数据库原理与应用第一章

数据库原理与应用

教材及参考书(1)教材萨师煊，王珊：数据库系统概论(第三版)，高等教育出版社，2000中国人民大学李红：数据库原理与应用

高等教育出版社，2003

教材及参考书(2)参考书崔巍：数据库系统与应用，

高等教育出版社，2000施伯乐：数据库系统教程高等教育出版社第一章绪论1.1

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

1.1.3数据管理技术的产生与发展数据库的地位为什么要学习数据库

数据库技术始于20世纪60年代，经历了最初的基于文件的初级系统、20世纪60～70年代流行的层次系统和网状系统，而现在广泛使用的是关系数据库系统。数据库应用也从简单的事务管理扩展到各个应用领域，如用于工程设计的工程数据库、用于因特网的Web数据库、用于决策支持的数据仓库技术、用于多媒体技术的多媒体数据库等，但应用最广泛的还是在基于事务管理的各类信息系统领域。1.1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

1.1.3数据管理技术的产生与发展1.1.2四个基本概念数据(Data)数据库(Database)数据库管理系统(DBMS)数据库系统(DBS)一、数据数据(Data)是数据库中存储的基本对象数据的定义描述事物的符号记录数据的种类文字、图形、图象、声音数据的特点数据与其语义是不可分的数据举例学生档案中的学生记录（李明，男，1972，江苏，计算机系，1990）数据的形式不能完全表达其内容数据的解释语义：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，1972年出生，江苏人，1990年考入计算机系二、数据库（举例）数据库——是相互关联的数据的集合。性质：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库，能有效、及时地处理数据，并能保证数据的一致性和完整性。什么是数据库DataBaseManagementSystem——简称DBMS三、数据库管理系统

简单说DBMS就是管理数据库的系统软件，它应该具有如下功能：数据库定义功能数据库操纵功能数据库查询功能数据库控制功能数据库通讯功能什么是数据库管理系统？数据脖库管公理的胡重要昌性数据寇库管敬理员——们Da都ta塌Ba匹se侄A听dm缓in匙is国tr久at雹orDB仓A的重矩要职膊责数据责库管鸡理和版数据惹库管林理员DB孕MS的主酒要功俯能数据布定义事功能提供劈燕数据盘定义薪语言(D谨DL威)定义琴数据农库中赶的数鹊据对农象数据数操纵因功能:提供匪数据聋操纵粮语言(D垮ML柄)操纵莲数据永实现生对数泽据库示的基从本操扬作(查询拾、插馒入、途删除浪和修其改)DB持MS的主孩要功熄能数据达库的问运行较管理保证浆数据环的安讲全性眉、完槐整性淹、多用恢户对屠数据灭的并傍发使庄用发生堆故障行后的芒系统页恢复数据台库的馅建立探和维极护功翻能(实用息程序)数据琴库数久据批毅量装肢载数据良库转画储介质颜故障土恢复数据润库的密重组崖织性能进监视逝等四、骡数据资库系啄统数据跑库系霞统就撕是基桶于数普据库说的计警算机业应用露系统特，它冬包括晌：以数引据为去主体帐的数诉据库管理莲数据抛库的膛系统自软件DB醋MS支持塘数据祖库系惠统的碰计算锯机硬奇件环无境和太操作渠系统赚环境管理搂和使王用数截据库督系统井的人努，特络别是庭负责扩设计帆、维巾护桌数据云库的狭技术兰人员——数据昏库管旷理员方便牲使用套和管筑理系衣统的两各种饱技术街说明吊书和娃使用骨说明其书数据项库系芒统(续)数据举库系州统构矿成图争示参看帆教材pa拘ge柜_5图1.摆1数据固库系敲统在昂计算斜机系磨统中浅的位地置图锈示参看令教材pa眯ge油_贸5图1.滩21.稠1数据翅库系帆统概管述1.惜1.闯1数据必库的望地位1.医1.累2四个搬基本俱概念1.槽1.耳3数据训管理矿技术世的产甲生与蛋发展1.序1.乏3数据劳管理粗技术念的产窗生和辈发展什么渔是数理据管铜理对数旗据进王行分核类、浪组织倦、编淋码、铲存储跌、检夹索和职维护告，是榜数据菌处理无的中转心问伍题数据罪管理捡技术付的发定展过侦程人工刚管理山阶段(4盏0年代漏中--场50年代船中)文件宰系统笑阶段(5财0年代左末--俘60年代成中)数据羊库系败统阶办段(6位0年代台末--现在)数据痒管理爽技术冬的产旋生和便发展(续)数据恶管理施技术滨的发刺展动黑力应用扑需求源的推抬动计算伪机硬觉件的项发展计算桌机软男件的石发展一、璃人工赌管理时期40年代液中--番50年代印中产生庆的背恼景应用肚需求句科团学计含算硬件朋水平废无雨直接恨存取纵存储露设备软件讨水平斩没篇有操朵作系扬统处理补方式如批忍处理人工冶管理(续)特点数据港的管俱理者米：应搂用程逆序，因数据鞋不保性存。数据瘦面向荐的对虹象：闹某一程应用食程序数据骑的共般享程缺度：腥无共缩慧享、搜冗余徒度极只大数据蔽的独稻立性虫：不捐独立册，完请全依鸭赖于塘程序数据侦的结躺构化雀：无毒结构数据睛控制详能力暖：应罢用程很序自到己控娇制应用程序1应用程序2应用程序n…数据集n数据集2数据集1…人工负管理乔阶段二、逝文件出系统时期50年代访末--吉60年代桂中产生雁的背言景应用闪需求游科寺学计诸算、谨管理硬件膀水平统磁惭盘、旬磁鼓软件炕水平恰有雷文件竭系统处理越方式烧联虏机实诸时处上理、话批处焦理文件葬系统(续)特点数据沫的管笨理者悠：文发件系什统，申数据副可长苏期保违存数据哑面向烦的对王象：金某一袋应用胁程序数据安的共哈享程继度：滴共享拿性差擦、冗它余度漠大数据塘的结盆构化垃：记售录内针有结鹿构,整体已无结比构数据虾的独朝立性交：独饺立性摆差，输数据汁的逻农辑结寨构改宝变必强须修的改应侮用程沿序数据队控制确能力刮：应汤用程佣序自灭己控债制应用搞程序月与数惨据的舞对应蒙关系(文件饿系统)应用程序1文件1应用程序2文件2……应用程序n文件n文件系统文件脉系统吗中数谋据的瞒结构记录肚内有汽结构载。数据删的结催构是高靠程肝序定愿义和屈解释盖的。数据友只能拔是定孔长的叶。可以烂间接惹实现逆数据队变长擦要求知，但罚访问纳相应大数据虽的应各用程小序复末杂了假。文件腾间是介独立蔬的，都因此喜数据洲整体驾无结炮构。可以循间接船实现拦数据汉整体东的有卸结构恩，但庄必须模在应父用程绞序中士对描怀述数捆据间请的联旬系。数据着的最柜小存扇取单万位是迫记录胞。三、凭数据徒库系缘瑞统时期60年代理末以尘来产生分的背壮景应用票背景弹大摸规模召管理硬件蓝背景祖大漏容量测磁盘软件被背景醋有黎数据释库管料理系网统处理术方式扔联由机实突时处纹理,分布爸处理,批处曾理数据骡库系饿统(续)特点数据亮的管矿理者稿：DB根MS数据除面向宜的对结象：雄现实愈世界数据万的共帖享程缝度：掩共享锯性高数据案的独竖立性义：高两度的遵物理递独立茫性和督一定敢的逻辑迎独立舍性数据织的结袄构化曾：整顾体结自构化数据处控制康能力齐：由DB嫌MS统一同管理氧和控坏制应用弊程序裕与数识据的告对应为关系(数据胶库系警统)DBMS应用程序1应用程序2数据库…数据斯的高释共享钱性的撤好处降低僚数据删的冗丢余度靠，节箩省存佣储空臂间避免根数据掩间的雷不一弃致性使系笑统易畅于扩瓦充数据练独立桂性物理枪独立亏性指用馅户的广应用边程序尽与存央储在荣磁盘肿上的晒数据逼库中寸数据探是相惊互独殖立的株。当奶数据很的物哀理存棒储改膨变了贷，应变用程址序不哑用改闯变。逻辑钥独立禽性指用旦户的朗应用畏程序孤与数南据库篮的逻企辑结荒构是快相互之独立幸的。填数据可的逻披辑结够构改樱变了链，用果户程腐序也甚可以位不变。数据漫结构衫化整体数据秃的结车构化脂是数蔽据库拾的主验要特设征之映一。数据既库中踩实现臂的是猛数据馅的真落正结宵构化数据淘的结废构用数据扇模型描述充，无奏需程摔序定笼义和义解释伯。数据恨可以变长。数据捕的最巾小存站取单舅位是数据资项。DB捕MS对数云据的练控制讲功能数据劈燕的安感全性磁（Se贫cu场ri拥ty）保丹护使每柜个用益户只遥能按极指定蓝方式颤使用福和处研理指马定数坟据，侍保护夜数据台以防住止不哄合法药的使浮用造丛成的刮数据冈的泄题密和返破坏潜。数据本的完验整性轧（In厦te拌gr眨it遇y）检太查将数爆据控豆制在蚕有效爷的范草围内唇，或项保证裁数据渔之间桑满足稿一定完的关哄系。DB碧MS对数城据的要控制正功能并发成（Co框nc爽ur纠re您nc押y）控文制对多积用户鼻的并仔发操设作加惭以控星制和之协调县，防路止相制互干丘扰而狸得到轧错误刷的结型果。数据抖库恢阵复（Re伟co页ve妻ry）将数寺据库肉从错扎误状况态恢辆复到厦某一绘已知疼的正抗确状搅态。第一斩章贴绪论1.捆1数据岁库系融统概御述1.怀2数据扰模型1.禽3数据恳库系懒统结辛构1.葛4数据岛库系毅统的轿组成1.状5数据滥库技蛙术的多研究火领域1.泡6小结数据倘模型在数趣据库写中用叨数据联模型旗这个牧工具著来抽象把、表阅示和殿处理现实押世界模中的泛数据草和信畏息。镜通俗症地讲撇数据垦模型父就是倘现实馒世界窜的模炊拟数据误模型亩应满瓣足三凳方面浩要求能比不较真实地模据拟现自实世希界容易为人富所理解便于桌在计肤算机惨上实现数据哪模型(续)数据远模型籍分成熄两个捐不同胜的层忆次(1姿)概念帐模型也称切信息颠模型免，它富是按失用户哥的观这点来楚对数宽据和迈信息惩建模瘦。(2丧)数据朗模型主要想包括罪网状鞋模型么、层抱次模躬型、亲关系泽模型法等，蜓它是机按计向算机衫系统好的观段点对别数据严建模。数据众模型(续)客观齐对象昂的抽结象过湾程--捷-两步滴抽象现实娘世界忠中的熟客观需对象考抽象惊为概富念模抽型；把概程念模认型转脖换为筋某一DB纵MS支持缸的数逼据模拼型。概念跃模型躁是现昆实世蔬界到迟机器示世界帆的一漫个中趋间层干次。1.士2数据匠模型1.叹2.饺1数据熟模型故的组径成要搭素1.乓2.脂2概念降模型1.匆2.健3常用于数据短模型1.树2.宰4层次丑模型1.搬2.魂5网状勾模型1.吧2.度6关系叨模型1.碍2.骡1数据更模型昏的组状成要迷素数据宫结构数据主操作数据蚁的约披束条煮件1.数据招结构什么师是数晃据结恳构对象线类型意的集旋合两类辉对象与数虎据类惭型、布内容银、性恨质有后关的弊对象与数皱据之凭间联烟系有帆关的正对象数据帝结构昆是对鸽系统逃静态远特性握的描营述2.数据通操作数据侧操作对数牲据库旬中各瞎种对绕象（求型）丘的实调例（抗值）纲允许脸执行捎的操作及有瓜关的操作亲规则数据说操作荷的类末型检索更新盒（包裕括插摧入、麻删除割、修菊改）数据隐操作(续)数据樱模型红对操插作的撒定义操作拴的确场切含继义操作而符号操作瓣规则作（如漏优先呆级）实现棋操作厚的语亭言数据撇操作庸是对桂系统璃动态筛特性拴的描安述。3.数据印的约杯束条倘件数据铺的约轧束条幼件一组糟完整安性规刑则的训集合坑。完整教性规伸则是赌给定悠的数程据模盼型中玩数据龙及其霞联系柏所具甩有的础制约初和储裙存规辉则，袭用以池限定悠符合骨数据算模型右的数茂据库预状态愚以及项状态票的变余化，邻以保逐证数名据的味正确男、有击效、锋相容。数据册的约悬束条变件(续)数据俩模型摆对约嘉束条沿件的惊定义反映团和规屋定本数据黄模型必须拳遵守绿的基参本的既通用炮的完漏整性列约束闻条件迅。例瓦如在太关系蛾模型羊中，庸任何齿关系凳必须葱满足食实体确完整遥性和赖参照推完整捕性两镇个条瞒件。提供北定义慕完整液性约萌束条藏件的辨机制击，以挥反映具体肝应用所涉茅及的没数据燃必须约遵守土的特弃定的钳语义忧约束袖条件。1.触2.捎2概念初模型1.概念欲模型2.信息粗世界稳中的配基本锐概念3.概念宗模型芦的表窗示方闹法1.概念嚷模型概念割模型狱的用岸途概念蜜模型俭用于屈信息漠世界芽的建甲模是现悄实世旗界到灰机器学世界馆的一僵个中蕉间层辣次是数施据库棕设计迷的有碗力工想具数据呢库设竖计人挣员和职用户跑之间毅进行牛交流蔽的语嗽言对概伸念模挑型的旦基本南要求较强钩的语谜义表堵达能汪力，宪能够灶方便漆、直敞接地赛表达肥应用伴中的惭各种快语义规知识简单机、清符晰、伤易于至用户家理解。2.信息矛世界挎中的陪基本呜概念(1鬼)实体勺（En卵ti生ty）客观记存在石并可透相互为区别尖的事像物称茄为实贤体。可以州是具怀体的除人、苏事、渐物或杜抽象贷的概转念。(2品)属性圾（At丘tr门ib盗ut事e）实体情所具究有的螺某一希特性广称为挣属性窜。一个妈实体对可以久由若经干个雹属性茎来刻粮画。(3之)码（Ke搭y）唯一湾标识妇实体裹的属犹性集坑称为渗码。信息宜世界森中的并基本筋概念(续)(4绘)域（Do号ma暖in）属性扣的取站值范译围称辜为该狭属性垂的域。(5情)实体岔型（En业ti场ty静T停yp谨e）用实凉体名准及其霞属性笑名集乞合来放抽象阻和刻房诚画同类丝式实体含称为绒实体送型(6另)实体损集（En庭ti沫ty紫S愈et）同型去实体梢的集房诚合称训为实贯体集信息敞世界畏中的房诚基本迟概念(续)(7辫)联系渔（Re盖la胀ti稼on目sh演ip）现实培世界虚中事再物内床部以准及事产物之浸间的爷联系永在信怕息世滨界中反前映为柄实体姑内部饱的联还系和片实体坟之间鲜的联县系实体们型间讯联系两个记实体看型垂一舌对一集联系挽（1:裕1）三个区实体识型往一励对多宅联系斑（1:隔n）一个墓实体届型闷多对活多联掠系（m:锐n）两个于实体近型间兴的联越系实体型1联系名实体型2111:1联系实体型1联系名实体型2mnm:n联系实体型1联系名实体型21n1:n联系两个派实体罪型间扮的联挽系一对愤一联扁系如果钩对于肃实体麦集A中的哲每一霜个实界体，座实体令集B中至庙多有征一个役实体之与之鸟联系务，反芬之亦吵然，则称售实体承集A与实收体集B具有答一对罪一联司系。记稠为1:躬1。实例班级伪与班菌长之圾间的猴联系翼：一个粱班级剖只有所一个莲正班填长一个她班长旷只在端一个舒班中尼任职两个岔实体沈型间剧的联竿系(续)一对衡多联吗系如果置对于锣实体症集A中的疏每一手个实唱体，戴实体昌集B中有n个实蛮体（n≥迅0）与掩之联要系，虾反之接，对据于实涛体集B中的鸣每一茎个实杠体，轻实体权集A中至很多只怒有一狭个实渔体与断之联财系，汇则称实体急集A与实俗体集B有一当对多植联系记为1:拼n实例班级残与学拉生之奔间的活联系钢：一个姿班级屑中有职若干牛名学丛生，每个戴学生上只在洽一个句班级健中学惜习两个文实体脸型间赞的联敬系(续)多对先多联换系（m:眯n）如果输对于勺实体陡集A中的辩每一辨个实调体，嫌实体厦集B中有n个实愿体（n≥绑0）与绑之联孤系，歪反之未，对蛙于实冤体集B中的议每一庭个实策体，怒实体舰集A中也仗有m个实亭体（m≥采0）与兔之联壳系，析则称四实体特集A与实谢体B具有音多对渠多联亏系。峡记为m:镇n实例课程奏与学趋生之犁间的极联系符：一门搞课程恨同时登有若喇干个还学生剩选修一个掠学生壳可以末同时债选修善多门愧课程多个投实体威型间类的联鸭系(续)多个抱实体点型间皆的一绩对多津联系若实节体集E1，E2，..域.，En存在湿联系葱，对胸于实迟体集Ej（j=践1，2，..滩.，i-果1，i+宪1，..答.，n）中宰的给严定实招体，牌最多杀只和Ei中的赞一个樱实体胞相联止系，假则我被们说Ei与E1，E2，..填.，Ei-园1，Ei+袍1，..跟.，En之间困的联率系是籍一对捆多的雕。多个各实体剑型间显的联冲系(续)实例课程职、教睡师与臣参考卧书三壶个实货体型如果盘一门裹课程阁可以倾有若棵干个蹲教师无讲授面，使祥用若蚕干本参陵考书授，每功一个倡教师愁只讲膝授一漏门课贼程，停每一悲本参考烟书只殊供一音门课革程使鲁用课程匹与教但师、狭参考牢书之敬间的惯联系杜是一嘱对多补的多个卫实体每型间季的一铜对一竿联系多个贸实体熄型间践的多胀对多御联系同一昆实体母集内旁各实峰体间湾的联鲜系一对财多联递系实例职工毫实体差集内替部具挠有领躁导与道被领迫导的古联系某一利职工宗（干徒部）“领导”若干森名职挣工一个青职工喉仅被借另外合一个因职工那直接春领导这是能一对叼多的策联系一对灰一联趟系多对灶多联肝系3.概念油模型仔的表芦示方嚷法概念彻模型话的表坊示方顾法很弓多实体畅－联沃系方减法(E蜻-R方法)用E-芽R图来尼描述按现实降世界芝的概宋念模插型E-书R方法亚也称辉为E-匹R模型E-疲R图实体拒型用矩抖形表喂示，棚矩形皂框内饥写明黎实体龟名。学生教师E-引R图(续)属性用椭驱圆形谨表示或，并福用无欢向边肉将其璃与相智应的休实体皂连接连起来学生学号年龄性别姓名E-肿R图(续)联系联系贱本身：用菱完形表唱示，粉菱形马框内截写明笼联系狂名，琴并用榜无向忙边分月别与晨有关接实体驻连接逐起来剩，同敌时在畏无向俗边旁疗标上抖联系食的类熊型（1:阳1、1:责n或m:谈n）联系茧的属眯性：联系渔本身恨也是脏一种苍实体愿型，替也可吉以有怪属性凡。如好果一财个联敞系具统有属豆性，展则这昏些属辆性也葛要用莫无向渐边与良该联布系连挣接起录来联系漏的表痛示方至法实体型1联系名实体型2111:1联系实体型1联系名实体型2mnm:n联系实体型1联系名实体型21n1:n联系联系往的表驼示方眼法(续)实体型1联系名mn同一实体型内部的m:n联系实体型1联系名实体型21m多个实体型间的1:n联系实体型3n联系阅的表齐示方密法示肌例班级班级-班长班长111:1联系课程选修学生mnm:n联系班级组成学生1n1:n联系联系盯的表迷示方抗法示惹例(续)职工领导1n同一实体型内部的1:n联系课程讲授教师1m多个实体型间的1:n联系参考书n联系敞属性荡的表喷示方孝法课程选修学生mn成绩E-早R图(续)E-畏R图实危例：P1轧9-贷P2息0某工能厂物根资管刚理E-拥R图1.栗2.疲3常用蝇数据胳模型非关焰系模沾型层次抓模型昼（Hi遣er跑ar仙ch犁ic夏al惑M总od砌el）网状称模型(N馅et伙wo得rk增M淡od冶el阔)数据踪蝶结构激：以侨基本庆层次喷联系梳为基船本单宵位基本掠层次由联系拥：两涌个记寸录以绿及它摩们之侄间的宁一对止多（央包括悲一对渗一)的联袄系常用抚数据阀模型(续)关系性模型(R笋el浴at蔑io酱na描l慈Mo势de搞l)数据敌结构昼：表面向叉对象房诚模型(O均bj耍ec厉t闹Or懂ie眠nt肆ed鄙M圣od敌el）数据范结构沉：对仔象1.馅2数据胞模型1.多2.旁1数据跑模型测的组跃成要提素1.行2.勾2概念幼模型1.栗2.膀3常用雹数据桨模型1.汉2.借4层次垦模型1.衰2.踏5网状吧模型1.剃2.沙6关系烧模型1.谢2.脂4层次蛇模型1.层次卸数据岭模型械的数必据结搅构2.层次蚕数据弟模型胸的数户据操永纵3.层次不数据寸模型翠的与侮完整慎性约蜂束4.层次鲜数据贿模型正的存跨储结恶构5.层次共数据萝模型学的优逃缺点6.典型搏的层亭次数店据库顾系统1.层次战数据栽模型什的数带据结盈构层次肺模型满足氏下面猾两个姻条件培的基共本层难次联臂系的钓集合迫为层登次模折型。1.有且伐只有硬一个师结点但没有店双亲办结点瞧，这卷个结聚点称屋为根结点2.根以份外的懂其它宏结点浓有且糖只有旦一个断双亲卵结点层次浑模型施中的姐几个渴术语根结穴点，逐双亲高结点羊，兄跟弟结偏点，重叶结草点层次蓄数据嚼模型轧的数削据结敢构(续）

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兄弟结点

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叶结点

叶结点层次辨数据提模型侮的数暂据结示构(续）表示称方法实体晌型：用陪记录庆类型才描述花。每个惯结点虫表示堵一个碗记录