《数据库及程序设计》总复习PPT课件

-,1,数据库原理及应用总复习,-,2,提纲,第一章数据库系统概述第二章关系代数理论第三章SQL语句第四章数据建模（E-R图）第五章规范化理论及模式求精第六章数据库开发及应用,-,3,第一章数据库系统概述,基本概念（DB、DBMS、DBS）数据库管理技术的产生与发展数据库系统结构数据模型,-,4,1.1三个重要的概念,数据库（简称为DB）数据库管理系统（简称为DBMS）数据库系统（简称为DBS）其中：DBS包含DB和DBMS,要求掌握三个概念的定义和三者之间的关系！,-,5,一.数据库,数据库定义：长期存储在计算机内的、有结构的、大量的、可共享的数据集合。,-,6,二.数据库管理系统,数据库管理系统（DataBaseManagementSystem，简称DBMS）：为了方便数据库的建立、运用和维护，人们研制的一种数据管理软件（DB2，Oracle，Access,MicrosoftSQLServer，Sybase等）。,-,7,三.数据库系统,基于数据库的计算机应用系统,-,8,1.2数据库管理技术的产生与发展,三个阶段：人工管理阶段文件系统阶段数据库系统阶段,-,9,其中数据库技术的特点,数据结构化。数据共享性高、冗余度低。数据独立性高。数据由DBMS集中管理方便的用户接口,-,10,1.3数据库系统的模式结构,从数据库管理系统的角度看，数据库系统通常采用三级模式结构。外模式、模式和内模式两级映射,要求掌握三级模式的定义和三者之间的映射关系！,-,11,三级模式结构,-,12,一、外模式,外模式也称子模式或用户模式，是数据库用户（包括应用程序员和最终用户）看见和使用的局部数据的逻辑结构和特征的描述，是数据库用户的数据视图，是与某一应用有关的数据的逻辑表示。,-,13,二、模式,模式也称概念模式，是数据库中的数据在逻辑级上的视图，是数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述。它通常以某一数据模型为基础，定义数据库全部数据逻辑结构。,-,14,三、内模式,内模式也称存储模式。它既定义了数据库中全部数据的物理结构，还定义了数据的存储方法、存取策略等。,-,15,四、两种映射,外模式到模式的映射（逻辑独立性）模式到内模式的映射（物理独立性）,-,16,1.4逻辑数据模型,数据模型描述了数据库中的数据内容及其联系方式，体现了数据库的逻辑结构。不同的数据模型就是用不同的数据组织形式来表达实体及其联系。,-,17,一.层次模型,层次模型是将数据组织成有向有序的树结构，也叫树形结构。(反映数据之间的隶属关系)层次模型是数据库技术中发展最早、技术上比较成熟的一种数据模型。,-,18,二.网状模型,现实世界中实体集间的联系更多的是非层次关系，层次模型难以直观的表现这种联系树的集合，网状模型克服了它的局限性，可以清晰灵活地表示这种非层次关系。,-,19,三.关系模型,关系模型是用二维表格数据来表示实体及实体之间联系的模型。一个表就是一个关系。一张表格中的一列称为一个“属性”，相当于记录中的一个数据项（或称为字段），属性的取值范围称为域。,-,20,第二章关系代数理论,五个重要概念三类完整性约束八个关系代数运算符,-,21,2.1五个重要的概念,候选码主码外码主属性非主属性,要求掌握各个概念的定义！,-,22,候选码（CandidateKey）：能唯一表示关系中元组的一个属性或属性集。称为候选码，也称候选关键字。如：“学生关系”中学号能唯一标识每个学生，则属性“学号”是学生关系的候选码。,候选码,-,23,主码（PrimaryKey）：如果一个关系中有多个候选码，可以从中选择一个作为查询、插入或删除元组的操作变量，被选中的候选码称为主关系码，或简称主码、主键、主关键字等。每个关系必须有且仅有一个主码。,主码,-,24,外码（ForeignKey）：设F是基本关系R的一个或一组属性，但不是关系R的主码（或候选码）。如果F与基本关系S的主码K相对应，则称F是基本关系R的外部关系码，可简称外码。,外码,-,25,定义5.17设有一关系模式r(R)，R。若包含在r(R)的某个候选码中，则称为主属性，否则为非主属性。在SCE关系中，属性集studentNo,courseNo是SCE的唯一候选码。因此，属性studentNo和courseNo为主属性，其余属性为非主属性。,主属性与非主属性,-,26,2.2关系的完整性约束,关系模型中允许定义三类完整性：实体完整性、参照完整性和用户定义的完整性。其中实体完整性和参照完整性是关系模型必须满足的完整性约束条件，是由关系数据库系统自动支持的。而用户定义的完整性是应用领域需要遵循的条件，体现在具体领域中的语义约束。,-,27,一、实体完整性：,规则2.1实体完整性规则：若属性A是基本关系R的主属性，则属性A不能取空值。如：在学生档案表里，由于“学号”是基本关系的主属性，则“学号”值不能为空值，学生的其他属性可以是空值，如“年龄”值或“性别”值如果为空，则表明不清楚该学生的这些特征值。,-,28,二、参照完整性：,规则2.2参照完整性规则：若属性（属性组）F是基本关系R的外码，它与基本关系S的主码K相对应（基本关系R和S不一定是不同的关系），则对于R中每个元组在F上的值必须为：（1）或者取空值（F的每个属性值均为空值）；（2）或者等于S中某个元组的主码值。,-,29,三、用户定义的完整性,用户定义的完整性约束：就是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：在学生关系中，学生年龄分量的取值范围应该限定在1830岁，学生考试的成绩必须在0100之间，学生的性别应该为男或女等。,-,30,2.3关系代数,-,31,习题,RS,求RS，RS，RS，RS求A=a1(R)，A，B(S)，RS,（R.B=S.B）,-,32,RS,RS,RS,-,33,RS,-,34,A=a1(R),A，B(S),-,35,RS,（R.B=S.B）,-,36,第三章SQL语言,SQL包括四大功能：数据定义、数据查询、数据操纵和数据控制。,-,37,3.1SELECT命令（查询元组）,SELECTALL|DISTINCTFROM，WHEREGROUPBYHAVINGORDERBYASC|DESC；,-,38,3.2INSERT命令（插入元组）,插入数据为元组值的时候，使用VALUES子句来指定一行或多行的列值。一般格式如下：INSERTINTO(,)VALUES(，)；,-,39,3.3DELETE命令（删除元组）,SQL中使用DELETE语句，基于在WHERE子句中指定的搜索条件从表中删除数据行。其一般格式如下：DELETEFROMWHERE；,-,40,3.4UPDATE命令（修改数据）,一般格式如下：UPDATESET=，=WHERE；,-,41,3.5CREATE命令（创建表）,一般格式如下：CREATETABLE（列级约束列级约束列级约束表级约束）,-,42,设有学生课程数据库中包含如下关系:S(学号Sno,姓名Sname,性别Sex,系别SD,年龄Age)C(课程号Cno,课程名Cname,上课学期Term,学分Credit)SC(学号Sno,课程号Cno,成绩Grade)其中，为学生表，为课程表，为学生选课成绩表。,习题,-,43,(1)查询在001系的女学生的学号和姓名。(2)查询所有姓陈的学生的姓名和性别。(3)按学生年龄降序显示所有学生的信息.(4)查询选修了”数据库”课程的学生的学号,姓名和成绩.(5)统计每个学生的平均成绩，显示学号和平均成绩。,-,44,(6)往课程表中新增加一门课，其课程编号为C05，课程名为WEB程序设计，上课学期为3，学分为2。(7)往选课表中增加一条新的选课记录，学号为07070103的学生选修了编号为A02的课程。(8)删除学号为03060105的学生的记录。(9)删除课程名为“数学”的课程记录。(10)将学生表S中的学生肖杰的名字改为肖洁。(11)将所有学生的成绩降低5分。,-,45,(1)查询在001系的女学生的学号和姓名。Selectsno,snameFromsWheresd=“001”andsex=“女”,(2)查询所有姓陈的学生的姓名和性别。Selectsname,sexFromsWheresnamelike“陈*”,(3)按学生年龄降序显示所有学生的信息.Select*FromsOrderbyagedesc,-,46,(4)查询选修了”数据库”课程的学生的学号,姓名和成绩.Selects.sno,sname,gradeFroms,c,scWheres.sno=o=oandcname=“数据库”,(6)往课程表中新增加一门课，其课程编号为C05，课程名为WEB程序设计，上课学期为3，学分为2。InsertintocValues(“C05”,”WEB程序设计”,3,2),(5)统计每个学生的平均成绩，显示学号和平均成绩，并按成绩降序排列。Selectsno,avg(grade)FromscGroupbysnoOrderbyavg(grade),-,47,(8)删除学号为03060105的学生的记录。Deletefromswheresno=“03060105”,(9)删除课程名为“数学”的课程记录。Deletefromcwherecname=“数学”,(10)将学生表S中的学生肖杰的名字改为肖洁。Updatessetsname=“肖洁”wheresname=“肖杰”,(11)将所有学生的成绩降低5分。Updatescsetgrade=grade-5,(7)往选课表中增加一条新的选课记录，学号为07070103的学生选修了编号为A02的课程。Insertintosc(sno,cno)Values(“07070103”,”A02”),-,48,createtableBook(bookNochar(10),classNochar(3),bookNamechar(40)notnull,authorNamechar(8),publishingNamechar(20),publishingDatedatetime,publishingNumsmallint,primarykey(bookNo),foreignkey(classNo)referencesBookClass(classNo),创建一个图书表：,-,49,第四章数据模型（E-R图）,如何画E-R图？E-R图三要素：实体集、属性和联系集。用长方形表示实体椭圆形表示属性，并用无向边把实体与其属性连接起来菱形表示实体间的联系联系的种类：1：1、1：n、n：1或m：n,-,50,习题,假设某工厂物资管理系统涉及如下实体：仓库（仓库号、面积）货物（货号、名称）职工（职工号、姓名、年龄、职称）各实体之间具有如下所述联系：一个仓库可以存放多种货物，一种货物可以存放在多个仓库中，即仓库与货物之间存在“存货”联系；一个仓库有多个职工当保管员，每一个职工只能在一个仓库工作，即仓库与职工之间存在“工作”联系。请用E-R图表示该工厂物资管理的概念模型。,-,51,E-R图,仓库,货物,职工,职工号,姓名,年龄,职称,仓库号,面积,货号,名称,工作,存货,-,52,转换成对应的关系模型,职工（职工号，姓名，年龄，职称，仓库号）仓库（仓库号，面积）货物（货号，名称）存货（货号，仓库号）,-,53,第五章规范化理论及模式求精,函数依赖部分函数依赖完全函数依赖传递函数依赖范式理论第一范式（1NF）第二范式（2NF）第三范式（3NF）,-,54,函数依赖定义,函数依赖(functionaldependency,简称FD)是一种完整性约束,是现实世界事物属性之间的一种制约关系，它广泛地存在于现实世界之中。定义5.1设r(R)为关系模式，R，R。对任意合法关系r及其中任两个元组ti和tj，ij，若ti=tj，则ti=tj，则称函数确定，或函数依赖于，记作。,-,55,完全函数依赖和部分函数依赖,定义5.3在关系模式r(R)中，R，R，且。若对任意的，都不成立，则称是完全函数依赖，简称完全依赖。否则，若存在非空的，且成立,则称是部分函数依赖，简称部分依赖。,-,56,传递函数依赖,定义5.4在关系模式r(R)中，R，R，R，且,。若，则必存在函数依赖，并称是传递函数依赖，简称传递依赖。注意条件：和。,-,57,第一范式(1NF),定义5.16如果一关系模式r(R)的每个属性对应的域值都是不可分的(即原子的)，则称r(R)属于第一范式，记为r(R)1NF.第一范式的目标是：将基本数据划分成称为实体集或表的逻辑单元，当设计好每个实体后，需要为其指定主码。,图5-10非规范化的关系模式,图5-11规范化后达到1NF的关系模式,-,58,定义5.18如果一个关系模式r(R)1NF，且所有非主属性都完全函数依赖于r(R)的候选码，则称r(R)属于第二范式，记为r(R)2NF。,问：关系模式SCE达到了第二范式么？,SCE(studen