第1章DataBase绪论 课件 教程.doc

文库帮手网 免费帮下载 百度文库积分 资料 本文由sansui_1314贡献 ppt文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。 数据库系统概论 An Introduction to Database Systems 任课教师： 任课教师：杜 华 E-mail: duhua_18126.com 教材 数据库系统概论 第四版) 萨师煊， 数据库系统概论(第四版) 萨师煊，王 珊高等教育出版社， 珊高等教育出版社，2006.5 参考书 数据库系统概论(第三版) 数据库系统概论(第三版) 萨师煊， 萨师煊，王珊 王珊， 王珊，陈红 高等教育出版社， 高等教育出版社，2000 清华大学出版社， 清华大学出版社，2000 数据库系统原理教程 数据库系统原理教程 上机软件 MS SQL Server 2000 上机参考： Server2000实用教程 实用教程 上机参考：SQL Server2000实用教程 范立南 刘天惠编著 清华大学出版社 内容安排(1) 基础篇 第一章 绪论 第二章 关系数据库 关系数据库标准语言SQL 第三章 关系数据库标准语言 第四章 数据库安全性 第五章 数据库完整性 设计与应用开发篇 第六章 关系数据理论数据库设计 第七章 数据库设计 内容安排(2) 系统篇 第九章 关系查询处理和查询优化 第十章 数据库恢复技术 第十一章 并发控制 数据库系统概论 An Introduction to Database Systems 第一章 绪论 绪论（目录） 第一章 绪论（目录） 1.1 数据库系统概述 1.2 数据模型 1.3 数据库系统结构 1.4 数据库系统的组成 1.5 小结 1.1 数据库系统概述 数据库技术产生于六十年代末，是数据管理的最 新技术，也是计算机科学的重要分支。 数据库技术是信息系统的核心和基础，它的出现 极大地促进了计算机应用向各行各业的渗透。 数据库的建设规模、数据库信息量的大小和使用 频度已成为衡量一个国家信息化程度的重要标志。 1.1.1四个基本概念 四个基本概念 数据(Data) 数据(Data) 数据库(Database) 数据库(Database) 数据库管理系统(DBMS) 数据库管理系统(DBMS) 数据库系统(DBS) 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 定义 描述事物的符号记录 数据的种类 种类 文字、图形、图象、声音、学生的档 文字、图形、图象、声音、 案记录、货物的运输情况、 案记录、货物的运输情况、 数据的特点 特点 数据与其语义是不可分的 数据举例 数据的含义称为数据的语义，数据与其语义是不 可分的。 例如 93是一个数据 语义1：学生某门课的成绩 语义2：某人的体重 语义3：计算机系2007级学生人数 语义4：请同学给出 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 请给出另一个解释和语义 二、数据库 人们收集并抽取出一个应用所需要的大量数据 之后， 应将其保存起来以供进一步加工处理， 之后 ， 应将其保存起来以供进一步加工处理 ， 进一步抽取有用信息 数据库的定义 数据库(Database,简称DB) (Database,简称DB)是 数据库(Database,简称DB)是长期储存在计算 储存在计算 机内、 机内、有组织的、可共享的大量数据集合 的 的 数据集合 二、数据库 数据库的特征 数据按一定的数据模型组织、 数据按一定的数据模型组织、描述和储存 可为各种用户共享 冗余度较小 数据独立性较高 易扩展 二、数据库（举例） 数据库（举例） 学生登记表 学 号 95004 95006 95008 姓 名 王小明 黄大鹏 张文斌 年 令 19 20 18 性 别 女 男 女 系 名 社会学 商品学 法律学 年 级 95 95 95 三、数据库管理系统 什么是DBMS 什么是DBMS 位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件。 位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件。 是基础软件， 是基础软件，是一个大型复杂的软件系统 。 DBMS的用途： DBMS的用途： 的用途 用于描述、管理和维护 的一个 的一个程序系统 用于描述、管理和维护DB的一个程序系统 对数据库进行统一管理和控制 为用户和应用程序提供访问DB的方法，包括DB的建立、 DB的方法 DB的建立 为用户和应用程序提供访问DB的方法，包括DB的建立、 查询、 查询、更新及各种数据控制 的核心组成部分, 是DBS的核心组成部分 完成“科学地组织和存储数据 的核心组成部分 完成“科学地组织和存储数据, 高效地获取和处理数据” 高效地获取和处理数据”的任务 DBMS的主要功能 DBMS的主要功能 数据定义功能 提供数据定义语言(DDL) 提供数据定义语言(DDL) 定义数据库中的数据对象 数据组织、存储和管理 数据组织、 分类组织、 分类组织、存储和管理各种数据 确定组织数据的文件结构和存取方式 实现数据之间的联系 提供多种存取方法提高存取效率 例：学生档案数据定义 (学号 学号 姓名 性别 年龄 籍贯 所属系别) 所属系别 C(7) C(8) C(2) N(2,0) C(10) C(20) (9901001 李明 男 计算机系) 苏州 计算机系 如学号: 7位数字 字符类型,各位含义,代表一个学生, 位数字, 如学号: 7位数字,字符类型,各位含义,代表一个学生,不能 重复,不能为NULL(空值) NULL(空值 重复,不能为NULL(空值) 例：SQL数据定义语句： Create table 学生 (学号 C(7) not null unique , 姓名 C(8), 性别 C(2), 年龄 N(2,0), C(10),所属系别 籍贯 C(10),所属系别 C(20) DBMS的主要功能 DBMS的主要功能 数据操纵功能 提供数据操纵语言(DML) 提供数据操纵语言(DML) 实现对数据库的基本操作 修改) 修改) SQL数据查询语句 数据查询语句: 例: SQL数据查询语句: Select * from 学生表 系别= 计科系 计科系” Where 系别=“计科系” 查询、插入、 ( 查询 、 插入 、 删除和 DBMS的主要功能 DBMS的主要功能 数据库的事务管理和运行管理 数据库在建立、运行和维护时由DBMS DBMS统一管理和控 数据库在建立、运行和维护时由DBMS统一管理和控 保证数据的安全性、完整性、 制 保证数据的安全性 、 完整性 、 多用户对数据的 并发使用发生故障后的系统恢复 DBMS的主要功能 DBMS的主要功能 数据库的建立和维护功能 数据库初始数据装载转换 数据库转储 介质故障恢复 数据库的重组织 性能监视分析等 其它功能 DBMS与网络中其它软件系统的通信 DBMS与网络中其它软件系统的通信 两个DBMS DBMS系统的数据转换 两个DBMS系统的数据转换 异构数据库之间的互访和互操作 四、数据库系统 数据库系统的定义 数据库系统（ 简称DBS） 是 数据库系统 （ Database System，简称 简称 ） 指在计算机系统中引入数据库后的系统构成。 指在计算机系统中引入数据库后的系统构成。 在不引起混淆的情况下常常把数据库系统 数据库系统简称 在不引起混淆的情况下常常把 数据库系统 简称 数据库。 为数据库。 数据库系统的构成 数据库 数据库管理系统（及其开发工具） 数据库管理系统（及其开发工具） 应用系统 数据库管理员 数据库系统 用户 用户 用户 应用系统 数据库系统构 成图示 （参看教材 page_ 图1.1） 应用开发工具 数据库管理系统 数据库管理员 操作系统 数据库 数据库系统的软硬件层次结构 应用系统 Oracle,Db2, Sybase, SQL Server, Informix PB,VB,VC DELPHI 应用开发工具软件 DBMS，编译系统 ， 图1.2 DBS在计算机系统 中的地位 操作系统 硬件 1.1.2数据管理技术的产生和发展 1.1.2数据管理技术的产生和发展 数据处理 对各种数据进行收集、存储、 对各种数据进行收集、存储、加工和传播的一 系列活动的总和。 系列活动的总和。 数据管理 是 指对数据进行分类、组织、编码、存储、检索 指对数据进行分类、组织、编码、存储、 和维护，是数据处理的中心问题 和维护，是数据处理的中心问题。 数据管理经历的三个阶段 世纪50年代中期以前 人工管理阶段： 世纪 人工管理阶段：20世纪 年代中期以前 文件管理阶段： 文件管理阶段：至60年代中期 年代中期 数据库系统阶段： 年代后期以来 数据库系统阶段：60年代后期以来 一、人工管理阶段 时期 40年代中-50年代中 产生的背景 应用需求： 科学计算 应用需求 硬件水平： 无直接存取存储设备 硬件水平 软件水平： 无数据管理方面的软件 软件水平 处理方式： 批处理 处理方式 人工管理(续 人工管理 续) 特点： 特点： 数据不保存在计算机内。 数据不保存在计算机内。 ? 应用程序管理数据。 应用程序管理数据。 ? 数据不共享。 数据不共享。 ? 数据不具有独立性。 数据不具有独立性。 应用程序与数据的对应关系(人工管理 应用程序与数据的对应关系 人工管理) 人工管理 应用程序 应用程序 数据集 数据集 应用程序 应用程序 数据集 数据集 应用程序 应用程序 数据集n 数据集 二、文件系统阶段 时期 50年代末-60年代中 产生的背景 应用需求 硬件水平 软件水平 处理方式 科学计算、 科学计算、管理 磁盘、 磁盘、磁鼓 有文件系统 联机实时处理、 联机实时处理、批处理 文件系统(续 文件系统 续) 特点 数据以文件形式可长期保存在外部存储器的磁盘 上。 ? 数据的逻辑结构与物理结构有了区别，但比较简 数据的逻辑结构与物理结构有了区别， 单。 ? 文件组织已多样化 ? 数据不再属于某个特定程序，可以重复使用。 数据不再属于某个特定程序，可以重复使用。 ? 对数据的操作以记录为单位。 对数据的操作以记录为单位。 文件系统（ 文件系统（续） 缺点： 缺点： 数据共享性差，冗余度大。 数据共享性差，冗余度大。 数据独立性差。 数据独立性差。 应用程序与数据的对应关系(文件系统) 应用程序 应用程序 应用程序 应用程序 文件 文件 文件2 文件 存取 方法 应用程序 应用程序 文件n 文件 三、数据库系统阶段 时期 60年代末以来 产生的背景 应用背景 大规模管理 硬件背景 大容量磁盘 软件背景 有数据库管理系统 处理方式 联机实时处理,分布处理,批处理 联机实时处理,分布处理, 数据库系统 特点 数据结构化。 数据的共享性高，冗余度低，易扩充。 数据的独立性高（高度的物理独立性和一 定的逻辑独立性） 数据由DBMS统一管理和控制 数据结构化 整体数据的结构化是数据库的主要特征之一 整体数据的结构化 整体结构化 不再仅仅针对某一个应用，而是面向全组织 不再仅仅针对某一个应用， 不仅数据内部结构化，整体是结构化的， 不仅数据内部结构化，整体是结构化的，数据 之间具有联系 数据库中实现的是数据的真正结构化 数据的结构用数据模型描述， 数据的结构用数据模型描述，无需程序定义和 数据模型描述 解释 数据可以变长 数据可以变长 数据的最小存取单位是数据项 数据的最小存取单位是数据项 数据的共享性高，冗余度低， 数据的共享性高，冗余度低，易扩充 数据库系统从整体角度看待和描述数据，数 据面向整个系统，可以被多个用户、多个应 用共享使用。 数据共享的好处 减少数据冗余，节约存储空间 避免数据之间的不相容性与不一致性 使系统易于扩充 数据独立性 物理独立性 指用户的应用程序与存储在磁盘上的数据库中 数据是相互独立的。当数据的物理存储改变了，应 用程序不用改变。 逻辑独立性 指用户的应用程序与数据库的逻辑结构是相互 独立的。数据的逻辑结构改变了，用户程序也可以 不变。 数据独立性是由DBMS的二级映像功能来保证的 数据独立性是由DBMS的二级映像功能来保证的 DBMS DBMS对数据的控制功能 DBMS对数据的控制功能 数据的安全性（Security） 数据的安全性（Security）保护 使每个用户只能按指定方式使用和处理指定数据，保 护数据以防止不合法的使用造成的数据的泄密和破坏。 数据的完整性（Integrity） 数据的完整性（Integrity）检查 系统通过设置一些完整性规则以确保数据的正确性、 有效性和相容性。 正确性: 正确性:是指数据的合法性，如年龄属于数值型数据， 只能含0,1,9，不能含字母或特殊符号； 有效性: 有效性:是指数据是否在其定义的有效范围，如月份只 能用112之间的正整数表示； 相容性: 相容性:是指表示同一事实的两个数据应相同，否则就 不相容，如一个人不能有两个性别。 DBMS对数据的控制功能 DBMS对数据的控制功能 并发（Concurrency） 并发（Concurrency）控制 对多用户的并发操作加以控制和协调，防止 相互干扰而得到错误的结果。 数据库恢复（Recovery） 数据库恢复（Recovery） 将数据库从错误状态恢复到某一已知的正确 状态。 应用程序与数据的对应关系(数据库系统) 应用程序与数据的对应关系(数据库系统) 应用程序1 数据库 应用程序2 DBMS 数据模型（目录） 1.2 数据模型（目录） .两类数据模型 .数据模型的组成要素 .概念模型 .最常用的数据模型 .层次模型 .网状模型 .关系模型 1.2 数据模型 在数据库中用数据模型这个工具来抽象、 在数据库中用数据模型这个工具来抽象、表示和 数据模型这个工具来抽象 处理现实世界中的数据和信息。 处理现实世界中的数据和信息。 现实世界中的数据和信息 通俗地讲数据模型 数据模型就是现实世界的模拟 数据模型 数据模型应满足以下要求： 数据模型应满足以下要求： 能比较真实 真实地模拟现实世界 真实 容易为人所理解 理解 便于在计算机上实现 实现 1.2.1 两大类数据模型 数据模型分为两类（或者分属两个不同的层次） 数据模型分为两类（或者分属两个不同的层次） (1)概念模型(信息模型) (1)概念模型(信息模型) 概念模型 按用户的观点来对数据和信息建模，用于数据库设计。 按用户的观点来对数据和信息建模，用于数据库设计。 数据模型（逻辑模型和物理模型） (2)数据模型（逻辑模型和物理模型） 逻辑模型主要包括网状模型、层次模型、关系模型、 主要包括网状模型、 层次模型、 关系模型、 面向对象模型等，按计算机系统的观点对数据建模， 面向对象模型等，按计算机系统的观点对数据建模，用 于DBMS实现 DBMS实现。 实现 是对数据最底层的抽象， 物理模型是对数据最底层的抽象，描述数据在系统内 部的表示方式和存取方法， 部的表示方式和存取方法，在磁盘或磁带上的存储方式 和存取方法。 和存取方法。 两大类数据模型 (续) 客观对象的抽象过程-客观对象的抽象过程两步抽象 -现实世界中的客观对象抽象为概念模型； 现实世界中的客观对象抽象为概念模型； 把概念模型转换为某一DBMS支持的数据模型 把概念模型转换为某一DBMS支持的数据模型。 DBMS支持的数据模型。 两大类数据模型 (续) 现实世界 认识 抽象 现实世界 概念模型 数据库设计人员完成 信息世界 概念模型 概念模型 逻辑模型 数据库设计人员完成 机器世界 DBMS支持的数据模型 支持的数据模型 逻辑模型 物理模型 由DBMS完成 完成 现实世界中客观对象的抽象过程 1.2.2 数据模型的组成要素 数据模型是严格定义的一组概念的集合， 数据模型是严格定义的一组概念的集合，这 些概念精确地描述系统的： 些概念精确地描述系统的： 数据结构（数据及其联系） 静态特性 数据结构（数据及其联系） 数据操作（检索查询， 动态特性 数据操作（检索查询，更新 存储） 存储） 数据的约束条件 完整性约束( 数据的约束条件 完整性约束(数据应满 足的语义要求） 足的语义要求） 称数据模型组成的三要素 数据模型组成的三要素 一、数据结构 数据结构定义 是所研究对象类型的集合 是所研究对象类型的集合 对象 描述数据库的组成对象以及对象之间的联系 分为两类对象： 分为两类对象 与数据类型、内容、 与数据类型、内容、性质有关的对象 网状模型中的数据项、记录；关系模型中的域、 如 ： 网状模型中的数据项、 记录 ； 关系模型中的域、 属性， 属性，关系等 与数据之间联系有关的对象 如：关系模型中的外码 在数据库系统中， 在数据库系统中 ， 一般按数据结构的类型命名 数据模型 二、数据操作 数据操作 对数据库中各种对象（型）的实例（值）允许执行的 操作的集合（包括操作及有关的操作规则） 数据操作的类型 查询 更新（包括插入、删除、修改） 数据操作是对系统动态特性的描述 三、数据的完整性约束条件 数据的约束条件 一组完整性规则的集合。 一组完整性规则的集合。 完整性规则的集合 完整性规则是给定的数据模型中数据及其联系 完整性规则是给定的数据模型中数据及其联系 所具有的制约和依存规则。 所具有的制约和依存规则。 用以限定符合数据模型的数据库状态以及状态 的变化，以保证数据的正确、有效、相容 的变化，以保证数据的正确、有效、相容。 . 概念模型 一、信息世界中的基本概念 二、概念模型的表示方法 一、信息世界中的基本概念 ：实体，属性 实体（Entity） 1、 实体（Entity） 客观存在并可相互区别的事物称为实体 可以是具体的人、 可以是具体的人、事、物。如学生张三、工人李四、计 如学生张三、工人李四、 算机系、 算机系、借书 可以是抽象的概念， 大学生” 可以是抽象的概念，如 “大学生” 可以是事物之间的联系， 一次借书” 可以是事物之间的联系，如 “一次借书” 实体型：抽象的实体， 大学生” 实体型：抽象的实体，如 “大学生” 实体值：具体的实体， 大学生张林” 实体值：具体的实体，如 “大学生张林” 2、属性（Attribute） 属性（Attribute） 实体所具有的某一特性称为属性。 实体所具有的某一特性称为属性 。 一个实体可 以由若干个属性来刻画。 以由若干个属性来刻画。 例如： 学生的实体可以由学号、 姓名、 性别、 例如 ： 学生的实体可以由学号 、 姓名 、 性别 、 出生年份、 出生年份、系、入学时间等属性组成。 一、信息世界中的基本概念 :码，域 3、码（key) 唯一标识实体的属性集称为码. 唯一标识实体的属性集称为码.例如学号 实体是可区别的，用什么来区分？ 实体是可区别的，用什么来区分？ 码 一个实体集中任意两个实体在码上的取值不能相同 如：学号是学生实体的码 通讯录（姓名，邮编，地址，电话，Email，BP） 通讯录（姓名，邮编，地址，电话，Email，BP）中， 姓名可以作码 Domain） 4、域（Domain） 属性的取值范围称为该属性的域。 属性的取值范围称为该属性的域 例：性别的域为（男、女），月份的域为到12的整数 性别的域为（ ），月份的域为 12的整数 月份的域为 一、信息世界中的基本概念 ：实体型,实体集 实体型（ Type） 5、实体型（Entity Type） 具有相同属性的实体必然具有共同的特征和性质 用实体名与其属性名集合来抽象和刻画同类实体 学生（学号、姓名、年龄、性别、 年级） 例，学生（学号、姓名、年龄、性别、系、年级） 注意实体型与实体（值）之间的区别，后者是前者的 注意实体型与实体（ 之间的区别， 一个特例 (9808100，王平，21， 计算机系，2)是一个 如(9808100，王平，21，男，计算机系，2)是一个 实体值 实体集（ Set） 6、实体集（Entity Set） 同型实体的集合称为实体集。 同型实体的集合称为实体集 。 例如全体学生就是一个实 体集。 体集。 一、信息世界的基本概念 属性 :例如 实体型 “性别”属性的 性别” 性别 域是“男 域是 男”,“女 女 ” 学生(学号 实体值 姓名 性别 年龄 系别) 21 20 20 计算机系 计算机系 实体集 中文系 9908001 王平 男 9908002 李林 男 9901100 马燕 女 属性值 一、信息世界中的基本概念 ：联系 联系（Relationship） 7、联系（Relationship） 现实世界中事物内部以及事物之间的联系在信息 世界中反映为实体内部的联系和实体之间的联系。 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 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 实体之间的联系通常是指不同实体集之间的联系 实体型间联系 两个实体型 三个实体型 一个实体型 一对一联系（ 一对一联系（1:1） 一对多联系（ 一对多联系（1:n） 多对多联系（ 多对多联系（m:n） 二、两个实体型间的联系 实体型1 实体型 1 联系名 1 实体型2 实体型 1:1联系 联系 实体型1 实体型 1 联系名 n 实体型2 实体型 1:n联系 联系 (图形表示 图形表示) 图形表示 实体型1 实体型 m 联系名 n 实体型2 实体型 m:n联系 联系 二、两个实体型间的联系 一对一联系 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 如果对于实体集 中的每一个实体，实体集 中至多有一个 中的每一个实体 实体与之联系（也可以没有） 反之亦然，则称实体集A与 实体与之联系（也可以没有），反之亦然，则称实体集 与 实体集B具有一对一联系。记为1:1。 实体集 具有一对一联系。记为 。 具有一对一联系 注意： 注意：一对一不是一一对应 至多”的意思， “至多”的意思，可能一个都不联系 班级 1 班级-班长 班级 班长 实例 班级与班长之间的联系： 班级与班长之间的联系： 一个班级只有一个正班长 一个班长只在一个班中任职 1 班长 1:1联系 联系 两个实体型间的联系 一对多联系 如果对于实体集A中的每一个实体，实体集B 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（ n0 ） 与之联系， 反之， 对 中有 n 个实体 （ n0 与之联系 ， 反之 ， 于实体集B中的每一个实体，实体集A 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 实体集A 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 体集B有一对多联系，记为1:n 班级 实例 1 班级与学生之间的联系： 班级与学生之间的联系： 一个班级中有若干名学生， 一个班级中有若干名学生， 每个学生只在一个班级中学习 组成 n 学生 1:n联系 联系 两个实体型间的联系 多对多联系（ 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（n0）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（m0）与之联系，则称实体集A与实体B具 有多对多联系。记为m:n 课程 实例 m 课程与学生之间的联系： 选修 一门课程同时有若干个学生选修 n 一个学生可以同时选修多门课程 学生 m:n联系 联系 两个实体型间的联系（示例） 两个实体型间的联系（示例） 实例一： 实例一：两个实体之间的三种联系 一班 二班 三班 四班 王丽 刘英 谢娜 袁敏 章惠 冯蓝 李伟 李芳 张涛 张江 张河 李芳 化学 张涛 数学 李伟 音乐 物理 A（班级） （班级） M（男性） B（班长） （班长 W（女性） M（母亲） （母亲） R（子女） S（学生） （子女） （学生） C（课程） （课程） 多个实体型间的联系 多个实体型间的一对多联系 若实体型E1， ， ， 若实体型 ，E2， En存在联系，对于实体型 存在联系， 存在联系 Ej（j=1，2，i-1，i+1 （ ， ， ， ， ，n）中的给定实体， ， ）中的给定实体， 最多只和Ei中的一个实体相 最多只和 中的一个实体相 联系，则说Ei与 ， ， 联系，则说 与E1，E2， ，Ei-1，Ei+1，En之 ， ， ， ， 之 间的联系是一对多的。 间的联系是一对多的。 实体型1 实体型 1 联系名 m 实体型2 实体型 n 实体型3 实体型 多个实体型间的1:n联系 多个实体型间的 联系 多个实体型间的联系( 多个实体型间的联系(续) 实例 课程、 课程、教师与参考书三个 实体型 如果一门课程可以有若干 个教师讲授，使用若干本 个教师讲授， 参考书， 参考书，每一个教师只讲 授一门课程， 授一门课程，每一本参考 书只供一门课程使用, 书只供一门课程使用,则课 程与教师、 程与教师、参考书之间的 联系是一对多 教员 参考书 m 讲授 课程 1 n 多个实体型间联系（示例） 多个实体型间联系（示例） 多个实体型间的一对一联系 两个以上实体型间的多对多联系 实例: 实例 供应商、项目、 供应商、项目、零件三个实体型 一个供应商可以供给多个项目n 多种零件 每个项目可以使用多个供应商 项目 供应的零件 每种零件可由不同供应商供给 供应商 m 供应 p 零件 注意： 个实体型之间的多对多联系和3 注意：3个实体型之间的多对多联系和3个实体型 两两之间的多对多联系是不等价， 两两之间的多对多联系是不等价，因为他们拥有 不同的语义。 不同的语义。 学生 m 上课 学生 m 学习 m 选修 n n m n 上课 n n 教室 课程 教室 课程 3个实体型之间的多对多联系 3个实体型两两之间的多对多联系 单个实体型内的联系 一对多联系 实例 职工实体型内部具有领导与被 领导的联系,某一职工 干部） 某一职工（ 领导的联系 某一职工（干部） 领导”若干名职工,一个职 “领导”若干名职工,一个职 工仅被另外一个职工直接领导, 工仅被另外一个职工直接领导, 这是一对多的联系. 这是一对多的联系 一对一联系 多对多联系 职工 1 n 领导 实际上，一对一联系是一对多联系的特例， 实际上，一对一联系是一对多联系的特例，而一对多联系又 是多对多联系的特例。 是多对多联系的特例。 三、概念模型的一种表示方法 实体联系方法(Entity Relationship Approach) 实体联系方法(EntityRelationship (Entity 用E-R图来描述现实世界的概念模型 E-R方法也称为E-R模型 方法也称为E 用图形表示概念模型（ 用图形表示概念模型（E-R图） 是美籍华人陈平山（P.P.S.Cen） 1976年提出来的 是美籍华人陈平山（P.P.S.Cen）于1976年提出来的 本节仅介绍E 图的要点。 本节仅介绍E-R图的要点。有关如何认识和分析现实世 从中抽取实体和实体之间的联系， 界，从中抽取实体和实体之间的联系，建立概念模型的 方法，将在CH.7 数据库设计中介绍。 方法，将在CH.7 数据库设计中介绍。 提供了表示实体型、属性和联系方法） E-R图（提供了表示实体型、属性和联系方法） 实体型 用矩形表示，矩形框内写明实体名。 学生 教师 E-R图(续) 属性 用椭圆形表示，并用无向边将其与相应的实体 连接起来 学生 学号 姓名 性别 年龄 E-R图(续) 联系 联系本身：用菱形表示， 联系本身：用菱形表示，菱形框内写明联 系名，并用无向边分别与有关实体连接起来， 系名，并用无向边分别与有关实体连接起来， 同时在无向边旁标上联系的类型（1:1、 同时在无向边旁标上联系的类型（1:1、1:n m:n） 或m:n） 联系的属性：联系本身也是一种实体型， 联系的属性：联系本身也是一种实体型， 也可以有属性。如果一个联系具有属性， 也可以有属性。如果一个联系具有属性，则 这些属性也要用无向边与该联系连接起来 例：学生选修课程 姓名 学号 系别 用椭圆表示实 体的属性 课程名 选修课 学分 用无向边 把实体与 其属性连 接起来 学生 m 选修 成绩 n 课程 将参与联系的实 体用线段连接 联系的 数量 用矩形表示实 体集， 体集，在框内 写上实体名 用菱形表示实 体间的联系 联系属性的表示方法 课程 供应商 m 选修 n 学生 项目 成绩 供应 n m p 供应量 零件 例： 姓名 年龄 职业 仓库号 地点 面积 丈夫 仓库 1 子女数 夫妻 婚龄 1 数量 存放 1 妻子 n 产品 姓名 年龄 职业 货号 品名 价格 例： 学号 姓名 性别 助学金 姓名 工号 学生 年龄 性别 职称 工资 m 成绩 职工 选修 n 1 课程 n 领导 课程号 课程名 学时数 民意测验 E-R图(续) E-R图实例： P18-P19 某工厂物资管理E-R图 图 某工厂物资管理 E-R图(示例） 图 示例 示例） 例：试用E-R图表示某个工厂物资管理系统。 （1）一个仓库可以存放多种零件，一种零件可以存 放在多个仓库中； （2）一个仓库有多个职工当仓库保管员，一个职工 只能在一个仓库工作； （3）仓库主任领导若干保管员； （4）一个供应商可以供给若干项目多种零件，每个 项目可以使用不同供应商供应的零件，每种零件可 以由不同供应商供给。 分析： 分析： 实体有 号） 仓库（仓库号、面积、电话号码） 仓库（仓库号、面积、电话号码） 零件（零件号、名称、规格、单价、描述） 零件（零件号、名称、规格、单价、描述） 供应商（供应商号、姓名、地址、电话号码、 供应商（供应商号、姓名、地址、电话号码、帐 项目（项目号、预算、开工日期） 项目（项目号、预算、开工日期） 职工（职工号、姓名、年龄、职称） 职工（职工号、姓名、年龄、职称） 仓库与零件具有多对多的联系 仓库与零件具有多对多的联系 仓库与职工具有一对多的联系 仓库与职工具有一对多的联系 职工实体型中具有一对多的联系 职工实体型中具有一对多的联系 供应商、项目和零件三者之间具有多对多的联系 供应商、项目和零件三者之间具有多对多的联系 供应商 m m 1 n 联系有 实体及其联系： 实体及其联系： 仓库 1 n 工作 职工 供应量 n 供应 p 库存 n 库存量 领导 项目 零件 完整实体联系图： 完整实体联系图： 电话号码 地址 姓名 供应商号 帐号 仓库号 面积 电话号码 职工号 姓名 年龄 职称 1 n 供应商 m 仓库 工作 职工 m 1 n 供应量 n 供应 p 库存 库存量 领导 n 项目 零件 描述 项目号 预算 开工日期 单价 零件号 名称 规格 1.2.4 最常用的数据模型 目前，数据库领域中最常用的数据模型有四种，它们是： 目前，数据库领域中最常用的数据模型有四种，它们是： 非关系模型 层次模型(Hierarchical 层次模型(Hierarchical Model) 网状模型(Network 网状模型(Network Model) 关系模型(Relational Model) 关系模型(Relational 面向对象模型(Object Model） 面向对象模型(Object Oriented Model） 对象关系模型(Object 对象关系模型(Object Relational Model) 1.2.6 关系模型 关系数据库系统采用关系模型作为数据的 组织方式 1970年美国IBM公司 年美国IBM公司San Jose研究室的研究 1970年美国IBM公司San Jose研究室的研究 E.F.Codd首次提出了数据库系统的关系 员E.F.Codd首次提出了数据库系统的关系 模型 计算机厂商新推出的数据库管理系统几乎 都支持关系模型 本课程的重点 本课程的重点 一、关系数据模型的数据结构 在用户观点下， 在用户观点下，关系模型中数据的逻辑结构是一张二 维表. 维表 主码 学号 整数 姓名 字符串 年龄 性别 系 1，2，3， 4，5 年级 域 属性名 元 组 行（ ） 8202001 8202002 8203001 张平 18 17 18 男 法律 2 2 2 系 8302001 8303010 8303020 16 17 16 1 1 学 1 系名 学 属性 关系模型的基本概念 关系（Relation） 关系（Relation） 一个关系对应通常说的一张表。 元组（Tuple） 元组（Tuple） 表中的一行即为一个元组。 属性（Attribute） 属性（Attribute） 表中的一列即为一个属性，给每一个属性起 一个名称,即属性名。 关系模型的基本概念 主码（Key） 主码（Key） 表中的某个属性组，它可以唯一确定一个元组。 表中的某个属性组，它可以唯一确定一个元组。 Domain） 域（Domain） 属性的取值范围。 属性的取值范围。 分量 元组中的一个属性值。 元组中的一个属性值。 关系模式 对关系的描述 关系名（属性1 属性2 关系名（属性1，属性2，属性n） ，属性n 例如：学生（学号，姓名，年龄，性别， 例如：学生（学号，姓名，年龄，性别，系，年 级） 关系数据模型的数据结构( 关系数据模型的数据结构(续） 实体及实体间的联系的表示方法 实体型：直接用关系（ 实体型：直接用关系（表）表示。 表示。 属性：用属性名表示。 属性：用属性名表示。 一对一联系：隐含在实体对应的关系中。 一对一联系：隐含在实体对应的关系中。 一对多联系：隐含在实体对应的关系中。 一对多联系：隐含在实体对应的关系中。 多对多联系：直接用关系表示 多对多联系：直接用关系表示。 例1：学生、课程、学生与课程之间的多对多联 ：学生、课程、 系 姓名 学号 系别 课程名 先修课 主讲老师 学生 m 选修 成绩 n 课程 关系模式: 学生(学号,姓名,系别) 学生实体 关系模式: 学生(学号,姓名,系别) 关系模式: 课程(课程名,先修课,主讲老师) 关系模式: 课程(课程名,先修课,主讲老师) 课程实体 关系模式: 选修(学号,课程名,成绩) 关系模式: 选修(学号,课程名,成绩) 选修联系 关系数据模型的数据结构( 关系数据模型的数据结构(续） 学生、 系与学生之间的一对多联系： 例2:学生、系、系与学生之间的一对多联系： 学生（学号，姓名，年龄，性别，系号，年级） 学生（学号，姓名，年龄，性别，系号，年级） 系号，系名，办公地点) 系 (系号，系名，办公地点) 关系数据模型的数据结构( 关系数据模型的数据结构(续） 关系必须是规范化的， 关系必须是规范化的，满足一定的规范条件 最基本的规范条件： 最基本的规范条件：关系的每一个分量必须 是一个不可分的数据项。 是一个不可分的数据项。 表中套表 工资 职工号 姓名 职称 基本 86051 陈平 讲师 1305 津贴 1200 职务 50 房租 160 水电 112 2283 扣除 实发 M M M M M M M M M 图1.27 一个工资表(表中有表 实例 一个工资表 表中有表)实例 表中有表 二、关系模型的数据操纵 查询、插入、删除、 查询、插入、删除、更新 数据操作是集合操作， 数据操作是集合操作，操作对象和操作结果都 是关系， 是关系，即若干元组的集合 存取路径对用户隐蔽， 用户只要指出“ 存取路径对用户隐蔽 ， 用户只要指出 “ 干什 不必详细说明“怎么干” 么”，不必详细说明“怎么干” 三、关系模型的完整性约束 实体完整性 参照完整性 用户定义的完整性 四、关系数据模型的存储结构 实体及实体间的联系都用表来表示 表以文件形式存储 有的DBMS一个表对应一个操作系统文件 有的DBMS一个表对应一个操作系统文件 DBMS 有的DBMS自己设计文件结构 有的DBMS自己设计文件结构 DBMS 五、关系模型的优缺点 优点 建立在严格的数学概念的基础上 概念单一。 概念单一。数据结构简单、清晰，用户易懂易用 实体和各类联系都用关系来表示。 实体和各类联系都用关系来表示。 对数据的检索结果也是关系。 对数据的检索结果也是关系。 关系模型的存取路径对用户透明 具有更高的数据独立性， 具有更高的数据独立性，更好的安全保密性 简化了程序员的工作和数据库开发建立的工作 五、关系模型的优缺点（续） 关系模型的优缺点（ 缺点 存取路径对用户透明导致查询效率往往不如非 关系数据模型 为提高性能，必须对用户的查询请求进行优化 为提高性能，必须对用户的查询请求进行优化 增加了开发数据库管理系统的难度 1.3 数据库系统结构 从数据库管理系统角度看， 从数据库管理系统角度看，数据库系统通常采用三 级模式结构 数据库管理系统内部的系统 结构 从数