《數(shù)據(jù)庫原理與應用》PPT課件

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1、數(shù)據(jù)庫原理與應用錦州師范高等?？茖W校計算機系 2021-4-23 第一章 關(guān)系數(shù)據(jù)庫原理1.1數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基本概念1.2 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的特點1.3 E-R概念模型1.4 關(guān)系數(shù)據(jù)模型1.5 基本關(guān)系運算1.6 關(guān)系的規(guī)范化 第一章 關(guān)系數(shù)據(jù)庫原理1.1數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基本概念1、數(shù)據(jù)（DATA）：數(shù)據(jù)庫中存儲的基本對象。 數(shù)字化 文字、圖形、圖像、聲音、語言 計算機 （李明，男，22，1968，江蘇，計算機系，1990） 定義：描述事物的符號記錄。2、數(shù)據(jù)庫（Data Base,DB）：存儲在一起的相關(guān)數(shù)據(jù)的集合（一個表內(nèi)，表間直接關(guān)聯(lián)，表間間接關(guān)聯(lián)），無有害的或不必要的冗余（重復），可為多種應用服

2、務，數(shù)據(jù)可以共享，對于拆、刪、改、查等操作均可按照一種公共的可控制（權(quán)利范 圍內(nèi)）的方法進行。數(shù)據(jù)被結(jié)構(gòu)化。 2021-4-23 第一章 關(guān)系數(shù)據(jù)庫原理3、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（Data Base Management System，簡稱DBMS）：主要功能：（1）、數(shù)據(jù)定義功能（DDL，Data Definnition Language）； （2）、數(shù)據(jù)操縱功能（DBMS，Data Manipulation Language）； 例：fird，insert，change，delete （3）、數(shù)據(jù)庫的運行管理：建立、運行、維護，管 理、控制，保證正常； （4）、數(shù)據(jù)庫的建立和維護功能；用戶用戶DB

3、MS數(shù)據(jù)管理軟件 2021-4-23 第一章 關(guān)系數(shù)據(jù)庫原理4、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（Data Base System，DBS）： 組成：數(shù)據(jù)庫（DB）、DBMS（開發(fā)工具）、應用系統(tǒng)、DBA、User(如下圖) 圖1-1 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)層次示意圖 數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)應用系統(tǒng)開發(fā)工具數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)操作系統(tǒng)硬件數(shù)據(jù)庫管理員專業(yè)用戶最終用戶 2021-4-23 第一章 關(guān)系數(shù)據(jù)庫原理1.2 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的特點1、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化 是數(shù)據(jù)庫的主要特征之一。 面向全組織，具有整體的結(jié)構(gòu)化。2、數(shù)據(jù)的共享性、冗余度低，易擴展 數(shù)據(jù)面向整個系統(tǒng)被多用戶、多應用共享使用 數(shù)據(jù)共享減少數(shù)據(jù)的冗余，節(jié)約空間 3、數(shù)據(jù)的獨立性高 物理獨立

4、性：磁盤上，DBMS，變應用程序不變； 數(shù)據(jù) 邏輯獨立性：變用戶程序不變。 簡化了編程。 2021-4-23 第一章 關(guān)系數(shù)據(jù)庫原理4、數(shù)據(jù)有DBMS統(tǒng)一管理和控制 DBMS的數(shù)據(jù)控制功能： （1） 數(shù)據(jù)的安全性（Security）保護：泄密，破壞； （2） 數(shù)據(jù)的完整性（Integrity）檢查：正確，有效，相容性； （3） 開發(fā)（Concurrency）控制：控制，協(xié)調(diào)； （4） 數(shù)據(jù)庫恢復（Recovery）：數(shù)據(jù)錯誤狀態(tài)正確狀態(tài)（完整“或一致性”） 2021-4-23 第一章 關(guān)系數(shù)據(jù)庫原理 應用程序與數(shù)據(jù)庫間關(guān)系應用程序1應用程序2應用程序n DBMS DB 2021-4-23 第一

5、章 關(guān)系數(shù)據(jù)庫原理1.3 E-R概念模型 模型：數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換 概念模型： DBSA 用戶 （有力工具） 交流語言（強語言表達能力，簡單，清晰） 概念模型表示法： 實體聯(lián)系方法（Entity-Relationship Approach）：E-R 方法。 抽象抽象現(xiàn)實世界概念模型信息世界數(shù)據(jù)模型機器世界 2021-4-23 第一章 關(guān)系數(shù)據(jù)庫原理1、實體（Entity）：客觀存在并可以相互區(qū)別的事物。2、屬性（Attribute）：實體所具有的某些特性，通過屬性對實 體刻畫。3、聯(lián)系（Relationship）： （1）、一對一聯(lián)系（1：1）：電影院座位觀眾 （2）、一對多聯(lián)系（1：n）：班級學生

6、（3）、多對多聯(lián)系（m：n）：課程學生 2021-4-23 第一章 關(guān)系數(shù)據(jù)庫原理4、實訓：計算機系的教學管理 （1）、實體及屬性為教師：教師號、姓名、性別、年齡、職稱、專業(yè)，碼為教師號。學生：學號、姓名、性別、年齡、籍貫、專業(yè)，碼為學號。課程：課程號、課號、學時數(shù)、學分、教材，碼為課號。 （2）、實體間存在如下聯(lián)系 教師 課程 該聯(lián)系命名為：授課。 m:n 學生 課程 該聯(lián)系命名為：選課。 m:n 教師 學生 該聯(lián)系命名為：指導。 1:n 2021-4-23 第一章 關(guān)系數(shù)據(jù)庫原理 （3）、在E-R圖中規(guī)定：實體名實體屬性聯(lián)系名 2021-4-23 第一章 關(guān)系數(shù)據(jù)庫原理1nn mm n學生

7、課程教師選課教學講授姓名性別性別年齡課程號 課程名學時數(shù)年齡專業(yè)姓名職稱教師號學號籍貫專業(yè)學分教材成績時間地點（4）、教學管理E-R圖 2021-4-23 第一章 關(guān)系數(shù)據(jù)庫原理（5）、注意的問題：實體聯(lián)系模型要全面正確地刻畫事物；碼要唯一（可以為多個屬性）；考慮如何實現(xiàn)實體間的聯(lián)系；注意通過實體間的聯(lián)系外反映出來的屬性；聯(lián)系可以存在于多個實體之間。 2021-4-23 第一章 關(guān)系數(shù)據(jù)庫原理1.4 關(guān)系數(shù)據(jù)模型 1、關(guān)系數(shù)據(jù)模型的基本概念 （1）關(guān)系（Relation）：二維表，關(guān)系名。組成：表名，表結(jié) 構(gòu)（框架）由若干屬性（列名）組成，值（若干記 錄）。 （2）元組（Tuple，記錄）：每

8、一行為一元組。 （3）屬性（字段）和屬性值（Attribute and Attribute Value）：每一列稱為屬性，屬性名。 （4）域（Domain）：屬性的取值范圍。 （5）關(guān)系模式（Relation Mode）：對關(guān)系的信息結(jié)構(gòu)及語義 限制的描述。 關(guān)系模式：對關(guān)系結(jié)構(gòu)的定義； 關(guān)系：對值的描述。 2021-4-23 第一章 關(guān)系數(shù)據(jù)庫原理 （6）關(guān)系字或碼（Key）：惟一標識元組的屬性或?qū)傩越M合。 （7）候選關(guān)鍵字或候選碼（Candidate Key）：多個屬性（或 屬性組合）都能用來惟一標識關(guān)系中的元組。 （8）主關(guān)鍵字或主碼（Primary Key）：指定為關(guān)鍵字的候選 關(guān)鍵字

9、。 （9）主屬性：包含在任何一個候選碼中的屬性稱主屬性。 （10）非主屬性或非碼屬性（Non Primary Key）：不組成碼 的屬性。 （11）外部關(guān)鍵字或外碼（Foreign Key）：不是該關(guān)系的關(guān) 鍵字或只是關(guān)鍵字的一部分，但卻是另一個關(guān)系的 關(guān)鍵字。 （12）主表和從表：以外碼作為主碼的表-主表；外碼所在的 表-從表。 2021-4-23 第一章 關(guān)系數(shù)據(jù)庫原理 2、E-R圖轉(zhuǎn)化為表 應遵從以下原則： （1）、對實體，直接按其屬性轉(zhuǎn)化成關(guān)系表。 （2）、對聯(lián)系，屬性包含以下部分：一是聯(lián)系本身的屬性；二是與聯(lián)系有關(guān)的實體的主關(guān)鍵字。 2021-4-23 第一章 關(guān)系數(shù)據(jù)庫原理1.5

10、基本關(guān)系運算1、選擇 選擇行形成新表。 ：選擇運算符； F：條件表達式； R：被操作的表。2、投影 選擇列形成新表。 ：投影運算符； A：屬性名（列名）； R：表名。 )(R F )(RA 2021-4-23 第一章 關(guān)系數(shù)據(jù)庫原理3、連接 將兩個表中的行按給定條件進行拼接成一個新表。 R、S：被操作的表； F：條件。 （1）、等值連接：某些列值相等。 （2）、自然連接：兩個表有共同屬性（列）；等值連接后，去除重復的屬性后的新表。 SR F 2021-4-23 第一章 關(guān)系數(shù)據(jù)庫原理1.6 關(guān)系的規(guī)范化1、第一范式（1NF）（1）、定義：如果R中的每個屬性都是不可分解的，則稱R是第一范式。 （

11、2）、記為：R 1NF。 （3）、不能表中套表 2021-4-23 第一章 關(guān)系數(shù)據(jù)庫原理2、第二范式（2NF）（1）、定義：R為第一范式，且每個非碼屬性都完全依賴于碼屬性，則稱R是第二范式。 （2）、記為：R 2NF。 （3）、分解的方法：、把關(guān)系模式中對碼完全函數(shù)依賴的非主屬性與決定它們的碼放在一個關(guān)系模式中；、把對碼部分函數(shù)依賴的非主屬性和決定它們的主屬性放在一個關(guān)系模式中；、檢查分解后的新模式，如果仍不是2NF，則繼續(xù)按照前面的方法進行分解，直到達到要求。 2021-4-23 第一章 關(guān)系數(shù)據(jù)庫原理3、第三范式（3NF）（1）、定義：R為第二范式，且沒有一個非碼屬性傳遞依賴于碼，則稱R

12、是第三范式。（2）、記為：R 3NF。（3）、分解的方法： 、把直接對碼函數(shù)依賴的非主屬性與決定它們的碼放在一個關(guān)系模式中；、把造成傳遞函數(shù)依賴的決定因素連同被它們決定的屬性放在一個關(guān)系模式中；、檢查分解后的新模式，如果仍不是3NF，則繼續(xù)按照前面的方法進行分解，直到達到要求。 2021-4-23 第一章 關(guān)系數(shù)據(jù)庫原理4、Boyce-Codd范式（BCNF）（1）、定義：如果關(guān)系模式R中的所有決定因素都是碼，則稱R是BCNF范式。（2）、記為：R BCNF。（3）、分解的方法：、在各個3NF模型中，去掉一些主屬性，只保留主碼，使它們只有惟一的后選碼；、把從各個模型中去掉的主屬性，分別同各自的非主屬性組成新的關(guān)系模式；、檢查分解后的新模式，如果仍不是BCNF，則繼續(xù)按照前面的方法進行分解，直到達到要求。 2021-4-23 第一章 關(guān)系數(shù)據(jù)庫原理作業(yè)： 1、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)有哪些特點？ 2、試給出三個實際情況的E-R圖，要求實體之間具有一對一、一對多、多對多各種不同的聯(lián)系。實驗指導：實驗1，實驗2，實驗3