数据库基础与应用第二章课件

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1、单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,数据库基础与应用第二章,数据库基础与应用第二章数据库基础与应用第二章现实世界的数据化过程概念化形式化用户计算机12/20/,数据库基础与应用第二章数据库基础与应用第二章数据库基础与应用,1,现实世界的数据化过程,学生,编号,名字,年龄,性别

2、,班级,现实,世界,数据,世界,信息世界,学生,概念化,形式化,用户,计算机,12/12/2024,2,,现实世界的数据化过程学生编号名字年龄性别班级现实数据信息世界,现实世界,由实际事物组成，事物之间联系错综复杂,事物和事物特性,信息世界,现实世界在人脑中的反映,事物和事物特性实体和实体属性,数据世界,信息世界数据化后的产物,实体和实体属性记录和数据项,数据抽象,12/12/2024,3,,现实世界数据抽象6/12/20233ftthdu.edu.,三个世界中概念的对应关系：,一个事物 一类事物 事物的各种特性,现实世界,实体 实体集 属性、域、码,信息世界,元组 关系 属性（字段）、,主码

3、、外部码,数据世界,认识,抽象,转换,12/12/2024,4,,三个世界中概念的对应关系：一个事物 一类事物 事物,数据模型定义,数据模型,是数据库系统中用于提供信息表示和操作手段的形式构架,应用,概念模型,关系模型,现实世界,信息世界,计算机世界,抽象化,数据化,12/12/2024,5,,数据模型定义数据模型应用概念模型关系模型现实世界信息世界计算,示例,学生,课程,选修,姓名,学号,系别,课程名,学分,主讲老师,成绩,实体,联系,属性,m,n,实体的码,12/12/2024,6,,示例学生课程选修姓名学号系别课程名学分主讲老师成绩实体联系属,概念及术语,实体和实体类型,实体,：可以相互

4、区别的客观事物和概念统一抽象,例：学生、回扣、医疗,实体类型，实体集,：将具有共性的一类实体抽象为实体类型,属性和域,属性,：,对实体特征的描述,域,：,属性的取值范围,同一实体类型所有实体都具有相同的属性及相同的对应域，但属性在域上的取值不一定相同。,12/12/2024,7,,概念及术语实体和实体类型6/12/20237ftthdu.,属性分类,：,实体与属性、原子属性与组合属性的划分存在一定的相对性，无绝对。（这是由于描述事物的抽象层次不同或观察研究问题的角度不同而引起）,实体码（,KEY,，实体标识符，又称实体键）,：能唯一标识实体的属性或极小属性组，用,下划线,标出。,分类标准,分类

5、情况,性质,举例,属性,按组成分类,按取值分类,原子属性,组合属性,单值属性,多值属性,属性不可再分,属性可以再分,对应域中的元素为单个值,对应域中的元素为多个值,性别、颜色,工资、籍贯,一个人的性别,一个人的学校,12/12/2024,8,,属性分类：分类标准分类情况性质举例按组成分类原子属性属性不可,E-R,图中：,带,下划线,的属性为,实体键或实体键的一部分,组合属性,用一个,树型,表示,多值属性,用,虚线椭圆,表示或标出,关系型数据库系统不能处理组合属性和多值属性的情况,，实际操作是要转化成,原子属性和单值属性,的情况。,学生,学号,姓名,年龄,性别,毕业学校,出生日期,年,月,日,1

6、2/12/2024,9,,E-R图中：学生学号姓名年龄性别毕业学校出生日期年月日6/1,联系,：,实体之间的关系抽象为联系,联系分类,1:1,一对一联系,1:n,一对多联系,m:n,多对多联系,12/12/2024,10,,联系：实体之间的关系抽象为联系6/12/202310ftt,联系的多样性,实体型,B,实体型,A,联系名,实体型,B,实体型,A,联系名,实体型,B,实体型,A,联系名,1:1,1:N,M:N,1,n,1,m,n,1,12/12/2024,11,,联系的多样性实体型B实体型A联系名实体型B实体型A联系名实体,对应于关系模式的一个具体的表称为,关系,，又称,表（,Table,

7、）,。,关系数据库是若干表（关系）的集合,关系模式决定其对应关系的内容,每一个关系都必须命名（通常取对应的关系模式名），且同一关系数据模型中关系名互不相同。,关系模式与关系的联系：,关系模式：型（关系的结构）、相对稳定,关系：值（元组的集合）、随时间变化,关系,(Relation),12/12/2024,12,,对应于关系模式的一个具体的表称为关系，又称表（Table）。,元组（,Tuple,）,：,关系中的每一行称为关系的一个元组，又称,行（,Row,）,或,记录,。,一个关系可由多个元组构成,一个关系中的元组和不相同,属性（,Attributes,）,关系中的每一列称为关系的一个属性，又称

8、,列（,Column,）,一个由,n,个属性的关系称为,n,元关系,关系的属性名就是对应关系模式的对应属性名,变域（,Domain,）,关系中的每一属性所对应的取值范围叫属性的变域，简称,域,。,域是值的集合，关系中所有属性的实际值均来自它所对应的域,如整数的集合、字符串的集合、全体学生的集合,关系中每个属性都必须有一个相应的域，不同属性的域可不同也可相同。,12/12/2024,13,,元组（Tuple）：6/12/202313ftthdu.e,2,2,1,关系数据模型的要素,14,221关系数据模型的要素14,码和外部码,码（又称关键字,key,）,超码,在一个关系中，若某个属性组的值对不

9、同的元组互不相同，则称该属性组为该关系的超码（超关键字）。,候选码,若某一属性组是一个关系的超码，但去掉其中任何一个属性后就不再是超码，则称该属性组为该关系的候选码。,候选码是超码的最小集合。,只有一个属性的超码一定是候选码。,合成码,当候选码包含多个属性时，称该候选码为合成码。,候选码的每个构成属性称为,主属性,。,关系模式的候选码由所有属性构成，称为,全码,（,all-key,）。,主码,为关系组织物理文件时通常选用一个候选码作为插入、删除修改、检索元组的操作变量，被选用的候选码成为主码。,主码一经选定通常不变，一个关系中只有一个主码。,外部码,如果关系,R,的某一属性组不是该关系本身的候

10、选码，而是另一个关系的候选码，则称该属性组是,R,的外部码。,12/12/2024,15,,码和外部码码（又称关键字,key）6/12/202315ft,表的关联,供应商号,供应商名,所在城市,B01,红星,北京,S10,宇宙,上海,T20,黎明,天津,Z01,立新,重庆,零件号,颜色,供应商号,010,红,B01,312,白,S10,201,蓝,T20,供应商关系,S,（主码是,“,供应商号,”,）,零件关系,P,（主码是,“,零件号,”,，,外码是,“,供应商号,”,）,表的关联：数据库中的数据表与数据表之间使用,相应的字段实现数据表的连接,12/12/2024,16,,表的关联供应商号供

11、应商名所在城市B01红星北京S10宇宙上海,数据完整性,数据须符合的条件或数据之间的关系,数据类型准确无误,数据的值满足范围设置,同一表格数据之间不存在冲突,多个表格数据之间不存在冲突,分类,实体完整性,参照完整性,用户自定义完整性,系统支持,实体完整性和参照完整性由系统自动支持,系统应提供定义和检验用户定义的完整性的机制,12/12/2024,17,,数据完整性数据须符合的条件或数据之间的关系6/12/2023,实体完整性（,entity integrity,）,实体完整性规则：若属性,A,是基本关系,R,的,关键字,(,KEY),，则属性,A,不能取空值,.,。,若关键字为属性集，则其每个

12、属性均不能为空值。,如：选修（学号，课号，成绩）学号，课号是,KEY,，则其均不能为空。,18,实体完整性（entity integrity）实体完整性规,实体完整性（,entity integrity,）,说明：,1.,实体完整性是针对基本关系而言的。,一个基本关系通常对应现实世界的一个实体集。例：学生关系,学生集合,2.,现实世界中的实体是可区分的，具有唯一标识,3.,关系模型中以主码作为唯一标识。,4.,主码中的属性不能取空。,19,实体完整性（entity integrity）说,如果关系,R,2,的外部码,F,k,与关系,R,1,的主码,P,k,相对应，则,R,2,中的每一个元组的,

13、F,k,值或者等于,R,1,中某个元组的,P,k,值，或者为空值,意义,如果关系,R,2,的某个元组,t,2,参照了关系,R,1,的某个元组,t,1,，则,t,1,必须存在,【例】,有关系,S,（,Sno,Sname,Sex,Dno,）和,DEPT,（,Dno,Dname,）,则关系,S,在,Dno,上的取值有两种可能,空值，表示该学生尚未分到任何系中,若非空值，则必须是,DEPT,关系中某个元组的,Dno,值，表示该学生不可能分到一个不存在的系中,参照完整性,12/12/2024,20,,如果关系R2的外部码Fk与关系R1的主码Pk相对应，则R2中,用户针对具体的应用环境定义的完整性约束条件

14、,【例】有关系,S,（,Sno,Sname,Sex,Dno,）,Sno,要求是,8,位整数,Sex,要求取值为“男”或“女”,用户定义完整性,12/12/2024,21,,用户针对具体的应用环境定义的完整性约束条件用户定义完整性6/,示例,供应商号,供应商名,所在城市,B01,红星,北京,S10,宇宙,上海,T20,黎明,天津,Z01,立新,重庆,零件号,颜色,供应商号,010,红,B01,312,白,S10,201,蓝,T20,供应商关系,S,（主码是,“,供应商号,”,）,零件关系,P,（主码是,“,零件号,”,，,外码是,“,供应商号,”,）,今要向关系,P,中插入新行，新行的值分别列出

15、如下。哪些行能够插入？,A,(,037,，,绿,，,null)B,(null,，,黄,，,T20,),C,(,201,，,红,，,T20,)D,(,105,，,黑,，,B01,),E,(,101,，,黄,，,T11,),若另要求零件的颜色不能为黑色的，上述结果如何变化？,12/12/2024,22,,示例供应商号供应商名所在城市B01红星北京S10宇宙上海T2,2,2,1,关系数据模型的要素,2.,关系数据模型的操纵与完整性约束,操纵：查询、插入、删除、修改,完整性约束：实体完整性、参照完整性、用户定义的完整性,3.,存储结构,实体及实体间的联系用表表示,物理组织中，表以文件形式存储，每一个表

16、对应一种文件结构,23,221关系数据模型的要素2.关系数据模型的操纵与完整性约,优点,简单，表的概念直观、单一，用户易理解,非过程化的数据请求，数据请求可以不指明路径,数据独立性，用户只需提出,“,做什么,”,，无须说明,“,怎么做,”,坚实的理论基础,缺点,由存取路经对用户透明，查询效率不高，速于度慢，需要进行查询优化。,采用静态数据模型。,关系数据模型优缺点,12/12/2024,24,,优点关系数据模型优缺点6/12/202324ftthdu.,关系代数,关系代数是一种抽象的查询语言，是关系数据操纵语言的一种传统表达方式，它,是用对关系的运算来表达查询的,。,关系代数的运算对象是关系，运算结果也是关系。,25,关系代数关系代数是一种抽象的查询语言，是关系数据操纵语言的一,关系代数,2.4.1,传统的集合运算,2.4.2,专门的关系运算,2.4.3,关系代数运算表示方法,26,关系代数2.4.1传统的集合运算 26,2.4.1,传统的集合运算,传统的集合运算是二目运算,并（,union,）,两个度为,n,的关系,R1,和,R2,的并记为,R1UR2,，结果是度为,n,的关系。该关