網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)原理及應(yīng)用

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1、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)原理及應(yīng)用,主講：刁仁宏,2005年9月 第2頁(yè),聯(lián)系方式,Tel:028- 13438142532 Email:I 群號(hào)碼:17036867 課件密碼:123456,聲明:以上信息不得再向我詢(xún)問(wèn),2005年9月 第3頁(yè),教學(xué)目的,了解數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的發(fā)展方向。 深入理解數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的基本概念。 掌握數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的一般方法，能夠使用MS SQL Server進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)。 初步具備進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的能力。,2005年9月 第4頁(yè),教學(xué)計(jì)劃,第1章 數(shù)據(jù)庫(kù)理論基礎(chǔ) 2學(xué)時(shí) 第2章 SQL Server 2000安裝和常用工具 2學(xué)時(shí) 第3章 Transact-SQL語(yǔ)言基礎(chǔ) 2學(xué)時(shí)

2、 第4章 數(shù)據(jù)庫(kù)基本對(duì)象操作和管理 2學(xué)時(shí) 第5章 數(shù)據(jù)的查詢(xún)和修改 2學(xué)時(shí) 第6章 實(shí)施數(shù)據(jù)完整性 2學(xué)時(shí) 第7章 數(shù)據(jù)庫(kù)高級(jí)對(duì)象操作和管理 2學(xué)時(shí) 第8章 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的安全性管理 2學(xué)時(shí) 第9章 應(yīng)用系統(tǒng)實(shí)例 2學(xué)時(shí) 上機(jī)實(shí)習(xí)(時(shí)間具體通知) 14學(xué)時(shí),2005年9月 第5頁(yè),第1章 數(shù)據(jù)庫(kù)理論基礎(chǔ),教學(xué)內(nèi)容： 數(shù)據(jù)庫(kù)發(fā)展簡(jiǎn)史 數(shù)據(jù)庫(kù)、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng) 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)過(guò)程數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)過(guò)程 關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的規(guī)范化和非規(guī)范化 數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用結(jié)構(gòu),2005年9月 第6頁(yè),1.1 數(shù)據(jù)庫(kù)發(fā)展簡(jiǎn)史,數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的萌芽出現(xiàn)于60年代。當(dāng)時(shí)計(jì)算機(jī)開(kāi)始廣泛地應(yīng)用于數(shù)據(jù)管理，

3、對(duì)數(shù)據(jù)的共享提出了越來(lái)越高的要求。傳統(tǒng)的文件系統(tǒng)已經(jīng)不能滿足人們的需求了，能夠統(tǒng)一管理和共享數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)（DBMS）應(yīng)運(yùn)而生。 按照數(shù)據(jù)模型的特點(diǎn)將傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)分成網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫(kù)、層次數(shù)據(jù)庫(kù)和關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)三類(lèi)。 網(wǎng)狀DBMS（1961年、通用電氣公司、集成數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)（IDMS）） 層次型DBMS ，IBM公司在1968年開(kāi)發(fā)的IMS（Information Management System）,2005年9月 第7頁(yè),1.1.2 關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的由來(lái),網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫(kù)和層次數(shù)據(jù)庫(kù)已經(jīng)很好地解決了數(shù)據(jù)的集中和共享問(wèn)題，但數(shù)據(jù)的獨(dú)立性和抽象有很大缺陷。用戶在對(duì)這兩種數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行存取數(shù)據(jù)時(shí)，仍然需要明確數(shù)

4、據(jù)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，指出存取路徑。關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)能較好地解決了這些問(wèn)題。 1969年E.F. Codd發(fā)明了關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)。 1976年霍尼韋爾（Honeywell）公司開(kāi)發(fā)了第一個(gè)商用關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)Multics Relational Data Store。,2005年9月 第8頁(yè),1.1.3 結(jié)構(gòu)化查詢(xún)語(yǔ)言,Structured Query Language，結(jié)構(gòu)化查詢(xún)語(yǔ)言 。SQL語(yǔ)言的功能包括查詢(xún)、操縱、定義和控制，是一個(gè)綜合的、通用的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)語(yǔ)言，同時(shí)又是一種高度非過(guò)程化的語(yǔ)言，只要求用戶指出做什么而不需要指出怎么做。 SQL-89標(biāo)準(zhǔn) SQL-92標(biāo)準(zhǔn) SQL3標(biāo)準(zhǔn),2005年9月 第9頁(yè),1

5、.1.4 面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫(kù),主要設(shè)計(jì)思想是企圖用新型數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)來(lái)取代現(xiàn)有的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。 一般把數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)分為三代： 支持層次模型和網(wǎng)狀模型的第一代數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。 支持關(guān)系模型的第二代數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。 支持面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)模型的第三代數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。,2005年9月 第10頁(yè),1.2 數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng),1.2.1 文件管理系統(tǒng),購(gòu)物者購(gòu)買(mǎi)玩具，先查找文件File2，判斷此用戶是否合法；如果合法則訪問(wèn)File1，判斷有無(wú)此玩具；如果也有， 則將訂單信息寫(xiě)到文件File3中,2005年9月 第11頁(yè),1.2.2 數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)(DBMS),數(shù)據(jù)庫(kù)(DB) 數(shù)據(jù)庫(kù)是存放數(shù)據(jù)的“倉(cāng)庫(kù)”,是相關(guān)數(shù)據(jù)(計(jì)算機(jī)中

6、表達(dá)信息的符號(hào))的集合 數(shù)據(jù)庫(kù)是以一定的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)形式存儲(chǔ)在一起的相互有關(guān)的具有冗余數(shù)據(jù)少、共享性、獨(dú)立性、完整性等特點(diǎn)的數(shù)據(jù)集合,2005年9月 第12頁(yè),1.2.2 數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)(DBMS),用戶與操作系統(tǒng)之間的一組數(shù)據(jù)管理軟件，它們能組織、存儲(chǔ)、維護(hù)、獲取數(shù)據(jù)等。,2005年9月 第13頁(yè),1.2.2 數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)(DBMS),一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)應(yīng)該具備如下功能： 數(shù)據(jù)定義功能：定義數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系、數(shù)據(jù)的完整性約束等； 數(shù)據(jù)操縱功能：實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)的操縱，包括插入、刪除和修改數(shù)據(jù)； 數(shù)據(jù)查詢(xún)功能：實(shí)現(xiàn)靈活的數(shù)據(jù)查詢(xún)功能，使用戶可以方便地使用數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)； 數(shù)

7、據(jù)控制功能：實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)的安全性控制、完整性控制等各方面的控制功能； 數(shù)據(jù)管理功能：實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)的備份和恢復(fù)； 數(shù)據(jù)通信功能：在分布式數(shù)據(jù)庫(kù)或提供網(wǎng)絡(luò)操作功能的數(shù)據(jù)庫(kù)中還必須提供數(shù)據(jù)的通信功能。 還有性能優(yōu)化、并發(fā)控制等,2005年9月 第14頁(yè),1.2.3 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)（DBS）,由數(shù)據(jù)庫(kù)（DB）、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)（DBMS）、應(yīng)用系統(tǒng)（Application）、數(shù)據(jù)管理員（DBA）和用戶（USER）組成 DB：是集成的、結(jié)構(gòu)化的Data的集合，是DBMS的管理對(duì)象 DBMS：是DBS的核心軟件，負(fù)責(zé)對(duì)DB的使用、控制和管理 USER：管理和使用DB的人員 DBA：設(shè)計(jì)、管理和使用DB的人員

8、Application：是應(yīng)用DB中的Data的一些軟件,2005年9月 第15頁(yè),1.2.3 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)（DBS）,,數(shù)據(jù)庫(kù) (Database),,應(yīng)用程序 Application,,,數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng) （DBMS）,,,,,,用戶（user）,數(shù)據(jù)庫(kù)管理員（DBA）,,用戶（user）,圖1-3 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)組成,2005年9月 第16頁(yè),1.2.3 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)（DBS）,,,2005年9月 第17頁(yè),1.3 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),三級(jí)模式結(jié)構(gòu) 內(nèi)模式（存儲(chǔ)模式）是最接近物理存儲(chǔ)的，也就是數(shù)據(jù)的物理存儲(chǔ)方式； 描述數(shù)據(jù)庫(kù)的物理存儲(chǔ)結(jié)構(gòu) 由DBMS提供的工具或語(yǔ)言完成 模式（邏輯模式、概念模式）是

9、介于內(nèi)模式和外模式之間的中間層次。描述的是數(shù)據(jù)的全局邏輯結(jié)構(gòu) . 現(xiàn)實(shí)世界中數(shù)據(jù)庫(kù)用戶的數(shù)據(jù)抽象 描述整個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)的結(jié)構(gòu) 著重描述實(shí)體、屬性、關(guān)系和約束 外模式（子模式、用戶模式）是最接近用戶的，也就是用戶所看到的數(shù)據(jù)視圖；描述的是數(shù)據(jù)的局部邏輯結(jié)構(gòu) 。 描述特定用戶組感興趣的那部分的數(shù)據(jù)庫(kù),2005年9月 第18頁(yè),1.3 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),2005年9月 第19頁(yè),1.3 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),三級(jí)模式結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn) 保證數(shù)據(jù)的獨(dú)立性 簡(jiǎn)化了用戶接口 有利于數(shù)據(jù)共享 利于數(shù)據(jù)的安全保密,2005年9月 第20頁(yè),1.3.2 數(shù)據(jù)庫(kù)的二級(jí)模式映像功能,數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)在三個(gè)模式之間提供了兩層映像： 外模

10、式/模式映像 定義了該外模式與模式之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。通常包含在各自的外模式描述中。 模式/內(nèi)模式映像 數(shù)據(jù)庫(kù)的邏輯結(jié)構(gòu)與存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，該映像通常包含在模式描述中 。,2005年9月 第21頁(yè),1.4 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)過(guò)程,2005年9月 第22頁(yè),1.4.1 數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)模型,數(shù)據(jù)是信息存在的一種形式，只有通過(guò)解釋或處理才能成為有用的信息 . 數(shù)據(jù)的靜態(tài)特征 包括數(shù)據(jù)的基本結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)間的關(guān)系和對(duì)數(shù)據(jù)取值范圍的約束。 數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)特征 對(duì)數(shù)據(jù)可以進(jìn)行的操作以及操作規(guī)則。對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)的操作主要有查詢(xún)數(shù)據(jù)和更改數(shù)據(jù),2005年9月 第23頁(yè),1.4.1 數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)模型,模型是現(xiàn)實(shí)世界特征的模擬和抽象。

11、 數(shù)據(jù)模型（Data Model）也是一種模型，它是對(duì)現(xiàn)實(shí)世界數(shù)據(jù)特征的抽象。 概念層數(shù)據(jù)模型。信息世界的概念。 也稱(chēng)為概念模型或信息模型，它是從數(shù)據(jù)的應(yīng)用語(yǔ)義視角來(lái)抽取模型并按用戶的觀點(diǎn)來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行建模。這類(lèi)模型主要用在數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)階段，它與具體的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)無(wú)關(guān)。 組織層數(shù)據(jù)模型。計(jì)算機(jī)世界的概念。是數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的核心和基礎(chǔ)。 層次模型（用樹(shù)型結(jié)構(gòu)組織數(shù)據(jù)）。 網(wǎng)狀模型（用圖形結(jié)構(gòu)組織數(shù)據(jù)）。 關(guān)系模型（用簡(jiǎn)單二維表結(jié)構(gòu)組織數(shù)據(jù)）。 對(duì)象關(guān)系模型（用復(fù)雜的表格以及其他結(jié)構(gòu)組織數(shù)據(jù)）。,現(xiàn)實(shí)世界中的客觀事物的抽象過(guò)程,2005年9月 第25頁(yè),1.4.1 數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)模型,數(shù)據(jù)模型包括：

12、 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。對(duì)系統(tǒng)靜態(tài)特性的描述。 一類(lèi)是與數(shù)據(jù)類(lèi)型、內(nèi)容、性質(zhì)有關(guān)的對(duì)象，比如關(guān)系模型中的域、屬性和關(guān)系等； 另一類(lèi)是與數(shù)據(jù)之間關(guān)系有關(guān)的對(duì)象，它從數(shù)據(jù)組織層表達(dá)數(shù)據(jù)記錄與字段的結(jié)構(gòu)。 數(shù)據(jù)操作。操作及有關(guān)的操作規(guī)則。 數(shù)據(jù)檢索：在數(shù)據(jù)集合中提取用戶感興趣的內(nèi)容，不改變數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與數(shù)據(jù)值。 數(shù)據(jù)更新：包括插入、刪除和修改數(shù)據(jù)，此類(lèi)操作改變數(shù)據(jù)的值。 數(shù)據(jù)完整性約束。 是一組完整性規(guī)則的集合。,2005年9月 第26頁(yè),1.4.2 概念層數(shù)據(jù)模型,用于信息世界的建模 ，是面向用戶、面向現(xiàn)實(shí)世界的數(shù)據(jù)模型，它與具體的DBMS無(wú)關(guān)。 常用的概念模型是實(shí)體關(guān)系（Entity-Relationship，

13、簡(jiǎn)稱(chēng)E-R）模型。 主要涉及三個(gè)概念：實(shí)體、屬性和關(guān)系。,2005年9月 第27頁(yè),1.4.2 概念層數(shù)據(jù)模型,1.實(shí)體（Entity） 實(shí)體是具有相同性質(zhì)并且彼此之間可以相互區(qū)分的現(xiàn)實(shí)世界對(duì)象的集合。 在關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中，一般一個(gè)實(shí)體被映射成一個(gè)關(guān)系表，表中的一行對(duì)應(yīng)一個(gè)可區(qū)分的現(xiàn)實(shí)世界對(duì)象（這些對(duì)象組成了實(shí)體），稱(chēng)為實(shí)體實(shí)例（entity instance）。 在E-R圖中用矩形框表示具體的實(shí)體，把實(shí)體名寫(xiě)在框內(nèi)。,2005年9月 第28頁(yè),1.4.2 概念層數(shù)據(jù)模型,2屬性（Attribute） 實(shí)體所具有的特征稱(chēng)為它的屬性。是描述實(shí)體或者關(guān)系（在下面說(shuō)明）的性質(zhì)的數(shù)據(jù)項(xiàng)。 每個(gè)實(shí)體都有一個(gè)

14、標(biāo)識(shí)符（或叫實(shí)體的鍵），標(biāo)識(shí)符是實(shí)體中的一個(gè)屬性或者幾個(gè)屬性的組合，每個(gè)實(shí)體實(shí)例在標(biāo)識(shí)符上具有不同的值。 在E-R圖中用橢圓表示屬性，橢圓內(nèi)寫(xiě)上屬性名。,2005年9月 第29頁(yè),1.4.2 概念層數(shù)據(jù)模型,3關(guān)系（Relationship ） 實(shí)體內(nèi)部的關(guān)系 組成實(shí)體的各屬性之間的關(guān)系 。如“職工”實(shí)體中，假設(shè)有“職工號(hào)”和“部門(mén)經(jīng)理號(hào)” 。 不同實(shí)體之間的關(guān)系 例?！巴婢摺睂?shí)體（設(shè)有屬性：ID號(hào)、名稱(chēng)、價(jià)格、重量、商標(biāo)ID）和“商標(biāo)”實(shí)體（設(shè)有屬性：商標(biāo)ID、商標(biāo)名稱(chēng)、商標(biāo)說(shuō)明）之間的“商標(biāo)ID” 關(guān)系用菱形框表示，框內(nèi)寫(xiě)上關(guān)系名，并用連線將有關(guān)的實(shí)體連接起來(lái)。,2005年9月 第30頁(yè),

15、1.4.2 概念層數(shù)據(jù)模型,關(guān)系有三種類(lèi)型: 一對(duì)一（1:1） 一對(duì)多（1:n） 多對(duì)多（m:n）,2005年9月 第31頁(yè),1.4.2 概念層數(shù)據(jù)模型,2005年9月 第32頁(yè),1.4.2 概念層數(shù)據(jù)模型,用矩形表示實(shí)體，矩形框內(nèi)寫(xiě)上實(shí)體名。 實(shí)體的屬性用橢圓表示，橢圓內(nèi)寫(xiě)上屬性名，并用無(wú)向邊與其實(shí)體相連。,學(xué)生,學(xué)號(hào),姓名,性別,系,入學(xué)時(shí)間,,,,,,2005年9月 第33頁(yè),1.4.2 概念層數(shù)據(jù)模型,關(guān)系（實(shí)體間的聯(lián)系） 用菱形表示,關(guān)系以適當(dāng)?shù)暮x命名，名字寫(xiě)在菱形框中; 用無(wú)向連線將參加相應(yīng)聯(lián)系的實(shí)體矩形框分別與菱形相連; 并在連線上標(biāo)明聯(lián)系的類(lèi)型，即1:1,1:N或N:M 如聯(lián)

16、系具有屬性，也要用無(wú)向邊與該聯(lián)系連接起來(lái),教學(xué),教師,學(xué)生,,,姓名,工號(hào),姓名,學(xué)號(hào),,,,,1,N,2005年9月 第34頁(yè),1.4.2 概念層數(shù)據(jù)模型,E-R圖的畫(huà)法 確定系統(tǒng)中的實(shí)體 確定每個(gè)實(shí)體的屬性 確定實(shí)體間的關(guān)系,2005年9月 第35頁(yè),E-R圖的畫(huà)法,確定每個(gè)實(shí)體的屬性,學(xué)生,學(xué)號(hào),姓名,性別,系,入學(xué)時(shí)間,,,,,,課程,課程號(hào),課程名稱(chēng),,,2005年9月 第36頁(yè),E-R圖的畫(huà)法,確定實(shí)體間的關(guān)系,學(xué)生,課程,學(xué)習(xí),,,M,N,成績(jī),,2005年9月 第37頁(yè),E-R圖的畫(huà)法,學(xué)生,課程,學(xué)習(xí),,,M,N,成績(jī),,學(xué)號(hào),姓名,性別,系,入學(xué)時(shí)間,,,,,,課程號(hào),課程

17、名稱(chēng),,,2005年9月 第38頁(yè),練習(xí),用E-R圖描述圖書(shū)信息管理的數(shù)據(jù)模型 每個(gè)借書(shū)人有姓名、借書(shū)證號(hào)和單位屬性，每個(gè)借書(shū)人可以借5本書(shū)，每本圖書(shū)有總編號(hào)、分類(lèi)號(hào)、書(shū)號(hào)、作者、定價(jià)和位置屬性，同一本書(shū)可以相繼被幾個(gè)人借閱。,2005年9月 第40頁(yè),1.4.3 組織層數(shù)據(jù)模型,1.層次模型 用樹(shù)結(jié)構(gòu)表示實(shí)體之間聯(lián)系的模型叫層次模型。 樹(shù)由節(jié)點(diǎn)和連線組成，節(jié)點(diǎn)代表實(shí)體型，連線表示兩實(shí)體型間的一對(duì)多聯(lián)系。 樹(shù)有以下特性： 每棵樹(shù)有且僅有一個(gè)節(jié)點(diǎn)無(wú)父節(jié)點(diǎn)，此節(jié)點(diǎn)稱(chēng)為樹(shù)的根（Root）。 樹(shù)中的其它節(jié)點(diǎn)都有且僅有一個(gè)父節(jié)點(diǎn),2005年9月 第41頁(yè),1.4.3 組織層數(shù)據(jù)模型,層次模型示意圖,20

18、05年9月 第42頁(yè),1.4.3 組織層數(shù)據(jù)模型,2.網(wǎng)狀模型 是一個(gè)滿足下列條件的有向圖 可以有一個(gè)以上的節(jié)點(diǎn)無(wú)父節(jié)點(diǎn)。 至少有一個(gè)節(jié)點(diǎn)有多于一個(gè)的父節(jié)點(diǎn)（排除樹(shù)結(jié)構(gòu)）。,2005年9月 第43頁(yè),1.4.3 組織層數(shù)據(jù)模型,3.對(duì)象關(guān)系模型（用復(fù)雜的表格以及其他結(jié)構(gòu)組織數(shù)據(jù)） 引入對(duì)象的觀念。如： InterSystems 公司的Cach數(shù)據(jù)庫(kù) SQL Server的table 數(shù)據(jù)類(lèi)型 Oracle的大型對(duì)象數(shù)據(jù)類(lèi)型,2005年9月 第44頁(yè),1.4.3 組織層數(shù)據(jù)模型,4. 關(guān)系模型 表示實(shí)體以及實(shí)體之間關(guān)系的模型稱(chēng)為關(guān)系數(shù)據(jù)模型 用二維表來(lái)表示實(shí)體及其相互聯(lián)系,字段,記錄,2005年

19、9月 第45頁(yè),1.4.3 組織層數(shù)據(jù)模型,關(guān)系模型中的基本術(shù)語(yǔ) 關(guān)系(表) 關(guān)系就是二維表 ，每一列不可再分 ，屬性不能重名 ，可交換列的前后順序 。 元組(行) 表中的每一行數(shù)據(jù)稱(chēng)作是一個(gè)元組 屬性(列) 表中的每一列是一個(gè)屬性值集，列可以命名，稱(chēng)為屬性名 。,2005年9月 第46頁(yè),1.4.3 組織層數(shù)據(jù)模型,關(guān)系模型中的基本術(shù)語(yǔ) 主鍵（PK） 用于惟一的確定表中的一個(gè)元組。 外鍵（FK） 當(dāng)一個(gè)表的主鍵在另一個(gè)表中作為一個(gè)屬性存在時(shí)，它就在另外一個(gè)表中被稱(chēng)作是外鍵，外鍵是可以重復(fù)的。 域 屬性的取值范圍就稱(chēng)為域。,2005年9月 第47頁(yè),1.4.3 組織層數(shù)據(jù)模型,關(guān)系模型的數(shù)據(jù)操

20、作 關(guān)系模型的操作對(duì)象是集合，而不是行，也就是操作的對(duì)象以及操作的結(jié)果都是完整的表（行的集合，而不只是單行，當(dāng)然，只包含一行數(shù)據(jù)的表是合法的，空表或不包含任何數(shù)據(jù)行的表也是合法的）。 查詢(xún)、插入、刪除和修改四種操作。,2005年9月 第48頁(yè),1.4.3 組織層數(shù)據(jù)模型,關(guān)系模型的數(shù)據(jù)完整性約束 實(shí)體完整性 引用完整性 域完整性 用戶自定義完整性,2005年9月 第49頁(yè),1.4.3 組織層數(shù)據(jù)模型,(1) 實(shí)體完整性 指的是關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中所有的表都必須有主鍵，而且表中不允許存在如下的記錄。 無(wú)主鍵值的記錄 主鍵值相同的記錄 關(guān)系模型中使用主鍵作為記錄的惟一標(biāo)識(shí) 。在關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中主屬性不能取空值

21、。 關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中的空值是特殊的標(biāo)量常數(shù)，它既不是“0”，也不是沒(méi)有值，它代表未定義的或者有意義但目前還處于未知狀態(tài)的值。數(shù)據(jù)庫(kù)中的空值用“NULL”表示。,2005年9月 第50頁(yè),1.4.3 組織層數(shù)據(jù)模型,(2)引用完整性（參照完整性 ） 引用完整性一般是指多個(gè)實(shí)體或關(guān)系表之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系。 一個(gè)表中某列的取值受另一個(gè)表的某列的取值范圍約束的特點(diǎn)就稱(chēng)為引用完整性。 在關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中用外鍵（Fk)來(lái)實(shí)現(xiàn)引用完整性。 例1-1 “玩具”表和“種類(lèi)”表所包含的屬性如下，其中主鍵用下劃線標(biāo)識(shí)。 玩具(玩具ID，名稱(chēng)，種類(lèi)ID，價(jià)格，重量，產(chǎn)地) 種類(lèi)(種類(lèi)ID，種類(lèi)，描述),2005年9月 第51頁(yè),

22、1.4.3 組織層數(shù)據(jù)模型,(3)域完整性 域完整性或語(yǔ)義完整性。確保了只有在某一合法范圍內(nèi)的值才能存儲(chǔ)到一列中?？梢酝ㄟ^(guò)限制數(shù)據(jù)類(lèi)型、值的范圍和數(shù)據(jù)格式來(lái)實(shí)施域完整性。 (4)用戶自定義完整性 是針對(duì)某一具體應(yīng)用領(lǐng)域定義的數(shù)據(jù)約束條件，它反映某一具體應(yīng)用所涉及的數(shù)據(jù)必須要滿足應(yīng)用語(yǔ)義的要求。,2005年9月 第52頁(yè),1.4.4 E-R模型轉(zhuǎn)化為關(guān)系模型,三個(gè)世界術(shù)語(yǔ)對(duì)應(yīng),2005年9月 第53頁(yè),1.4.4 E-R模型轉(zhuǎn)化為關(guān)系模型,將實(shí)體轉(zhuǎn)換表 信息世界 機(jī)器世界 實(shí)體 表 屬性 表的列（字段） 實(shí)例 表的行（記錄） 碼 表的某列（鍵） 注

23、意表的命名規(guī)范,,,,,2005年9月 第54頁(yè),1.4.4 E-R模型轉(zhuǎn)化為關(guān)系模型,將關(guān)系映射成一個(gè)表 一個(gè)1：1關(guān)系可以轉(zhuǎn)換為一個(gè)獨(dú)立的關(guān)系表，也可以與任意一端所對(duì)應(yīng)的關(guān)表合并。例1-2。 一個(gè)1：n關(guān)系可以轉(zhuǎn)換為一個(gè)獨(dú)立的表，也可以與n端所對(duì)應(yīng)的表合并。例1-3 。 一個(gè)m：n關(guān)系轉(zhuǎn)換為一個(gè)表。與該關(guān)系相連的各實(shí)體的關(guān)鍵字以及關(guān)系本身的屬性均轉(zhuǎn)換為該表的屬性，新表的關(guān)鍵字包含各實(shí)體的關(guān)鍵字，同時(shí)新表中各實(shí)體的關(guān)鍵字為引用各自實(shí)體的外關(guān)鍵字。例1-4 。 3個(gè)或3個(gè)以上實(shí)體間的一個(gè)多元關(guān)系可以轉(zhuǎn)換為一個(gè)表。與該多元關(guān)系相連的各實(shí)體的關(guān)鍵字以及關(guān)系本身的屬性均轉(zhuǎn)換為此表的屬性，而此表的關(guān)鍵

24、字包含各實(shí)體的關(guān)鍵字，同時(shí)新表中的各實(shí)體的關(guān)鍵字為引用各自實(shí)體的外關(guān)鍵字。 具有相同碼的表可以合并。,2005年9月 第55頁(yè),E-R模型轉(zhuǎn)換關(guān)系模型示例1-2,部門(mén)表(部門(mén)號(hào)(PK)，部門(mén)名，經(jīng)理號(hào)(FK))。 經(jīng)理表(經(jīng)理號(hào)(PK) ，經(jīng)理名，電話)。,部門(mén)表(部門(mén)號(hào)(PK) ，部門(mén)名) 。 經(jīng)理表(經(jīng)理號(hào)(PK) ，部門(mén)號(hào)(FK)，經(jīng)理名，電話) 。,部門(mén)表(部門(mén)號(hào)(PK) ，部門(mén)名) 。 經(jīng)理表(經(jīng)理號(hào)(PK) ，經(jīng)理名，電話)。 部門(mén)經(jīng)理表(經(jīng)理號(hào)(FK) ，部門(mén)號(hào)(FK))。,2005年9月 第56頁(yè),E-R模型轉(zhuǎn)換關(guān)系模型示例1-3,商標(biāo)表(商標(biāo)ID (PK) ，商標(biāo)名) 。 玩

25、具表(玩具ID (PK) ，玩具名，商標(biāo)ID (FK) )。,商標(biāo)表(商標(biāo)ID (PK) ，商標(biāo)名) 。 玩具表(玩具ID (PK) ，玩具名，單價(jià)，產(chǎn)地 ) 。 商標(biāo)玩具表（商標(biāo)ID (FK) ，玩具ID (FK) ）,2005年9月 第57頁(yè),E-R模型轉(zhuǎn)換關(guān)系模型示例1-4,購(gòu)物者表（購(gòu)物者ID（PK），購(gòu)物者名，性別，地址）。 玩具表(玩具ID （PK），玩具名，單價(jià)，產(chǎn)地)。 購(gòu)物者玩具表（購(gòu)物者ID，玩具ID，數(shù)量）其中（購(gòu)物者ID，玩具ID）為組合主鍵，同時(shí)也為引用購(gòu)物者表和玩具表的外鍵 。,2005年9月 第58頁(yè),1.5關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的規(guī)范化和非規(guī)范化,如果修改一個(gè)學(xué)生的地址

26、,就需要修改和那個(gè)學(xué)生相關(guān)的多行內(nèi)容，否則將引起數(shù)據(jù)的不一致。,更新異常 插入、修改、刪除數(shù)據(jù)可能導(dǎo)致不一致性。 不一致性 數(shù)據(jù)重復(fù)時(shí)，更容易引發(fā)錯(cuò)誤。 無(wú)謂地占用額外的磁盤(pán)空間。,2005年9月 第59頁(yè),1.5關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的規(guī)范化和非規(guī)范化,要設(shè)計(jì)出一個(gè)好的數(shù)據(jù)庫(kù)，應(yīng)該遵循下列規(guī)則： 每張表中都應(yīng)有一個(gè)標(biāo)識(shí)列。 每張表中只能存放一種實(shí)體的數(shù)據(jù)。 應(yīng)避免接收帶有NULL值的列。 應(yīng)避免值或列的重復(fù)。,2005年9月 第60頁(yè),1.5.1 規(guī)范化設(shè)計(jì),規(guī)范化將導(dǎo)致滿足某些特定規(guī)則并代表某些范式的表的形成。 范式用于確保數(shù)據(jù)庫(kù)中不存在各種類(lèi)型的異常和不一致。 表結(jié)構(gòu)總是屬于某個(gè)特定的范式。,2

27、005年9月 第61頁(yè),1第一范式（1NF）,當(dāng)表中的每個(gè)單元含且僅含一個(gè)值時(shí)，這個(gè)表叫做第一范式（1 NF）。,2005年9月 第62頁(yè),1.5.1 規(guī)范化設(shè)計(jì),函數(shù)依賴(lài) 給定一個(gè)關(guān)系（你可以稱(chēng)其為表，也可以稱(chēng)其為關(guān)系）R，如果R中A的每個(gè)值都與B的某個(gè)確定值相對(duì)應(yīng)，則屬性A函數(shù)依賴(lài)于B。換句話說(shuō)，當(dāng)且僅當(dāng)對(duì)于B的每個(gè)值都能夠在A中找到一個(gè)確定的值時(shí)，屬性A函數(shù)依賴(lài)于B。屬性 B稱(chēng)為決定因子。,2005年9月 第63頁(yè),2第二范式（2NF）,當(dāng)一個(gè)表是1 NF 且一行中的每個(gè)屬性都依賴(lài)于整個(gè)關(guān)鍵字（不僅僅是關(guān)鍵字的一部分）時(shí)，該表就可以稱(chēng)作第二范式。,2005年9月 第64頁(yè),2第二范式（2

28、NF）,2005年9月 第65頁(yè),3第三范式（3NF）,當(dāng)一個(gè)關(guān)系是2 NF，且其中的每個(gè)非關(guān)鍵字屬性?xún)H函數(shù)依賴(lài)于主關(guān)鍵字時(shí)，這樣的關(guān)系稱(chēng)為3 NF。,2005年9月 第66頁(yè),3第三范式（3NF）,2005年9月 第67頁(yè),1.5.2非規(guī)范化設(shè)計(jì),規(guī)范化的最終產(chǎn)物是一系列相關(guān)的表，這些表構(gòu)成了數(shù)據(jù)庫(kù)。但有的時(shí)候，為了得到簡(jiǎn)單的輸出，你得連接多個(gè)表。這影響了查詢(xún)的性能。在這種情況下，更明智的做法是引入一定程度的冗余，包括引入額外的列或額外的表。為了提高性能，在表中故意引入冗余的做法稱(chēng)為非規(guī)范化 在下列情況下可以考慮進(jìn)行非規(guī)范化處理： 大量頻繁的查詢(xún)過(guò)程所涉及的表都需要進(jìn)行連接。 主要的應(yīng)用程序

29、在執(zhí)行時(shí)要將表連接起來(lái)進(jìn)行查詢(xún)。 對(duì)數(shù)據(jù)的計(jì)算需要臨時(shí)表或進(jìn)行復(fù)雜的查詢(xún)。,2005年9月 第68頁(yè),1.6 數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用結(jié)構(gòu),1.6.1 客戶機(jī)/服務(wù)器結(jié)構(gòu),,2005年9月 第69頁(yè),1.6.1 客戶機(jī)/服務(wù)器結(jié)構(gòu),Client/Server體系結(jié)構(gòu) 由多個(gè)用戶共享的信息和功能，稱(chēng)為服務(wù)器。 執(zhí)行后臺(tái)服務(wù)，如管理共享外設(shè)、控制對(duì)共享數(shù)據(jù)庫(kù)的操縱、接受并應(yīng)答客戶機(jī)的請(qǐng)求等。 每個(gè)用戶所專(zhuān)有，稱(chēng)為客戶。 負(fù)責(zé)執(zhí)行前臺(tái)功能，如管理用戶接口、數(shù)據(jù)處理和報(bào)告請(qǐng)求等。 優(yōu)點(diǎn) 將一個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)分成兩大部分，由多臺(tái)計(jì)算機(jī)分別執(zhí)行，使它們有機(jī)的結(jié)合在一起，協(xié)同完成整個(gè)系統(tǒng)的應(yīng)用，從而達(dá)到系統(tǒng)中軟、硬件資源最大限

30、度的利用。,2005年9月 第70頁(yè),1.6.2互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用結(jié)構(gòu),,2005年9月 第71頁(yè),1.7 小結(jié),數(shù)據(jù)庫(kù)發(fā)展簡(jiǎn)史 數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng) 文件管理系統(tǒng) 數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng) 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng) 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 三級(jí)模式結(jié)構(gòu) 數(shù)據(jù)庫(kù)的二級(jí)模式映像功能 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)過(guò)程 數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)模型 概念層數(shù)據(jù)模型 組織層數(shù)據(jù)模型 E-R模型轉(zhuǎn)化為關(guān)系模型 關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的規(guī)范化和非規(guī)范化 數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用結(jié)構(gòu),2005年9月 第72頁(yè),思考題,設(shè)計(jì)并規(guī)范一些表，來(lái)記錄和完成一下功能： 現(xiàn)在有一家網(wǎng)上玩具商店，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)銷(xiāo)售玩具，購(gòu)物者通過(guò)注冊(cè)自己的信息成為合法用戶，才能購(gòu)買(mǎi)玩具。 商店有各種不同廠商，適合不同年齡層次人的玩具。 購(gòu)物者購(gòu)買(mǎi)玩具可以給自己或送給別人（暫且都叫接受者）投遞時(shí)需要填寫(xiě)接受者的詳細(xì)信息。 購(gòu)買(mǎi)完成后，玩具經(jīng)過(guò)包裝通過(guò)各種不同的投遞方式出貨。 要求詳細(xì)記錄每個(gè)購(gòu)物者的每筆交易和發(fā)生的費(fèi)用，包括玩具的價(jià)格，包裝的價(jià)格，投遞的價(jià)格等等。,