第1章数据库基础知识

电子商务数据库技术主讲教师：白宏斌89419727@1366326103902二月2023华北科技学院白宏斌2为什么要学数据库？2023/2/2白宏斌3第一章数据库基础知识02二月2023华北科技学院白宏斌51.1数据库系统计算机数据管理的三阶段手工处理阶段数据是程序的组成部分文件系统阶段数据独立于程序，由文件管理数据库系统阶段数据独立于程序，由数据库管理02二月2023华北科技学院白宏斌1366326103902二月2023华北科技学院白宏斌71.1数据库系统数据库系统包括：以数据为主体的数据库数据库用户支持数据库的计算机软硬件环境管理数据库的系统软件DBMS02二月2023华北科技学院白宏斌81.2数据库数据库是

相互关联的数据的集合，它用综合的方法组织数据，具有较小的数据冗余，可供多个用户共享，具有较高的数据独立性，具有安全控制机制，能够保证数据的安全、可靠；允许并发地使用数据，能有效、及时地处理数据，并能保证数据的一致性和完整性。02二月2023华北科技学院白宏斌9相互关联的数据的集合学生课程在数据库中不仅能够表示数据本身，还能够表示数据与数据之间的联系。02二月2023华北科技学院白宏斌10用综合的方法组织数据索引数据库能够根据不同的需要按不同的方法组织数据。视图02二月2023华北科技学院白宏斌11低冗余与数据共享文件系统中：职工基本情况

有关人事管理的数据职工基本情况

有关教育培训的数据教育子系统人事子系统冗余！02二月2023华北科技学院白宏斌12数据库系统时：教育子系统人事子系统低冗余与数据共享有关人事管理的数据职工基本情况有关教育培训的数据共享02二月2023华北科技学院白宏斌13数据具有较高的独立性数据的组织和存储方法与应用程序互不依赖、彼此独立的特性。02二月2023华北科技学院白宏斌14保证数据的安全、可靠主动安全：有效地防止数据库中的数据被非法使用或非法修改被动安全：数据遭到破坏时能立刻将数据完全恢复02二月2023华北科技学院白宏斌15最大限度地保证数据的正确性学生的年龄200岁02二月2023华北科技学院白宏斌16数据可以并发使用

并能同时保证数据的一致性在多个用户同时使用数据库时，能够保证不产生冲突和矛盾，保证数据的一致性和正确性。02二月2023华北科技学院白宏斌17500元500+300=800500-168=332332元800元500元500元？并发应用02二月2023华北科技学院白宏斌18数据库是

相互关联的数据的集合，它用综合的方法组织数据，具有较小的数据冗余，可供多个用户共享，具有较高的数据独立性，具有安全控制机制，能够保证数据的安全、可靠；允许并发地使用数据，能有效、及时地处理数据，并能保证数据的一致性和完整性。02二月2023华北科技学院白宏斌191.3数据库用户终端用户专业用户（应用程序员）系统用户（数据库管理员，DBA）02二月2023华北科技学院白宏斌201.4软件支持系统操作系统软件开发工具DBMS02二月2023华北科技学院白宏斌21数据库管理系统DBMS什么是DBMS数据库管理系统（DatabaseManagementSystem，简称DBMS）是一层数据管理软件DBMS的用途科学地组织和存储数据、高效地获取和维护数据02二月2023华北科技学院白宏斌22DBMS的主要功能数据定义功能提供数据定义语言(DDL)，定义数据库中的对象数据操纵功能提供数据操纵语言(DML)，实现对数据的增删改查操作数据组织、存储和管理数据通信接口数据库的运行管理数据库的建立和维护功能02二月2023华北科技学院白宏斌23常见数据库产品OracleDB2SQLServerMySQLAccessInformix,Sybase,FoxPro等02二月2023华北科技学院白宏斌241.5数据模型用途：描述数据、数据之间联系概念模型数据模型转换按用户观点对信息和数据建模按计算机系统观点对数据建模层次模型网状模型关系模型02二月2023华北科技学院白宏斌251.5.1概念模型通过对客观事物及其联系的抽象，方便、直接的表达各种语义，以实现数据库设计人员与用户的交流。02二月2023华北科技学院白宏斌261.5.1概念模型实体属性关键字域实体集联系02二月2023华北科技学院白宏斌27实体客观存在并可以相互区分的客观事物或事件称为实体。订货、演出、足球赛……仓库、产品、职工……02二月2023华北科技学院白宏斌28属性实体所具有的某一方面的特性称为属性。02二月2023华北科技学院白宏斌29关键字实体的某一属性或属性组合，其取用的值能唯一标示出某一实体。02二月2023华北科技学院白宏斌30域属性的取值范围。02二月2023华北科技学院白宏斌31具有相同特征的一类实体的集合称之为实体集。实体集02二月2023华北科技学院白宏斌32联系联系：事物之间的关系实体集内部的联系，表现在属性之间或者实体之间。实体集间的联系。最基本的是两个实体间的联系。02二月2023华北科技学院白宏斌33两个实体集间联系的类型1:1实体集A中每个实体至多只与实体集B中一个实体相联系。反之亦然。1:n实体集A中每个实体与实体集B中多个实体相联系，而B中每个实体至多只与A中一个实体相联系。m:n实体集A中每个实体与实体集B中多个实体相联系，反之，B中每个实体也与A中多个实体相联系。02二月2023华北科技学院白宏斌34实体：矩形框，框内为实体名称。属性：椭圆，以线与实体连接。属性较多时也可以将实体及其属性单独列表。实体间的联系：菱形框，框内为联系的名称。用线将菱形框与实体相连，线上标注联系类型。

E-R数据模型概念模型的表示方法很多，以E-R图应用最广。02二月2023华北科技学院白宏斌35零件mn工人加工工号姓名性别零件号零件名型号02二月2023华北科技学院白宏斌36例：用E-R图表示实体及其联系。学生：学号、姓名、性别、入学分班级：班级号、所属院课程：课程号、课程名、学分教师：教工号、姓名、职称02二月2023华北科技学院白宏斌37E-R图教师1n课程讲授选修n1学生班级组成mn实体间联系的表示学号姓名性别入学分所属院班级号教师职称教工号姓名学分课程号课程名1n课程讲授n1班级组成mn学生选修02二月2023华北科技学院白宏斌一个业务内的实体间联系尽量避免出现闭合回路，闭合回路往往反映信息的冗余。教师1m课程讲授mn学生选修当存在多个业务交叉在一起的时候，或者出现一些特殊业务的时候，也会存在出现闭合回路的情况。答案问题1n用户提出p1回答1给出mn教授m02二月2023华北科技学院白宏斌领导n1员工带领n1员工带领粉丝nm用户关注nm用户关注02二月2023华北科技学院白宏斌401.5.2数据模型按计算机系统观点对数据建模表示实体、属性等数据表示实体间的联系三种方式：层次模型网状模型关系模型02二月2023华北科技学院白宏斌41

关系模型：以关系代数为基础构造的数据模型，将每个实体集或实体集间的联系用二维表（关系）来表示。厂号厂名状态厂址S1YL20咸阳S2XQ10西安S3XT30西安零件号零件名颜色重量存放点P1螺帽红12咸阳P2螺栓绿17西安P3螺钉黑10宝鸡P4螺钉蓝14咸阳厂号零件号需量S1P1300S1P2200S1P3400S2P1300S2P2400S3P2200SPSP02二月2023华北科技学院白宏斌421.6关系代数02二月2023华北科技学院白宏斌431.6.1关系代数基本术语关系：一个关系就是一张二维表，每个关系都有一个关系名。元组：表中的一行即为一个元组，对应存储文件中的一个记录值。属性：表中的列称为属性，每一列有一个属性名。域:属性的取值范围。即不同元组对同一个属性的值所限定的范围。关系模式：对关系的描述。如Student(ID,Sno,Sname,Class)02二月2023华北科技学院白宏斌441.6.1关系代数基本术语候选关键字：属性或属性的组合，其值能惟一地标识一个元组。主属性：包含在任何候选关键字中的属性称为主属性，否则为非主属性。主关键字：一个关系中可能有多个候选关键字，从中选择一个作为主关键字。外关键字：如果一个关系中的属性或属性组不是该关系的关键字，但是另一个关系的关键字，称其为该关系的外关键字。如SC（Sno，Cno，Score）中的Sno属性。02二月2023华北科技学院白宏斌45关系的性质每列都是同类型的数据，来自同一个域；不同的列给予不同的属性名；任意两个元组不能完全相同。行、列的次序可以任意交换。关系必须是规范化的关系，即每个属性都必须是不可分的数据项，不能表中有表；02二月2023华北科技学院白宏斌461.6.2关系运算二元二元按列辅助专门的关系运算按行按行运算说明不等于≠小于等于≤大于等于≥等于＝小于＜或∨与∧除连接投影广义笛卡尔积×交∩差－大于＞比较运算符∪集合运算符并非逻辑运算符选择专门的关系运算符含义运算符02二月2023华北科技学院白宏斌471.6.3关系的规范化02二月2023华北科技学院白宏斌48是否存在问题？数据冗余不一致性插入异常删除异常学号课程学分B001数据库3B002数据库3B001管理信息系统3B003管理信息系统2课程号课程名授课学时B001数据库56B002管理信息系统48知道了“课程名”的值，即可知道“授课学时”的值。称“授课学时”函数依赖于“课程名”，或“课程名”可以决定“授课学时”，记作课程名→授课学时。函数依赖 设R(U)是一个属性集U上的关系，X和Y是U的子集。如果属性集合X中每个属性的值构成的集合唯一地决定了属性集合Y中每个属性的值构成的集合，则属性集合Y函数依赖于属性集合X，计为：X→Y。学号课程号学分101B0013101B0022102B0023如“学分”函数依赖于主关键字{学号、课程}。但决定“学分”的只是“课程”，与“学号”无关，则称“学分”部分函数依赖于{学号、课程}。部分函数依赖

如果非主属性B函数依赖于构成某个候选关键字的一组主属性A的某一个真子集，则称B部分函数依赖于A。学号楼号住宿费101230010235001033400学生住宿的楼号依赖于学号，学生应交的住宿费是由楼号决定的，即“收费”依赖于“楼号”，“楼号”依赖于“学号”，则“收费”传递函数依赖于“学号”。传递函数依赖

在R(U)中，如存在X，Y，Z包含于U，且满足：X—>Y，Y—>Z，则称Z传递函数依赖于X。02二月2023华北科技学院白宏斌52范式定义：在关系规范化过程中，必须遵循一定的准则以指导，一般把这些准则称之为范式。02二月2023华北科技学院白宏斌53范式第一范式：任何符合关系定义的表即满足第一范式。IDNameSexAgeMaleFemale101张三Y

20102李四

Y2102二月2023华北科技学院白宏斌54第二范式定义：如果一个关系不存在部分依赖关系，那么该关系就属于第二范式。 凡是以单个属性作为主关键字的关系自动就是第二范式。因为主关键字只有一个，不会存在部分依赖的情况。因此，第二范式只是针对主关键字是组合属性的关系。02二月2023华北科技学院白宏斌55学号课程学分B001数据库3B002数据库3B001管理信息系统3B003管理信息系统2学号课程B001数据库B002数据库B001管理信息系统B003管理信息系统课程学分数据库3管理信息系统202二月2023华北科技学院白宏斌56第三范式定义：一个关系如果是第二范式的，并且没有传递依赖关系，则该关系就是第三范式。每个非主属性不部分依赖于关键字，也不传递依赖于关键字的关系就是第三范式。02二月2023华北科技学院白宏斌57学号楼号楼号收费1002250012044600130288001508180202二月2023华北科技学院白宏斌58关系规范化的目的：解决关系模式中存在的插入、删除异常，以及数据冗余问题，基本思想：围绕函数依赖的主线，对一个关系模式进行分解，使关系从较低级范式变换到较高级范式。

消除部分函数依赖1NF2NF3NFBCNF。。。消除传递函数依赖。。。。。。关系规范化过程02二月2023华北科技学院白宏斌59例：T(Student(SNO,SName,DeptID,DeptName),CNO,Score)