数据库及应用程序开发ppt课件

1、第第4 4章章 数据库及运用程序开发数据库及运用程序开发 西安交通大学西安交通大学计算机教学实验中心计算机教学实验中心2006第第4章章 数据库及运用程序开发数据库及运用程序开发4.1 数据库技术根底数据库技术根底数据模型、规范化实际数据模型、规范化实际关系数据库规范言语关系数据库规范言语SQL4.2 数据库设计数据库设计需求分析与概念设计、逻辑构造设计需求分析与概念设计、逻辑构造设计数据库物理设计及实施数据库物理设计及实施4.3 数据库编程数据库编程数据库衔接技术数据库衔接技术利用利用Visual C+开发运用系统、编程实开发运用系统、编程实例例4.14.1数据库技术根底数据库技术根底 n4

2、.1.1 数据模型数据模型 n客观事物客观事物 数据模型数据模型 计算机处置计算机处置1. 现实世界的信息化过程现实世界的信息化过程 n现实世界：现实世界：n事物的客观存在，由事物及其性质反映。事物的客观存在，由事物及其性质反映。n信息世界：信息世界：n是对现实世界的笼统，事物在信息世界中称为实是对现实世界的笼统，事物在信息世界中称为实体。体。n实体是由属性来描画的。实体是由属性来描画的。(属性值属性值)n反映事物及其之间联络的模型称为实体概念反映事物及其之间联络的模型称为实体概念模型。模型。n数据世界：数据世界：n信息的数据化。信息的数据化。n用记录和数据项分别描画信息世界中的实体及属用记录

3、和数据项分别描画信息世界中的实体及属性。实体模型数据化后为数据模型。性。实体模型数据化后为数据模型。2、概念模型、概念模型n概念模型概念模型n是数据库设计人员对现实世界研讨的产物是数据库设计人员对现实世界研讨的产物n是数据库设计人员与用户进展交流的工具。是数据库设计人员与用户进展交流的工具。n要能完好地表现设计人员的思想，要能完好地表现设计人员的思想，n简单明晰，能实现用户需求简单明晰，能实现用户需求 n1根本概念：根本概念：n实体实体Entity客观存在并可相互区别的客观存在并可相互区别的事物称为实体。事物称为实体。n属性属性(Attribute)：实体具有的特性称为：实体具有的特性称为属性

4、。属性。n多个属性组合起来表征一个实体。多个属性组合起来表征一个实体。n属性的详细表达称为属性值属性的详细表达称为属性值 n码码Key：n独一标识实体的属性或属性组。关键字、独一标识实体的属性或属性组。关键字、n域域(Domain)：n属性的取值范围。属性的取值范围。n实体型实体型Entity Type：n具有一样属性的实体所具有的共同特征和性质。具有一样属性的实体所具有的共同特征和性质。用实体名及属性名集合来笼统。例如，学生学用实体名及属性名集合来笼统。例如，学生学号、姓名、性别、出生年月、系、入学时间号、姓名、性别、出生年月、系、入学时间n实体集实体集Entity Setn同种实体的集合。

5、全体学生就是一个实体集。同种实体的集合。全体学生就是一个实体集。2 2实体间的联络实体间的联络 n实体之间的联络分为三类：实体之间的联络分为三类：n一对一联络一对一联络1:1：n实体集实体集A中的每一个实体最多与实体集中的每一个实体最多与实体集B中的一个实体，反之亦然。中的一个实体，反之亦然。n一对多联络一对多联络(1:n)n实体集实体集A中的每一个实体与实体集中的每一个实体与实体集B中的中的n个实体个实体(n=0)联络，而实体集联络，而实体集B中的每中的每一个实体与实体集一个实体与实体集A最多只需一个实体联最多只需一个实体联络。如班级集和学生集是一对多联络。络。如班级集和学生集是一对多联络。

6、一对一联络举例一对一联络举例一对多联络一对多联络(1:n)举例举例多对多联络多对多联络(m:n)n实体集实体集A中的每一个实体与实体集中的每一个实体与实体集B中的中的n个个实体实体(n=0)联络，而实体集联络，而实体集B中的每一个中的每一个实体与实体集实体与实体集A中的中的m个个(m=0)实体联络。实体联络。如课程和学生之间的联络。如课程和学生之间的联络。多对多联络多对多联络(m:n)举例举例课程学生选课3 概念模型的表示方法概念模型的表示方法n实体联络模型实体联络模型Entity-Relation n实体：矩形表示实体：矩形表示 n属性：用椭圆表示属性：用椭圆表示n联络：用菱形表示联络：用菱

7、形表示 概念模型的表示概念模型的表示学生选修学号姓名性别年龄课程课程号课程名学分成果mn3 3、数据模型、数据模型 关系模型关系模型n(1)(1)数据构造数据构造 n用关系表来描画实体及实体之间的联络。用关系表来描画实体及实体之间的联络。n关系：表关系：表n元组：表中的一行元组：表中的一行n属性：表的一列属性：表的一列n主码：独一确定元组的属性或属性组。主码：独一确定元组的属性或属性组。n关系的描画方式：关系的描画方式：n关系名属性关系名属性1 1，属性，属性2 2， ，属性，属性n nn学生学号、姓名、性别、出生年月、系、学生学号、姓名、性别、出生年月、系、入学时间入学时间n如学生课程、学生

8、与课程之间的多对多联络：如学生课程、学生与课程之间的多对多联络：n 学生学号、姓名、性别、年龄学生学号、姓名、性别、年龄n 课程课程号，课程名，学分课程课程号，课程名，学分n 选课学号，课程号，成果选课学号，课程号，成果n特点：特点：n1建立在严厉的数学根底上。建立在严厉的数学根底上。n2简单：构造简单、明晰易用。简单：构造简单、明晰易用。n3存取途径透明。存取途径透明。n缺陷：查询效率不高。缺陷：查询效率不高。 2 2数据支配数据支配 n查询操作查询操作n选择、投影、衔接、并、交和差选择、投影、衔接、并、交和差n更新操作更新操作n插入、删除和修正插入、删除和修正n关系操作的特点关系操作的特点

9、n集合操作方式，操作对象和结果都是集合，而不集合操作方式，操作对象和结果都是集合，而不是单记录的操作方式是单记录的操作方式n关系操作言语都是高度非过程的言语，操作容易，关系操作言语都是高度非过程的言语，操作容易，效率高效率高n关系模型把存取途径向用户隐藏起来，使得数据关系模型把存取途径向用户隐藏起来，使得数据的独立性大大地提高了的独立性大大地提高了3 3 完好性约束完好性约束 n实体完好性规那么实体完好性规那么 n关系中元组的关键字不能为空且取值独一关系中元组的关键字不能为空且取值独一 n参照完好性规那么参照完好性规那么 n在关系数据库中，关系与关系之间的联络是经过在关系数据库中，关系与关系之

10、间的联络是经过公共属性实现的。这个公共属性是一个关系的关公共属性实现的。这个公共属性是一个关系的关键字，在另一个关系中称为外部关键字，简称外键字，在另一个关系中称为外部关键字，简称外键键 。n关键字的关系称为参照关系，外键在的关系称为关键字的关系称为参照关系，外键在的关系称为依赖关系依赖关系n参照完好性参照完好性n依赖关系中外键的取值必需是参照关系的关键字依赖关系中外键的取值必需是参照关系的关键字的值之一。的值之一。DBMSDBMS保证参照完好性的措施保证参照完好性的措施n受限删除：受限删除：n假设删除操作会破坏参照完好性，将制止假设删除操作会破坏参照完好性，将制止删除，即经过限制来保证。删除

11、，即经过限制来保证。n级联删除：级联删除：n在删除参照关系中的记录时，同时将依赖在删除参照关系中的记录时，同时将依赖关系中的相应记录也全部删除。关系中的相应记录也全部删除。n置空值删除：置空值删除：n在删除参照关系中的记录时，同时将依赖在删除参照关系中的记录时，同时将依赖关系中的外部关键字置为空值关系中的外部关键字置为空值n用户定义完好性规那么用户定义完好性规那么n是针对某一详细数据的约束条件，由详细是针对某一详细数据的约束条件，由详细运用来确定。它反映某一详细运用所涉及运用来确定。它反映某一详细运用所涉及的数据必需满足的语义要求。的数据必需满足的语义要求。n例如，学生成果应大于等于零，教师教

12、龄例如，学生成果应大于等于零，教师教龄不能大于年龄等。不能大于年龄等。 4 4存储构造存储构造 n在关系数据库的物理组织中，关系以文件方式存在关系数据库的物理组织中，关系以文件方式存储。储。n一些小型的关系数据库管理系统直接利用操作系一些小型的关系数据库管理系统直接利用操作系统的文件实现关系存储统的文件实现关系存储n一个关系对应一个数据文件。一个关系对应一个数据文件。n许多关系数据库管理系统采用本人设计的文件构许多关系数据库管理系统采用本人设计的文件构造、文件格式和数据存取机制进展关系存储造、文件格式和数据存取机制进展关系存储n以保证数据的物理独立性和逻辑独立性，更有效以保证数据的物理独立性和

13、逻辑独立性，更有效地保证数据的平安性和完好性。地保证数据的平安性和完好性。 4.1.2 4.1.2 规范化实际规范化实际n如何构造一个合理的数据方式，使数据库系统如何构造一个合理的数据方式，使数据库系统无论是在数据存储方面，还是在数据操作方面无论是在数据存储方面，还是在数据操作方面都具有较好的性能都具有较好的性能 n1.1.问题的提出问题的提出 n关系：关系：nS Sno,name,department,dean,course, gradeno,name,department,dean,course, graden选课关系学号，姓名，所在系，系主任，课选课关系学号，姓名，所在系，系主任，课程，

14、成果存在以下问题：程，成果存在以下问题：逻辑规那么逻辑规那么一个系有假设干学生，但一个学生只属于一个系有假设干学生，但一个学生只属于一个系；一个系；一个系只需一名系主任；一个系只需一名系主任；一个学生可以选修多门课程，每门课程有一个学生可以选修多门课程，每门课程有假设干学生选修；假设干学生选修；每个学生所学的每门课程都有一个成果。每个学生所学的每门课程都有一个成果。 nF=F=SnoDeptSnoDept，DeptMnameDeptMname，SnoSno，CnameCnameScoreScoren码：码：SnoSno，CnameCname nonodepartmentdepartmentde

15、andeancoursecoursegradegrade91019101计算机计算机张强张强操作系统操作系统757591019101计算机计算机张强张强数据库数据库787891019101计算机计算机张强张强系统工程系统工程909091019101计算机计算机张强张强编译原理编译原理676791039103数学数学李力量李力量高等数学高等数学878791039103数学数学李力量李力量经济学经济学9494存在的问题存在的问题n1 1插入异常：假设一个系刚成立，还没插入异常：假设一个系刚成立，还没有学生，无法将该系及其担任人的信息存入有学生，无法将该系及其担任人的信息存入数据库。数据库。n2 2

16、删除异常：假设一个系的一切学生都删除异常：假设一个系的一切学生都毕业了，在删除一切学生选课记录的时候，毕业了，在删除一切学生选课记录的时候，该系及其担任人的信息也丧失了。该系及其担任人的信息也丧失了。n3 3冗余大：多少学生选课，该系及其担冗余大：多少学生选课，该系及其担任人的信息就要出现多少次。呵斥存储空间任人的信息就要出现多少次。呵斥存储空间的浪费，容易引起数据的不一致性。的浪费，容易引起数据的不一致性。n缘由：数据之间的依赖。缘由：数据之间的依赖。2 2 函数依赖函数依赖 的概念和性质的概念和性质n1 1 函数依赖定义函数依赖定义n设设R RU U是一个关系方式，是一个关系方式，X X和

17、和Y Y是是U U的的两个子集，假设两个子集，假设R R中的恣意两个元组，中的恣意两个元组，X X上属性值一样时，上属性值一样时，Y Y上属性值也必然一上属性值也必然一样，称样，称Y Y函数依赖于函数依赖于X X，或，或X X函数决议函数决议Y Y。记为记为XYXY。nonodepartmendepartment tdeandeancoursecoursegradegrade91019101计算机计算机张强张强操作系统操作系统757591019101计算机计算机张强张强数据库数据库787891019101计算机计算机张强张强系统工程系统工程909091019101计算机计算机张强张强编译原理编

18、译原理676791039103数学数学李力量李力量高等数学高等数学878791039103数学数学李力量李力量经济学经济学9494函数依赖的阐明函数依赖的阐明n函数依赖不是指关系方式函数依赖不是指关系方式R的某个或某些关系的某个或某些关系实例满足的约束条件，而是指实例满足的约束条件，而是指R的一切关系实例的一切关系实例均要满足的约束条件。均要满足的约束条件。n函数依赖是语义范畴的概念。只能根据数据的函数依赖是语义范畴的概念。只能根据数据的语义来确定函数依赖。语义来确定函数依赖。n例如，例如，“姓名姓名年龄这个函数依赖只需在没有年龄这个函数依赖只需在没有同名的条件下成立。假设有一样名字的人，那么

19、同名的条件下成立。假设有一样名字的人，那么“年龄就不再函数依赖于年龄就不再函数依赖于“姓名了。姓名了。n假设假设XY,那么那么X称为这个函数依赖的决议属性称为这个函数依赖的决议属性集。集。n假设假设XY，并且，并且YX，、那么记为，、那么记为X Y。n假设假设Y不函数依赖于不函数依赖于X，那么记为，那么记为XY。n2平凡函数依赖与非平凡函数依赖平凡函数依赖与非平凡函数依赖n假设假设YX，那么称，那么称XY为平凡函数依赖为平凡函数依赖n平凡函数依赖不反映新的语义。因此假设平凡函数依赖不反映新的语义。因此假设不特别声明，函数依赖将指非平凡函数依不特别声明，函数依赖将指非平凡函数依赖。赖。n3完全函

20、数依赖与部分函数依赖完全函数依赖与部分函数依赖 n假设对假设对X的任何真子集的任何真子集X1，X1Y不成立，不成立， 称称Y完全函数依赖于完全函数依赖于X， 记为记为X1Y;否那否那么称么称Y部分函数依赖于部分函数依赖于X，记为，记为X1Y 。fpfpnonodepartmendepartment tdeandeancoursecoursegradegrade91019101计算机计算机张强张强操作系统操作系统757591019101计算机计算机张强张强数据库数据库787891019101计算机计算机张强张强系统工程系统工程909091019101计算机计算机张强张强编译原理编译原理67679

21、1039103数学数学李力量李力量高等数学高等数学878791039103数学数学李力量李力量经济学经济学94944 4传送函数依赖传送函数依赖n 设设R RU U是一个关系方式，是一个关系方式，X X、Y Y和和Z Z是是U U的子集，假设的子集，假设XYXY，YZYZ，且，且X X不函不函数依赖于数依赖于Y Y，称，称Z Z传送函数依赖于传送函数依赖于X X。nonodepartmendepartment tdeandeancoursecoursegradegrade91019101计算机计算机张强张强操作系统操作系统757591019101计算机计算机张强张强数据库数据库78789101

22、9101计算机计算机张强张强系统工程系统工程909091019101计算机计算机张强张强编译原理编译原理676791039103数学数学李力量李力量高等数学高等数学878791039103数学数学李力量李力量经济学经济学9494(5)码的定义与概念码的定义与概念n码：码：n设设K为关系方式为关系方式R(U,F)中的属性或属性组合。假中的属性或属性组合。假设设KU，那么，那么K称为称为R的一个候选码。的一个候选码。n假设关系方式假设关系方式R有多个候选码，那么选定其中的有多个候选码，那么选定其中的一个作为主码。一个作为主码。n组成候选码的属性称为主属性，不属于任何候选组成候选码的属性称为主属性，

23、不属于任何候选码的属性称为非主属性。码的属性称为非主属性。n外码：外码：n假设关系方式假设关系方式R中属性或属性组中属性或属性组X并非并非R的码，但的码，但X是另一个关系方式的码，那么称是另一个关系方式的码，那么称X是是R的外部码，的外部码，也称为外码。也称为外码。3关系模型的范式关系模型的范式n关系数据库中的关系必需满足一定的规范化要求，关系数据库中的关系必需满足一定的规范化要求，不同的规范化程度可用范式来衡量不同的规范化程度可用范式来衡量n范式是符合某一种级别的关系方式的集合，是衡范式是符合某一种级别的关系方式的集合，是衡量关系方式规范化程度的规范，到达范式的关系量关系方式规范化程度的规范

24、，到达范式的关系才是规范化的。才是规范化的。n目前主要有六种范式目前主要有六种范式n假设某一关系方式假设某一关系方式R为第为第n范式，简记为范式，简记为RnNFn一个低一级范式的关系方式，经过方式分解可以一个低一级范式的关系方式，经过方式分解可以转换为假设干个高一级范式的关系方式的集合，转换为假设干个高一级范式的关系方式的集合，这个过程称为规范化。这个过程称为规范化。n1 1 第一范式第一范式1NF1NFn满足最低要求的称为满足最低要求的称为1NF1NF。一切属性都是根。一切属性都是根本数据项。本数据项。n第一范式是对关系方式的最起码要求。不满第一范式是对关系方式的最起码要求。不满足第一范式的

25、数据库方式不能称为关系数据足第一范式的数据库方式不能称为关系数据库。库。 nonodepartmentdepartmentdeandeancoursecoursegradegrade91019101计算机计算机张强张强操作系统操作系统数据库数据库系统工程系统工程编译原理编译原理757578789090676791039103数学数学李力量李力量高等数学高等数学经济学经济学87879494n将一个元组拆开为多个元组。将一个元组拆开为多个元组。 nonodepartmentdepartmentdeandeancoursecoursegradegrade91019101计算机计算机张强张强操作系统操

26、作系统757591019101计算机计算机张强张强数据库数据库787891019101计算机计算机张强张强系统工程系统工程909091019101计算机计算机张强张强编译原理编译原理676791039103数学数学李力量李力量高等数学高等数学878791039103数学数学李力量李力量经济学经济学94941NF存在数据冗余、插入、删除异常景象。 2 2第二范式第二范式2NF 2NF n假设假设R R是是1NF1NF，并且每个非主属性都完全函，并且每个非主属性都完全函数依赖于关键字，那么数依赖于关键字，那么R R是是2NF2NF。n由于：由于：no, courseno, course是关键字。是

27、关键字。no, no, coursecourse部分决议部分决议deandean和和departmentdepartment。拆。拆分为分为nN_C(no,course,grade)N_C(no,course,grade)和和nN_D (no,department, dean)N_D (no,department, dean)n在在N_CN_C中，中，no, courseno, course是主关键字。是主关键字。no, courseno, course完全决议完全决议gradegrade。nN_CN_Cnocoursegrade9101操作系统759101数据库789101系统工程909101编译原理679103高等数学879103经济学94在N_D中，no是主关键字，no完全决议departm