(数据库原理与应用课件)第一至三章总结1讲

第1讲，共1讲数据库系统概论AnIntroductiontoDatabaseSystem第一章第二章总结第1讲，共1讲1数据库基础知识要点数据库基础知识要点21.1数据库系统概述（1）四个基本概念（3）数据库系统特点（2）数据管理技术的产生和发展★数据(Data)★数据库(Database)★数据库管理系统(DBMS)★数据库系统(DBS)★人工管理★文件系统★数据库系统★数据结构化★数据的共享性高，冗余度低，易扩充★数据独立性高★数据由DBMS统一管理和控制1.1数据库系统概述（1）四个基本概念（3）数据库系统特3数据模型（1）两大类数据模型（3）信息世界中的基本概念（2）概念模型★概念模型★逻辑模型和物理模型★概念模型也称信息模型，按观点来对数据和信息建模，用于数据库设计★(1)实体（Entity）★(2)属性（Attribute）★(3)码（Key）★(4)域（Domain）★(5)实体型（EntityType）★(6)实体集（EntitySet）★(7)联系（Relationship）数据模型（1）两大类数据模型（3）信息世界中的基本概念（2）4数据模型（1）两大类数据模型（3）信息世界中的基本概念（2）概念模型★概念模型★逻辑模型和物理模型★概念模型也称信息模型，按观点来对数据和信息建模，用于数据库设计★(1)实体（Entity）★(2)属性（Attribute）★(3)码（Key）★(4)域（Domain）★(5)实体型（EntityType）★(6)实体集（EntitySet）★(7)联系（Relationship）数据模型（1）两大类数据模型（3）信息世界中的基本概念（2）5最常用的数据模型非关系模型层次模型(HierarchicalModel)网状模型(NetworkModel)关系模型(RelationalModel)

面向对象模型(ObjectOrientedModel）对象关系模型(ObjectRelationalModel)最常用的数据模型非关系模型6数据模型的三要素1.数据结构2.数据操作3.数据的约束条件数据模型的三要素7根结点兄弟结点

叶结点兄弟结点

叶结点叶结点R2R1R3R4R5叶结点：前节点下面已经没有其他任何节点

根结点：自己上面没有更高一级的节点双亲节点：也称父节点相对当前结点而言的上层节点

兄弟节点：同一父亲的孩子之间互为兄弟结点

根结点兄弟结点叶结点兄弟结点叶结点叶结点R2R1R381.层次数据模型的数据结构层次模型

满足下面两个条件的基本层次联系的集合为层次模型。1.有且只有一个结点没有双亲结点，这个结点称为根结点2.根以外的其它结点有且只有一个双亲结点层次模型中的几个术语根结点，双亲结点，兄弟结点，叶结点1.层次数据模型的数据结构层次模型9网状数据模型构网状模型满足下面两个条件的基本层次联系的集合为网状模型：1.允许一个以上的结点无双亲；2.一个结点可以有多于一个的双亲。网状数据模型构网状模型102.1.1关系单一的数据结构----关系现实世界的实体以及实体间的各种联系均用关系来表示逻辑结构----二维表从用户角度，关系模型中数据的逻辑结构是一张二维表建立在集合代数的基础上2.1.1关系单一的数据结构----关系11(数据库原理与应用课件)第一至三章总结1讲121.3.2数据库系统的三级模式结构模式（Schema）

外模式（ExternalSchema）内模式（InternalSchema）1.3.2数据库系统的三级模式结构模式（Schema）131.4数据库系统的组成数据库数据库管理系统（及其开发工具）应用系统数据库管理员1.4数据库系统的组成数据库14数据库的设计方法数据库的设计方法15运用E-R图实现概念模型设计数据库实体－联系方法(E-R方法)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模型运用E-R图实现概念模型设计数据库实体－联系方法(E-R方法16E-R图构思实体型属性联系学生学号姓名性别课程课程编号名称类别教师用矩形表示，矩形框内写明实体名用椭圆形表示,与实体相连用菱形表示，菱形框内写明联系名，在无向边旁标上联系的类型（1:1,1:n或m:n）选修学生课程mnE-R图构思实体型属性联系学生学号姓名性别课程课程编号名称类17E-R方法一般步骤E-R方法一般步骤①问题分析，确定实体型及其属性。②确定实体间联系，给定联系名称及类型。③确定联系本身的属性。④画出E-R图。⑤相应逻辑模型（模式）,写出各自的主码或外码。下一步工作：ALPHA，QBEE-R方法一般步骤E-R方法一般步骤下一步工作：ALPHA，18数据库设计①概念模型设计。②模式设计（模型，结构）③数据控制设计（ALPHA，QBE

）④界面设计⑤开发模式设计数据库设计①概念模型设计。19重要的关系数据库重要的关系数据库20

关系数据库关系数据库在一个给定的应用领域中，所有关系的集合构成一个关系数据库关系数据库的型与值关系数据库关系数据库21☆关系数据库关系数据结构关系操作关系的完整性关系代数关系演算查询、数据更新＋，－，×，/，并插入、删除、修改数据结构---关系［R(d1,d2,…dn)］逻辑结构----二维表笛卡尔积三类关系候选码，全码用户定义的完整性实体完整性和参照完整性☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆关系数据库关系数据结构关系操作关系的完整性关系代数关系演算22三类关系基本关系（基本表或基表）实际存在的表，是实际存储数据的逻辑表示查询表查询结果对应的表视图表由基本表或其他视图表导出的表，是虚表，不对应实际存储的数据三类关系23关系代数的意义关系代数的意义24学号姓名性别3崔璨女4张汉康男1.并（Union）R∪S

仍为n目关系，由属于R或属于S的元组组成R∪S={t|t

R∨tS}学号姓名姓别1温鹏男2庄智男关系1关系2关系1、关系2的元组（内容）相加在一起，扩充实体集中的实体个数相当于加法学号姓名性别3崔璨25现实中的例子现实中的例子26学号姓名性别3崔璨女4张汉康男1.差（Difference）学号姓名姓别1温鹏男2庄智男学生R-S

仍为n目关系，由属于R而不属于S的所有元组组成

R-S={t|tR∧tS}学号姓名性别3崔璨女4张汉康男党员学号姓名姓别1温鹏男2庄智男结果：非党员学号姓名性别3崔璨27差(续)关系1、关系2的元组（内容）的差别减少实体集中的实体个数相当于减法差(续)关系1、关系2的元组（内容）的差别28(数据库原理与应用课件)第一至三章总结1讲293.交（Intersection）R∩S仍为n目关系，由既属于R又属于S的元组组成 R∩S={t|t

R∧tS}

学号姓名性别3崔璨女4张汉康男学号姓名姓别1温鹏男2庄智男学生学号姓名姓别3崔璨女4张汉康男结果：又是学生，又是党员学号姓名性别3崔璨女4张汉康男党员∩☆取得二者共有的信息3.交（Intersection）学号姓名304.笛卡尔积（CartesianProduct）☆获取两个关系表的组合信息，增加新的实验信息、新的属性信息，获取基于两个关系的全部关系4.笛卡尔积（CartesianProduct）☆获取31(数据库原理与应用课件)第一至三章总结1讲32象集x1在R中的象集

Zx1

={Z1，Z2，Z3}，进行象集运算，可过行分类统计。象集举例

X1的象X2的象X1的象X1的象X3的象X3的象X3的象Z1的象Z1的象Z2的象Z2的象Z3的象Z3的象Z3的象☆象集x1在R中的象集象集举例X1的象X2的象X1的象X133(数据库原理与应用课件)第一至三章总结1讲34选择（续）3)选择运算是从关系R中选取使逻辑表达式F为真的元组，是从行的角度进行的运算σ☆针对行的选择选择（续）3)选择运算是从关系R中选取使逻辑表达式F为真的352.投影（Projection）π2）投影操作主要是从列的角度进行运算但投影之后不仅取消了原关系中的某些列，而且还可能取消某些元组（避免重复行）☆针对列的选择2.投影（Projection）π2）投影操作主要是从列363.连接（Join）学号姓名姓别1温鹏男2庄智男学号姓名帅哥1温鹏是2庄智是学生表英俊表学号姓名帅哥1温鹏是2庄智是学号姓名姓别1温鹏男2庄智男☆增加刻画实体的信息（属性），

实体不增加

属性增加3.连接（Join）学号姓名姓别137连接(续)3）两类常用连接运算等值连接（equijoin）自然连接（Naturaljoin）

☆☆连接(续)3）两类常用连接运算☆☆38连接实例(自然）连接实例(自然）39连接实例（等值）连接实例（等值）40除(续)2）除操作是同时从行和列角度进行运算

÷RS除(续)2）除操作是同时从行和列角度进行运算÷RS41除(续)[例6]设关系R、S分别为下图的(a)和(b)，R÷S的结果为图(c)

除(续)[例6]设关系R、S分别为下图的(a)和(b)，R÷42集合运算符∪-∩×并差交笛卡尔积投影连接运算符含义三类关系基本关系（基本表或基表）查询表视图表（2）谈谈你对这三类关系的理解！（1）简谈这些运算符在数据库开发与管理中的作用。集合∪并运算符含义三类关系（1）简谈这些运算符在数据库开发与432.5关系演算关系演算以数理逻辑中的谓词演算为基础按谓词变元不同进行分类1.元组关系演算：以元组变量作为谓词变元的基本对象元组关系演算语言ALPHA（α

）2.域关系演算：以域变量作为谓词变元的基本对象域关系演算语言QBE(QueryByExample)

谓词：是指条件表达式的求值返回真或假的过程2.5关系演算关系演算谓词：是指条件表达式的求值返回真44关系演算关系演算45ALPHA：用语言来完成（1）想要什么？(检索、插入、修改、删除)（2）有什么限制？（定额、排序）（3）满足什么条件？（符合，包括，大于等）（4）怎么做？（用语言）ALPHA：用语言来完成（1）想要什么？(检索、插入、修改、46QBE：基于屏幕表格的形象查询语言（1）想要什么？(关系名，操作命令)（2）有什么限制？（定额、排序）（3）满足什么条件？（符合，包括，大于等）（4）怎么做？（用图表）QBE：基于屏幕表格的形象查询语言（1）想要什么？(关系名47以后的教学内容以后的教学内容48☆基础理论数据库管理技术数据库语言（SQL等)数据库应用实践基础知识数据模型数据库系统结构与组成☆☆数据库系统特点4个基本概念概念模型(7个基本概念)E-R方法（设计）逻辑模型和物理模型层次、网状模型关系模型理论块知识点☆☆☆☆☆☆关系数据库数据库原理与应用实践学习与实践学习与实践实践学习学习☆基础理论数据库管理技术数据库语言（SQL等)数据库应用实践49第1讲，共1讲数据库系统概论AnIntroductiontoDatabaseSystem第一章第二章总结第1讲，共1讲50数据库基础知识要点数据库基础知识要点511.1数据库系统概述（1）四个基本概念（3）数据库系统特点（2）数据管理技术的产生和发展★数据(Data)★数据库(Database)★数据库管理系统(DBMS)★数据库系统(DBS)★人工管理★文件系统★数据库系统★数据结构化★数据的共享性高，冗余度低，易扩充★数据独立性高★数据由DBMS统一管理和控制1.1数据库系统概述（1）四个基本概念（3）数据库系统特52数据模型（1）两大类数据模型（3）信息世界中的基本概念（2）概念模型★概念模型★逻辑模型和物理模型★概念模型也称信息模型，按观点来对数据和信息建模，用于数据库设计★(1)实体（Entity）★(2)属性（Attribute）★(3)码（Key）★(4)域（Domain）★(5)实体型（EntityType）★(6)实体集（EntitySet）★(7)联系（Relationship）数据模型（1）两大类数据模型（3）信息世界中的基本概念（2）53数据模型（1）两大类数据模型（3）信息世界中的基本概念（2）概念模型★概念模型★逻辑模型和物理模型★概念模型也称信息模型，按观点来对数据和信息建模，用于数据库设计★(1)实体（Entity）★(2)属性（Attribute）★(3)码（Key）★(4)域（Domain）★(5)实体型（EntityType）★(6)实体集（EntitySet）★(7)联系（Relationship）数据模型（1）两大类数据模型（3）信息世界中的基本概念（2）54最常用的数据模型非关系模型层次模型(HierarchicalModel)网状模型(NetworkModel)关系模型(RelationalModel)

面向对象模型(ObjectOrientedModel）对象关系模型(ObjectRelationalModel)最常用的数据模型非关系模型55数据模型的三要素1.数据结构2.数据操作3.数据的约束条件数据模型的三要素56根结点兄弟结点

叶结点兄弟结点

叶结点叶结点R2R1R3R4R5叶结点：前节点下面已经没有其他任何节点

根结点：自己上面没有更高一级的节点双亲节点：也称父节点相对当前结点而言的上层节点

兄弟节点：同一父亲的孩子之间互为兄弟结点

根结点兄弟结点叶结点兄弟结点叶结点叶结点R2R1R3571.层次数据模型的数据结构层次模型

满足下面两个条件的基本层次联系的集合为层次模型。1.有且只有一个结点没有双亲结点，这个结点称为根结点2.根以外的其它结点有且只有一个双亲结点层次模型中的几个术语根结点，双亲结点，兄弟结点，叶结点1.层次数据模型的数据结构层次模型58网状数据模型构网状模型满足下面两个条件的基本层次联系的集合为网状模型：1.允许一个以上的结点无双亲；2.一个结点可以有多于一个的双亲。网状数据模型构网状模型592.1.1关系单一的数据结构----关系现实世界的实体以及实体间的各种联系均用关系来表示逻辑结构----二维表从用户角度，关系模型中数据的逻辑结构是一张二维表建立在集合代数的基础上2.1.1关系单一的数据结构----关系60(数据库原理与应用课件)第一至三章总结1讲611.3.2数据库系统的三级模式结构模式（Schema）

外模式（ExternalSchema）内模式（InternalSchema）1.3.2数据库系统的三级模式结构模式（Schema）621.4数据库系统的组成数据库数据库管理系统（及其开发工具）应用系统数据库管理员1.4数据库系统的组成数据库63数据库的设计方法数据库的设计方法64运用E-R图实现概念模型设计数据库实体－联系方法(E-R方法)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模型运用E-R图实现概念模型设计数据库实体－联系方法(E-R方法65E-R图构思实体型属性联系学生学号姓名性别课程课程编号名称类别教师用矩形表示，矩形框内写明实体名用椭圆形表示,与实体相连用菱形表示，菱形框内写明联系名，在无向边旁标上联系的类型（1:1,1:n或m:n）选修学生课程mnE-R图构思实体型属性联系学生学号姓名性别课程课程编号名称类66E-R方法一般步骤E-R方法一般步骤①问题分析，确定实体型及其属性。②确定实体间联系，给定联系名称及类型。③确定联系本身的属性。④画出E-R图。⑤相应逻辑模型（模式）,写出各自的主码或外码。下一步工作：ALPHA，QBEE-R方法一般步骤E-R方法一般步骤下一步工作：ALPHA，67数据库设计①概念模型设计。②模式设计（模型，结构）③数据控制设计（ALPHA，QBE

）④界面设计⑤开发模式设计数据库设计①概念模型设计。68重要的关系数据库重要的关系数据库69

关系数据库关系数据库在一个给定的应用领域中，所有关系的集合构成一个关系数据库关系数据库的型与值关系数据库关系数据库70☆关系数据库关系数据结构关系操作关系的完整性关系代数关系演算查询、数据更新＋，－，×，/，并插入、删除、修改数据结构---关系［R(d1,d2,…dn)］逻辑结构----二维表笛卡尔积三类关系候选码，全码用户定义的完整性实体完整性和参照完整性☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆关系数据库关系数据结构关系操作关系的完整性关系代数关系演算71三类关系基本关系（基本表或基表）实际存在的表，是实际存储数据的逻辑表示查询表查询结果对应的表视图表由基本表或其他视图表导出的表，是虚表，不对应实际存储的数据三类关系72关系代数的意义关系代数的意义73学号姓名性别3崔璨女4张汉康男1.并（Union）R∪S

仍为n目关系，由属于R或属于S的元组组成R∪S={t|t

R∨tS}学号姓名姓别1温鹏男2庄智男关系1关系2关系1、关系2的元组（内容）相加在一起，扩充实体集中的实体个数相当于加法学号姓名性别3崔璨74现实中的例子现实中的例子75学号姓名性别3崔璨女4张汉康男1.差（Difference）学号姓名姓别1温鹏男2庄智男学生R-S

仍为n目关系，由属于R而不属于S的所有元组组成

R-S={t|tR∧tS}学号姓名性别3崔璨女4张汉康男党员学号姓名姓别1温鹏男2庄智男结果：非党员学号姓名性别3崔璨76差(续)关系1、关系2的元组（内容）的差别减少实体集中的实体个数相当于减法差(续)关系1、关系2的元组（内容）的差别77(数据库原理与应用课件)第一至三章总结1讲783.交（Intersection）R∩S仍为n目关系，由既属于R又属于S的元组组成 R∩S={t|t

R∧tS}

学号姓名性别3崔璨女4张汉康男学号姓名姓别1温鹏男2庄智男学生学号姓名姓别3崔璨女4张汉康男结果：又是学生，又是党员学号姓名性别3崔璨女4张汉康男党员∩☆取得二者共有的信息3.交（Intersection）学号姓名794.笛卡尔积（CartesianProduct）☆获取两个关系表的组合信息，增加新的实验信息、新的属性信息，获取基于两个关系的全部关系4.笛卡尔积（CartesianProduct）☆获取80(数据库原理与应用课件)第一至三章总结1讲81象集x1在R中的象集

Zx1

={Z1，Z2，Z3}，进行象集运算，可过行分类统计。象集举例

X1的象X2的象X1的象X1的象X3的象X3的象X3的象Z1的象Z1的象Z2的象Z2的象Z3的象Z3的象Z3的象☆象集x1在R中的象集象集举例X1的象X2的象X1的象X182(数据库原理与应用课件)第一至三章总结1讲83选择（续）3)选择运算是从关系R中选取使逻辑表达式F为真的元组，是从行的角度进行的运算σ☆针对行的选择选择（续）3)选择运算是从关系R中选取使逻辑表达式F为真的842.投影（Projection）π2）投影操作主要是从列的角度进行运算但投影之后不仅取消了原关系中的某些列，而且还可能取消某些元组（避免重复行）☆针对列的选择2.投影（Projection）π2）投影操作主要是从列853.连接（Join）学号姓名姓别1温鹏男2庄智男学号姓名帅哥1温鹏是2庄智是学生表英俊表学号姓名帅哥1温鹏是2庄智是学号姓名姓别1温鹏男2庄智男☆增加刻画实体的信息（属性），

实体不增加

属性增加3.连接