數(shù)據(jù)庫應(yīng)用AnApplicationofDatabaseSystem

數(shù)據(jù)庫應(yīng)用An Application of Database System主講：陳昌平 實驗總結(jié)主要錯誤 1、不能為某數(shù)據(jù)類型指定列寬，如int、text、datetime等數(shù)據(jù)類型。 2、沒有創(chuàng)建db_teaching_data.mdf文件。原因：filename的路徑不在同一行。 3、其他錯誤：如標(biāo)點符號錯誤，正確的應(yīng)該在英文狀態(tài)下輸入標(biāo)點。 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)基本概念上次課所建表的表結(jié)構(gòu)如何來的？ Why？四個基本概念數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)管理的發(fā)展歷程和數(shù)據(jù)庫發(fā)展歷史數(shù)據(jù)模型邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計 數(shù)據(jù)庫的三級模式結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫的三級模式：外模式、概念模式、內(nèi)模式什么是模式呢？模式就是數(shù)據(jù)的一種抽象描述。內(nèi)模式是數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的存儲結(jié)構(gòu)、存儲方法、存取策略等的描述，也稱物理模式、存儲模式概念模式是數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)的描述，也稱模式、概念結(jié)構(gòu)。 外模式是單個用戶用到的數(shù)據(jù)邏輯結(jié)構(gòu)的抽象，通常也稱視圖、子模式。 數(shù)據(jù)庫的三級模式結(jié)構(gòu) 數(shù)據(jù)庫的三級模式結(jié)構(gòu)一個數(shù)據(jù)庫只有一個內(nèi)模式，一個概念模式，但可以有多個外模式。實際的物理數(shù)據(jù)庫與內(nèi)模式對應(yīng)，用戶使用外模式。 數(shù)據(jù)庫的三級模式結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DBMS），不僅提供三級模式的定義語言，而且還提供了三級模式之間相互轉(zhuǎn)換的機(jī)制，即二級映射機(jī)制。二級映射即外模式到模式的轉(zhuǎn)換，表示為“外模式/模式”映射，模式到內(nèi)模式的轉(zhuǎn)換，表示為“模式/內(nèi)模式” 映射。 數(shù)據(jù)庫的三級模式結(jié)構(gòu)外模式/模式映射，定義了外模式到模式之間的對應(yīng)關(guān)系。是在外模式中定義的。模式/內(nèi)模式映射，定義了模式到內(nèi)模式之間的對應(yīng)關(guān)系。在模式中描述的。 數(shù)據(jù)模型在數(shù)據(jù)庫中用數(shù)據(jù)模型這個工具來抽象、表示和處理現(xiàn)實世界中的數(shù)據(jù)和信息。通俗地講數(shù)據(jù)模型就是現(xiàn)實世界的模擬數(shù)據(jù)模型應(yīng)滿足三方面要求能比較真實地模擬現(xiàn)實世界容易為人所理解便于在計算機(jī)上實現(xiàn) 數(shù)據(jù)模型的組成要素數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) ：對系統(tǒng)靜態(tài)特性的描述與數(shù)據(jù)類型、內(nèi)容、性質(zhì)有關(guān)和與數(shù)據(jù)之間聯(lián)系有關(guān)的對象的集合。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)包括兩方面的內(nèi)容，一是數(shù)據(jù)本身，如關(guān)系模型中的關(guān)系、域、屬性等；二是數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系。數(shù)據(jù)操作 ：系統(tǒng)動態(tài)特性的描述對數(shù)據(jù)庫中各種對象（型）的實例（值）允許執(zhí)行的操作及有關(guān)的操作規(guī)則檢索、更新（包括插入、刪除、修改）數(shù)據(jù)的約束條件 一組完整性規(guī)則的集合 數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)模型分成兩個不同的層次 (1) 概念數(shù)據(jù)模型 也稱信息模型，它是按用戶的觀點來對數(shù)據(jù)和信息建模。 (2) 結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)模型 主要包括網(wǎng)狀模型、層次模型、關(guān)系模型等，它是按計算機(jī)系統(tǒng)的觀點對數(shù)據(jù)建模。 概念數(shù)據(jù)模型基本概念 E-R模型邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計 概念數(shù)據(jù)模型信息世界中的基本概念(1) 實體（Entity）客觀存在并可相互區(qū)別的事物稱為實體?？梢允蔷唧w的人、事、物或抽象的概念。(2)屬性（Attribute）實體所具有的某一特性稱為屬性。一個實體可以由若干個屬性來刻畫。屬性有“型”和“值”之分。(3) 碼（Key）（候選碼）唯一標(biāo)識實體的屬性集稱為碼。 概念數(shù)據(jù)模型信息世界中的基本概念(4)域（Domain） 屬性的取值范圍稱為該屬性的域。(5) 實體型（Entity Type）用實體名及其屬性名集合來抽象和刻畫同類實體稱為實體型如學(xué)生（學(xué)號，姓名，年齡，性別，系）就是一個實體型。(6) 實體集（Entity Set） 同型實體的集合稱為實體集例如，全體學(xué)生就是一個實體集。 概念數(shù)據(jù)模型信息世界中的基本概念(7) 聯(lián)系（Relationship） 現(xiàn)實世界中事物內(nèi)部以及事物之間的聯(lián)系在信息世界中反映為實體內(nèi)部的聯(lián)系和實體之間的聯(lián)系實體型間聯(lián)系 兩個實體型 一對一聯(lián)系（1:1） 三個實體型 一對多聯(lián)系（1:n） 一個實體型 多對多聯(lián)系（m:n） 概念數(shù)據(jù)模型一對一聯(lián)系一對多聯(lián)系多對多聯(lián)系班級班級-班長 班長111:1聯(lián)系課程選修學(xué)生mnm:n聯(lián)系班級組成學(xué)生1n1:n聯(lián)系 概念數(shù)據(jù)模型聯(lián)系一對一聯(lián)系：如果對于實體集A中的每一個實體，實體集B中至多有一個實體與之聯(lián)系，反之亦然，則稱實體集A與實體集B具有一對一聯(lián)系。記為1:1。一對多聯(lián)系：如果對于實體集A中的每一個實體，實體集B中有n個實體（n0）與之聯(lián)系，反之，對于實體集B中的每一個實體，實體集A中至多只有一個實體與之聯(lián)系，則稱實體集A與實體集B有一對多聯(lián)系。記為1:n。多對多聯(lián)系：如果對于實體集A中的每一個實體，實體集B中有n個實體（n0）與之聯(lián)系，反之，對于實體集B中的每一個實體，實體集A中也有m個實體（m0）與之聯(lián)系，則稱實體集A與實體B具有多對多聯(lián)系。記為m:n 概念模型的表示方法E-R模型概念模型的表示方法很多實體聯(lián)系方法實體聯(lián)系方法(E-R方法)用E-R圖來描述現(xiàn)實世界的概念模型 E-R方法也稱為E-R模型 概念模型的表示方法E-R模型實體型：用矩形表示，矩形框內(nèi)寫明實體名。屬性：用橢圓形表示，并用無向邊將其與相應(yīng)的實體連接起來。學(xué)生教師學(xué)生 學(xué)號年齡性別姓名 概念模型的表示方法E-R模型聯(lián)系聯(lián)系本身：用菱形表示，菱形框內(nèi)寫明聯(lián)系名，并用無向邊分別與有關(guān)實體連接起來，同時在無向邊旁標(biāo)上聯(lián)系的類型（1:1、1:n或m:n） 聯(lián)系的屬性：聯(lián)系本身也是一種實體型，也可以有屬性。如果一個聯(lián)系具有屬性，則這些屬性也要用無向邊與該聯(lián)系連接起來 概念模型的表示方法E-R模型班級班級-班長 班長111:1聯(lián)系班級組成學(xué)生1n1:n聯(lián)系課程選修學(xué)生mnm:n聯(lián)系 概念模型的表示方法E-R模型課程講授教師1m多個實體型間的1:n聯(lián)系參考書n課程選修學(xué)生mn成績 概念模型的表示方法E-R模型 班級正班長學(xué)號 姓名屬于院系專業(yè)編號人數(shù) 概念模型的表示方法E-R模型 學(xué)生班級班號班級名稱班級人數(shù)屬于學(xué)號姓名性別年齡籍貫 概念模型的表示方法E-R模型 學(xué)生課程課程號 課程名 學(xué)分選課學(xué)號姓名性別年齡籍貫成績 常用結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)模型非關(guān)系模型層次模型（Hierarchical Model）網(wǎng)狀模型(Network Model )數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：以基本層次聯(lián)系為基本單位關(guān)系模型(Relational Model)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：表面向?qū)ο竽Ｐ?Object Oriented Model）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：對象 結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)模型關(guān)系模型關(guān)系模型的基本概念1、關(guān)系 一個關(guān)系就是一張二維表，通常將一個沒有重復(fù)行、重復(fù)列的二維表看成一個關(guān)系，每個關(guān)系都有一個關(guān)系名。2、元組 二維表的每一行在關(guān)系中稱為元組(Tuple)。一行描述了現(xiàn)實世界中的一個實體，或者描述了不同實體間的一種聯(lián)系。3、屬性 二維表的每一列在關(guān)系中稱為屬性(Attribute)，每個屬性都有一個屬性名，各個屬性的取值稱為屬性值。每個屬性有一定的取值范圍，稱為值域。 結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)模型關(guān)系模型關(guān)系模型的基本概念4、關(guān)鍵字 關(guān)系中能惟一區(qū)分、確定不同元組的屬性或?qū)傩越M合，稱為該關(guān)系的一個關(guān)鍵字。關(guān)鍵字又稱為鍵或碼(Key)。5、外部關(guān)鍵字 如果關(guān)系中某個屬性或?qū)傩越M合并非關(guān)鍵字，但卻是另一個關(guān)系的主關(guān)鍵字，則稱此屬性或?qū)傩越M合為本關(guān)系的外部關(guān)鍵字或外鍵(Foreign Key)。在關(guān)系數(shù)據(jù)庫中，用外部關(guān)鍵字表示兩個表間的聯(lián)系。 結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)模型關(guān)系模型關(guān)系模型的基本概念6、關(guān)系模式對關(guān)系的描述關(guān)系名（屬性1，屬性2，屬性n）學(xué)生（學(xué)號，姓名，年齡，性別，系，年級）7、目或度（Degree）：設(shè)有關(guān)系R(D1，D2，Dn )，這里的R表示關(guān)系的名字，n是關(guān)系的目或度。 結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)模型關(guān)系模型關(guān)系數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)操縱與完整性約束 關(guān)系數(shù)據(jù)模型的操縱主要包括查詢、插入、刪除和更新數(shù)據(jù)。這些操作必須滿足關(guān)系的完整性約束條件。關(guān)系的完整性約束條件包括三大類：實體完整性、參照完整性和用戶定義的完整性。其具體含義將在后面介紹。關(guān)系數(shù)據(jù)模型的存儲結(jié)構(gòu) 在關(guān)系數(shù)據(jù)模型中，實體及實體間的聯(lián)系都用表來表示。在數(shù)據(jù)庫的物理組織中，表以文件形式存儲，每一個表通常對應(yīng)一種文件結(jié)構(gòu)。 結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)模型關(guān)系模型 關(guān)系數(shù)據(jù)庫關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是支持關(guān)系數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。關(guān)系數(shù)據(jù)庫應(yīng)用數(shù)學(xué)方法來處理數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)。該數(shù)據(jù)庫由多個關(guān)系模型即多個表組成。表中列定義事物的屬性，行保存該事物的屬性所對應(yīng)的所有數(shù)據(jù)。關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)RDBMS如著名的IBM DB2，Oracle，Ingres，SYBASE，Informix，COBASE， PBASE，EasyBase， DM/2， OpenBase等。 關(guān)系數(shù)據(jù)庫中的基本概念記錄表中的一行數(shù)據(jù)稱為記錄字段表中的屬性，屬性是列的定義主鍵外鍵索引搜索時的排列順序 練習(xí)1：設(shè)計E-R模型 為某連鎖商店設(shè)計一個E-R模型。該企業(yè)下有若干連鎖店，每家商店有若干職工，但每個職工只能服務(wù)于一家商店。其中商店實體型的屬性包括商店號、商店名、地址、店長。商品型實體的屬性包括商品號、商品名、規(guī)格、單價、產(chǎn)地。職工實體型的屬性包括職工號、姓名、性別、工資，在聯(lián)系中應(yīng)反映出職工參加某商店的開始時間、商店銷售商品的月銷售量。 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)終端用戶終端用戶終端用戶應(yīng)用系統(tǒng)應(yīng)用開發(fā)工具 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)操作系統(tǒng) 數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫管理員 硬件應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)程序員 數(shù)據(jù)庫設(shè)計流程 數(shù)據(jù)庫設(shè)計流程需求分析概念模式設(shè)計邏輯模式設(shè)計數(shù)據(jù)庫實施E/R圖RDBMS 模式存儲模式數(shù)據(jù)庫運行和維護(hù) 邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計P911用E-R圖描述實體集與實體集之間的聯(lián)系，目的是以E-R 圖為工具，設(shè)計關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，確定應(yīng)用系統(tǒng)所使用的數(shù) 據(jù)庫應(yīng)該有哪些表，每個表應(yīng)該有什么。任務(wù)將實體和實體的屬性及實體間的聯(lián)系轉(zhuǎn)換為關(guān)系模式確定關(guān)系模式的屬性和碼 邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計經(jīng)理(經(jīng)理姓名,民族,住址,出生年月,電話)公司(公司名稱,注冊地,類型,電話)學(xué)生(學(xué)號,姓名,民族,出生年月,班號)班級(班號,名稱,年級,系,專業(yè)) 邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(E-R到關(guān)系模式)1：1 11經(jīng) 理公 司領(lǐng) 導(dǎo)經(jīng)理姓 名住 址出生年月電 話民 族公司名 稱電 話類 型注冊地 邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(E-R到關(guān)系模式)1：1法則1：聯(lián)系單獨對應(yīng)關(guān)系模式，由聯(lián)系的屬性，參與聯(lián)系的各實體集的主碼構(gòu)成該關(guān)系模式的屬性，其主碼可選參與實體集的任一方主碼。法則2：聯(lián)系不單獨對應(yīng)關(guān)系模型，聯(lián)系的屬性以及一方的主碼加入另一方實體集對應(yīng)的關(guān)系模式中。 邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(E-R到關(guān)系模式)1：1經(jīng)理(經(jīng)理姓名,民族,住址,出生年月,電話)公司(公司名稱,注冊地,類型,電話)法則1：經(jīng)理(經(jīng)理姓名,民族,住址,出生年月,電話)公司(公司名稱,注冊地,類型,電話)領(lǐng)導(dǎo)(公司名稱,經(jīng)理姓名)法則2：經(jīng)理(經(jīng)理姓名,民族,住址,出生年月,電話,公司名稱)公司(公司名稱,注冊地,類型,電話)或者：經(jīng)理(經(jīng)理姓名,民族,住址,出生年月,電話) 公司(公司名稱,注冊地,類型,電話,經(jīng)理姓名) 邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(E-R到關(guān)系模式)1：N1n學(xué) 生班 級屬 于姓 名學(xué) 號民 族出生年 月名 稱班 號系年 級專 業(yè) 邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(E-R到關(guān)系模式)1：N法則1：聯(lián)系單獨對應(yīng)關(guān)系模式，由聯(lián)系的屬性，參與聯(lián)系的各實體集的主碼構(gòu)成該 關(guān)系模式的屬性，N端的主碼作為該關(guān)系模型主碼。法則2：聯(lián)系不單獨對應(yīng)關(guān)系模型，將聯(lián)系的屬性以及1端的主碼加入N端實體集對應(yīng)的關(guān)系模式中，主碼仍為N端主碼。 邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(E-R到關(guān)系模式)1：N學(xué)生(學(xué)號,姓名,民族,出生年月,班號)班級(班號,名稱,年級,系,專業(yè))法則1：學(xué)生(學(xué)號,姓名,民族,出生年月,班號)班級(班號,名稱,年級,系,專業(yè))聯(lián)系(學(xué)號,班號)法則2：學(xué)生(學(xué)號,姓名,民族,出生年月,班號,班號)班級(班號,名稱,年級,系,專業(yè)) 邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(E-R到關(guān)系模式)M：N學(xué) 習(xí)m n學(xué) 生學(xué) 號姓 名出生 年月民 族課程號課程名學(xué)時數(shù)課程成績 邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(E-R到關(guān)系模式)M：N法則：聯(lián)系單獨對應(yīng)一個關(guān)系模式，該關(guān)系模式包括聯(lián)系的屬性，參與聯(lián)系的各實體集的主碼，該關(guān)系模式的主碼由各實體集的主碼屬性共同組成。 學(xué)生(學(xué)號，姓名，民族，出生年月)課程(課程號，課程名，學(xué)時數(shù))學(xué)習(xí)(學(xué)號，課程號，成績) 練習(xí)2：將E-R模型轉(zhuǎn)換成關(guān)系模式集，并指出主碼和外碼。 為某連鎖商店下有若干連鎖店，每家商店有若干職工，但每個職工只能服務(wù)于一家商店。其中商店實體型的屬性包括商店號、商店名、地址、店長。商品型實體的屬性包括商品號、商品名、規(guī)格、單價、產(chǎn)地。職工實體型的屬性包括職工號、姓名、性別、工資，在聯(lián)系中應(yīng)反映出職工參加某商店的開始時間、商店銷售商品的月銷售量。 參考答案法則1商店（商店號，商店名，地址，店長）商品（商品號，商品名，規(guī)格，單價，產(chǎn)地）職工（職工號，姓名，性別，工資）銷售（商店號，商品號，月銷售量）聘用（職工號，商店號，聘用日期）法則2商店（商店號，商店名，地址，店長）商品（商品號，商品名，規(guī)格，單價，產(chǎn)地）職工（職工號，姓名，性別，工資，商店號，聘用日期）銷售（商店號，商品號，月銷售量）