严密密，层次次命令趋趋于程序序化 22网状状模型 （11） 网网状模型型数据结结构 1允允许一个个以上的的结点无无双亲 2一一个结点点可以有有多余一一个的双双亲R2R1 L1 L22R3 例1PP28课程号 课程名学号 姓名学号 课程号 成绩 （2）网状模模型的操操纵与完

11、完整性约约束 （3）网状模模型的存存储结构构 单单向环形形链 （4）网状模模型的优优缺点 1）优点 A 能够直直接描述述现实世世界 B 具有良良好的性性能，存存取效率率较高 2）缺点 A 结构复复杂 B 其DDDL、DDML语语言复杂杂，用户户不容易易使用3关系系模型 （1）关关系模型型数据结结构 二维维表格： 基本本概念：关系，元组，属性，主码，域，分分量，关关系模式式 （2）关关系模型型的操纵纵与完整整性约束束 集合合操作，用户只只需要指指出干什什么而不不必指出出怎么干干 （3）关关系模型型的存储储结构 一般般一个表表对应一一个操作作系统文文件 （4）关关系模型型的优缺缺点 1）优点 A

12、建立在在严格的的数据概概念基础础上 B 关系模模型概念念单一 C 关系模模型的存存取路径径对用户户透明 2）缺缺点 存取取效率比比层次、网状模模型低 13 数数据库系系统结构构三级模式式模式是数据库库中全体体数据的的逻辑结结构和特特征描描述外模式数据库用用户能够够看见和和使用的的局部数数据的逻逻辑结构构和特征征描述内模式是数据物物理结构构和存储储方式的的描述，是数据据在数据据库内部部的表示示方式。二数据据库的二二级映象象功能与与数据独独立性 1外外模式/模式映映象 数据的的逻辑独独立性逻逻辑数据据独立性性是指当当模式改改变时，由数据据库管理理员对各各个外模模式/模模式的映映象作相相应改变变，可

13、以以使外模模式保持持不变。应用程程序是依依据数据据的外模模式编写写的，从从而应用用程序不不必修改改，保证证了数据据与程序序的逻辑辑独立性性 2模模式/内内模式映映象 数据的的物理独独立性物物理数据据独立性性是指当当数据库库的存储储结构改改变了，由数据据库管理理员对模模式/内内模式映映象作相相应修改改，可以以保持模模式不变变，从而而应用程程序也不不必修改改。保证证了数据据与程序序的物理理独立性性。 14 数数据库系系统组成成一硬件件平台及及数据库库 1内内存 2磁磁盘 3较较高的通通道能力力二软件件DBMSS支持DBBMS运运行的操操作系统统具有与数数据库接接口的高高级语言言极其编编译系统统，便

14、于于开发应应用系统统以DBMMS为核核心的应应用开发发工具为特定应应用环境境开发的的数据库库应用系系统三人员员 数据库库管理员员、系统统分析员员和数据据库设计计人员、应用程程序员、用户 15 数数据库技技术的研研究领域域数据库管管理系统统软件的的研制二数据据库设计计三数据据库理论论第二章 关系数数据库关系数据据库之父父：E.F.CCODDD 211 关系系模型概概述一关系系数据结结构 二维维表格二关系系操作 关系代代数、关关系演算算和SQQL三关系系的三类类完整性性约束 实体完完整性、参照完完整性、用户自自定义222 关系系数据结结构及形形式化定定义一关系系1域 2的的卡尔积积 给定的的一组域

15、域D1，D2，D3，DDN，这这些域中中可以有有相同的的。D11，D22，DNN的的卡卡尔积为为： D11D2DDN=（d11,d22,dnn）,ddiDi,i=11,2,nn 3关关系 DD1D2DDN的子子集叫做做在域DD1，DD2，DDN上的的关系，表示为为：R（D1，D2，DDN），N为关关系的目目。 4基基本术语语 侯侯选码、主码、主属性性、非码码属性、全码 5基基本关系系的性质质二关系系模式 R（UU，D，DOMM，F） R：关关系名称称，U：属性名名的集合合，D：属性组组U中所所来自的的域，DDOM为为属性向向域的影影象集合合，F为为数据依依赖三关系系数据库库233 关系系的完整

16、整性实体完整整性若属性AA是基本本关系RR的主属属性，则则属性AA不能取取空值二参照照完整性性规则 1外外码设F是基基本关系系R的一一个或一一组属性性，但不不是关系系R的码码。如果果F与基基本关系系S的主主码KSS相对应应，则称称F是基基本关系系R的外外码，并并称基本本关系RR为参照照关系，基本关关系S为为被参照照关系。关系RR和S不不一定是是不同的的关系。 2规规则若属性（或属性性组）FF是基本本关系RR的外码码，它与与基本关关系S的的主码KKS相对对应（基基本关系系S和RR不一定定是不同同的关系系）则对对于R中中每个元元组在FF上的值值必须为为：或者取空空值（FF的每个个属性值值均为空空值

17、） 或者等等于S中中某个元元组的主主码值。三用户户定义的的完整性性244 关系系代数一传统统的集合合运算 1并并 RRS=t |tRts2差 RR-S= tt |ttRt S 3交交 RS= t |tRt S 4广广义的卡卡尔积 RS=trts| trrRts S 5.例例 R SS AA B Ca1b1c1a1b2c2a2b2c1 AA B Ca1b2C2a1b3c2a2b2c1二专门门的关系系运算 1术术语 （1）分分量 （2）补补集 （3）连连接符号号trtts （4）象象集 给定定一个关关系R（X，ZZ），XX和Z为为属性组组，定义义当tX=x 时时，x在在R中的的象集为为：Zxx=t

18、tZ|tR,ttX=x，它表表示R中中属性组组X上值值为x的的诸元组组在Z上上分量的的集合。2专门门的关系系运算 （11）选择择F（RR）=t |tRF（tt）=真 F：由由逻辑运运算符 ，连接各各算术表表达式组组成，算算术表达达式的基基本形式式： X11Y1其其中为比较较运算符符，它有有：,200(S)或3220(SS) （22）投影影A（RR）=tAA|ttR,其中AA为R中中的属性性列 例例：查询询全体学学生的学学号和姓姓名 （33）连接接 连连接也称称，它是是从两个个关系的的的卡尔尔积中选选取属性性间满足足一定条条件的元元组 R S= trrts| trrRts S trrAtsB A

19、B 其中AA和B为为R和SS上度数数相等且且可比的的属性组组。是比较较运算符符（,，2）等值值连接 比比较运算算符是：= RR S A=B3）自然然连接R S例：R S AA B Ca1b15a1b26a2B38 B Eb13b27b310 （44）除 给定定关系RR（X，Y）和和S（YY，Z），其中中X，YY，Z为为属性组组。R中中的Y与与S中YY可以有有不同的的属性名名，但必必须出自自相同的的域集。R与SS的除运运算得到到一个新新的关系系P（XX），PP是R中中满足下下列条件件的元组组在X属属性列上上的投影影：元组组在X上上分量值值x的象象集Yxx包含SS在Y上上投影的的集合。记作： RS

20、= trX| trrRY（S）包含于于Yx 其中YYx为xx在R中中的象集集，x= trrX 例例： R S AA B Ca1b1c2a2b3c7a2b4c6a1b2c3a2b1c2a1b2c1 B CDb1c2d1b2c1d1b2c3d23例11 chh cmm xf1DS52DB43net3 SS sc cc xhh xmagexb001a21男002b22女003c20男xh ch g001189001256002175（1）查查询年龄龄在200岁以上上的学生生（2）查查询性别别为性别别为“男”的学生生学号和和姓名（3）查查询选修修了课程程的学生生学号（4）查查询选修修了课程程的学生生的

21、学号号和姓名名（5）查查询选修修了课程程的且某某一门课课的成绩绩大于880的学学生的学学号、姓姓名和性性别（6）查查询选修修了“DB”课程的的学生学学号和姓姓名（7）查查询没有有选修“DB”课程的的学生学学号和姓姓名(8)查询选选修了全全部课程程的学生生学号（9）查查询至少少选修了了课程11和课程程2的学学生学号号（10）查询选选修了全全部课程程的学生生学号和和姓名（11）查询至至少选修修了1号号课程和和2号课课程的学学生学号号（如果果为：学学号和姓姓名？）4例22 S sc c课程号 课程名先行课学分1DS552DB143NET23学号 姓名年龄性别001a21男002b22女003c20男

22、学号 课程号成绩001189001256002175255 关系系演算ALPHHA二元组组关系演演算三QBBE四域演演算语言言第三章 关系数数据库标标准语言言SQLL311 SSQL语语言概述述SQL 语言特特点综合统一一高度的非非过程化化面向集合合的操作作方式以同一种种语法结结构两种种使用方方式语言简洁洁易学易易用二SQQL语言言基本概概念 基本表表、视图图322 数据据定义定义、删删除和修修改基本本表定义CREAATE TAABLEE （ 数据类类型 列级级完整性性约束条条件 ， 数数据类型型 列级完完整性约约束条件件 ，表表级完整整性约束束条件）；数据类型型：FLLOATT ，CCHAR

23、R（N），INNT ，DATTE，TTIMEE修改ALTEER TTABLLE 表名 ADDD新新列名数据据类型完整整性约束束条件 DRROP完整性性约束 MOODIFFY列列名数据类类型删除DROPP TAABLEE 表表名二建立立与删除除索引 11建立立索引 CRREATTE UNNIQUUE CLLUSTTER IINDEEX索索引名ON 表名名（列名次次序，列名次次序） UNNIQUUE：唯一索索引 CLLUSTTER：聚簇索索引 22删除除索引 DDROPP INNDEXX索引引名33 查询SQL语语句的一一般格式式： SEELECCT ALLL | DIISTIINCTT ， FR

24、ROM ， WWHERRE GGROUUP BBY HAVVINGG OORDEER BBY ASCC | DESSC ch cmcpnooxf1DS552DB143NET23Studdentt ssc ccxh xmagexbsdeppt001a21男CS002b22女IS003c20男CSxh chg001149001256002175一单表表查询1选择择表中的的若干列列（1）查查询表中中部分列列SELEECT XHH，XMM FFROMM SSTUDDENTT（2）查查询表中中全部列列SELEECT * FFROMM SSTUDDENTT或SELLECTT XXH，XXM，aage,xb

25、，sdeept FFROMM SSTUDDENTT（3）查查询经过过计算的的值SELEECT XHH，XMM，20005-agee, FFROMM SSTUDDENTTSELEECT XHH 学学号，XXM 姓姓名，220055-agge 出出生年份份, FFROMM SSTUDDENTT 2选选择表中中的若干干元组（1）取取消重复复的行 SSELEECT DIISTIINCTT XXH FROOM SCC（2）选选择满足足条件的的元组 1）比比较大小小 ，=，=，= ，!，!SELEECT * FFROMM STUUDENNTWHERRE AGEE233 2）确确定范围围 SSELEECT

26、XHH，XMM FFROMM STUUDENNT WWHERRE AGEE BBETWWEENN 200 ANND 225 3）确定集集合 SEELECCT XH，XM FRROM STTUDEENT WHHEREE SSDEPPT IN （MAIS，CS） 44）字符符匹配 %：当前位位置开始始任意多多个字符符 _：任意一一个字符符NOTT liike esscappe SELEECT * FRROM STTUDEENT WHHEREE XXM LIKKE “张%”5）涉及及空值的的查询 SEELECCT XH FRROM SCC WHHEREE GG IIS NULLL 6）多多重条件件查

27、询 与：andd 或或：orr 非：nott SELLECTT XXH，XXM FFROMM SSTUDDENTT WWHERRE AGEE19 3多查询询结果进进行排序序ordeer by ASCC|DEESC ，AASC|DESSCSELEECT XHH，G FRROM SCC WHEERE CHH=3ORDEER BBY G DESSC4使用用集函数数 COUUNT（*），COUUNT（列） SUMM（列列），AVGG（列列），MAXX（列列），MINN（列列） SELLECTT CCOUNNT（*） FROOM STTUDEENT 5对对查询结结果分组组 SELLECTT CCH， C

28、OUUNT（XH） FROOM SC GROOUP BYY CCH SELLECTT XXH FROOM SC GROOUP BYY XXH HAVVINGG CCOUNNT（*）=2二连接接查询 连接接谓词：. . . bbetwweenn . andd . 比较运运算符：=，1连接接查询 1）非非等值连连接2）等值值连接例：查询询每个学学生及其其选修课课程的情情况关系代数数等值连接接、自然然连接SQL命命令SELEECT STTUDEENT.*， SC.* FRROM SSTUDDENTT，SCC WHEERE STTUDEENT.XH=SC.XH SELLECTT SSTUDDENTT.

29、XHH，XMM，AGGE，XXB,SSDEPPT,CCH，GG FROOM STTUDEENT ，SCC WHEERE STTUDEENT.X=SSC.XXH 3）连接和和投影 查询询每个学学生及其其选修课课程的学学号和姓姓名 4）的卡尔尔积2自身身连接查询每一一门课的的间接先先修课 c AA c Bch cmcpnooxf1DS552DB143NET23ch cmcpnooxf1DS552DB143NET23SELEECT A.CH , B.CCPNOO FRROM CC A, CC B WHHEREE A.CCPNOO= BB.CHH 3外外连接（1）右右外连接接 SELLECTT STU

30、UDENNT.XXH，XXM，AAGE，CH，G FROOM STTUDEENT，SC WHEERE SSTUDDENTT.XHH=SCC.XHH（*）（2）左左外连接接 SEELECCT STUUDENNT.XXH,XXM，AAGE，CH，G FRROM SSTUDDENTT，SCC WHEERE （*）STTUDEENT.XH=SC.XH 4复合合条件连连接 查询询每个学学生的学学号，姓姓名，选选修的课课程名及及成绩 SEELECCT STUUDENNT.XXH，XXM，CCM，GG FRROM SSTUDDENTT，SCC，C WHHEREE SSTUDDENTT.XHH=SCC.XHH

31、 ANND SSC.CCH=CC.CHH三嵌套套查询 SELLECTT FROOM WHEERE （SEELECCT FRROM WHHEREE）带有INN谓词的的子查询询查询与“张三”在同一一个系的的学生学学号和姓姓名查询选修修了“DB”课程册册学生学学号和姓姓名SELEECT XH，XMFROMM STTUDEENTWHERRE XXH IIN （SELLECTT XHH FRROM SC WHHEREE CHH INN （SEELECCT CCH FFROMM COOURSSE WWHERRE CCM=“信息系系统”）带有比较较运算符符的子查查询，=，=，=，带有ANNY或AALL谓谓词

32、的子子查询anyy，anyy，aall，=aallSELEECT XMM，AGGEFROMM SSTUDDENTTWHERRE AGEEANNY（SSELEECT AGGE FROOM STUUDENNT WHEERE SDEEPT=IS）ANND SSDEPPTIS带有EXXISTTS谓词词的子查查询查选修了了1号课课程的学学生姓名名SELEECT XMMFROMM STUUDENNTWHERRE EXIISTSS （SEELECCT * FRROM SCC WWHERRE XH=STUUDENNT.XXH ANDD CCH=1)查询选修修了全部部课程的的学生学学号和姓姓名没有一门门课程是是

33、他不选选的 或或 任一一门课他他不选不不存在SELEECT XXMFROMM SSTUDDENTTWHERRE NNOT EXIISTSS (SELLECTT * FROOM C WHEERE NOOT EEXISSTS (SEELECCT * FROOM SC WHEERE SCC.XHH=STTUDEENT.XH ANND SSC.CCH=CC.CHH)查询至少少选修了了学生9950002选修修的全部部课程的的学生学学号SELEECT DIISTIINCTT XHH FROOM SC X WHEERE NOOT EEXISSTS （SELLECTT * FRROM SCC YY WHHER

34、EE YY.XHH=”950002” ANND NOTT EXXISTTS ( SSELEECT * FFROMM SSC Z WWHERRE Z.XXH=XX.XHH AAND Z.CCH=YY.CHH)四集合合查询 11并集集 例例 查询询计算机机科学系系及年龄龄不大于于19岁岁的学生生 SSELEECT * FFROMM STTUDEENT WWHERRE SSDEPPT=CSUNIOON SSELEECT * FFROMM STTUDEENT WWHERRE AAGE=199 22交集集 例 查查询计算算机科学学系及年年龄不大大于199岁的学学生的交交集 SELLECTT * FROO

35、M SSTUDDENTT WHEERE SDEEPT=CS ANND AAGE119344 数据据更新一插入入数据 1格格式 IINSEERT IINTOO 表表名（属属性1，属性22） VVALUUES (，) 2插插入单个个元组INSEERT INTTO STUUDENNT VALLUESS （0011，“张三”，F，IS，199） INSSERTT INTTO SC（XH，CH） VALLUESS（0011，2） 3插插入子查查询结果果 INSSERTT INNTO 表名名（属性性1，属属性2） 子查查询 例 IINSEERT IINTOO DDEPTTAGEE（SDDEPTT，AVVA

36、GEE） SSELEECT SSDEPPT，AAVG（AGEE） FFROMM SSTUDDENTT GGROUUP BY SDDEPTT 二修改改数据 1格格式 UPDDATEE SEET =，= WHEERE 2修修改某一一个或多多个元组组的值 UPPDATTE STUUDENNT SEET AGGE=AAGE+1 3带带子查询询的修改改语句 例 将计算算机科学学系全体体学生的的成绩置置零 UPPDATTE SSC SSET G=00 WWHERRE CS= （SEELECCT SDDEPTT FROOM STTUDEENT WHEERE STTUDEENT.XH=SC.XH）三删除除数据

37、 1格格式 DDELEETE FFROMM 表表名 WHEERE 条件件 2删删除一个个或多个个元组 DELLETEE FROOM STUUDENNT WHEERE XHH=0011DELEETE FROOM SC 3带带子查询询的修改改语句 例：查查询计算算机科学学系所有有学生的的选课记记录 DDELEETE FFROMM SCC WWHERRE CS= （SEELECCT SSDEPPT FROOM SSTUDDENTT WHEERE STTUDEENT.XH=SC.XH）355 视图图一定义义视图 1建建立视图图 CREEATEE VVIEWW 视视图名（列名，列名） AS 子查询询 W

38、ITTH CCHECCK OOPTIION 例例：CRREATTE VIEEW ISSVIEEW（学学号，姓姓名，年年龄） ASS SELLECTT XXH，XXM，AAGE FRROM STTUDEENT WHHEREE SDDEPTT=IS CREEATEE VIIEW AVVGVIIEW（XH，AVGG） AAS SELEECT XHH，AVVG（GG） FRROM SSC GRROUPP BYY XXH 2删除视视图名 DRROP VIEEW 视图名名 3查询视视图 4更新视视图 IINSEERT、 UPPDATTE 、 DEELETTE二视图图的作用用 1视视图能够够简化用用户的操操

39、作 2视视图使用用户能以以多种角角度看待待同一数数据 3视视图对重重够数据据库提供供了一定定程度的的逻辑独独立性 4视视图能够够对机密密数据提提供安全全保护366 数数据控制制一授权权 GRAANT 权限限，权限 ONN 对象类类型对象名名 TO 用户户，用户户 WIITH GRRANTT OOPTIION二收回回权限 REVVOKEE ，权限限 ONN 对象类类型对象名名FROMM 用户，用户377 嵌入入式 SSQL一嵌入入式的一一般形式式 EXEEC SSQL SQQL语句句 EXEEC SSQL SQQL语句句 EEND EXEEC二基本本术语 TABBLE、INDDEX、VIEEW、

40、CCURSSOR TRIIGGOOR、SSTORRED PROOCEDDUREE三动态态SQLL第四章 关系系系统及其其查询优优化（选选学）411 关系系系统一关系系系统的的定义 1支支持关系系数据库库（关系系数据结结构） 2支支持选择择、投影影、连接接对这些些运算不不必要定定义任何何物理 存取路路径二关系系系统的的分类 1表表示系统统 2最最小关系系系统 3关关系完备备的系统统 4全全关系系系统 42 关关系系统统的查询询优化一关系系系统及及其查询询优化 1优优化 2优优化步骤骤 （1）将查询询转换成成某种内内部表示示，通常常是语法法树 （2）根据一一定的等等价变换换规则把把语法树树转换成成

41、标准形形式（优优化） （3）选择低低层的算算法 （4）生成查查询计划划二一个个实例 例： 求选修修了2号号课程的的学生姓姓名 SELLECTT SSTUDDENTT. XXM FROOM STTUDEENT，SC WHEERE STTUDEENT.XH=SC.XH ANDD SCC.CHH=2 假假设STTUDEENT 中有110000个学生生记录，100000个个选课记记录，其其中选修修2号课课程的记记录为550个 则则有三种种查询方方案：XM（ STTUDEENT.XH=SC.XH SC.XH=2(STTUDEENTSC)）XM( scc.chh=2(sttudeentsc)xm(stuu

42、dennt scc.chh=2(scc) 1第一种种情况 （11）先计计算广义义的卡尔尔积 （22）做选选择操作作 （33）作投投影2第二二种情况况 （11）计算算自然连连接 （22）读取取中间文文件块，执行选选择运算算 （33） 把把第2步步结果投投影输出出 3第三种种情况 （11）先作作选择运运算，只只需一遍遍SC表表 （22）读取取STUUDENNT 表表，把读读入的SSTUDDENTT元组和和内存中中的SCC元组作作连接，也只需需读一遍遍STUUDENNT 表表 （33） 把把连接结结果投影影输出三查询询优化的的一般准准则 1选选择运算算尽可能能先做 2执执行连接接前对关关系适当当地处

43、理理 3把把选择运运算和投投影运算算同时进进行 4把把投影同同其前或或其后的的双目运运算结合合起来。没有必要要为了去去掉某些些字段而而扫描一一遍关系系5把某某些选择择同它在在它前面面要执行行笛卡儿儿积结合合起来成成为一个个连接，连接特特别是等等值连接接运算要要比同样样关系的的笛卡儿儿积省很很多时间间 6找找出公共共子表达达式四关系系代数的的等价变变换规则则 1连连接、的的卡尔积积交换律律 E1E2E2E1 E1E2E2E1 E1E2E2E1 F FF 2连连接、笛笛卡儿积积的结合合律 E1E2E3E1（E2E3） E1E2E3E1（E2E3） E1E2E3E1（E2E3）F1 F22 F11

44、FF2 3投投影的串串接定律律A1，A2，ANN（B1，B2，BNN（E）A1，A2，ANN（E） 4选选择的串串接定律律 FF1（ F22（E） F11F2（E） 5选选择与投投影的交交换律F（A1，A2，ANN（E）A1，A2，ANN（ F（E） 6 选择与与笛卡儿儿积的交交换律 F（E1E2） FF（E11）E2 F中中只涉及及E1的的属性 如果果F=FF1F2 中F11只涉及及E1中中属性，F2中中只涉及及E2的的属性： F（E1E2） FF1（EE1） FF2（EE2） 如果果F=FF1F2，F1只只涉及EE1中属属性，FF2中涉涉及E11和E22两者的的属性： F（E1E2） FF

45、2（ F11（E11）E2） 7选选择与并并的交换换 F（E1E2） FF（E11） F（E2） 8选选择与差差的交换换 F（E1-E2） FF（E11）- F（E2） 9投投影与笛笛卡儿积积的交换换A1，A2，ANN，B11，B22，BMM（E11E2）A11，A22，AN（E1）B11，B22，BM（E2） 10投影与与并的交交换A1，A2，ANN （EE1E2）A11，A22，AN（E1）A11，A22，AN（E1）五关系系代数表表达式的的优化算算法 1关关系代数数的优化化 2表表示成标标准的语语法树 3算算法 （1）利利用规则则4把形形如 F11F2Fn（E）变变换为： F11（ F2

46、2（Fn（E） （2）对对每一个个选择，利用规规则48尽可可能把它它移到树树的叶端端 （3）对对每一个个投影利利用规则则3，99，100，5中中的一般般形式尽尽可能把把它移到到树的叶叶端 （4）利利用规则则355把选择择和投影影串接合合成单个个选择、单个投投影或一一个选择择后跟一一个投影影。使多多个选择择或投影影能同时时执行，或在一一次扫描描中全部部完成，尽管这这种变换换似乎违违背“投影尽尽可能早早做”的原则则，但这这样做效效率更强强。 （5）把把上述得得到的语语法树分分组。每每一个双双目运算算（，-）和它所所有的直直接祖先先为一组组（这些些直接祖祖先是，运算），如果果其后代代直到叶叶子全是是

47、单目运运算，则则也将它它们并入入该组，但当双双目运算算是的卡卡尔积，而且其其后的选选择不能能与它结结合为等等值连接接除外。把这些些单目运运算分为为一组 （6）生生成一个个程序六优化化的一般般步骤 1查查询转换换成某种种内部表表示（语语法树） 2把把语法树树转换成成标准形形式 3选选择低层层的存取取路径 4生生成查询询计划，选择代代价最小小的七例 查询0011学生选选修的课课程名和和成绩SELEECT CMM，G FROOM SC，C WWHERRE SC.XH=0011 ANND SSC.CCH=CC.CHH（1）关关系代数数式：CM，G （ SCC.XHH=0011SCC.CHH=C.CH(

48、SCC)） 查查询优化化： 11选择择与的卡卡尔积交交换律CM，G （SC.CH=C.CCH（ SCC.XHH=0011（SCC）C） 22投影影与选择择的交换换律CM，G （SC.CH=C.CCH（G，SSC.CCH,CC.CHH,CMM（ SCC.XHH=0011（SCC）C） 3投影与与的卡尔尔积交换换律CM，G （SC.CH=C.CCH（CH，G（ SCC.XHH=0011（SCC）CMM ,CCH(CC)）（2）语语法树CM，G SCC.XHH=0011SCC.CHH=C.CH SSC CC 1选择与与的卡尔尔积交换换律CM，GSC.CH=C.CCH SCC.XHH=0011 SC

49、C2投影影与选择择的交换换律CM，GSC.CH=C.CCHG，SSC.CCH,CC.CHH,CMM SCC.XHH=0011 c SSC3投影影与的卡卡尔积交交换律CM，GSC.CH=C.CCHCH，G CM ,CHH SCC.XHH=0011 SCC c总结：先先表示成成关系代代数式，然后利利用按照照投影、选择、的卡尔尔积等运运算规则则，对代代数式进进行等价价变换，最后转转换成语语法树。第五章 关系数数据理论论 51 问问题的提提出关系模式式R（U，D，DDOM，F）R：关系系名U：属性性集D：属性性组U中中属性所所来自的的域DDOM：属性到到域的映映射F：属性性组U上上的一组组数据依依赖二

50、数据据依赖 函数依依赖、多多值依赖赖三例 S（XXH，SSDEPPT，MMN，CCM，GG）XHH：学号号，SDDEPTT：系别别，MNN：系负负责人，CM：课程名名，G：成绩 语义：一个系系有若干干学生，但一个个学生只只有一个个系 一个系系只有一一名正职职负责人人 一个学学生可以以选修多多门课程程，每门门课程有有若干学学生选修修 每每个学生生学习每每一门课课程有一一个成绩绩 1插插入异常常 如果一一个系刚刚成立尚尚无学生生，或者者虽然有有了学生生但尚未未安排课课程。那那么就无无法把这这个系及及其负责责人的信信息存入入数据库库。 2删删除异常常 如果某某个系的的学生全全部毕业业了，在在删除该该

51、系学生生选修课课程的同同时，把把这个系系及其负负责人的的信息也也丢了。3冗余余太大 比比如，每每一个系系负责人人的姓名名要与该该系每一一个学生生的每一一门功课课的成绩绩出现的的次数一一样多。修改复杂杂比如某系系负责人人更换后后，就必必须逐一一修改有有关的每每一个元元组四问题题解决 关系分分解分解后SS1（XXH，SSDEPPT），S2（XH，CM，G），S3（SDEEPT，MN）可以消消除 52规范范化一函数数依赖 1定定义 设R（U）是是属性集集U上的的关系模模式。XX，Y是是U的子子集。若若对于RR（U）的任意意一个可可能的关关系r，r 中中不可能能存在两两个元组组在X上上的属性性值相等等

52、，而在在Y上的的属性值值不等，则称XX函数确确定Y或或Y函数数依赖与与X，记记作 XX Y 22术语语 非非平凡函函数依赖赖：X YY ，但但Y 不不属于XX则称XX Y是非非平凡函函数依赖赖 XX YY，但YY属于XX，则称称X Y是平平凡的函函数依赖赖 若XX Y，则则X叫做做决定因因素 若XX Y，YY X，则X YY 若YY不函数数依赖XX，记作作X / Y 2完完全函数数依赖 在R（U）中中，如果果X Y，并且对对于X的的任何一一个真子子集X都有XX / YY则称YY对X完完全函数数依赖，记作：X F Y 若X YY ，但但Y不完完全函数数依赖于于X ，则称YY对X部部分函数数依赖，

53、记作X PP Y3传递递函数依依赖 在在R（UU）中，如果XX Y，（Y不属属于X），Y / X，Y Z，则则称Z对对X传递递函数依依赖。二码 11定义义 设KK为R（U，FF）中的的属性或或属性组组合，若若K FF U，则K为为R的侯侯选码。若侯选选码多余余一个，则选定定其中一一个为主主码。 主属性性：包含含在任何何一个侯侯选码中中的属性性 非主属属性：不不包含在在任何码码中的属属性称为为非主属属性 全码：整个属属性组 2外码三范式式 111NF 每一一个分量量都是不不可再分分的数据据项 222NF （11）定义义 若R属属于1NNF ，且每一一个非主主属性完完全函数数依赖与与码 （22）例

54、 SLCC（XHH，SDDEPTT，SLLOC，CH，G） XH：学号，SDEEPT：系别，SLOOC：学学生住处处，CHH：课程程号，GG：成绩绩 码：（XH，CH） 函数依依赖有：（XHH，CHH） F GG （XH，CH） PP SDDEP T 因因为：XXH SDDEPTT （XH，CH） PP SLLOC 因为为：XHH SLOOC （33）分解解 SS1（XXH，CCH，GG），SS2（XXH，SSDEPPT，SSLOCC） SS1，SS2都为为2NFF 333NNF （11）定义义 关系模模式R（U，FF）中若若不存在在这样的的码X，属性组组Y及非非主属性性Z（ZZ不属于于Y）使

55、使得X Y，（Y / X），Y Z成立立，则称称R（UU，F）是3NNF （22）例 SS2（XXH，SSDEPPT，SSLOCC） 由由于：XXH SDDEPTT，SDDEPTT / XHH，SDDEPTT SLLOC ，XHH 传递 SSLOCC，所以以S2为为2NFF （33）分解解 SS3（XXH，SSDEPPT），S4（SDEEPT，SLOOC），S2，S3都都属于33NF 44BCCNF （11）定义义 关关系模式式R（UU，F）属于11NF。若X Y 且且Y 不不属于XX 时XX必含有有码，则则R（UU，F）是BCCNF （22）例 SS1（SS，J，P），F：（S，JJ） P；

56、（J，P） S 属属于BCCNF SS2（SS，T，J），F：（S，JJ） T；（S，T） JJ； T JJ，由于于：T J，TT 是决决定因素素，但TT 不是是码所以以S2不不是BCCNF。 （33）分解解 SS2分解解成两个个关系：S3（S，TT），SS4（TT，J）：S33，S44都属于于BCNNF多值依赖赖定义设R（UU）是属属性集UU上的一一个关系系模式。X，YY，Z是是U的子子集，并并且Z=U-XX-Y。关系模模式R（U）中中多值依依赖X Y成成立，当当且仅当当对R（U）的的任一关关系r，给定的的一对（X，ZZ）值，有一组组Y的值值，这组组值仅仅仅决定于于X值而而与Z值值无关。例

57、TEAACHIING（C，TT，B）中：CC T，与B值值无关 WWSC（W，SS，C）中：WW S，与C值值无关 WW C，与S值值无关 64NFF （1）定义 关系系模式RR（U，F）属属于1NNF，如如果对于于R的每每个非平平凡多值值依赖XX Y（YY不属于于X），X都含含有码，则称RR（U，F）是是4NFF （2）例 TEEACHHINGG（C，T，BB）中，C T，CC B是非非平凡的的多值依依赖，但但C不是是码所以以不是44NF WSSC（WW，S，C）中中，W S，WW C 是非非平凡的的多值依依赖，但但W不是是码所以以不是44NF （3）分解 TEEACHHINGG（C，T，B

58、B）：TT1（CC，T），T22（C，B） WSSC（WW，S，C）：W1（W，SS），WW2（WW，C）第六章 数据库库设计611 数据据库设计计概述数据库设设计数据库设设计是指指对于一一个给定定的应用用环境，构造最最优的数数据库模模式，建建立数据据库及其其应用系系统，使使之能够够有效地地存储数数据，满满足用户户的应用用需求二数据据库和信信息系统统三数据据库设计计的特点点 功能分分析和数数据结构构分析的的结合四数据据库设计计方法概概述五数据据库设计计的基本本步骤 1需需求分析析 2概概念结构构设计 3逻逻辑结构构设计 4数数据库的的物理设设计 5数数据库实实施 6数数据运行行和维护护622

59、需求求分析 需求分析析的任务务信息要求求处理要求求安全性与与完整性性要求数据存储二需求求分析的的方法 目的是是画出数数据流图图数据输出处理数据来源三数据据字典 11数据据项 22数据据结构 33数据据流 44数据据存储 55处理理633 概念念结构设设计概念结构构将需求分分析得到到的用户户需求抽抽象为信信息结构构即概念念模型的的过程就就是概念念结构设设计。二概念念结构设设计的方方法与步步骤 1自自顶向下下 2自自底向上上 3逐逐步扩张张 4混混合策略略三数据据抽象与与局部视视图设计计 分类、聚集和和概括 1选选择局部部应用 2逐逐一设计计分E-R图四视图图的集成成 1多多个分EE-R图图一次集集成 2逐逐步集成成3