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第五章数据库技术基础 本章内容 5 1数据库与数据库管理系统5 2关系模型及关系数据库5 3数据库应用系统设计 1 5 1数据库与数据库管理系统 学校教学管理系统图书馆管理系统航空 铁路售票系统超市销售系统基于3W的Web数据库系统 2 数据库系统的组成 数据 对客观事物的一种符号化表示 数据库中可处理的数据有文字 数字 图形 图像 声音等 数据库 DB 数据以一定结构存储在一起且相互关联的 结构化数据集合 数据库中不仅存放了数据 还存放了数据与数据之间的关系 3 数据库管理系统 DBMS 用于描述 管理和维护数据库的软件系统 是数据库系统的核心组成 主要功能包括 描述数据库管理数据库维护数据库数据库应用系统是根据用户需要在DBMS支持下运行的应用系统 数据库用户 包括数据库管理员 系统分析员 应用程序员 终端用户 4 数据库系统阶段的特点 数据共享减少数据冗余可实施标准化保证数据安全保证数据完整性 5 5 2关系模型及关系数据库 5 2 1从现实世界到数据世界首先在认识现实世界中的客观事物后 将其抽象为概念世界的某一概念模型 再把概念模型转换为数据世界所支持的某一逻辑数据模型 层次 网状 关系 6 建立数据模型的过程 现实世界 概念世界 数据世界 7 5 2 2概念模型的表示方法 E R图E R图 实体 联系图 直接从现实世界中抽象出实体类型及实体间联系 实体 属性 联系 连线 8 概念模型中的基本概念实体 客观存在并可相互区别的事物 可以是具体的人 事 物 也可是抽象的概念或联系 如 一个学生 一门课程 学生的一次选课 属性 实体所具有的某一特征 一个实体可以用若干个属性来刻画 如 学号 姓名 值域 属性的取值范围 如 性别的值域为 男 女 9 键 能唯一标识实体的属性或属性集 如 学生实体的键为学号 实体集 同型实体的集合称为实体集 如 学校的全体学生就是一个实体集 E R图中实体与属性的表示 10 联系 实体 型 属性间及实体 型 之间的联系 联系的类型包括 一对一联系 1 1 一对多联系 1 n 多对多联系 m n 联系 11 数据库模型侧重于数据的表达方式和数据库结构的实现方法 可分为 层次 网状和关系模型 层次模型 有且只有一个根结点 除了根结点 其它结点有且只有一个父结点 典型产品 1969年IBM公司的IMS系统 网状模型 允许结点有多于一个的父结点 可以有一个以上的结点没有父结点 典型产品 CODASYL系统 关系模型 用二维表格结构来表示实体和实体间联系的数据模型 典型产品 AccessVisualFoxproSQLServerORACLE 5 2 3数据库模型 12 5 2 4关系模型的基本概念及性质 1 基本概念一个关系的逻辑结构是一张二维表 它由行和列组成 关系 关系名 13 元组 表中的一行即为一个元组 字段 表中的一列 列值称为字段值 列名称为字段名值域 字段值的取值范围 元组 记录 属性 字段 14 主键 码 能唯一标识一个元组的属性集合外键 外码 若属性组F不是关系R1的主键 但它是关系R2的主键 则F称是关系R1的外键 主键 主键 外键 15 2 关系的特性 每一列属性值是不可再分解 每一列的取值范围必须相同 任意两个元组不能相同 列的顺序交换不影响关系意义的表达 行的顺序交换不影响关系意义的表达 不同的列取值范围可以相同 但必须有唯一的属性名 16 3 关系模型的最基本的三种运算 1 选择运算是根据给定的条件 从一个关系中选出一个或多个元组 行 2 投影运算是从一个关系中选择某些特定的属性 列 重新排列组成一个新关系 3 连接运算是从两个或多个关系中选取属性间满足一定条件的元组 组成一个新的关系 17 5 2 5关系完整性约束 实体完整性 主属性的值不能为空 且具有唯一性 如 学生 关系中的主键 学号 值不能为空 且具有唯一性 参照完整性 外键的值或者为空 或者等于被参照关系的某个主键值 如 学生 关系中的外键 专业号 值为 专业 关系中 专业号 的某一个值 或者为空 用户自定义完整性 数据必须满足的条件 如 规定性别的取值只能是 男 女 之一 18 5 3数据库应用系统设计 1 数据库的设计步骤包括 数据库系统需求分析概念数据库设计逻辑数据库设计关系的规范化数据库运行和维护 19 2 概念结构设计 E R方法 建立E R模型1 局部E R模型设计 归纳出实体 实体属性 实体间联系2 总体E R模型设计 原则 一个实体在E R图中只出现一次 20 21 3 建立关系模型E R模型关系模型每个实体关系 包括实体的全部属性 根据两实体的联系类型 来决定联系的属性的去向 1 1联系可不建立单独的关系 任一方的主键和联系的属性放入另一方关系中1 n联系可不建立单独的关系 一方的主键和联系的属性放入N方关系中m n联系要建立单独的关系 该关系的属性包括双方实体的主键和联系的属性 22 23 转换为关系模型 教师 工号 姓名 职称 任教 课号 工号 时间 课程 课号 课名 学时 学分 成绩 学号 课号 成绩 学生 学号 姓名 性别 专业号 专业 专业号 专业名 创建时间 24 4 关系的规范化关系模型必须满足一定的规范化要求 这些规则被称为范式 由低到高依次分为1NF至6NF 其中第一范式 关系的所有属性都