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1、第一章第一章数据库基本原理数据库基本原理 主要内容数据库的基本概念（数据、数据库、数据库管理系统、数据库系统）数据库的发展历史概念模型、E-R图数据模型（网状模型、层次模型和关系模型）关系的运算E-R图到数据表的转换数据库基本概念 数据(Data) 描述事物的符号记录，可以是文字、图形、图象、声音等 数据库(DB)长期存储在计算机内有组织的、可共享的数据集合 数据库基本概念 数据库管理系统(DBMS) 对数据库进行管理的系统软件，它的职能是有效地组织和存储数据、获取和管理数据、接受和完成用户提出的访问数据的各种请求 数据库系统(DBS)在计算机系统中引用数据库后的系统构成。一般由数据库、数据库
2、管理系统、应用系统、数据库管理员和用户组成数据库技术发展简史 第一代：数据库系统为网状和层次数据库系统 第二代：数据库系统为关系数据库系统。 第三代：对象-关系数据库系统工程师们这样做 他们在建造实际的物体之前.首先建立模型然后在模型的基础上进行研究和改进认识过程现实世界认识抽象概念模型现实世界中的客观对象抽象过程现实世界中的客观对象抽象过程数据模型数据库规范化的数据库我们在设计网上商店系统的webshop 数据库主要用于管理商品信息和销售信息的,那么我们怎样从一些需求信息中创建概念模型，用什么表示概念模型呢？想一想想一想概念模型 概念模型的主要概念实体客观存在并相互区别的事物及其事物之间的联
3、系属性实体所具有的某一特性。例：学生（学号，姓名，性别，出生年份，系，入学时间）联系实体与实体之间关系概念模型 概念模型的主要概念联系三种情况一对一联系：若两个不同型的实体集合中，任何一方的一个实体最多与另一方的一个实体相对应。一对多联系：若两个不同型的实体集合中，一方的一个实体对应另一方若干个实体；反之，另一方一个实体最多对应本方的一个实体。多对多联系：若两个不同型的实体集合中，两实体集中任何一实体，都与另一实体集合中一个或多个实体相对应。一对多父子关系一对多父子关系一对一座位关系一对一座位关系李明李明张强张强许洁许洁李为李为李欣李欣许易许易许利许利李明李明张强张强许洁许洁12排排1坐坐9排
4、排6坐坐3排排2坐坐赵垒赵垒王品王品李立李立张成张成物理物理化学化学数学数学历史历史多对多借阅联系多对多借阅联系概念模型 概念模型的表示方法(E-R图 )符合符合含义含义实体实体属性属性关系关系联系用联系用菱形菱形表示表示, ,必须命名必须命名, ,并用无向边分别与有关实体连接起并用无向边分别与有关实体连接起来，同时在无向边旁标上联系的类型（来，同时在无向边旁标上联系的类型（1:11:1，1:n1:n或或m:nm:n）学生学号学号姓名姓名性别性别系系出生年月出生年月课程课程参考书参考书班长班长班级班级111n供应商供应商零件零件项目项目供应供应nmp供应量供应量任职任职拥有拥有 学生信息管理系
5、统功能如下:用户包括系统管理员、教师和学生。系统管理员负责日常的学籍管理工作，如各种基本信息的录入、修改、删除等操作教师使用该系统可完成教学班信息查询和成绩管理。学生使用该系统完成选课和成绩查询等操作。要求画出学生信息管理系统的要求画出学生信息管理系统的E-RE-R图图想一想想一想 学生信息管理系统的E-R图局部局部ERER图图( (属性略属性略) )想一想想一想全局E-R 图 假设要建立一个企业数据库，该企业有多假设要建立一个企业数据库，该企业有多个下属单位，每一单位有多个职工，一个个下属单位，每一单位有多个职工，一个职工仅属于一个单位，且一个职工仅在一职工仅属于一个单位，且一个职工仅在一个
6、工程中工作，但一个工程中有很多职工个工程中工作，但一个工程中有很多职工参加工作，有多个供应商为各个工程供应参加工作，有多个供应商为各个工程供应不同设备。单位的属性有：单位名、电话。不同设备。单位的属性有：单位名、电话。职工的属性有：职工号、姓名、性别。设职工的属性有：职工号、姓名、性别。设备的属性有：设备号、设备名、产地。供备的属性有：设备号、设备名、产地。供应商的属性有：姓名、电话。工程的属性应商的属性有：姓名、电话。工程的属性有：工程名、地点。有：工程名、地点。想一想想一想数据模型及其分类 数据模型一种模型,是对现实世界数据特征的抽象 数据模型分类层次模型网状模型关系模型数据模型及其分类
7、层次模型用树型结构来表示实体以及实体间的联系R1R2R3R5R4兄弟结点兄弟结点叶结点叶结点叶结点层次模型系系教研室教研室学生学生教师教师层次模型示例数据模型及其分类 层次模型的条件有且仅有一个结点无父结点,这个结点成为根结点其它结点有且仅有一个父结点数据模型及其分类 网状模型是一个网络层次模型实际是网状模型的一个特例R1R3R2R4R5L1L5L4L3L2网状模型系系教研室教研室学生学生教师教师住处住处网状模型示例数据模型及其分类 网状模型的条件允许一个以上的结点无父结点一个结点可以有多于一个的父结点数据模型及其分类 关系模型数据的逻辑结构是一张二维表关系模型示例数据模型及其分类 关系的性质
8、列是同质的，即每一列中的分量是同一类型的数据，来自同一个域列的顺序无所谓，即列的次序可以任意交换行的顺序无所谓，即行的次序可以任意交换任意两个元组不能完全相同每一个分量都必须是不可分的数据项 以下那些表是关系以下那些表是关系运动员运动员项目项目姚明篮球跨栏刘翔王楠乒乓球运动员运动员项目项目姚明篮球王楠乒乓球姚明篮球运动员运动员教练教练项目项目刘翔 孙海平、马俊仁跨栏王楠 邓亚萍、蔡振华乒乓球想一想想一想关系的几个主要概念 关系一个关系就是一张二维表 属性二维表中垂直方向的列 域一个属性的取值范围 元组二维表中水平方向行关系的几个主要概念 分量元组中的一个属性值叫做元组的一个分量 码(关键字)一
9、个关系中的某个属性,若它的值唯一标识了一个元组,则称该属性为候选码一个关系可有多个候选码,须选定其中一个为主码(主关键字)课程编号课程编号课程名称课程名称学分学分1011Access 200331021Excel 200331031Visual Foxpro31041SQL Server3关系数据库的基本概念关系元组属性主码分量关系的几个主要概念 外码(外键)如果A不是关系R的主码,而是另一关系S的主码,则称A是关系R的外码。如:系编号 是关系的一个属性，但不是S学生关系的主码，而是系部关系中的主码，则称系编号 是学生关系的外码系编号系编号系名称系名称D001计算机系D002数学系D003外语
10、系学号学号姓名姓名性别性别生日生日入学分数入学分数系编号系编号001姚明男1980-3-9558D001002易建联男1983-9-10612D001003王治郅男1979-8-12590D002学生表学生表系部表系部表关系和表中术语对照关系关系表表元组记录属性字段主码主键外码外键 下表的主码是什么，外码是什么学号学号姓名姓名性别性别年龄年龄001刘翔刘翔男男23002姚明姚明男男26学号学号姓名姓名科目科目成绩成绩001刘翔刘翔语文语文90002姚明姚明语文语文80001刘翔刘翔数学数学75002姚明姚明数学数学85学生表学生表选课表选课表关系运算 选择在关系中选择满足条件的元组例,性别=“
11、女”(S) 投影选择某些属性列例,学号、课程号(S) 连接从两个关系的笛卡儿积中选取属性间满足一定条件的元组,表示为R S,F是条件表达式广义的笛卡儿积运算,例,R S过程过程过程过程F F过程过程关系运算 连接等值连接:两个关系中的连接属性应该有相同的值 例,R S自然连接:在等值连接的关系中去掉重复的属性 R. R.学号学号=S.=S.学号学号过程过程过程过程性别性别= =“女女”(S)(S)选择示例关系关系S S学号、课程号学号、课程号(S)(S)投影示例关系关系S S连接示例关系R关系S关系R S等值连接示例关系R关系S R S(R.学号=S.学号)自然连接示例关系R关系SR.学号=S
12、.学号 自然连接已知已知R R，S S两关系表如下图：两关系表如下图：1.1. 在在R R关系中找出满足关系中找出满足 3=B=43=BE+F)BE+F)ABCa46b63r32DEFGd12ba23cb14cRS想一想想一想ABCDEFGa46d12bb63d12bb63a23cb63b14c概念模型在上一步创建好了，接下来要建立数据模型，数据模型是在概念模型的基础上转换来的，那webshop数据库的数据模型是什么样的呢？想一想想一想转换转换E-R图到数据表 一对一实体转换成数据表,属性转换成数据表的字段，共两个数据表,在一个数据表中引入外键来建立联系校长管理学校1 11 1校长表校长表(
13、(校长姓名校长姓名, ,性别性别, ,年龄年龄, ,职称职称, ,学历学历) )学校表学校表( (学校代码学校代码, ,学校名称学校名称, ,所在城市所在城市, , 教师人数教师人数, ,学生人数学生人数, ,校长姓名校长姓名) )校长表校长表( (校长姓名校长姓名, ,性别性别, ,年龄年龄, ,职称职称, ,学历学历, ,学校代码学校代码) )学校表学校表( (学校代码学校代码, ,学校名称学校名称, ,所在城市所在城市, ,教师人数教师人数, ,学生人数学生人数)E-R图到数据表 一对多实体转换成数据表,属性转换成数据表的字段，共两个数据表,外键必须包含在一对多数据表读者类别属于读者1
14、1n n读者类别表读者类别表( (类别代码类别代码，类别名称，可借阅天数、，类别名称，可借阅天数、可借阅数量可借阅数量) )读者表读者表( (卡号卡号，姓名，性别，部门，姓名，性别，部门，类别代码类别代码、办卡日期，卡状态办卡日期，卡状态) )E-R图到数据表 多对多实体转换成数据表,属性转换成数据表的字段，将联系也转换成数据表,其字段为相关联实体的主键和自身属性读者借还图书n nm m读者表读者表( (卡号卡号，姓名，性别，部门，类别代码、，姓名，性别，部门，类别代码、办卡日期，卡状态办卡日期，卡状态) )图书表图书表( (书号书号，书名，作者，价格，出版社，库存数量，书名，作者，价格，出版社，库存数量) )借还表借还表( (卡号卡号, ,书号书号, ,借书日期借书日期, ,还书日期还书日期) ) 学生信息管理系统的数据模型(用关系的形式表示) 想一想想一想按照E-R图转换规则，可以得到如下的关系模式：1.院部信息（院部编号，院名称）2.班级信息（班级编号，班名称）3.学生信息（学号，院部编号，班级编号，姓名，性别，生日，住址，电话，Email，简历）4.教师信息（教师编号，姓名，院部编号，电话，Email）5.课程信息（课程编号，课程名称，教师编号，学分）6.选课信息（学号，课程编号，成绩）
