数据库原理及应用.ppt

数据库原理与应用,海洋学院信息工程系,说大纲,课程地位和任务：,课程地位： 计算机专业学生必修的一门专业基础课,教学任务(学习任务)：,能够进行简单的数据库设计,打好坚实的基础,掌握数据库系统基本概念、基本原理,熟练掌握sql,共60学时：30+30,笔试成绩（100分，60分合格）：,平时成绩20%：上课情况、试验情况、作业情况 期末考试成绩80% （考试内容与学时分配比例相应 ）,注：两个成绩任一个不及格，都记一科不及格，两个成绩都不及格，就算两科不及格。,说 考 核 方 法,笔试和实践两个方面：,实践成绩（100分，60分合格）：课程设计,第一章：数据库基础概述,第一章：数据库基础概述,目前较流行的数据库有：access、sql server、oracle和mysql等。 sql server数据库:是由微软开发的。它是windows操作系统最为流行的数据库，适合小型、中型或大型应用程序的后台数据库。 oracle数据库:一般比较适合超大型的行业领域，如电信、移动还有邮政部门等就是使用oracle数据库的。,第一章：数据库系基础概述,我们这学期的任务是:在学好数据库理论知识的基础上，重点学习sql server2000数据库管理系统。,第一章：数据库基础概述,数据库技术：是一门研究数据管理的技术(始于20世纪60年代末)。,数据管理：对数据的组织、存储、维护和使用等。,是计算机软件的一个重要分支。,第一章：数据库基础概述,1.数据管理技术的发展(p1-2),1）人工管理阶段（20世纪50年代）,是计算机数据管理技术发展的最新阶段。,2）文件系统阶段（20世纪60年代）,3）数据库系统阶段（20世纪60年代后期开始）,第一章：数据库基础概述,2.数据库系统的组成(p2-3),数据库系统一般是由数据库、数据库管理系统以及数据库用户组成。,第一章：数据库基础概述,1）数据库（database,db）:有条理、有组织、合理地存放的数据的集合。,实际上“数据库”就是为了实现一定的目的按某种规则组织起来的“数据”的“集合”。,例如：电话号码本,第一章：数据库基础概述,2）数据库管理系统（database management system,dbms）:在操作系统的支持下帮助用户建立、使用和管理数据库的软件系统。,它的主要功能是定义和建立数据库、对数据进行操作和运行控制、提供应用程序开发环境。,第一章：数据库基础概述,数据库管理系统的组成(p2-3),3）数据库系统的用户:是指使用数据库的人。主要分为：系统程序员、数据库管理员、应用程序员和操作员。,第一章：数据库基础概述,数据：是反映客观事物属性的记录，是信息的载体。,数据有什么用呢？,什么是数据？,第一章：数据库基础概述,信息：是有价值的消息，它对于我们来说，是有意义的，可以指导我们的行为，或者说，是我们行为的依据。,第一章：数据库基础概述,信息是通过数据来传播的，数据是信息的载体，而信息是数据的内涵。-这就是信息和数据的联系。,因为信息是有价值的消息，所以数据如不具有知识性和有用性则不能称为信息。,1，3，5，7，9. 是信息 4，9，2，7，6，35. 不是信息,第一章：数据库基础概述,数据：本质上是对信息的一种符号化表示，即用一定的符号表示信息（采用什么符号，完全是人为规定的）。（例如）,由此可见，同一信息可以有不同的数据表示形式，比如可以是数字、文字、符号、图形、图像和声音等等。,第一章：数据库基础概述,当然，为了用计算机进行信息处理，就得把信息转换为计算机能够识别的符号，即用0和1两个符号的编码来表示各种各样的信息。,常用的三种：数值型数据（定量记录的符号）；字符型数据（定性记录）；特殊型（形象特征和过程记录）声音、视频、图象等。,数据：一切被计算机处理的对象。,数据模型,模型：就是现实世界特征的模拟和抽象。,数据模型：就是客观事物及其联系的数据描述，它具有描述数据和数据联系两方面的功能。,例如：下面记录学生信息和课程信息的表，就是基于某种数据模型来建立的。,数据模型,课程信息表,成绩信息表,学生信息表,数据模型,任何一个数据库管理系统都是基于某种数据模型的，数据模型是数据库系统的核心和基础。,根据数据模型的功能，可分为概念模型和数据库模型。,概念模型是面向人的，易于我们的理解，而数据模型是面向计算机的，可以被计算机直接处理。,数据模型,现实世界,信息世界,机器世界,将现实世界的问题用概念模型表示,将概念模型转换为dbms支持的数据模型,概念模型,概念模型中的一些基本术语 ： 主要是：实体、属性和联系,概念模型是用e-r图来表示的。(p8-9),概念模型,实体：现实世界中客观存在，可以相互区分的事物称为实体。,实体可以是具体的人、事、物,例如：一名职工、一个学生、一本书；,也可以是抽象的概念或联系,例如一堂课、学生的一次选课、职工的工作关系等。,概念模型,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描述。,例如：学生实体可用学号、姓名、性别、年龄、系等属性来描述。,给上面每个属性赋予一个确定的值，就表示了一个学生实体。,例如：(99001，张立，男，20，计算机) 就表示了一个学生实体。,码：唯一标识实体的属性集称为码，码可以有一个或多个属性组成。例如，学号是学生实体的码。 域：属性的取值范围称为该属性的域。例如，学号的域为6位整数，姓名的域为字符串集合，性别的域为(男，女)。 联系：在现实世界中，事物内部以及事物之间是有联系的，这些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。实体内部的联系通常是指组成实体的各属性之间的联系。实体之间的联系通常是指不同实体集之间的联系。 两个实体集之间的联系可以分为三类：,概念模型,实体集与实体集之间的联系：,(1)一对一联系(1:1),(2)一对多联系(1:n),(3)多对多联系（m:n）,概念模型,(1)一对一联系(1:1),如果对于实体集a中的每一个实体，实体集b中至多有一个(也可以没有)实体与之联系，反之亦然，则称为实体集a与实体集b具有一对一的联系，记为1:1。,例如，学校里面，一个班级只有一个正班长，这个正班长只属于这个班，则班级与班长之间具有一对一联系。,概念模型,(2)一对多联系(1:n),如果对于实体集a中的每一个实体，实体集b中有n个实体(n=0)与之联系，反之，对于实体集b中的每一个实体，实体集a中至多只有一个实体与之联系，则称实体集a与实体集b有一对多联系，记为1:n。,例如，一个班级中有若干名学生，而每个学生只在一个班级中学习，则班级与学生之间具有一对多联系。,概念模型,(3)多对多联系(m:n),如果对于实体集a中的每一个实体，实体集b中有n个实体(n=0)与之联系，反之，对于实体集b中的每一个实体，实体集a中也有m个实体(m=0)与之联系，则称实体集a与实体集b有多对多联系，记为m:n。,例如，一门课程同时有若干个学生选修，而一个学生可以同时选修多门课程，则课程与学生之间具有多对多联系。,概念模型,e-r图的画法：,用矩形框表示实体，用椭圆表示属性，用菱形表示实体之间的联系。,例如：p9 图1-4和图1-5,注意：一个系统的e-r图不是唯一的，从不同的侧面出发画出的e-r图可能很不同。,概念模型的表示方法 概念模型的表示方法最常用的是实体-联系方法，也称e-r模型，它可以用e-r图来表示。,概念模型,将现实事物抽象成概念模型并用e-r图表示后，就要将其转换成数据库模型了。 总体e-r图所表示的实体联系模型，只能说明实体间的联系关系还需要把它们转换成数据模型才能被实际的dbms所接受。,只有用数据库模型表示才能够被计算机所接受。,数据库模型,三种数据库模型：层次型、网状型和关系型。（了解）,基于此三种数据库模型的数据库分别为：层次数据库、网状数据库和关系型数据库。（了解）,关系型数据库解决了层次型数据库的横向关联不足的缺点，也避免了网状数据库关联过于复杂的问题，因此得到广泛应用。,1.3 关系型数据库,1.关系数据库：依照关系模型设计的若干关系的集合。,关系模型是用二维表的逻辑结构来表示实体及实体之间联系的数据模型 关系模型的数据结构是一个”二维表框架”组成的集合,每个二维表又称为关系。,表格中每一行称为一个记录，每个记录由若干数据项组成。每一列称为一个字段，字段表示关系模型中具有某种属性的一列数据，第一行为属性类型的名称，成为字段名。 作为关系的二维表必须满足下列条件：,1)表中的每一列具有相同的数据类型。 2)表中行、列的排列顺序是无关紧要的，即每一列或每一行的顺序是任意的。 3)表中的每列是不可再分的最小数据项，既表中不允许有子表。 4) 表中不允许有相同的字段名，也不允许有相同的记录行。 例如，下表就不符合关系模型要求。,总结：在关系模型中基本结构就是二维表。记录之间的联系是通过不同关系中的同名属性来体现的。例如(幻灯片19中表)。关系模型中的各个关系模式不应当孤立起来，不是随意拼凑的一堆二维表。 对应于一个关系模型的所有关系的集合就是关系数据库。,19,关系：一个关系就是一张二维表，每个关系有一个关系名。 元组：表中的一行称为一个元组，在access中称为记录。 属性：表中的一列称为属性，给每一列起一个名字即为属性名，属性的个数即为关系的度。 域：一个属性的取值范围叫做域。,关系模型的基本概念,码：唯一标识实体的属性集称为码，码可以有一个或多个属性组成。例如，学号是学生实体的码。 主码：表中的某个属性或属性组，若它们的值唯一的标识一个元组，称该属性组为候选码(或称为码)，若一个关系有多个候选码，则选定其中一个作为主码(或主关键字)。 主属性：包含在主码中的属性称为主属性。 外码：如果一个关系中的属性或属性组不是该关系的码，但它们是另外一个关系的码，则称其为该关系的外码。 全码：关系模型中的所有属性都是这个关系模式的候选码，称为全码。,19,关系模式：是对关系的描述，它包括关系名、组成该关系的属性名。记为：关系名(属性名1，属性名2，.，属性名n)。 一个二维表是依赖于一个关系模型建立的。 例如，学生基本情况的关系模式记为： 学生基本情况(学号，姓名，性别，年龄，系),1.3 关系型数据库,关系数据库：依照关系模型设计的若干关系的集合。是由若干张关系模型设计的二维表组成的。,一个关系为一个数据表文件，数据表由记录组成，记录由数据项组成。,数据库中的数据表是独立的，靠表文件名来区分，数据库中不允许有重名的数据表（对数据表的访问是靠表文件名来引导的）。,1.3 关系型数据库,1.实体完整性,2.参照完整性,3.用户定义的完整性,关系完整性 关系的某种约束条件就是关系模型的完整性。关系模型中有3种完整性的约束条件：实体完整性，参照完整性和用户定义的完整性，前两种是关系模型必须满足的完整性。,讲课：关系的完整性规则,实体完整性：实体完整性规则指关系的所有主属性不能取空值。,例如：学生选课关系,选修(学号，课程号，成绩),“学号”+“课程号”为主码，则“学号”和“课程号”两个属性都不能取空值。？,19,讲课：关系的完整性规则,参照完整性：指关系间属性之间的引用参照关系。,例如： 学生(学号，姓名，性别，专业号，年龄) 专业(专业号，专业名),讲课：关系的完整性规则,用户定义的完整性：针对某一具体关系数据库的约束条件，它反映某一具体应用所涉及的数据必须满足的语义要求。,例如，在销售管理系统中，订货单关系的属性中，要求“订货日期”必须在“