大學計算機基礎(chǔ)第六章數(shù)據(jù)庫技術(shù)基礎(chǔ)

第6本撤據(jù)庫秋木基勒

I?數(shù)據(jù)庫概述

?數(shù)據(jù)模型

?關(guān)系數(shù)據(jù)庫

四川大學計算機基礎(chǔ)教學實驗中心＜I＜沙＞1

6.1數(shù)據(jù)庫概述

6.1.1數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)管理

6.1.2數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展

6.1.3數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)

大學計算機基礎(chǔ)（第6章）2

6/L1數(shù)據(jù)管理

1.數(shù)據(jù)管理（P166）

在數(shù)據(jù)處理過程中，70%?80%主要用于數(shù)據(jù)分類、

統(tǒng)計和查詢，對數(shù)據(jù)進行有效管理顯得十分重要。

新信息

已知信息收集、分類、組織

加工傳遞

數(shù)據(jù)1新數(shù)據(jù)

計算機

數(shù)據(jù)處理

大學計算機基礎(chǔ)（第6章）3

6.1.2數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展

人工管理階段

文件系統(tǒng)階段

數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段

大學計算機基礎(chǔ)（第6章）4

6?1.2數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展

1.人工管理階段（P167）

數(shù)據(jù)和程序不可分割，靠人工對數(shù)據(jù)進行管理。

應(yīng)用程序A?1數(shù)據(jù)1

I應(yīng)用程序據(jù)2

①沒有專門的軟件對數(shù)據(jù)進行管理

②數(shù)據(jù)彼此獨立，數(shù)據(jù)間沒有聯(lián)系

③數(shù)據(jù)冗余度大

④數(shù)據(jù)不保存，不能實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享

大學計算機基礎(chǔ)（第6章）5

6?1.2數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展

2.文件系統(tǒng)階段（P167）

數(shù)據(jù)和程序分開存放，由操作系統(tǒng)的文件管理系統(tǒng)進行管理O

程序文件數(shù)據(jù)文件

①程序和數(shù)據(jù)有一定的獨立性

②簡單的數(shù)據(jù)共享與數(shù)據(jù)管理能力

大學計算機基礎(chǔ)（第6章）6

6.1.2數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展

缺點

①共享性較弱

②數(shù)據(jù)冗余度大，易造成數(shù)據(jù)不一致

③安全性差

④數(shù)據(jù)聯(lián)系弱

數(shù)據(jù)1：孽住基本再包

學號姓名性別年齡院系專業(yè)

數(shù)據(jù)2:與住修課再包

五邑姓2超;程名學時學分

大學計算機基礎(chǔ)（第6章）7

6?1.2數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展

3.數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段（P167）

數(shù)據(jù)以數(shù)據(jù)庫的形式保存，數(shù)據(jù)獨立出來集中管理。

應(yīng)用程序A

數(shù)據(jù)庫

|應(yīng)用程序可管理系統(tǒng)

（DBMS）

應(yīng)用程序C

①程序和數(shù)據(jù)彼此獨立，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)共享

②數(shù)據(jù)以數(shù)據(jù)庫的形式保存，可最大限度地減少數(shù)據(jù)的冗余

③由專門的軟件實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫的建立、管理和維護

大學計算機基礎(chǔ)（第6章）8

6.1.2數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展

4.數(shù)據(jù)庫技術(shù)的發(fā)展（P168）

是由一組數(shù)據(jù)組成的，這些數(shù)據(jù)物理上

C分布式數(shù)據(jù)庫分布在計算機網(wǎng)絡(luò)的不同結(jié)點（亦稱為

場地）上，邏輯上是屬于同一個系統(tǒng)的”.

數(shù)據(jù)倉庫就是面向主題的、集成的、不

數(shù)據(jù)倉庫可更新的（穩(wěn)定性）、隨時間不斷變化（不

同時間）的數(shù)據(jù)集合，用以支持經(jīng)營管理

中的決策制定過程.

是數(shù)據(jù)庫技術(shù)與面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計方法

面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫相結(jié)合的產(chǎn)物。

多媒體數(shù)據(jù)庫需處理的信息包括數(shù)值、文本、

圖形、圖像、聲音、和視像等。對這些信息

＜多媒體數(shù)據(jù)庫進行管理、運用和共享的數(shù)據(jù)庫就是多媒體

數(shù)據(jù)庫。

大學計算機基礎(chǔ)（第6章）9

6.1.3數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)

1.數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)組成（P171）

數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是指使用數(shù)據(jù)庫后的計算機系統(tǒng),

用來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的組織、存儲、處理和數(shù)據(jù)共享。

數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)DBS

大學計算機基礎(chǔ)（第6章）10

6.1.3數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)

2.數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)（P172）

數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)分為三級模式結(jié)構(gòu)。

大學計算機基礎(chǔ)（第6章）11

破據(jù)星系加饃式輅構(gòu)

外模式：面向用戶或應(yīng)用程序員的用戶級；外模式是用戶與數(shù)據(jù)

Forml皿兇三若干個外部記

外模式1：/入院費用登記.1□1x|乍,

.口

外模式2但畸凝明你］口口

病歷號（2000木

姓名|W病歷號（200012092入院日期|oo12.09備注|肝膽外科，肝硬化」敢

舊

姓名畫I入院科室|肝膽外科

性別prmd

性別同入院診斷?應(yīng)海扃i

初皂

出生日期而口

出生日期（1933.07.22肝廄化

入院日期向72J

上一條|下一條|修改|退出|

日期病歷號預(yù)付款床位予藥費治療費藥名

下一條|上一奈0012.092000120922nnn±j00056000051.400(

0012.1020001209250.0026000030.810(

________1___J

00.12.1120001209250.0068,000054.990(

0012.1220001209250.0082000030.160(

0411.21200012092n±j0.000010

同一模式可帳目瀏覽方式|

費用匯第||余頷|

對應(yīng)多個外2000|150|167|2321450帳目追加修改方式

模式

大學計算機基礎(chǔ)（第6章）12

破據(jù)星系加饃式輅構(gòu)

模式：面向建立和維護數(shù)據(jù)庫人員的概念級；模式是對數(shù)據(jù)庫的

整體邏輯描述。它僅描述現(xiàn)實世界中的實體、屬性和它們

之間聯(lián)系的類型。概念模式的主體就是數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)模型。

用圖示法可得到數(shù)據(jù)庫的模式圖即數(shù)據(jù)模型圖。

入院登記表

I姓名性別病歷號出生日期|入院日期入院診斷南麗瑩初堂畜注

張國有男J01231943.01.080012.31：膽石癥肝膽外科TMemoi

01.01.03；感冒

石紅女20010103490.01.24呼吸內(nèi)科FMemo.i....

oi.oi.io:結(jié)核病Memo:

周天喜男20010110778,11,21感染科T.....；

費用明細帳

病歷號日期預(yù)付款|床位費|藥費治療費合計床號藥名醫(yī)囑說明

200012319|00.12.312000^30.00i33.670050.0000213.6700018Memo

200012319j01.01.01?30.00135.370018.0000183.3700018Memo

200012319101.01.02ho.ooj24.080039.0000193.0800018Memo

200101034)01.01.032000j30.00126.950097.0000153.9500131Memo

200101034(01.01.04!30.00:33.110044.0000107.1100131Memo

200101107101.01.103000|50,00!67.240092.0000209.2400101Memo

大學計算機基礎(chǔ)（第6章）13

?一席一?饃式輅構(gòu)

內(nèi)模式：面向系統(tǒng)程序員的物理級。是數(shù)據(jù)物理結(jié)構(gòu)和存儲結(jié)構(gòu)的

描述，即是數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫內(nèi)部的表示方式，它定義所有的內(nèi)部

記錄類型、索引和文件的組織方式，以及數(shù)據(jù)控制方面的細節(jié)。

入院登記表費用明細帳

字段名類型寬度小數(shù)位數(shù)索引字段名類型寬度小數(shù)位數(shù)索引

xm字符型8rq日期型8

xb字符型2blh字符型10

blh字符型10yfk數(shù)值型50

csrq日期型8cwf數(shù)值型62

ryrq日期型8yf貨幣型4

ryzd字符型10zlf貨幣型4

ryks字符型8hj貨幣型4

cf邏輯型1ch字符型3

bz備注型4ym字符型16

yzsm備注型4

索引、索引類型,、數(shù)據(jù)詞典與表間關(guān)系等

大學計算機基礎(chǔ)（第6章）14

6.L3數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)

3.數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(P172)

數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)是對數(shù)據(jù)資源進行組織和

，管理，使數(shù)據(jù)成為方便用戶使用的資源，易于

，為各種用戶所共享，并增強數(shù)據(jù)的安全、完整

1性和可用性。

大學計算機基礎(chǔ)(第6章)15

6.L3數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)

功能

’數(shù)據(jù)庫定義定義構(gòu)成數(shù)據(jù)庫的三級模式和兩級映射。

數(shù)據(jù)庫操縱實現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的基本操作。

包括數(shù)據(jù)庫初始化時數(shù)據(jù)的裝入，數(shù)據(jù)

《數(shù)據(jù)庫建立和維護庫的轉(zhuǎn)儲和數(shù)據(jù)庫的恢復(fù)，以及數(shù)據(jù)

庫性能的分析和監(jiān)視等功能。

數(shù)據(jù)庫控制對數(shù)據(jù)庫的運行進行管理

數(shù)據(jù)組織存儲和管理實現(xiàn)對數(shù)據(jù)表的相關(guān)操作

大學計算機基礎(chǔ)（第6章）16

6?1.3數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)

組成

定義數(shù)據(jù)庫模式和數(shù)據(jù)庫存儲

數(shù)據(jù)定義語言(DDL)結(jié)構(gòu)與存取方式

用來表示用戶對數(shù)據(jù)庫的操作請

數(shù)據(jù)操縱語言(DML)求，是用戶與DBMS之間的接口。

語言翻譯處理程序、系統(tǒng)運行

數(shù)據(jù)庫管理例行程序控制程序、公用程序。

大學計算機基礎(chǔ)(第6章)17

6.L3數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)

4.典型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)簡介（P174）

Access

小型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)

VisualFoxPro

Oracle

〔大型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)SyBASE

SQLServer

大學計算機基礎(chǔ)（第6章）18

6.2數(shù)據(jù)模型

6.2.1基本概念

6.2.2概念數(shù)據(jù)模型

6.2.3邏輯數(shù)據(jù)模型

大學計算機基礎(chǔ)（第6章）19

6.2」基本概念

1.數(shù)據(jù)模型（P177）

數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)模型可以將復(fù)雜的現(xiàn)實世界反映到計算機

數(shù)據(jù)庫中的物理世界，這種反映是一個逐步轉(zhuǎn)化的過程。

2.數(shù)據(jù)模型的建立（P177）

622概念數(shù)據(jù)模型

L實體（P177）

（1）實體（Entity）客觀存在并可以相互區(qū)別的事物稱為實體。

(2)屬性(Attribute)實體所具有的某一特性稱為屬性。

(3)碼(Key)唯一標識實體的屬性集稱為碼。

（4）實體集（EntitySet）同型實體的集合稱為實體集。

聯(lián)系現(xiàn)實世界的事物彼此之間是有聯(lián)系的，代表

(5)(Relationship)實體的數(shù)據(jù)之間也存在著聯(lián)系。

2.實體之間的聯(lián)系（P178）

實體與實體的聯(lián)系（1）（一對一）的聯(lián)系

可分為三類：（2）1：?（一對多）的聯(lián)系

（3）m:n（多對多）的聯(lián)系

大學計算機基礎(chǔ)（第6章）21

6.2.2概念數(shù)據(jù)模型

3.E?R圖（Pi78）

用實體聯(lián)系模型（Entity-RelationshipModel,E-R）來

描述現(xiàn)實世界的概念模型，E-R方法也稱為E-R模型。E-R圖提

供了一組實體（對象）、實體的屬性及其聯(lián)系的方法。

實體：矩形框（并在矩形框里寫上實體名）

屬性：橢圓框（并在橢圓框里寫上屬性名）

聯(lián)系：菱形框（并在菱形框里寫上聯(lián)系方式）

大學計算機基礎(chǔ)（第6章）22

大學計算機基礎(chǔ)（第6章）23

6.2.2概念數(shù)據(jù)模型

如果實體集A中的一個實體至多與實體集B中的一個實

1：1體相對應(yīng)（相聯(lián)系），反之亦然。

如果實體集A中的一個實體與實體集B中的多個實體相

1:n對應(yīng)（相聯(lián)系），反之，實體集B中的一個實體至多與實

體集A中的一個實體相對應(yīng)（相聯(lián)系）。

如果實體集A中的一個實體與實體集B中的多個實體相

m:n對應(yīng)（相聯(lián)系），而實體集B中的一個實體與實體集A中

的多個實體相對應(yīng)（相聯(lián)系）

成績排課

大學計算機基礎(chǔ)（第6章）24

623邏輯數(shù)據(jù)模型

表示實體與實體之間聯(lián)系的模型又稱為邏輯數(shù)

據(jù)模型，是對客觀事物及其聯(lián)系的數(shù)據(jù)描述。數(shù)據(jù)

庫管理系統(tǒng)采用的數(shù)據(jù)模型一般有以下三種：

1.層次模型（P179）

層次模型用樹形結(jié)構(gòu)表示各類實體及實體間的聯(lián)系。

大學計算機基礎(chǔ)（第6章）25

623邏輯數(shù)據(jù)模型

2.網(wǎng)狀模型（P180）

是一種比層次模型更具有普遍性的結(jié)構(gòu)，它去掉了層次模型的兩

個限制，允許多個結(jié)點沒有雙親結(jié)點，允許結(jié)點有多個雙親結(jié)點,

此外它還允許兩個結(jié)點之間有多種聯(lián)系（稱為復(fù)合聯(lián)系）。

大學計算機基礎(chǔ)（第6章）26

623邏輯數(shù)據(jù)模型

3.關(guān)系模型（P180）

用二維表格數(shù)據(jù)（即集合論中的關(guān)系）來表示實體和實體間聯(lián)系的

模型。以下學生基本情況表就是一個關(guān)系，關(guān)系名是“學生”。

學號姓名性別出生日期入學成績專業(yè)籍貫

020101胡濤男85/10/11538經(jīng)濟學四川

020102朱小青女85/03/12560.5經(jīng)濟學四川

020103張大偉男84/01/05679經(jīng)濟學廣西

020104顧玉忠男85/10/01537經(jīng)濟學遼寧

020105王容女86/02/02465經(jīng)濟學北京

大學計算機基礎(chǔ)（第6章）27

6.3關(guān)系型數(shù)據(jù)庫

6.3.1關(guān)系模型的組成

6.3.2關(guān)系模型的建立

6.3.3關(guān)系的基本運算

大學計算機基礎(chǔ)（第6章）28

6.3」關(guān)系模型的組成

1.元組（記錄）（P181）

一個二維表中的行稱為元組。

2.表結(jié)構(gòu)（P181）

二維表中第一行，由字段名組成。

學號姓名性別出生日期入學成績專業(yè)籍貫

020101胡濤男85/10/11538經(jīng)濟學四川

020102朱小青女85/03/12560.5經(jīng)濟學四川

020103張大偉男84/01/05679經(jīng)濟學）西

020104顧玉忠男85/10/01537經(jīng)濟學遼寧

020105王容女86/02/02465經(jīng)濟學北京

大學計算機基礎(chǔ)（第6章）29

3.屬性（字段）（P181）

二維表中的列稱為屬性，每個屬性有屬性名、數(shù)據(jù)

類型、寬度，屬性的取值范圍稱為域。

例如，性別只能從“男”、“女”兩個漢字中取其一；邏

輯型屬性婚否只能從邏輯真（.T.）或邏輯假（.F.）兩個值中取

值。

4.關(guān)系模式（P181）

關(guān)系結(jié)構(gòu)的描述稱為關(guān)系模式。

例如，學生關(guān)系模式可表示為：學生（學號，姓名，性別,

出生日期，入學成績，專業(yè)，是否黨員，籍貫，簡歷）

大學計算機基礎(chǔ)（第6章）30

623關(guān)系模型的組成

5.關(guān)鍵字(P181)

在一個關(guān)系模式中，必然存在這樣一個屬性組，當這個

屬性組的值確定之后，關(guān)系中別的屬性值也就唯一地被確定

了。這個屬性組就是該關(guān)系模式的關(guān)鍵字，或稱主碼。

例如，學生關(guān)系中的“學號”、課程關(guān)系中的“課程

號”和學習關(guān)系中的“學號+課程號”。

學生關(guān)系學習關(guān)系課程關(guān)系

學號姓名年齡性別籍貫學號課程號成績課程號課程名教師

04001韓遇20男北京04001C40190C401計算機基礎(chǔ)王實

04002杜芙21女上海04001C40285C402數(shù)據(jù)庫技術(shù)黃燕八、、

04003李柏22男武漢04002C40192C403操作系統(tǒng)李博卿

04002C40291C404軟件工程劉得翼

04003C40367

大學計算機基礎(chǔ)（第6章）……31

623關(guān)系模型的組成

5.關(guān)鍵字（P181）

止匕外，一個關(guān)系模式中如果不止一個關(guān)鍵字，則稱這些

關(guān)鍵字為候選關(guān)鍵字（課程關(guān)系中的課程號、課程名）。指定其

中一個作為關(guān)系演算的操作變量，這個候選關(guān)鍵字即為主關(guān)

鍵字（主鍵）。

學生關(guān)系學習關(guān)系課程關(guān)系

學號姓名年齡性別籍貫學號課程號成績課程號課程名教師

04001韓遇20男北京04001C40190C401計算機基礎(chǔ)王實

04002杜芙21女上海04001C40285C402數(shù)據(jù)庫技術(shù)黃燕八、、

04003李柏22男武漢04002C40192C403操作系統(tǒng)李博卿

04002C40291C404軟件工程劉得翼

04003C40367

大學計算機基礎(chǔ)（第6章）32

623關(guān)系模型的組成

當某個候選關(guān)鍵字包含多個屬性時，則稱該候選關(guān)鍵字為

合成關(guān)鍵字。

例如，學習關(guān)系中的“學號”和“課程號”組成的屬性集

合為合成關(guān)鍵字。

學生關(guān)系學習關(guān)系課程關(guān)系

學號姓名年齡性別籍貫學號課程號成績課程號課程名教師

04001韓遇20男北京04001C40190C401計算機基礎(chǔ)王實

04002杜芙21女上海04001C40285C402數(shù)據(jù)庫技術(shù)黃燕

04003李柏22男武漢04002C40192C403操作系統(tǒng)李博卿

04002C40291C404軟件工程劉得翼

04003C40367

大學計算機基礎(chǔ)（第6章）33

623關(guān)系模型的組成

關(guān)系模式R1中屬性組XI不是R1的關(guān)鍵字，而是另一關(guān)系

R2的關(guān)鍵字，則稱XI為R1的外部關(guān)鍵字。

例如，學習關(guān)系中的“學號”是學生關(guān)系中的關(guān)鍵字，“課程

號”是課程關(guān)系中的關(guān)鍵字，它們都是學習關(guān)系中的外部關(guān)鍵字。

學生關(guān)系學習關(guān)系課程關(guān)系

學號姓名年齡性別籍貫學號課程號成績課程號課程名教師

04001韓遇20男北京04001C40190C401計算機基礎(chǔ)王實

04002杜芙21女上海04001C40285C402數(shù)據(jù)庫技術(shù)黃燕

04003李柏22男武漢04002C40192C403操作系統(tǒng)李博卿

04002C40291C404軟件工程劉得翼

04003C40367

合成關(guān)鍵字和外部關(guān)穌學提供了表示關(guān)條間聯(lián)系的手段。

大學計算機基礎(chǔ)（第6章）34

623關(guān)系模型的組成

6.關(guān)系模型的特點（P182）

關(guān)系必須規(guī)范化。規(guī)范化是指關(guān)系模型中的每一個關(guān)系模式

都必須滿足一定的要求。最基本的要求是：

?關(guān)系中任何一個屬性都必須是不可再分的元素，即不允許

表中有表（關(guān)系規(guī)范化）。

?每一列元素的數(shù)據(jù)類型相同

?列不重名

?行不重復(fù)

?行與行、列與列之間的順序可任意

?關(guān)系是隨時間的推移而變化的。

大學計算機基礎(chǔ)（第6章）35

6.3.2關(guān)系模型的建立

1.概念數(shù)據(jù)模型的表示（P182）

下面通過某大學的教學管理系統(tǒng)來說明一個綜合實體

模型的建立。

【例】設(shè)有學生、課程、教師、成績和排課5個實體，其屬性有:

?學生（學號，姓名，性別，出生日期，入學成績，專業(yè)，是否

黨員，籍貫，簡歷）；

?課程（課程號，課程名稱，學時總數(shù)，周學時數(shù)，學分，考試

方式）；

?教師（職工號，姓名，性別，出生年月，職稱，學科專業(yè)，工

作經(jīng)歷）；

?成績（學號，課程號，成績）

?排課（課程號，職工號，上課時間，上課地點）。

大學計算機基礎(chǔ)（第6章）36

6.3.2關(guān)系模型的建立

5個實體與其屬性的聯(lián)系可用E-R圖表示如下:

大學計算機基礎(chǔ)（第6章）37

632關(guān)系模型的建立

2.邏輯數(shù)據(jù)模型的表示（P182）

學生.

學號」姓名性別「出生日期J入學成績，」專業(yè)3是否黨員?籍貫，簡歷2

職工號。姓名?J性別Q出生年月Q職科學科專業(yè)Q工作經(jīng)歷，，

大學計算機基礎(chǔ)（第6章）38

6.3.3關(guān)系的基本運算

1.選擇（P184）

從指定的關(guān)系中選擇滿足給定條件的元組（行）構(gòu)成新的關(guān)系。

學號姓名性別出生日期入學成績專業(yè)籍貫

020102朱小青女85/03/12560.5經(jīng)濟學四川

020105王容女86/02/02465經(jīng)濟學北京

020201張歡女85/09/15467廣告學