數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用教程（第5版） （微課版）課件全套 陳志泊 第1-7章　數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述-SQL Server高級(jí)應(yīng)用

北京林業(yè)大學(xué)數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用信息時(shí)代面對(duì)大量的信息和數(shù)據(jù)，如何有效地對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、組織、存儲(chǔ)、加工、傳播、管理和使用，是數(shù)據(jù)管理必需解決的問題。數(shù)據(jù)庫就是一種數(shù)據(jù)管理技術(shù)，可以幫助我們科學(xué)地組織和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)、高效地獲取和處理數(shù)據(jù)，更廣泛、更安全地共享數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)庫技術(shù)是計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)的重要專業(yè)核心課程。數(shù)據(jù)庫技術(shù)的產(chǎn)生與發(fā)展數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的組成本章目錄CONTENTS數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的內(nèi)部體系結(jié)構(gòu)與外部體系結(jié)構(gòu)三個(gè)世界及其有關(guān)概念數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述信息、數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)處理與數(shù)據(jù)管理數(shù)據(jù)庫技術(shù)的產(chǎn)生與發(fā)展CONTENTS本節(jié)目錄數(shù)據(jù)庫技術(shù)的產(chǎn)生與發(fā)展信息、數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)處理與數(shù)據(jù)管理信息及其特征信息是人腦對(duì)現(xiàn)實(shí)世界事物的存在方式、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)以及事物之間聯(lián)系的抽象反映。學(xué)號(hào)：S1姓名：趙亦性別：女年齡：17歲所在系：計(jì)算機(jī)是該同學(xué)當(dāng)前存在狀態(tài)的反映信息及其特征源于物質(zhì)和能量可以感知可存儲(chǔ)、加工、傳遞和再生信息的特征數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)是用來記錄信息的可識(shí)別的符號(hào)組合，是信息的具體表現(xiàn)形式。S1趙亦女17歲計(jì)算機(jī)例如，數(shù)據(jù)：（趙亦，計(jì)算機(jī)）數(shù)據(jù)和它的語義是不可分割的，給數(shù)據(jù)賦予不同的語義，對(duì)數(shù)據(jù)有不同的解釋。當(dāng)給數(shù)據(jù)賦予特定語義后，它們就轉(zhuǎn)換為可傳遞的信息。數(shù)據(jù)的表現(xiàn)形式可用多種不同的數(shù)據(jù)形式表示同一信息，而信息不隨數(shù)據(jù)形式的不同而改變。數(shù)字文字圖形圖象聲音等如：“2000年碩士研究生將擴(kuò)招30%”，其中的數(shù)據(jù)可改為漢字形式“兩千年”、“百分之三十”，而表達(dá)的信息是一致的。數(shù)據(jù)與信息的聯(lián)系如，上例中的數(shù)據(jù)“2000”、“30%”被賦予了特定的語義，此處的2000表示的是“2000年”，30%表示的是“研究生將擴(kuò)招30%”。它們具有了傳遞信息的功能。數(shù)據(jù)是信息的符號(hào)表示信息是數(shù)據(jù)的內(nèi)涵，是對(duì)數(shù)據(jù)的語義解釋信息=數(shù)據(jù)+語義數(shù)據(jù)處理與數(shù)據(jù)管理將數(shù)據(jù)加工并轉(zhuǎn)換成信息的過程，包括數(shù)據(jù)的收集、管理、加工利用（計(jì)算）、傳播等一系列活動(dòng)的總和數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理與數(shù)據(jù)管理數(shù)據(jù)是原料，是輸入，而信息是產(chǎn)出，是輸出結(jié)果。數(shù)據(jù)＋數(shù)據(jù)處理=信息（１）是從大量的原始數(shù)據(jù)中抽取和推導(dǎo)出有價(jià)值的信息，作為決策的依據(jù)；（２）是借助計(jì)算機(jī)科學(xué)地保存和管理大量復(fù)雜的數(shù)據(jù)，以便人們能夠方便地充分利用這些信息資源。數(shù)據(jù)處理與數(shù)據(jù)管理是數(shù)據(jù)處理的核心，指數(shù)據(jù)的分類、組織、編碼、存儲(chǔ)、檢索、維護(hù)等工作。數(shù)據(jù)管理對(duì)數(shù)據(jù)管理技術(shù)的優(yōu)劣，直接影響數(shù)據(jù)處理的效果。數(shù)據(jù)處理與數(shù)據(jù)管理數(shù)據(jù)庫技術(shù)正是瞄準(zhǔn)這一目標(biāo)而研究、發(fā)展并完善起來的專門技術(shù)。數(shù)據(jù)庫技術(shù)的產(chǎn)生與發(fā)展隨著計(jì)算機(jī)硬件和軟件的發(fā)展，數(shù)據(jù)管理技術(shù)經(jīng)歷了從低級(jí)到高級(jí)的發(fā)展階段，即：人工管理階段文件系統(tǒng)階段數(shù)據(jù)庫管理階段文件系統(tǒng)階段文件系統(tǒng)階段（50年代后期至60年代中期）計(jì)算機(jī)不僅用于科學(xué)計(jì)算，還大量用于信息管理。隨著數(shù)據(jù)量的增加，數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、檢索和維護(hù)成為緊迫的需要硬件有了磁盤、磁鼓等直接存儲(chǔ)設(shè)備軟件方面，出現(xiàn)了高級(jí)語言和操作系統(tǒng)。操作系統(tǒng)中有了專門管理數(shù)據(jù)的軟件，稱為文件系統(tǒng)文件系統(tǒng)階段的特點(diǎn)數(shù)據(jù)可以文件形式長期保存在外部存儲(chǔ)器的磁盤上，可被多次反復(fù)使用，應(yīng)用程序?qū)ξ募M(jìn)行查詢、修改和插入操作。文件系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行管理。數(shù)據(jù)組織成具有一定結(jié)構(gòu)的記錄，并以文件的形式存儲(chǔ)在存儲(chǔ)設(shè)備上，程序只需用文件名就可與數(shù)據(jù)打交道，不必關(guān)心數(shù)據(jù)的物理存儲(chǔ)（位置、結(jié)構(gòu)等），由文件系統(tǒng)提供存取方法（讀/寫）。文件系統(tǒng)階段的特點(diǎn)文件系統(tǒng)階段應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系應(yīng)用程序1應(yīng)用程序2文件1文件2應(yīng)用程序n文件n文件系統(tǒng)文件系統(tǒng)階段的特點(diǎn)數(shù)據(jù)和程序有了一定的獨(dú)立性。文件系統(tǒng)在程序與數(shù)據(jù)文件之間的存取轉(zhuǎn)換作用。應(yīng)用程序1應(yīng)用程序2文件1文件2應(yīng)用程序n文件n文件系統(tǒng)文件系統(tǒng)階段的特點(diǎn)文件組織形式多樣化，便于存儲(chǔ)和查找數(shù)據(jù)，如順序文件、索引文件等。數(shù)據(jù)具有一定的共享性。數(shù)據(jù)不再屬于某個(gè)特定的程序，可以重復(fù)使用。文件系統(tǒng)階段還存在如下一些問題（1）數(shù)據(jù)共享性差、冗余度大。一個(gè)文件基本上對(duì)應(yīng)于一個(gè)應(yīng)用程序，即文件仍然是面向應(yīng)用的，文件間相互獨(dú)立，缺乏聯(lián)系。（2）數(shù)據(jù)不一致性。這通常是由數(shù)據(jù)冗余造成的。文件系統(tǒng)階段還存在如下一些問題文件結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)仍然基于特定的應(yīng)用，一旦改變數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)，必須修改相應(yīng)的應(yīng)用程序。而應(yīng)用程序發(fā)生變化，如改用另一種程序設(shè)計(jì)語言來編寫程序，也需修改數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，程序與數(shù)據(jù)間的依賴關(guān)系并未根本改變。（3）數(shù)據(jù)獨(dú)立性差（4）數(shù)據(jù)間的聯(lián)系弱。文件與文件之間是獨(dú)立的，文件間的聯(lián)系必須通過程序來構(gòu)造。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段（60年代中期以后）硬件方面出現(xiàn)了大容量、存取快速的磁盤，使計(jì)算機(jī)聯(lián)機(jī)存取大量數(shù)據(jù)成為可能。硬件價(jià)格下降和軟件價(jià)格上升，使開發(fā)和維護(hù)系統(tǒng)軟件的成本相對(duì)增加。計(jì)算機(jī)應(yīng)用于管理的規(guī)模更加龐大，數(shù)據(jù)量急劇增加，文件系統(tǒng)的數(shù)據(jù)管理方法已無法適應(yīng)各種應(yīng)用的需要。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展、數(shù)據(jù)管理的需求迫切性，共同促使人們研究一種新的數(shù)據(jù)管理技術(shù)——數(shù)據(jù)庫技術(shù)。數(shù)據(jù)庫技術(shù)是把一批相關(guān)數(shù)據(jù)組織成數(shù)據(jù)庫，并對(duì)其進(jìn)行集中、統(tǒng)一的管理，實(shí)施很強(qiáng)的安全性和完整性控制的技術(shù)。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段的特點(diǎn)（1）數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化。數(shù)據(jù)及其聯(lián)系按照數(shù)據(jù)模型組織到結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)庫中，且面向全組織的所有應(yīng)用。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段的特點(diǎn)（2）數(shù)據(jù)共享性高、冗余度低。數(shù)據(jù)庫中的一組數(shù)據(jù)集合可為多個(gè)應(yīng)用和多個(gè)用戶共同使用。映射映射映射應(yīng)用程序1應(yīng)用程序2應(yīng)用程序n邏輯文件1邏輯文件2邏輯文件nDBMS數(shù)據(jù)庫由數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DataBaseManagementSystem，DBMS）實(shí)現(xiàn)各應(yīng)用程序?qū)?shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)的共享數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段的特點(diǎn)（3）數(shù)據(jù)獨(dú)立性高。即數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)與應(yīng)用程序間相互獨(dú)立，即數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)、存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)以及存取方式的改變不影響應(yīng)用程序。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段的特點(diǎn)映射映射用戶邏輯結(jié)構(gòu)…數(shù)據(jù)庫邏輯結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫物理結(jié)構(gòu)用戶…在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，整個(gè)數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)可分成三級(jí)：用戶邏輯結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)庫邏輯結(jié)構(gòu)和物理結(jié)構(gòu)。數(shù)據(jù)獨(dú)立性分兩級(jí)：物理獨(dú)立性和邏輯獨(dú)立性。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段的特點(diǎn)數(shù)據(jù)的物理獨(dú)立性是指當(dāng)數(shù)據(jù)庫物理結(jié)構(gòu)（如存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)、存取方式、外部存儲(chǔ)設(shè)備等）改變時(shí)，通過修改映射，使數(shù)據(jù)庫邏輯結(jié)構(gòu)不受影響，進(jìn)而用戶邏輯結(jié)構(gòu)以及應(yīng)用程序不用改變。數(shù)據(jù)的邏輯獨(dú)立性是指當(dāng)數(shù)據(jù)庫邏輯結(jié)構(gòu)（如修改數(shù)據(jù)定義、增加新的數(shù)據(jù)類型、改變數(shù)據(jù)間的關(guān)系等）發(fā)生改變時(shí)，通過修改映射，使用戶邏輯結(jié)構(gòu)以及應(yīng)用程序不用改變。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段的特點(diǎn)（4）數(shù)據(jù)由DBMS統(tǒng)一管理和控制，有統(tǒng)一的數(shù)據(jù)管理和控制功能。

數(shù)據(jù)控制功能包括：數(shù)據(jù)的安全性控制、完整性控制、并發(fā)控制、數(shù)據(jù)恢復(fù)。安全性控制：防止不合法使用數(shù)據(jù)庫造成數(shù)據(jù)的泄露和破壞。合法用戶只能操作有權(quán)限的數(shù)據(jù)，不合法的用戶禁止訪問。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段的特點(diǎn)完整性控制：通過設(shè)置一些完整性規(guī)則等約束條件，確保數(shù)據(jù)的正確性、有效性和相容性。并發(fā)控制：多個(gè)用戶同時(shí)存取或修改數(shù)據(jù)庫時(shí)，系統(tǒng)可防止由于相互干擾而提供給用戶不正確的數(shù)據(jù)，并防止數(shù)據(jù)庫受到破壞。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段的特點(diǎn)數(shù)據(jù)恢復(fù)：由于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的軟硬件故障、操作員的誤操作及其他故意的破壞等原因，造成數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)不正確或數(shù)據(jù)丟失時(shí)，系統(tǒng)有能力將數(shù)據(jù)庫從錯(cuò)誤狀態(tài)恢復(fù)到最近某一時(shí)刻的正確狀態(tài)。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段的特點(diǎn)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段程序與數(shù)據(jù)之間的關(guān)系人工管理階段文件系統(tǒng)階段數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段數(shù)據(jù)的管理者人文件系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)面向的對(duì)象某一應(yīng)用程序某一應(yīng)用程序整個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)據(jù)的共享程度無共享,冗余度極大共享性差,冗余度大共享性高，冗余度小數(shù)據(jù)的獨(dú)立性不獨(dú)立，完全依賴于程序獨(dú)立性差具有高度的物理獨(dú)立性和邏輯獨(dú)立性數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化無結(jié)構(gòu)記錄內(nèi)有結(jié)構(gòu)，整體無結(jié)構(gòu)整體結(jié)構(gòu)化，用數(shù)據(jù)模型描述數(shù)據(jù)控制能力應(yīng)用程序自己控制應(yīng)用程序自己控制由數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)安全性、完整性、并發(fā)控制和恢復(fù)能力數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段的特點(diǎn)思考題：（1）數(shù)據(jù)管理技術(shù)發(fā)展過程經(jīng)過人工管理、文件系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)三個(gè)階段，其中數(shù)據(jù)獨(dú)立性最高的階段是哪個(gè)？（2）畫出人工管理、文件系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)三個(gè)階段中數(shù)據(jù)和程序間的關(guān)系圖。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段的特點(diǎn)數(shù)據(jù)庫技術(shù)的產(chǎn)生與發(fā)展數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的組成本章目錄CONTENTS數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的內(nèi)部體系結(jié)構(gòu)與外部體系結(jié)構(gòu)三個(gè)世界及其有關(guān)概念數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述是以計(jì)算機(jī)軟硬件為工具，把數(shù)據(jù)組織成數(shù)據(jù)庫形式并對(duì)其進(jìn)行存儲(chǔ)、管理、處理和維護(hù)數(shù)據(jù)的高效能的信息處理系統(tǒng)。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（DataBaseSystem,簡稱DBS）數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的組成由計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫、軟件系統(tǒng)（含操作系統(tǒng)、應(yīng)用程序開發(fā)工具、數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)）、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DBMS）、數(shù)據(jù)庫用戶組成。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的組成數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（DBS）計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)指存儲(chǔ)和運(yùn)行數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的硬件設(shè)備。包括CPU、內(nèi)存、大容量的存儲(chǔ)設(shè)備、輸入/輸出設(shè)備和外部設(shè)備等。1、硬件（Hardware）系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的組成數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的組成是存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)內(nèi)、有組織的、可共享的數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)對(duì)象的集合，這種集合按一定的數(shù)據(jù)模型（或結(jié)構(gòu)）組織、描述并長期存儲(chǔ)，同時(shí)能以安全和可靠的方法進(jìn)行數(shù)據(jù)的檢索和存儲(chǔ)。2、數(shù)據(jù)庫（DataBase，DB）（1）集成性將某特定應(yīng)用環(huán)境中的各種應(yīng)用相關(guān)的數(shù)據(jù)及其數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系全部集中地并按照一定的結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行存儲(chǔ)。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的組成（2）共享性數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)可為多個(gè)不同的用戶所共享，可同時(shí)存取數(shù)據(jù)庫，甚至同時(shí)存取數(shù)據(jù)庫中的同一數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)庫的兩個(gè)特點(diǎn)非計(jì)算機(jī)專業(yè)人員利用已編寫好的應(yīng)用程序接口使用數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的組成第一類用戶：最終用戶（EndUser）即使用數(shù)據(jù)庫的人，對(duì)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行存儲(chǔ)、維護(hù)和檢索等操作。3、數(shù)據(jù)庫用戶為最終用戶設(shè)計(jì)和編制應(yīng)用程序并進(jìn)行調(diào)試和安裝數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的組成第二類用戶：應(yīng)用程序員（ApplicationProgrammer）負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)、建立、管理和維護(hù)數(shù)據(jù)庫以及協(xié)調(diào)用戶對(duì)數(shù)據(jù)庫要求的個(gè)人或工作團(tuán)隊(duì)第三類用戶：數(shù)據(jù)庫管理員（DataBaseAdministrator，DBA）數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的組成DBA的主要職責(zé)如下：參與數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的全過程，決定整個(gè)數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)和內(nèi)容。01決定數(shù)據(jù)庫的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)和存取策略，以獲得較高的存取效率和存儲(chǔ)空間利用率。02幫助應(yīng)用程序員使用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，如培訓(xùn)、解答應(yīng)用程序員日常使用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)時(shí)遇到的問題等。03改進(jìn)和重構(gòu)數(shù)據(jù)庫，DBA負(fù)責(zé)監(jiān)視數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)運(yùn)行期間的空間利用率、處理效率等性能指標(biāo)。06定義數(shù)據(jù)的安全性和完整性，負(fù)責(zé)分配各個(gè)應(yīng)用程序?qū)?shù)據(jù)庫的存取權(quán)限。04監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)庫的使用和運(yùn)行，DBA負(fù)責(zé)定義和實(shí)施適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)庫備份和恢復(fù)策略；當(dāng)數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)需要改變時(shí)，完成對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的修改。05數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的組成軟件系統(tǒng)主要包括操作系統(tǒng)（OperatingSystem，OS）、應(yīng)用程序開發(fā)工具和數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)等。4、軟件（Software）系統(tǒng)：數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的組成數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的組成DBMS是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的核心軟件。5、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)：（DataBaseManagementSystem,DBMS）DBMS提供數(shù)據(jù)定義語言（DataDefineLanguage，DDL）定義數(shù)據(jù)的模式、外模式和內(nèi)模式三級(jí)模式結(jié)構(gòu)；定義模式/內(nèi)模式和外模式/模式二級(jí)映像；定義有關(guān)的約束條件。（1）

數(shù)據(jù)定義功能數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的組成如：定義用戶口令和存取權(quán)限、定義完整性規(guī)則；DBMS提供的結(jié)構(gòu)化查詢語言（SQL）提供Create、Drop、Alter等語句可分別用來建立、刪除和修改數(shù)據(jù)庫。DBMS提供數(shù)據(jù)操縱語言（DataManipulationLanguage，DML）實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)庫的基本操作，包括檢索、更新（包括插入、修改和刪除）等。（2）

數(shù)據(jù)操縱功能數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的組成DBMS提供的結(jié)構(gòu)化查詢語言SQL提供INSERT、DELETE、UPDATE、SELECT可分別實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的增、刪、改、查等操作。例如DML有兩類：一類是自主型的或自含型的，可單獨(dú)使用另一類是宿主型的，需要嵌入在高級(jí)語言中，不能單獨(dú)使用是DBMS的核心部分。DBMS通過對(duì)數(shù)據(jù)庫的控制以確保數(shù)據(jù)正確、有效和數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的正常運(yùn)行。（3）數(shù)據(jù)庫運(yùn)行管理功能數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的組成DBMS對(duì)數(shù)據(jù)庫的控制主要有4個(gè)方面：數(shù)據(jù)的安全性控制數(shù)據(jù)的完整性控制多用戶環(huán)境下的數(shù)據(jù)并發(fā)性控制數(shù)據(jù)庫的恢復(fù)（4）數(shù)據(jù)庫的建立和維護(hù)功能數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的組成由DBMS的各個(gè)實(shí)用程序完成相關(guān)功能：數(shù)據(jù)庫的建立包括數(shù)據(jù)庫的初始數(shù)據(jù)的裝入與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換等。數(shù)據(jù)庫的維護(hù)包括數(shù)據(jù)庫的轉(zhuǎn)儲(chǔ)、恢復(fù)、重組織與重構(gòu)造、系統(tǒng)性能監(jiān)視與分析等。（5）數(shù)據(jù)組織、存儲(chǔ)和管理數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的組成DBMS負(fù)責(zé)對(duì)需要存放的各種數(shù)據(jù)的組織、存儲(chǔ)和管理工作，確定以何種文件結(jié)構(gòu)和存取方式物理地組織這些數(shù)據(jù)，以提高存儲(chǔ)空間利用率和對(duì)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行增、刪、查、改的效率。（6）

數(shù)據(jù)通信接口數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的組成DBMS提供與其他軟件系統(tǒng)進(jìn)行通信的功能。DBMS提供了與其他DBMS或文件系統(tǒng)的接口，實(shí)現(xiàn)用戶程序與DBMS、DBMS與DBMS、DBMS與文件系統(tǒng)之間的通信與數(shù)據(jù)交換。通常這些功能要與操作系統(tǒng)協(xié)調(diào)完成。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的組成DBMS在操作系統(tǒng)支持下工作，應(yīng)用程序在DBMS支持下才能使用數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)在整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的地位編譯系統(tǒng)OS硬件應(yīng)用系統(tǒng)應(yīng)用開發(fā)工具DBMS數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的組成教學(xué)管理系統(tǒng)主要涉及學(xué)生、教師、課程、選課、授課等信息的管理。主要的數(shù)據(jù)項(xiàng)如下：典型的操作包括學(xué)生成績統(tǒng)計(jì)、學(xué)生選課信息統(tǒng)計(jì)、教師授課信息統(tǒng)計(jì)等。學(xué)生信息：學(xué)號(hào)、姓名、性別、年齡、系等教師信息：教師號(hào)、姓名、性別、年齡、職稱、工資、津貼、系等課程信息：課程號(hào)、課程名稱、學(xué)時(shí)等選課信息：學(xué)號(hào)、課程號(hào)、成績等授課信息：教師號(hào)、課程號(hào)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的組成思考題：1、數(shù)據(jù)庫（DB）、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（DBS）、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DBMS）之間的關(guān)系是（）。A）DB包含DBS和DBMSB）DBMS包含DB和DBSC）DBS包含DB和DBMSD）沒有任何關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的組成思考題：2、在數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)語言中，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的查詢及增、刪、改等操作的是（）。A）數(shù)據(jù)定義語言

B）數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換語言C）數(shù)據(jù)控制語言

D）數(shù)據(jù)操縱語言數(shù)據(jù)庫技術(shù)的產(chǎn)生與發(fā)展數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的組成本章目錄CONTENTS數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的內(nèi)部體系結(jié)構(gòu)與外部體系結(jié)構(gòu)三個(gè)世界及其有關(guān)概念數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的內(nèi)部體系結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的內(nèi)部體系結(jié)構(gòu)從DBMS角度來看，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)通常采用三級(jí)模式結(jié)構(gòu)，這是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的內(nèi)部體系結(jié)構(gòu)。應(yīng)用1應(yīng)用2應(yīng)用n外模式1…外模式m…外模式/模式映象模式模式/內(nèi)模式映象內(nèi)模式用戶級(jí)概念級(jí)物理級(jí)數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級(jí)模式結(jié)構(gòu)和二級(jí)映像功能示意圖數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的內(nèi)部體系結(jié)構(gòu)又稱概念模式，處于中間層，是對(duì)數(shù)據(jù)庫中全體數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和特征的描述，是數(shù)據(jù)庫的整體邏輯，即概念視圖、概念級(jí)數(shù)據(jù)庫。1、模式（Schema）數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的內(nèi)部體系結(jié)構(gòu)對(duì)下層：不涉及數(shù)據(jù)的物理存儲(chǔ)細(xì)節(jié)和硬件環(huán)境；對(duì)上層：與具體的應(yīng)用程序、所使用的應(yīng)用開發(fā)工具及程序設(shè)計(jì)語言無關(guān)。一個(gè)數(shù)據(jù)庫只有一個(gè)模式。外模式1…外模式m外模式/模式映象模式模式/內(nèi)模式映象內(nèi)模式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的內(nèi)部體系結(jié)構(gòu)又稱子模式或用戶模式，處于最外層，是對(duì)數(shù)據(jù)庫用戶能看到并允許使用的那部分局部數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和特征的描述，是與某一應(yīng)用有關(guān)的數(shù)據(jù)的邏輯表示，即用戶視圖、用戶數(shù)據(jù)庫。2、外模式（ExternalSchema）外模式是模式的子集，可有多個(gè)，同一個(gè)外模式可以為多個(gè)應(yīng)用程序使用。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的內(nèi)部體系結(jié)構(gòu)又稱為存儲(chǔ)模式或物理模式，處于最內(nèi)層，也是靠近物理存儲(chǔ)的一層，是對(duì)整個(gè)數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)的描述，是數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫內(nèi)部的表示方式，又叫物理級(jí)數(shù)據(jù)庫、物理視圖。3、內(nèi)模式（InternalSchema）一個(gè)數(shù)據(jù)庫只有一個(gè)內(nèi)模式。模式模式/內(nèi)模式映象內(nèi)模式數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的內(nèi)部體系結(jié)構(gòu)小結(jié)：內(nèi)模式：物理視圖，物理級(jí)數(shù)據(jù)庫，是整個(gè)數(shù)據(jù)庫實(shí)際存儲(chǔ)的表示。模式：概念視圖，概念級(jí)數(shù)據(jù)庫，是整個(gè)數(shù)據(jù)庫實(shí)際存儲(chǔ)的抽象表示。外模式：用戶視圖，用戶級(jí)數(shù)據(jù)庫，是概念模式的某一部分的抽象表示。一個(gè)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，實(shí)際存在的只是物理級(jí)數(shù)據(jù)庫，即內(nèi)模式，是數(shù)據(jù)訪問的基礎(chǔ)。概念數(shù)據(jù)庫只不過是物理級(jí)數(shù)據(jù)庫的一種抽象描述用戶級(jí)數(shù)據(jù)庫是用戶與數(shù)據(jù)庫的接口。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的內(nèi)部體系結(jié)構(gòu)小結(jié)：用戶根據(jù)外模式進(jìn)行的操作，通過外模式到模式的映射與概念級(jí)數(shù)據(jù)庫聯(lián)系起來，又通過模式到內(nèi)模式的映射與物理級(jí)數(shù)據(jù)庫聯(lián)系起來。DBMS在三級(jí)模式之間提供了二級(jí)映象功能，保證了數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)能夠具有較高的邏輯獨(dú)立性與物理獨(dú)立性。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的內(nèi)部體系結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的二級(jí)映象與數(shù)據(jù)獨(dú)立性外模式/模式映象保證了數(shù)據(jù)與程序間的邏輯獨(dú)立性模式/內(nèi)模式映象確保了數(shù)據(jù)的物理獨(dú)立性數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的內(nèi)部體系結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級(jí)模式與二級(jí)映像的優(yōu)點(diǎn)保證數(shù)據(jù)的獨(dú)立性簡化了用戶接口有利于數(shù)據(jù)共享有利于數(shù)據(jù)的安全保密數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級(jí)模式與二級(jí)映像優(yōu)點(diǎn)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的外部體系結(jié)構(gòu)從最終用戶角度來看，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)分為：數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的外部體系結(jié)構(gòu)單用戶結(jié)構(gòu)主從式結(jié)構(gòu)分布式結(jié)構(gòu)客戶/服務(wù)器結(jié)構(gòu)瀏覽器/服務(wù)器結(jié)構(gòu)這是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的外部體系結(jié)構(gòu)。又稱桌面型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)將應(yīng)用程序、DBMS和數(shù)據(jù)庫都裝在一臺(tái)計(jì)算機(jī)上，由一個(gè)用戶獨(dú)占使用。適合未聯(lián)網(wǎng)用戶、個(gè)人用戶等。1、單用戶結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的外部體系結(jié)構(gòu)DBMS提供較弱的數(shù)據(jù)庫管理和較強(qiáng)的應(yīng)用程序和界面開發(fā)工具，既是數(shù)據(jù)庫管理工具，同時(shí)又是數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序和界面的前端工具。如：MicrosoftAcess,VisualFoxpro等是大型主機(jī)帶多終端的多用戶結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)，又稱主機(jī)/終端模式2、主從式結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的外部體系結(jié)構(gòu)主機(jī)終端數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的外部體系結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，易于管理、控制與維護(hù)。優(yōu)點(diǎn)當(dāng)終端數(shù)目太多時(shí)，主機(jī)的任務(wù)會(huì)過分繁重，成為系統(tǒng)瓶頸。系統(tǒng)的可靠性依賴主機(jī)，當(dāng)主機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)都不能使用。缺點(diǎn)是分布式網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與數(shù)據(jù)庫技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。數(shù)據(jù)庫分布存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的不同結(jié)點(diǎn)上。3、分布式結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的外部體系結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的外部體系結(jié)構(gòu)多臺(tái)服務(wù)器并發(fā)的處理數(shù)據(jù)，提高效率優(yōu)點(diǎn)數(shù)據(jù)的分布式存儲(chǔ)給數(shù)據(jù)處理任務(wù)協(xié)調(diào)與維護(hù)帶來困難。缺點(diǎn)（1）數(shù)據(jù)在物理上是分布的（2）所有數(shù)據(jù)在邏輯上是一個(gè)整體（3）結(jié)點(diǎn)上分布存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)相對(duì)獨(dú)立數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的外部體系結(jié)構(gòu)（Client/Server，C/S結(jié)構(gòu)）把DBMS的功能與應(yīng)用程序分開。分為：數(shù)據(jù)庫服務(wù)器（簡稱服務(wù)器，Server）客戶機(jī)（Client）4、客戶/服務(wù)器結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的外部體系結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行效率大大提高缺點(diǎn)維護(hù)升級(jí)很不方便胖客戶機(jī)結(jié)構(gòu)，兩層結(jié)構(gòu)。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的外部體系結(jié)構(gòu)（Browser/Server，B/S結(jié)構(gòu)）針對(duì)客戶機(jī)/服務(wù)器結(jié)構(gòu)的不足而提出的。客戶機(jī)僅安裝通用的瀏覽器軟件，實(shí)現(xiàn)輸入/輸出應(yīng)用程序安裝在應(yīng)用服務(wù)器上，充當(dāng)了中介5、瀏覽器/服務(wù)器結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的外部體系結(jié)構(gòu)瘦客戶機(jī)結(jié)構(gòu)，三層結(jié)構(gòu)。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的外部體系結(jié)構(gòu)思考題：1、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級(jí)模式結(jié)構(gòu)中，下列不屬于三級(jí)模式的是（）。A）內(nèi)模式B）抽象模式C）外模式D）概念模式2、在數(shù)據(jù)庫的三級(jí)模式結(jié)構(gòu)中，描述數(shù)據(jù)庫中全體數(shù)據(jù)的全局邏輯結(jié)構(gòu)和特征的是（）。A）外模式

B）內(nèi)模式C）存儲(chǔ)模式

D）模式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的外部體系結(jié)構(gòu)思考題：數(shù)據(jù)庫技術(shù)的產(chǎn)生與發(fā)展數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的組成本章目錄CONTENTS數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的內(nèi)部體系結(jié)構(gòu)與外部體系結(jié)構(gòu)三個(gè)世界及其有關(guān)概念數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述三個(gè)世界及其概念三個(gè)世界及其有關(guān)概念數(shù)據(jù)庫管理的對(duì)象(數(shù)據(jù))存在于現(xiàn)實(shí)世界中，即現(xiàn)實(shí)世界中的事物及其各種聯(lián)系。從現(xiàn)實(shí)世界的事物到存儲(chǔ)到計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)，要數(shù)經(jīng)歷現(xiàn)實(shí)世界、信息世界和計(jì)算機(jī)世界三個(gè)不同的世界，經(jīng)歷兩級(jí)抽象和轉(zhuǎn)換完成。三個(gè)世界及其有關(guān)概念現(xiàn)實(shí)世界概念模型認(rèn)識(shí)抽象DBMS支持的數(shù)據(jù)模型信息世界計(jì)算機(jī)世界現(xiàn)實(shí)世界數(shù)據(jù)處理的抽象和轉(zhuǎn)換過程轉(zhuǎn)換三個(gè)世界及其有關(guān)概念1、現(xiàn)實(shí)世界即客觀存在的世界，由客觀存在的事物及其聯(lián)系所組成。人們總是選用感興趣的最能表征一個(gè)事物的若干特征來描述該事物，例如，選用學(xué)號(hào)、姓名、性別、年齡、系等來描述學(xué)生，有了這些特征，就能區(qū)分不同的學(xué)生。客觀世界中，事物之間是相互聯(lián)系的，但人們只選擇那些感興趣的聯(lián)系。如可以選擇“學(xué)生選修課程”這一聯(lián)系表示學(xué)生和課程之間的關(guān)系。是現(xiàn)實(shí)世界在人們頭腦中的反映，經(jīng)過人腦的分析、歸納和抽象，形成信息，人們把這些信息進(jìn)行記錄、整理、歸類和格式化后，就構(gòu)成了信息世界。信息世界是對(duì)客觀事物及其聯(lián)系的一種抽象描述。如：學(xué)生信息、教師信息等2、信息世界（概念世界）三個(gè)世界及其有關(guān)概念三個(gè)世界及其有關(guān)概念從現(xiàn)實(shí)世界到概念世界是通過概念模型來表達(dá)的。如：E-R模型概念模型：又叫信息模型，是按用戶的觀點(diǎn)對(duì)數(shù)據(jù)和信息建模，不依賴于具體的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，只是用來描述某個(gè)特定組織所關(guān)心的信息結(jié)構(gòu)?？陀^事物在信息世界中的抽象表示，如：學(xué)生、教師信息世界（概念世界）三個(gè)世界及其有關(guān)概念教師教師名年齡專業(yè)性別教師號(hào)職稱學(xué)生學(xué)號(hào)年齡性別姓名系三個(gè)世界及其有關(guān)概念客觀事物之間的聯(lián)系在信息世界中的抽象表示。如，學(xué)生和課程間的聯(lián)系信息世界（概念世界）在現(xiàn)實(shí)世界中事物、事物的屬性以及事物之間的聯(lián)系，抽象到信息世界對(duì)應(yīng)的就是實(shí)體、實(shí)體的屬性以及實(shí)體之間的聯(lián)系。信息世界（概念世界）三個(gè)世界及其有關(guān)概念三個(gè)世界及其有關(guān)概念信息世界及其有關(guān)基本概念實(shí)體客觀存在并且可以相互區(qū)別的“事物”稱為實(shí)體實(shí)體可以是具體的人、事、物，也可以是抽象的事件

屬性實(shí)體所具有的某一特性稱為屬性具體值型值屬性名如學(xué)生實(shí)體由學(xué)號(hào)、姓名、性別、年齡、系等方面的屬性組成。（990001、張立、20、男、計(jì)算機(jī)），這些屬性值的集合表示了一個(gè)學(xué)生實(shí)體。三個(gè)世界及其有關(guān)概念三個(gè)世界及其有關(guān)概念實(shí)體型實(shí)體集具有相同屬性的實(shí)體必然具有共同的特征同型實(shí)體的集合稱為實(shí)體集用實(shí)體名及其屬性名集合來抽象和描述同類實(shí)體，稱為實(shí)體型，如：學(xué)生（學(xué)號(hào)，姓名，年齡，性別，系）同型實(shí)體的集合稱為實(shí)體集。如所有的學(xué)生、所有的課程等。三個(gè)世界及其有關(guān)概念能唯一標(biāo)識(shí)一個(gè)實(shí)體的屬性或?qū)傩约Q為實(shí)體的碼某一屬性的取值范圍稱為該屬性的域碼域如：學(xué)生的學(xué)號(hào)就是學(xué)生實(shí)體的碼。如：性別的域?yàn)槟谢蚺齻€(gè)世界及其有關(guān)概念聯(lián)系客觀事物內(nèi)部以及事物之間是聯(lián)系的，它們分別被抽象為：單個(gè)實(shí)體型內(nèi)部的聯(lián)系，是指組成實(shí)體的各屬性之間的聯(lián)系實(shí)體型之間的聯(lián)系，是指不同實(shí)體集之間的聯(lián)系三個(gè)世界及其有關(guān)概念兩個(gè)實(shí)體型間的聯(lián)系兩個(gè)實(shí)體型之間的聯(lián)系是指兩個(gè)不同的實(shí)體集間的聯(lián)系，有三種類型：一對(duì)一聯(lián)系、一對(duì)多聯(lián)系、多對(duì)多聯(lián)系。AB一對(duì)一聯(lián)系一對(duì)一聯(lián)系（1:1）實(shí)體集A中的一個(gè)實(shí)體至多與實(shí)體集B中的一個(gè)實(shí)體相對(duì)應(yīng)，反之，實(shí)體集B中的一個(gè)實(shí)體至多與實(shí)體集A中的一個(gè)實(shí)體相對(duì)應(yīng)，則稱實(shí)體集A與實(shí)體集B為一對(duì)一的聯(lián)系，記作1:1。如，班級(jí)與班長。三個(gè)世界及其有關(guān)概念A(yù)B

一對(duì)多聯(lián)系一對(duì)多聯(lián)系（1:n）實(shí)體集A中的一個(gè)實(shí)體與實(shí)體集B中的n（n≥0）個(gè)實(shí)體相聯(lián)系，反之，實(shí)體集B中的一個(gè)實(shí)體至多與實(shí)體集A中的一個(gè)實(shí)體相聯(lián)系，記作1:n。例如，班級(jí)與學(xué)生、公司與職員、省與市之間的聯(lián)系。三個(gè)世界及其有關(guān)概念A(yù)B

多對(duì)多聯(lián)系多對(duì)多聯(lián)系（m:n）實(shí)體集A中的一個(gè)實(shí)體與實(shí)體集B中的n（n≥0）個(gè)實(shí)體相聯(lián)系，反之，實(shí)體集B中的一個(gè)實(shí)體與實(shí)體集A中的m（m≥0）個(gè)實(shí)體相聯(lián)系，記作m:n。如，教師與學(xué)生、學(xué)生與課程、工廠與產(chǎn)品之間的聯(lián)系。三個(gè)世界及其有關(guān)概念又叫數(shù)據(jù)世界，是對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的第二層抽象，即對(duì)信息世界中信息的數(shù)據(jù)化，將信息用字符和數(shù)值等數(shù)據(jù)表示，使用計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)并管理概念世界中描述的實(shí)體集、實(shí)體、屬性和聯(lián)系的數(shù)據(jù)3、計(jì)算機(jī)世界信息世界到數(shù)據(jù)世界，使用數(shù)據(jù)模型來描述，數(shù)據(jù)庫中存放數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)是由數(shù)據(jù)模型決定的三個(gè)世界及其有關(guān)概念計(jì)算機(jī)世界的概念標(biāo)記實(shí)體屬性的命名單位稱為字段，字段名往往和屬性名相同。如學(xué)生有學(xué)號(hào)、姓名、年齡、性別和系等字段。一個(gè)記錄描述一個(gè)實(shí)體，字段的有序集合稱為記錄。如，一個(gè)學(xué)生（990001，張立，20，男，計(jì)算機(jī)）為一個(gè)記錄。字段Field記錄Record三個(gè)世界及其有關(guān)概念計(jì)算機(jī)世界的概念能唯一標(biāo)識(shí)文件中每個(gè)記錄的字段或字段集，稱為記錄的關(guān)鍵字。文件是用來描述實(shí)體集的。同一類記錄的集合稱為文件。如，所有學(xué)生的記錄組成了一個(gè)學(xué)生文件。文件File關(guān)鍵字Key三個(gè)世界及其有關(guān)概念

三個(gè)世界各術(shù)語的對(duì)應(yīng)關(guān)系現(xiàn)實(shí)世界 信息世界計(jì)算機(jī)世界事物總體 實(shí)體集文件事物個(gè)體 實(shí)體記錄特征 屬性字段事物間聯(lián)系 實(shí)體模型數(shù)據(jù)模型三個(gè)世界及其有關(guān)概念思考題（1）“商品”與“顧客”兩個(gè)實(shí)體集之間聯(lián)系一般是（）。A）一對(duì)一B）一對(duì)多C）多對(duì)一D）多對(duì)多（2）對(duì)現(xiàn)實(shí)世界進(jìn)行第一層抽象的模型，稱為

模型；對(duì)現(xiàn)實(shí)世界進(jìn)行第二層抽象的模型，稱為

模型。數(shù)據(jù)庫技術(shù)的產(chǎn)生與發(fā)展數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的組成本章目錄CONTENTS數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的內(nèi)部體系結(jié)構(gòu)與外部體系結(jié)構(gòu)三個(gè)世界及其有關(guān)概念數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述現(xiàn)實(shí)世界中的事物及其聯(lián)系，經(jīng)過兩級(jí)抽象和轉(zhuǎn)換后形成了計(jì)算機(jī)世界中的數(shù)據(jù)及其聯(lián)系，而數(shù)據(jù)模型就是用來描述數(shù)據(jù)及其聯(lián)系的。數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)庫中存放數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)是由數(shù)據(jù)模型決定的，數(shù)據(jù)模型是數(shù)據(jù)庫的框架，是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的核心和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)模型是描述數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)聯(lián)系、數(shù)據(jù)的語義和完整性約束的概念集合，由數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)操作和完整性約束三要素組成。數(shù)據(jù)模型的概念數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)模型的組成要素（1）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)即數(shù)據(jù)組織的結(jié)構(gòu)，用于描述系統(tǒng)的靜態(tài)特征，描述數(shù)據(jù)庫的組成對(duì)象以及對(duì)象間的聯(lián)系。即：一是描述數(shù)據(jù)對(duì)象的類型、內(nèi)容、性質(zhì)等；二是描述數(shù)據(jù)對(duì)象間的聯(lián)系。數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)模型的組成要素常用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)有：層次結(jié)構(gòu)----層次模型----層次數(shù)據(jù)庫網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)----網(wǎng)狀模型----網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫關(guān)系結(jié)構(gòu)----關(guān)系模型----關(guān)系數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)模型的組成要素（2）數(shù)據(jù)操作對(duì)數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)允許執(zhí)行的操作的集合，包括操作及相應(yīng)的操作規(guī)則（優(yōu)先級(jí)）等，描述了數(shù)據(jù)庫的動(dòng)態(tài)特性。一類是查詢操作一類是更新操作（含插入、刪除和修改）數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)模型的組成要素（3）數(shù)據(jù)的完整性約束一組完整性規(guī)則的集合。完整性規(guī)則是數(shù)據(jù)模型中數(shù)據(jù)及其聯(lián)系所具有的制約和依存規(guī)則。用以限定符合數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)庫狀態(tài)以及狀態(tài)的變化，以保證數(shù)據(jù)的正確、有效、相容。數(shù)據(jù)模型常用的數(shù)據(jù)模型（1）層次模型（2）網(wǎng)狀模型（3）關(guān)系模型數(shù)據(jù)模型（1）層次模型層次模型是采用樹型結(jié)構(gòu)（有根樹）來表示實(shí)體及其實(shí)體間的聯(lián)系的模型。樹形結(jié)構(gòu)中的結(jié)點(diǎn)表示實(shí)體型，實(shí)體型間的聯(lián)系用指針表示。采用層次模型的數(shù)據(jù)庫的典型代表是IBM公司1968年推出的IMS數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)學(xué)校生物學(xué)院管理學(xué)院工學(xué)院信息學(xué)院計(jì)算機(jī)專業(yè)網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)機(jī)械專業(yè)自動(dòng)化專業(yè)數(shù)據(jù)模型（1）層次模型有且僅有一個(gè)結(jié)點(diǎn)沒有雙親，根結(jié)點(diǎn)根以外的其他結(jié)點(diǎn)有且僅有一個(gè)雙親結(jié)點(diǎn)父子結(jié)點(diǎn)之間的聯(lián)系是一對(duì)多（1:n）的聯(lián)系特點(diǎn)任何一個(gè)給定的記錄值只有按其路徑查看時(shí)，才能顯出它的全部意義學(xué)校生物學(xué)院管理學(xué)院工學(xué)院信息學(xué)院計(jì)算機(jī)專業(yè)網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)機(jī)械專業(yè)自動(dòng)化專業(yè)無雙親，根節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)模型（1）層次模型層次模型的數(shù)據(jù)操縱與數(shù)據(jù)完整性約束進(jìn)行插入操作時(shí)，如果沒有相應(yīng)的雙親結(jié)點(diǎn)值就不能插入子女結(jié)點(diǎn)值。進(jìn)行刪除操作時(shí)，如果刪除雙親結(jié)點(diǎn)值，則相應(yīng)的子女結(jié)點(diǎn)值也被同時(shí)刪除。修改操作時(shí)，應(yīng)修改所有相應(yīng)的記錄，以保證數(shù)據(jù)的一致性。數(shù)據(jù)模型（1）層次模型結(jié)構(gòu)簡單，層次分明查詢效率高，從根結(jié)點(diǎn)到樹中任一結(jié)點(diǎn)均存在一條唯一的層次路徑提供良好的數(shù)據(jù)完整性支持優(yōu)點(diǎn)不能直接表示多對(duì)多聯(lián)系插入和刪除數(shù)據(jù)限制太多查詢子女結(jié)點(diǎn)必須通過雙親結(jié)點(diǎn)缺點(diǎn)數(shù)據(jù)模型（2）網(wǎng)狀模型網(wǎng)狀模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)網(wǎng)狀模型是采用有向圖結(jié)構(gòu)表示實(shí)體以及實(shí)體之間聯(lián)系的數(shù)據(jù)模型。每個(gè)結(jié)點(diǎn)表示一個(gè)實(shí)體型。結(jié)點(diǎn)間的帶箭頭的連線（或有向邊）表示記錄型間的1：n的父子聯(lián)系。比較有代表性的系統(tǒng)是，20世紀(jì)70年代，數(shù)據(jù)系統(tǒng)語言研究會(huì)CODASYL提出的DBTG系統(tǒng)數(shù)據(jù)模型（2）網(wǎng)狀模型數(shù)據(jù)模型（2）網(wǎng)狀模型網(wǎng)狀模型的特點(diǎn)：有一個(gè)以上的結(jié)點(diǎn)沒有雙親結(jié)點(diǎn)允許結(jié)點(diǎn)有多個(gè)雙親結(jié)點(diǎn)允許兩個(gè)結(jié)點(diǎn)之間有多種聯(lián)系（復(fù)合聯(lián)系）數(shù)據(jù)模型（2）網(wǎng)狀模型網(wǎng)狀模型的數(shù)據(jù)操縱與完整性約束插入數(shù)據(jù)時(shí)，允許插入尚未確定雙親結(jié)點(diǎn)值的子女結(jié)點(diǎn)值。刪除數(shù)據(jù)時(shí)，允許只刪除雙親結(jié)點(diǎn)值。修改數(shù)據(jù)時(shí)，只需更新指定記錄即可。數(shù)據(jù)模型（2）網(wǎng)狀模型可表示實(shí)體間的多種復(fù)雜聯(lián)系具有良好的性能和存儲(chǔ)效率優(yōu)點(diǎn)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜數(shù)據(jù)定義語言、數(shù)據(jù)操縱語言復(fù)雜用戶需要了解網(wǎng)狀模型的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)缺點(diǎn)網(wǎng)狀模型的優(yōu)缺點(diǎn)數(shù)據(jù)模型（3）關(guān)系模型關(guān)系模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以二維表（關(guān)系）的形式表示實(shí)體和實(shí)體之間聯(lián)系的數(shù)據(jù)模型。1970年美國IBM公司的研究員E.F.Codd提出，1977年IBM公司研制的關(guān)系數(shù)據(jù)庫的代表SystemR。小型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)：Foxpro、Access大型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)：Oracle、SQLServer、Informix、Sybase、MySQL（3）關(guān)系模型關(guān)系模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是一張規(guī)范化的二維表，它由表名、表頭和表體三部分構(gòu)成SNO學(xué)號(hào)SN姓名SEX性別AGE年齡DEPT系別S1趙亦女17計(jì)算機(jī)S2錢爾男18信息S3孫珊女20信息S4李思男21自動(dòng)化S5周武男19計(jì)算機(jī)S6吳麗女20自動(dòng)化S（學(xué)生關(guān)系）屬性關(guān)系二維表元組域：屬性的取值范圍（男，女）（3）關(guān)系模型分量

每一行對(duì)應(yīng)的列的屬性值，即為元組中的一個(gè)屬性值。候選碼可惟一標(biāo)識(shí)一個(gè)元組的屬性或?qū)傩约Ｈ鏢表中學(xué)號(hào)可以惟一確定一個(gè)學(xué)生，為學(xué)生關(guān)系的主碼。（3）關(guān)系模型關(guān)系模式關(guān)系模式是對(duì)關(guān)系的描述，是關(guān)系模型的“型”。一般表示為：關(guān)系名（屬性1，屬性2，……屬性n）如：學(xué)生（學(xué)號(hào)，姓名，性別，年齡，系別）（3）關(guān)系模型關(guān)系模型的數(shù)據(jù)操縱主要包括查詢、插入、刪除和修改關(guān)系模型中的數(shù)據(jù)操作是集合操作，操作對(duì)象和操作結(jié)果都是關(guān)系，即若干元組的集合。關(guān)系模型把對(duì)數(shù)據(jù)的存取路徑隱蔽起來，用戶只要指出“干什么”，而不必詳細(xì)說明“怎么干”，從而大大地提高了數(shù)據(jù)的獨(dú)立性，提高了用戶操作效率。關(guān)系模型的數(shù)據(jù)操縱與完整性約束（3）關(guān)系模型關(guān)系模型的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn):有嚴(yán)格的數(shù)學(xué)理論根據(jù)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)簡單、清晰，用關(guān)系描述實(shí)體及其聯(lián)系具有更高的數(shù)據(jù)獨(dú)立性、更好的安全保密性缺點(diǎn):查詢效率不如非關(guān)系模型思考題：數(shù)據(jù)模型用樹形結(jié)構(gòu)表示實(shí)體之間聯(lián)系的模型是（）。A）關(guān)系模型 B）網(wǎng)狀模型 C）層次模型D）以上三個(gè)都是2、層次模型不能直接表示（）A）1:1聯(lián)系 B）1：n聯(lián)系C）m:n聯(lián)系D）1:1和1：n聯(lián)系3、在關(guān)系數(shù)據(jù)庫中，把數(shù)據(jù)表示成二維表，每一個(gè)二維表稱為

。北京林業(yè)大學(xué)數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用關(guān)系的形式化定義、概念、性質(zhì)關(guān)系的形式化定義和概念關(guān)系的性質(zhì)總結(jié)CONTENTS本節(jié)目錄關(guān)系的形式化定義和概念關(guān)系的形式化定義和概念關(guān)系上域的定義D1={李力，王平，劉偉}，m=3；D2={男，女}；m=2；D3={18,20}；m=2。域是一組具有相同數(shù)據(jù)類型的值的集合，又稱為值域。（用D表示）域中所包含的值的個(gè)數(shù)稱為域的基數(shù)（用m表示）。在關(guān)系中用域表示屬性的取值范圍。域（Domain）整數(shù)、實(shí)數(shù)和字符串的集合都是域關(guān)系的形式化定義和概念笛卡爾積的定義定義：給定一組域D1，D2，…，Dn（它們可以包含相同的元素，即可以完全不同，也可以部分或全部相同）。D1，D2，…，Dn的笛卡爾積為每一個(gè)元素（d1，d2，…，dn）中的每一個(gè)值di叫做一個(gè)分量（Component），di∈Di

每一個(gè)元素（d1，d2，…，dn）叫做一個(gè)n元組（n-Tuple），簡稱元組（Tuple）笛卡爾積（CartesianProduct）D1×D2×……×Dn={（d1，d2，…，dn）|di∈Di，i=1，2，…，n}關(guān)系的形式化定義和概念笛卡爾積特點(diǎn)及舉例例如，上述表示教師關(guān)系中姓名、性別兩個(gè)域的笛卡爾積為：D1×D2={（李力，男），（李力，女），（王平，男），（王平，女），（劉偉，男），（劉偉，女）}笛卡爾積（CartesianProduct）c笛卡爾積D1×D2×…×Dn的基數(shù)M（即元祖（d1，d2，…，dn）的個(gè)數(shù)）為所有域的基數(shù)的累乘之積，即M=。D1={李力，王平，劉偉}，m1=3；D2={男，女}；m2=2；D1×D2

的M=m1×m2=3×2=6分量：李力、王平、劉偉、男、女元組：（李力，男），（李力，女），M=m1×m2=3×2=6關(guān)系的形式化定義和概念笛卡爾積的表現(xiàn)形式笛卡爾積可用二維表的形式笛卡爾積實(shí)際是一個(gè)二維表元組同一域姓名性別李力男李力女王平男王平女劉偉男劉偉女關(guān)系的形式化定義和概念關(guān)系的定義關(guān)系（Relation）定義：笛卡爾積D1×D2×…×Dn的任一子集稱為定義在域D1，D2，…，Dn上的n元關(guān)系（Relation）R（D1，D2…，Dn）n是關(guān)系的目或度關(guān)系的名字姓名性別李力男王平女劉偉男如，上例D1×D2笛卡爾積的某個(gè)子集可以構(gòu)成教師關(guān)系T1關(guān)系的形式化定義和概念關(guān)系的相關(guān)概念關(guān)系（Relation）在關(guān)系R中，當(dāng)n=1時(shí)，稱為單元關(guān)系。當(dāng)n=2時(shí)，稱為二元關(guān)系，以此類推。關(guān)系中的每個(gè)元素是關(guān)系中的元組，通常用t表示，關(guān)系中元組個(gè)數(shù)是關(guān)系的基數(shù)由于關(guān)系是笛卡爾積的子集，因此，也可以把關(guān)系看成一個(gè)二維表。具有相同關(guān)系框架的關(guān)系稱為同類關(guān)系。姓名性別李力男王平女劉偉男元組同一域?qū)傩詫傩缘拿治┮魂P(guān)系的形式化定義和概念使用關(guān)系頭和體定義關(guān)系關(guān)系（Relation）在關(guān)系模型中，關(guān)系可進(jìn)一步定義為：關(guān)系頭（Heading）+關(guān)系體（Body）可變不變由屬性名的集合組成關(guān)系結(jié)構(gòu)中的內(nèi)容或者數(shù)據(jù)姓名性別李力男李力女不符合實(shí)際意義的關(guān)系關(guān)系的性質(zhì)關(guān)系的性質(zhì)關(guān)系具備的性質(zhì)一種規(guī)范化了的二維表中行的集合每一列中的分量必須來自同一個(gè)域，必須是同一類型的數(shù)據(jù)。不同的列可來自同一個(gè)域，每一列稱為屬性，不同的屬性必須有不同的名字。列的順序可以任意交換，名字同時(shí)換。關(guān)系中元組的順序（即行序）可任意。關(guān)系中每一分量必須是不可分的數(shù)據(jù)項(xiàng)。關(guān)系的性質(zhì)關(guān)系的性質(zhì)舉例非規(guī)范化的關(guān)系向規(guī)范化關(guān)系轉(zhuǎn)換籍貫含有省、市／縣兩項(xiàng)，出現(xiàn)了“表中有表”的現(xiàn)象，則為非規(guī)范化關(guān)系，而應(yīng)把籍貫分成省、市／縣兩列，將其規(guī)范化姓名籍貫省市／縣張強(qiáng)吉林長春王麗山西大同姓名籍貫省市／縣張強(qiáng)吉林長春王麗山西大同總結(jié)總結(jié)知識(shí)點(diǎn)總結(jié)域關(guān)系笛卡爾積笛卡爾積運(yùn)算子集關(guān)系的性質(zhì)列同域列可交換行可交換屬性不可再分關(guān)系模式、關(guān)系數(shù)據(jù)庫和關(guān)系數(shù)據(jù)庫模式關(guān)系模式關(guān)系數(shù)據(jù)庫和關(guān)系數(shù)據(jù)庫模式總結(jié)CONTENTS本節(jié)目錄關(guān)系模式關(guān)系是笛卡爾積的子集，子集由元組構(gòu)成，關(guān)系模式需要指出元組的結(jié)構(gòu)，即由哪些屬性構(gòu)成，屬性取自哪一個(gè)域，屬性與域之間的映射關(guān)系。關(guān)系模式現(xiàn)實(shí)世界不斷變化，關(guān)系模式的關(guān)系也不斷變化，但是關(guān)系模式限定了關(guān)系的變化可能性，即關(guān)系的變化必須滿足約束條件。關(guān)系模式是對(duì)關(guān)系的描述，具體需要哪些信息呢？關(guān)系模式關(guān)系的描述稱為關(guān)系模式（RelationSchema）R--關(guān)系名U--屬性名集合D--屬性所來自的域DOM--屬性向域的映像集合F--屬性間數(shù)據(jù)的依賴關(guān)系集合簡記為：R（U）或R（

A1，

A2

，…，An）R（U，D，DOM，F(xiàn)）屬性名關(guān)系模式關(guān)系模式和關(guān)系的比較關(guān)系模式關(guān)系型值關(guān)系的框架關(guān)系的值關(guān)系表框架關(guān)系表數(shù)據(jù)對(duì)關(guān)系結(jié)構(gòu)的描述關(guān)系模式在某一時(shí)刻的狀態(tài)或內(nèi)容靜態(tài)的、穩(wěn)定的動(dòng)態(tài)的關(guān)系模式學(xué)生（學(xué)號(hào)，姓名，性別，年齡，系別）教師（教師號(hào)，姓名，性別，年齡，職稱，工資，崗位津貼，系別）課程（課程號(hào)，課程名，課時(shí)）選課（學(xué)號(hào)，課程號(hào)，成績）授課（教師號(hào)，課程號(hào)）在教學(xué)數(shù)據(jù)庫中，包括關(guān)系模式可分別表示為：關(guān)系數(shù)據(jù)庫與關(guān)系數(shù)據(jù)庫模式關(guān)系數(shù)據(jù)庫與關(guān)系數(shù)據(jù)庫模式在給定領(lǐng)域中，所有實(shí)體以及實(shí)體之間的聯(lián)系所對(duì)應(yīng)的關(guān)系集合構(gòu)成一個(gè)關(guān)系數(shù)據(jù)庫。關(guān)系數(shù)據(jù)庫型值關(guān)系數(shù)據(jù)庫值關(guān)系數(shù)據(jù)庫模式關(guān)系數(shù)據(jù)庫與關(guān)系數(shù)據(jù)庫模式關(guān)系數(shù)據(jù)庫模式對(duì)關(guān)系數(shù)據(jù)庫的描述，由若干域的定義以及在這些域上定義的若干關(guān)系模式構(gòu)成。描述了關(guān)系數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)描述了關(guān)系數(shù)據(jù)庫的框架。關(guān)系模式關(guān)系數(shù)據(jù)庫模式關(guān)系數(shù)據(jù)庫與關(guān)系數(shù)據(jù)庫模式關(guān)系數(shù)據(jù)庫關(guān)系數(shù)據(jù)庫在某一狀態(tài)下對(duì)應(yīng)的關(guān)系集合。描述了關(guān)系模式的內(nèi)容。也稱關(guān)系數(shù)據(jù)庫實(shí)例。關(guān)系關(guān)系數(shù)據(jù)庫總結(jié)總結(jié)關(guān)系模式型結(jié)構(gòu)靜態(tài)關(guān)系模式關(guān)系模式關(guān)系數(shù)據(jù)庫模式構(gòu)成關(guān)系值內(nèi)容動(dòng)態(tài)關(guān)系數(shù)據(jù)庫關(guān)系關(guān)系構(gòu)成關(guān)系的候選碼、主碼、外碼關(guān)系的候選碼關(guān)系的主碼和外碼總結(jié)CONTENTS本節(jié)目錄關(guān)系的候選碼關(guān)系的候選碼候選碼的定義“學(xué)生關(guān)系”中的學(xué)號(hào)能惟一標(biāo)識(shí)每一個(gè)學(xué)生“選課關(guān)系”中，只有屬性的組合“學(xué)號(hào)+課程號(hào)”才能惟一地區(qū)分每一條選課記錄候選碼（CandidateKey）定義：能惟一標(biāo)識(shí)關(guān)系中元組的一個(gè)屬性或?qū)傩约?，稱為候選碼(CandidateKey)唯一性候選碼性質(zhì)最小性關(guān)系的主碼和外碼關(guān)系的主碼和外碼主碼的定義“學(xué)生關(guān)系”中的以學(xué)號(hào)作為數(shù)據(jù)操作的依據(jù)“學(xué)生關(guān)系”中的以姓名作為數(shù)據(jù)操作的依據(jù)主碼（PrimaryKey）定義：從多個(gè)候選鍵中選擇一個(gè)作為查詢、插入或刪除元組的操作變量，被選用的候選碼稱為主關(guān)系碼（主鍵，主碼，關(guān)系鍵，關(guān)鍵字）。每個(gè)關(guān)系必定有且僅有一個(gè)主碼，選定后不能重復(fù)！關(guān)系的主碼和外碼關(guān)系的主屬性主屬性：包含在主碼中的各個(gè)屬性稱為主屬性非主屬性：不包含在任何候選碼中的屬性稱為非主屬性（或非碼屬性）全碼：所有屬性的組合是關(guān)系的候選碼主屬性（PrimeAttribute）與主屬性（Non-PrimeAttribute）關(guān)系的主碼和外碼關(guān)系的主屬性全碼超碼超碼：包含候選碼的屬性集合。教師T課程C1：nn：1學(xué)生S課程C1：nn：1教師T學(xué)生S課程Cn：nn：nn：n候選碼為（T，C，S）全碼關(guān)系的主碼和外碼外碼的定義定義：如果關(guān)系R2的一個(gè)或一組屬性X不是R2的主碼，而是另一個(gè)關(guān)系R1的主碼，則該屬性或?qū)傩越MX稱為關(guān)系R2的外部關(guān)鍵鍵或外碼(ForeignKey)，并稱R2為參照關(guān)系(ReferencingRelation)，關(guān)系R1稱為被參照關(guān)系(ReferencedRelation)。被參照關(guān)系的主碼和參照關(guān)系的外碼必須定義在同一個(gè)域上關(guān)系的主碼和外碼外碼舉例說明舉例：學(xué)生關(guān)系學(xué)號(hào)姓名系編號(hào)院系關(guān)系系編號(hào)系名稱參照關(guān)系被參照關(guān)系…………學(xué)生的主碼學(xué)生的外碼系別的主碼總結(jié)總結(jié)知識(shí)點(diǎn)總結(jié)關(guān)系的碼主碼主屬性外碼超碼候選碼非主屬性全碼構(gòu)成選擇不包含關(guān)系的完整性關(guān)系完整性的概述實(shí)體完整性參照完整性總結(jié)CONTENTS本節(jié)目錄用戶自定義完整性關(guān)系的完整性概述關(guān)系完整性概述三類完整性約束為了維護(hù)關(guān)系數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)與現(xiàn)實(shí)世界的一致性，對(duì)關(guān)系數(shù)據(jù)庫的插入、刪除和修改操作必須有一定的約束條件，這些約束條件實(shí)際上是現(xiàn)實(shí)世界的要求。任何關(guān)系在任何時(shí)刻都要滿足這些語義約束。01

實(shí)體完整性必須滿足的性質(zhì)02

參照完整性必須滿足的性質(zhì)03

用戶自定義完整性具體領(lǐng)域的語義約束實(shí)體完整性實(shí)體完整性的定義實(shí)體完整性是指主碼的值不能為空或部分為空。關(guān)系模型中的一個(gè)元組對(duì)應(yīng)一個(gè)實(shí)體，一個(gè)關(guān)系則對(duì)應(yīng)一個(gè)實(shí)體集。現(xiàn)實(shí)世界中的實(shí)體是可區(qū)分的，即它們具有某種唯一性標(biāo)識(shí)。與此對(duì)應(yīng)的，關(guān)系模型中以主碼來唯一標(biāo)識(shí)元組。不同學(xué)生實(shí)體學(xué)生關(guān)系中的屬性“學(xué)號(hào)”可以唯一標(biāo)識(shí)一個(gè)元組，也可以唯一標(biāo)識(shí)學(xué)生實(shí)體理解實(shí)體完整性如果主碼中的值為空或部分為空?則不能唯一標(biāo)識(shí)元組及與其相對(duì)應(yīng)的實(shí)體。存在不可區(qū)分的實(shí)體，從而與現(xiàn)實(shí)世界中的實(shí)體是可以區(qū)分的事實(shí)相矛盾。實(shí)體完整性無法區(qū)分不同學(xué)生實(shí)體學(xué)生關(guān)系中的主碼“學(xué)號(hào)”不能為空，選課關(guān)系中的主碼“學(xué)號(hào)+課程號(hào)”不能部分為空。參照完整性參照完整性的定義如果關(guān)系R2的外碼X與關(guān)系R1的主碼相符，則X的每個(gè)值或者等于R1中主碼的某一個(gè)值或者取空值。學(xué)生關(guān)系S的“系別”屬性與系別關(guān)系D的主碼“系別”相對(duì)應(yīng)，因此，學(xué)生關(guān)系S的“系別”屬性是該關(guān)系S的外碼，學(xué)生關(guān)系S是參照關(guān)系，系別關(guān)系D是被參照關(guān)系。系別參照完整性舉例如果某個(gè)學(xué)生（如S11）“系別”取空值，則表示該學(xué)生尚未分配到任何一個(gè)系；否則，它只能取系別關(guān)系中某個(gè)元組的系別號(hào)值。按照參照完整性規(guī)則，選課關(guān)系中的外碼“學(xué)號(hào)”和“課程號(hào)”可以取空值或者取被參照關(guān)系中已存在的值。但選課關(guān)系中“學(xué)號(hào)”和“課程號(hào)”是主碼，因此，兩者不能為空。系別用戶自定義完整性

用戶自定義完整性的定義和舉例用戶自定義完整性是針對(duì)某一具體關(guān)系數(shù)據(jù)庫的約束條件，它反映某一具體應(yīng)用所涉及的數(shù)據(jù)必須滿足的語義要求。成績約束規(guī)定成績屬性的取值范圍在0～100之間。年齡約束規(guī)定年齡必須是正整數(shù)。關(guān)系模型應(yīng)該提供定義和檢驗(yàn)這類完整性的機(jī)制，以便用統(tǒng)一的、系統(tǒng)的方法處理它們，而不要由應(yīng)用程序承擔(dān)這一功能?？偨Y(jié)總結(jié)知識(shí)點(diǎn)總結(jié)關(guān)系的完整性實(shí)體完整性參照完整性用戶自定義完整性主碼外碼關(guān)系代數(shù)關(guān)系代數(shù)是一種抽象的查詢語言關(guān)系代數(shù)的運(yùn)算對(duì)象與運(yùn)算結(jié)果都是關(guān)系關(guān)系代數(shù)運(yùn)算符∪－∩

×

∏?

÷>，≥<，≤=，≠∧∨┐集合運(yùn)算符關(guān)系運(yùn)算符比較運(yùn)算符邏輯運(yùn)算符關(guān)系代數(shù)的分類及其運(yùn)算符關(guān)系代數(shù)的運(yùn)算按運(yùn)算符的不同主要分為兩類：傳統(tǒng)的集合運(yùn)算專門的關(guān)系運(yùn)算關(guān)系代數(shù)的分類及其運(yùn)算符把關(guān)系看成元組的集合，以元組作為集合中元素來進(jìn)行運(yùn)算，其運(yùn)算是從關(guān)系的“水平”方向即行的角度進(jìn)行的。包括并、差、交和廣義笛卡爾積等運(yùn)算。傳統(tǒng)的集合運(yùn)算：關(guān)系代數(shù)的分類及其運(yùn)算符不僅涉及行運(yùn)算，也涉及列運(yùn)算，這種運(yùn)算是為數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用而引進(jìn)的特殊運(yùn)算。包括選取、投影、連接和除法等運(yùn)算。專門的關(guān)系運(yùn)算：關(guān)系代數(shù)的分類及其運(yùn)算符傳統(tǒng)集合（除笛卡爾積）是典型的二目運(yùn)算，因此，需要在兩個(gè)關(guān)系中進(jìn)行，兩個(gè)關(guān)系R、S，若滿足：則說關(guān)系R、S是相容的（１）

具有相同的度n;（２）

R中第i個(gè)屬性和S中第i個(gè)屬性必須來自同一個(gè)域。（列同質(zhì)）傳統(tǒng)的集合運(yùn)算并（Union）R∪S={t|t∈R∨t∈S}差（Difference）R-S={t|t∈R∧┐t∈S}交（Intersection）R∩S={t|t∈R∧t∈S}廣義笛卡爾積（ExtendedCartesianProduct）R×S={tr⌒ts|tr∈R∧ts∈S}傳統(tǒng)的集合運(yùn)算如所示的兩個(gè)關(guān)系R與S為相容關(guān)系，進(jìn)一步計(jì)算為R與S的并，R與S的交，R與S的差以及R與S的廣義笛卡爾積。ABCABCa1b1c1a1b1c1a1b1c2a2b2c1a2b2c1a2b3c2RS傳統(tǒng)的集合運(yùn)算ABCa1b1c1a1b1c2a2b2c1a2b3c2R∪S(c)傳統(tǒng)的集合運(yùn)算ABCa1b1c1a1b1c2a2b2c1RABCa1b1c1a2b2c1a2b3c2SR∪S={t|t∈R∨t∈S}ABCa1b1c1a2b2c1

R∩S

（d）傳統(tǒng)的集合運(yùn)算ABCa1b1c1a1b1c2a2b2c1RABCa1b1c1a2b2c1a2b3c2SR∩S={t|t∈R∧t∈S}ABCa1b1c2(e)R-S傳統(tǒng)的集合運(yùn)算ABCa1b1c1a1b1c2a2b2c1RABCa1b1c1a2b2c1a2b3c2SR-S={t|t∈R∧┐t∈S}ABCABCa1b1c1a1b1c1a1b1c1a2b2c1a1b1c1a2b3c2a1b1c2a1b1c1a1b1c2a2b2c1a1b1c2a2b3c2a2b2c1a1b1c1a2b2c1a2b2c1a2b2c1a2b3c2R×S傳統(tǒng)的集合運(yùn)算ABCa1b1c1a1b1c2a2b2c1RABCa1b1c1a2b2c1a2b3c2SR×S={tr⌒ts|tr∈R∧ts∈S}應(yīng)用：并運(yùn)算：在學(xué)生表增加一條記錄SNOSNAMEBIRTHDAY……s003李林1998-1-2……s005王其1998-3-21…………SNOSNAMEBIRTHDAY……s007趙新1998-4-2……∪SNOSNAMEBIRTHDAY……s003李林1998-1-2……s005王其1998-3-21……s007趙新1998-4-2…………傳統(tǒng)的集合運(yùn)算應(yīng)用：差運(yùn)算：在學(xué)生表刪除一條記錄SNOSNAMEBIRTHDAY……s003李林1998-1-2……s005王其1998-3-21…………SNOSNAMEBIRTHDAY……s007趙新1998-4-2……-SNOSNAMEBIRTHDAY……s003李林1998-1-2……s005王其1998-3-21……s007趙新1998-4-2…………傳統(tǒng)的集合運(yùn)算總結(jié)傳統(tǒng)的關(guān)系運(yùn)算總結(jié)傳統(tǒng)的關(guān)系運(yùn)算相關(guān)概念集合操作笛卡爾積操作專門的關(guān)系運(yùn)算由于傳統(tǒng)的集合運(yùn)算，只是從行的角度進(jìn)行，而要靈活地實(shí)現(xiàn)關(guān)系數(shù)據(jù)庫多樣的查詢操作，必須引入專門的關(guān)系運(yùn)算。在講專門的關(guān)系運(yùn)算之前，為敘述上的方便先引入幾個(gè)概念。專門的關(guān)系運(yùn)算符（１）設(shè)關(guān)系模式為R(A1,A2,……An)，它的一個(gè)關(guān)系為R，t∈R表示t是R的一個(gè)元組，t[Ai]則表示元組t中相應(yīng)于屬性Ai的一個(gè)分量。專門的關(guān)系運(yùn)算符（2）若A={Ai1,Ai2,……，Aik}，其中Ai1,Ai2,……,Aik是A1,A2,……，An中的一部分，則A稱為屬性列或域列，?則表示{A1,A2,……，An}中去掉{Ai1,Ai2,……，Aik}后剩余的屬性組。t[A]={t[Ai1],t[Ai2],……,t[Aik]}表示元組t在屬性列A上諸分量的集合。專門的關(guān)系運(yùn)算符（3）R為n目關(guān)系，S為m目關(guān)系，tr∈R,ts∈S,tr⌒ts稱為元組的連接(concatenation)，它是一個(gè)n+m列的元組，前n個(gè)分量為R的一個(gè)n元組，后m個(gè)分量為S中的一個(gè)m元組。專門的關(guān)系運(yùn)算符（4）給定一個(gè)關(guān)系R（X，Z），X和Z為屬性組，定義當(dāng)t[X]=x時(shí)，x在R中的象集(imageset)，為Zx={t[Z]|t∈R,t[X]=x},它表示R中的屬性組X上值為x的諸元組在Z上分量的集合。專門的關(guān)系運(yùn)算符選取（Selection）σF(R)={t|t∈R∧F(t)='真'}F為選取的條件[例]查詢計(jì)算機(jī)系的全體學(xué)生

σDept='計(jì)算機(jī)'(S)SNoSNSexAgeDeptS1趙亦女17計(jì)算機(jī)S5周武男19計(jì)算機(jī)SNOSNSexAgeDeptS1趙亦女17計(jì)算機(jī)S2錢爾男18信息S3孫珊女20信息S4李思男21自動(dòng)化S5周武男19計(jì)算機(jī)S6吳麗女20自動(dòng)化從行的角度進(jìn)行的運(yùn)算S(學(xué)生關(guān)系)專門的關(guān)系運(yùn)算符[例]查詢工資高于1000元的男教師TNOTNSexAgeProfSalCommDeptT1李力男47教授15003000計(jì)算機(jī)T2王平女28講師8001200信息T3劉偉男30講師9001200計(jì)算機(jī)T4張雪女51教授16003000自動(dòng)化T5張?zhí)m女39副教授13002000信息T(教師關(guān)系)TNoTNSexAgeProfSalCommDeptT1李力男47教授15003000計(jì)算機(jī)σ

(Sal>1000)∧（Sex='男'）(T)專門的關(guān)系運(yùn)算符投影（Projection）ΠA(R)={t[A]|t∈R}A為R中的屬性列[例]查詢教師的姓名、教師號(hào)及其職稱。

ΠTN,TNo,Prof(T)從行的角度進(jìn)行的運(yùn)算T教師關(guān)系TNTNoProf李力T1教授王平T2講師劉偉T3講師張雪T4教授張?zhí)mT5副教授TNOTNSexAgeProfSalCommDeptT1李力男47教授15003000計(jì)算機(jī)T2王平女28講師8001200信息T3劉偉男30講師9001200計(jì)算機(jī)T4張雪女51教授16003000自動(dòng)化T5張?zhí)m女39副教授13002000信息專門的關(guān)系運(yùn)算符[例]查詢教師關(guān)系中有哪些系T(教師關(guān)系)ΠDept(T)TNOTNSexAgeProfSalCommDeptT1李力男47教授15003000計(jì)算機(jī)T2王平女28講師8001200信息T3劉偉男30講師9001200計(jì)算機(jī)T4張雪女51教授16003000自動(dòng)化T5張?zhí)m女39副教授13002000信息Dept計(jì)算機(jī)信息計(jì)算機(jī)自動(dòng)化信息Dept計(jì)算機(jī)信息自動(dòng)化投影后不但減少了屬性，元組也可以減少，新關(guān)系與原關(guān)系不相容。專門的關(guān)系運(yùn)算符[例]查詢講授C5課程的教師號(hào)TC(授課關(guān)系)TNOCNT1C1T1C4T2C5T3C1T3C5T4C2T4C3T5C5T5C7TNoT2T3T5ΠTNo(σCNo='C5'(TC))選取運(yùn)算和投影運(yùn)算的組合操作總結(jié)專門的關(guān)系運(yùn)算總結(jié)專門的關(guān)系運(yùn)算相關(guān)概念選取操作投影操作Θ連接、自然連接和除法Θ連接自然連接舉例說明總結(jié)CONTENTS本節(jié)目錄除法Θ連接設(shè)兩個(gè)關(guān)系R和S，其中R中的屬性可以進(jìn)一步分解為屬性集Z和X，即R=（Z，X）。關(guān)系S可以進(jìn)一步分解為屬性集W和Y，即S=（W，Y）。關(guān)系R和S在連接屬性X和Y上Θ連接，就是在R和S的笛卡兒積中，選取X屬性上的分量與Y屬性列上的分量滿足比較條件的那些元組。Θ連接Θ連接的定義

Θ連接是二目運(yùn)算符，是從兩個(gè)關(guān)系的笛卡兒積中選擇滿足條件的元組，組成新的關(guān)系。連接可以用選取運(yùn)算和廣義笛卡兒積運(yùn)算表示：Θ連接Θ連接的運(yùn)算符

θ為算術(shù)比較運(yùn)算符=等值連接<小于連接>大于連接

自然連接自然連接自然連接的定義

在等值連接的情況下，當(dāng)連接屬性X與Y具有相同屬性組時(shí)，把在連接結(jié)果中重復(fù)的屬性列去掉，即如果R和S具有相同的屬性組Y，則自然連接可以記作：舉例說明通過一個(gè)抽象的實(shí)例，理解Θ連接和自然連接【例】設(shè)有如圖（a）、（b）所示的兩個(gè)關(guān)系R與S，求R和S在屬性C和D上的大于連接（C>D）求R和S在屬性C和D上的等值連接（C=D）求R和S在屬性B的等值連接（R.B=S.B）求R和S的自然連接RABCa1b12a1b24a2b36a2b48SBDb15b26b37b38(a)(b)通過一個(gè)抽象的實(shí)例，理解Θ連接和自然連接【例】設(shè)有如圖所示的兩個(gè)關(guān)系R與S，求R和S在屬性C和D上的大于連接（C>D）RABCa1b12a1b24a2b36a2b48SBDb15b26b37b38

大于連接(C>D)AR.BCS.BDa2b36b15a2b48b15a2b48b26a2b48b37通過一個(gè)抽象的實(shí)例，理解Θ連接和自然連接【例】設(shè)有如圖所示的兩個(gè)關(guān)系R與S，求R和S在屬性C和D上的等值連接（C=D）RABCa1b12a1b24a2b36a2b48SBDb15b26b37b38

等值連接(C=D)AR.BCS.BDa2b36b26a2b48b38通過一個(gè)抽象的實(shí)例，理解Θ連接和自然連接【例】設(shè)有如圖所示的兩個(gè)關(guān)系R與S，求R和S在屬性B的等值連接（R.B=S.B）RABCa1b12a1b24a2b36a2b48SBDb15b26b37b38

等值連接(R.B=S.B)AR.BCS.BDa1b12b15a1b24b26a2b36b37a2b38b38通過一個(gè)抽象的實(shí)例，理解Θ連接和自然連接【例】設(shè)有如圖所示的兩個(gè)關(guān)系R與S，求R和S的自然連接RABCa1b12a1b24a2b36a2b48SBDb15b26b37b38

自然連接ABCDa1b125a1b246a2b367a2b388自然連接要求相等屬性值的屬性名相同，而等值連接不要求自然連接是去掉重復(fù)列的等值連接Θ連接和自然連接區(qū)別及實(shí)際例子等值連接與自然連接的區(qū)別T（TNO，TN，Sex，Age，Prof，Sal，Comm，Dept）C（CNO，CN，CT）TC（TNO，CNO）[例]查詢講授“數(shù)據(jù)庫”課程的教師姓名。

除法除法運(yùn)算是二目運(yùn)算，設(shè)有關(guān)系R（X，Y）與關(guān)系S（Y，Z），其中X，Y，Z為屬性集合，R中的Y與S中的Y可以有不同的屬性名，但對(duì)應(yīng)屬性必須出自相同的域。

除法的定義關(guān)系R除以關(guān)系S所得的商是一個(gè)新關(guān)系P（X），P是R中滿足下列條件的元組在X上的投影：元組在X上分量值x的像集Yx包含S在Y上投影的集合：R÷S={tr[X]|tr∈R∧Πy(S)

Yx}其中，Yx為x在R中的像集，x=tr[X]除法的運(yùn)算例子本題中X={A，B}={(a1,b2)，(a2,b4)，(a3,b5)}，Y={C，D}={(c3,d5)，(c4,d6)}，Z={F}={f3,f4}。舉例說明元組在X上各個(gè)分量值的像集分別為：(a1,b2)的像集為{(c3,d5)，(c4,d6)}；(a2,b4)的像集為{(c1,d3)}；(a3,b5)的像集為{(c2,d8)}。除法的運(yùn)算例子元組在X上各個(gè)分量值的像集分別為：(a1,b2)的像集為{(c3,d5)，(c4,d6)}；(a2,b4)的像集為{(c1,d3)}；(a3,b5)的像集為{(c2,d8)}。舉例說明S在Y上的投影為{(c3,d5)，(c4,d6)}。除法的運(yùn)算例子元組在X上各個(gè)分量值的像集分別為：(a1,b2)的像集為{(c3,d5)，(c4,d6)}；(a2,b4)的像集為{(c1,d3)}；(a3,b5)的像集為{(c2,d8)}。舉例說明S在Y上的投影為{(c3,d5)，(c4,d6)}。R÷S={(a1,b2)}除法運(yùn)算同時(shí)從行和列的角度進(jìn)行運(yùn)算，適合于包含“全部”和“至少”之類的短語的查詢。

除法的運(yùn)算例子查詢選修了全部課程的學(xué)生學(xué)號(hào)和姓名。ΠSNo,CNo(SC)

÷ΠCNo(C)?ΠSNo,SN(S)查詢至