access 2003 第1章 数据库基础知识.ppt

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1、1第第1章章 数据库基础知识数据库基础知识 AccessAccess数据库应用教程数据库应用教程本章介绍数据库系统的基本概念，讲解与关系数本章介绍数据库系统的基本概念，讲解与关系数据库相关的基本慨念，并对据库相关的基本慨念，并对Microsoft Access做做一个初步介绍。一个初步介绍。2第第1 1章章 数据库基础知识数据库基础知识1.1数据库的基本概念数据库的基本概念 1.2数据模型数据模型1.3关系模型及相关概念关系模型及相关概念1.4关系数据库的完整性关系数据库的完整性1.5关系代数关系代数(*)1.6数据库设计基础数据库设计基础1.7关系规范化理论的基本概念关系规范化理论的基本概念

2、(*)1.8Access 2003数据库系统概述数据库系统概述1.9本章本章小结小结31.1.1 1.1.1 数据数据v数据数据(Data)是数据库中存储的基本对象是数据库中存储的基本对象 v数据的定义数据的定义 描述事物的符号记录描述事物的符号记录 v数据的种类数据的种类 文本、数值、图形、图像、音频、视频等文本、数值、图形、图像、音频、视频等 学生档案中的学生记录学生档案中的学生记录（李明，男，（李明，男，197205，江苏，计算机系，照片），江苏，计算机系，照片）v数据的特点数据的特点 数据与其语义是不可分的数据与其语义是不可分的4数据举例数据举例v数数据据的的含含义义称称为为数数据据的

3、的语语义义，数数据据与与其其语语义义是是不不可分的。可分的。例如例如 93是一个数据是一个数据 语义语义1：学生某门课的成绩：学生某门课的成绩 语义语义2：某人的体重：某人的体重 语义语义3：计算机系：计算机系2003级学生人数级学生人数 语义语义4：请同学给出。：请同学给出。51.1.2 1.1.2 数据库数据库v数据库的定义数据库的定义 数数据据库库(Database,简简称称DB)是是长长期期存存储储在在计计算算机内、机内、有组织有组织的、的、可共享可共享的的大量大量数据的集合。数据的集合。v数据库的基本特征数据库的基本特征 数据按一定的数据模型组织、描述和储存数据按一定的数据模型组织、

4、描述和储存 可为多种用户共享可为多种用户共享 冗余度较小冗余度较小 数据独立性较高数据独立性较高 易扩展易扩展 6v什么是什么是DBMS 位位于于用用户户与与操操作作系系统统之之间间的的一一层层数数据据管管理理软软件。件。是基础软件，是一个大型复杂的软件系统。是基础软件，是一个大型复杂的软件系统。vDBMS的用途的用途 科科学学地地组组织织和和存存储储数数据据、高高效效地地获获取取和和维维护护数据。数据。1.1.3 1.1.3 数据库管理系统及其功能数据库管理系统及其功能7DBMSDBMS的主要功能的主要功能数据定义功能数据定义功能 提提供供数数据据定定义义语语言言(DDL，建建数数据据库库的

5、的命命令令或语句或语句)。定义数据库中的数据对象。定义数据库中的数据对象。数据组织、存储和管理功能数据组织、存储和管理功能 分类组织、存储和管理各种数据。分类组织、存储和管理各种数据。确定组织数据的文件结构和存取方式确定组织数据的文件结构和存取方式。实现数据之间的联系。实现数据之间的联系。提供多种存取方法提高存取效率。提供多种存取方法提高存取效率。8DBMSDBMS的主要功能的主要功能数据操纵功能数据操纵功能 提供数据操纵语言提供数据操纵语言(DML)。实现对数据库的基本操作实现对数据库的基本操作 (查询、插入、删查询、插入、删 除和修改命令除和修改命令)。数据库的事务管理和运行管理功能数据库

6、的事务管理和运行管理功能 数据库在建立、运行和维护时由数据库在建立、运行和维护时由DBMS统一统一 管理和控制。管理和控制。保保证证数数据据的的安安全全性性、完完整整性性、多多用用户户对对数数据据的并发使用。的并发使用。发生故障后的系统恢复。发生故障后的系统恢复。9DBMSDBMS的主要功能的主要功能数据库的维护功能数据库的维护功能(实用程序实用程序)数据库初始数据装载转换数据库初始数据装载转换 数据库转储数据库转储 介质故障恢复介质故障恢复 数据库的重组织数据库的重组织 性能监视分析等性能监视分析等 其它功能其它功能 DBMS与网络中其它软件系统的通信与网络中其它软件系统的通信 两个两个DB

7、MS系统的数据转换系统的数据转换 异构数据库之间的互访和互操作异构数据库之间的互访和互操作 101.1.4 1.1.4 数据库应用系统数据库应用系统 直接使用数据库管理系统管理数据时，需直接使用数据库管理系统管理数据时，需要熟记一系列的操作步骤及命令，这对于一个要熟记一系列的操作步骤及命令，这对于一个没有受过专门训练的用户，是很困难的；哪怕没有受过专门训练的用户，是很困难的；哪怕是对那些非常熟悉计算机及数据库的专业用户，是对那些非常熟悉计算机及数据库的专业用户，也是很不方便的。也是很不方便的。为此，人们在数据库管理系统的基础上，为此，人们在数据库管理系统的基础上，利用一定的开发工具，根据实际问

8、题的需要，利用一定的开发工具，根据实际问题的需要，设计菜单、查询、窗体、报表等，开发出相应设计菜单、查询、窗体、报表等，开发出相应的应用程序。的应用程序。有了数据库应用程序，普通用户有了数据库应用程序，普通用户只要稍加培训就可以方便地管理数据了。只要稍加培训就可以方便地管理数据了。数据库应用程序也称为数据库应用系统数据库应用程序也称为数据库应用系统。111.1.5 1.1.5 数据库系统及其组成数据库系统及其组成v什什么么是是数数据据库库系系统统（Database System，简称简称DBS）在计算机系统中引入数据库后的系统构成。在计算机系统中引入数据库后的系统构成。v数据库系统的构成数据库

9、系统的构成 数据库数据库 数据库管理系统（及其开发工具）数据库管理系统（及其开发工具）应用系统应用系统 数据库管理员数据库管理员 数据库数据库 应用系统应用系统应用开发工具 操 作 系统 数数据据库库管管理理系系统统 数据库管理员数据库管理员用户用户用户 数据库系统数据库系统131.1.6 1.1.6 数据库的保护数据库的保护 对数据库的保护分为：对数据库的保护分为：l 完整性控制完整性控制l 安全性控制安全性控制l 并发控制并发控制l 数据库恢复数据库恢复 141.1.6 1.1.6 数据库的保护数据库的保护1 1 数据的完整性控制数据的完整性控制 数据完整性指的是数据的正确性、有效性和数据

10、完整性指的是数据的正确性、有效性和相容性相容性。数据的完整性控制是指将数据控制在有。数据的完整性控制是指将数据控制在有效的范围内，防止不合理的数据进入数据库，或效的范围内，防止不合理的数据进入数据库，或保证数据之间满足一定的关系。保证数据之间满足一定的关系。数据完整性控制的措施主要有：用户在建立数据完整性控制的措施主要有：用户在建立数据库时定义完整性约束条件，在使用数据库时数据库时定义完整性约束条件，在使用数据库时由系统检查完整性约束条件，并根据检查情况做由系统检查完整性约束条件，并根据检查情况做出相应的反应。出相应的反应。性别性别学号学号151.1.6 1.1.6 数据库的保护数据库的保护2

11、 2 数据的安全性控制数据的安全性控制数据安全性控制是使每个用户只能按指定数据安全性控制是使每个用户只能按指定方式使用和处理指定数据，保护数据以防止不合方式使用和处理指定数据，保护数据以防止不合法的使用造成的数据的泄露和破坏。法的使用造成的数据的泄露和破坏。数据安全性控制措施主要有：用户标识与数据安全性控制措施主要有：用户标识与鉴定，存取控制机制等鉴定，存取控制机制等。161.1.6 1.1.6 数据库的保护数据库的保护3 3 并发控制并发控制 数据库的一个主要特点就是允许多个用户共享使数据库的一个主要特点就是允许多个用户共享使用数据库，因此用数据库，因此DBMSDBMS必须提供并发控制机制。

12、并发控必须提供并发控制机制。并发控制是指对多用户的并发操作加以控制和协调，防止相制是指对多用户的并发操作加以控制和协调，防止相互干扰而产生错误的结果。互干扰而产生错误的结果。数据库的并发控制通常使用数据库的并发控制通常使用封锁机制封锁机制。常用的方。常用的方法包括法包括“以独占数据库方式以独占数据库方式”打开数据库打开数据库。并发控制机制是衡量一个并发控制机制是衡量一个DBMSDBMS性能的重要指标。性能的重要指标。171.1.6 1.1.6 数据库的保护数据库的保护4 4 数据库恢复数据库恢复在数据库运行过程中，故障是不可避免的。常在数据库运行过程中，故障是不可避免的。常见故障包括计算机硬件

13、故障、系统软件和应用软件见故障包括计算机硬件故障、系统软件和应用软件的错误、操作员的失误、恶意的破坏等，这些故障的错误、操作员的失误、恶意的破坏等，这些故障都有可能破坏数据库。都有可能破坏数据库。数据库恢复是指将数据库从错误状态恢复到某数据库恢复是指将数据库从错误状态恢复到某一已知的正确状态。一已知的正确状态。数据库恢复技术是衡量一个数据库恢复技术是衡量一个DBMSDBMS优劣的重要指标。优劣的重要指标。181.1.7 1.1.7 现实世界、信息世界和数据世界现实世界、信息世界和数据世界1 1 现实世界现实世界 现实世界指客观存在的世界。现实世界指客观存在的世界。各个事物都有自己的若干特征。各

14、个事物都有自己的若干特征。例如，学生的学号、姓名、性别、籍贯、身高、例如，学生的学号、姓名、性别、籍贯、身高、专业、班级等都是他的特征。专业、班级等都是他的特征。这些特征都可以在计算机内用数据来表达，因此，这些特征都可以在计算机内用数据来表达，因此，可以说现实世界是数据处理的源泉。可以说现实世界是数据处理的源泉。191.1.7 1.1.7 现实世界、信息世界和数据世界现实世界、信息世界和数据世界2 2 信息世界信息世界 人们通过观察事物，从而在大脑中形成抽象人们通过观察事物，从而在大脑中形成抽象概念，这就是概念，这就是信息信息。信息世界就是现实世界的事物在人脑中的抽信息世界就是现实世界的事物在

15、人脑中的抽象象,是对事物的描述。是对事物的描述。例如，对于上面提到的那个学生，我们知道例如，对于上面提到的那个学生，我们知道了他的学号、姓名、性别、籍贯、身高、专业、了他的学号、姓名、性别、籍贯、身高、专业、班级等特征，就是掌握了他的主要信息，从而对班级等特征，就是掌握了他的主要信息，从而对他有了基本的了解。他有了基本的了解。201.1.7 1.1.7 现实世界、信息世界和数据世界现实世界、信息世界和数据世界3 3 数据世界数据世界 数据世界（数据世界（data world）又称为计算机世界）又称为计算机世界（computer world）。为了用计算机处理信息，）。为了用计算机处理信息，人们

16、还需要将信息再进一步抽象为计算机能够识人们还需要将信息再进一步抽象为计算机能够识别的数据。别的数据。数据世界就是信息世界中的信息的数据化。数据世界就是信息世界中的信息的数据化。在数据世界里，可以将现实世界事物的特征进行在数据世界里，可以将现实世界事物的特征进行加工、编码，表示成符合一定格式的数据，使其加工、编码，表示成符合一定格式的数据，使其进入计算机世界，成为可供处理的数据对象。进入计算机世界，成为可供处理的数据对象。211.1.7 1.1.7 现实世界、信息世界和数据世界现实世界、信息世界和数据世界现实世界现实世界数据世界数据世界信息世界信息世界需求分析需求分析概念结构设计概念结构设计 概

17、念模型概念模型逻辑结构设计逻辑结构设计 逻辑模型逻辑模型数数据据模模型型22第第1 1章章 数据库基础知识数据库基础知识1.1数据库的基本概念数据库的基本概念 1.2数据模型数据模型1.3关系模型及相关概念关系模型及相关概念1.4关系数据库的完整性关系数据库的完整性1.5关系代数关系代数(*)1.6数据库设计基础数据库设计基础1.7关系规范化理论的基本概念关系规范化理论的基本概念(*)1.8Access 2003数据库系统概述数据库系统概述1.9本章本章小结小结231.2 1.2 数据模型数据模型v在数据库中用数据模型这个工具来在数据库中用数据模型这个工具来抽象、表示抽象、表示和处理和处理现实

18、世界中的数据和信息。现实世界中的数据和信息。v通俗地讲数据模型就是通俗地讲数据模型就是现实世界的模拟现实世界的模拟。v数据模型应满足三方面要求数据模型应满足三方面要求 能比较能比较真实真实地模拟现实世界地模拟现实世界 容易容易为人所为人所理解理解 便于在计算机上便于在计算机上实现实现 24两大类数据模型两大类数据模型v根据模型应用的不同目的，可以将这些模型根据模型应用的不同目的，可以将这些模型分为两类或两个层次：分为两类或两个层次：v第一类是概念模型第一类是概念模型v第二类是逻辑模型和物理模型第二类是逻辑模型和物理模型 25两大类数据模型两大类数据模型(1)概念模型概念模型 也称信息模型，它是

19、按用户的观也称信息模型，它是按用户的观点来对数据和信息建模，用于数据库设计。点来对数据和信息建模，用于数据库设计。独立于计算机系统，与具体的独立于计算机系统，与具体的DBMS无关无关主要用于数据库设计，是用户和数据库设计主要用于数据库设计，是用户和数据库设计人员之间进行交流的工具人员之间进行交流的工具最常用的概念模型是最常用的概念模型是“实体联系模型实体联系模型”（E-R模型模型）26两大类数据模型两大类数据模型(2)逻辑模型和物理模型逻辑模型和物理模型 逻逻辑辑模模型型主主要要包包括括网网状状模模型型、层层次次模模型型、关关系系模型模型、面向对象模型等，、面向对象模型等，按按计计算算机机系系

20、统统的的观观点点对对数数据据建建模模，直直接接与与DBMS有有关关，是是具具体体的的DBMS所所支支持持的的数数据据模模型，用于型，用于DBMS实现。实现。一般来说一种一般来说一种DBMS支持一种逻辑数据模型。支持一种逻辑数据模型。27两大类数据模型两大类数据模型(2)逻辑模型和物理模型逻辑模型和物理模型（续）（续）物物理理模模型型是是对对数数据据最最底底层层的的抽抽象象，描描述述数数据据在在系系统统内内部部的的表表示示方方式式和和存存取取方方法法，在在磁磁盘盘上上的的存存储储方式和存取方法方式和存取方法。不不仅仅与与具具体体的的DBMS有有关关，还还与与操操作作系系统统和和硬硬件件有关有关由

21、由DBMS来实现，用户不必考虑其细节。来实现，用户不必考虑其细节。DBMS支持的数据模型支持的数据模型概念模型概念模型认识认识 抽象抽象信息世界信息世界机器世界机器世界现实世界中客观对象的抽象过程现实世界中客观对象的抽象过程现实世现实世界界现实世界现实世界 概念模型概念模型 数据库设计人员完成数据库设计人员完成逻辑模型逻辑模型 物理模型物理模型 由由DBMS完成完成概念模型概念模型 逻辑模型逻辑模型 数据库设计人员完成数据库设计人员完成两大类数据模型两大类数据模型两步抽象两步抽象291.21.2.1.1 概念模型概念模型 v概念模型的用途概念模型的用途 概念模型用于信息世界的建模概念模型用于信

22、息世界的建模 是现实世界到机器世界的一个中间层次是现实世界到机器世界的一个中间层次 是数据库设计的有力工具是数据库设计的有力工具 数据库设计人员和用户之间进行交流的语言数据库设计人员和用户之间进行交流的语言 v对概念模型的基本要求对概念模型的基本要求 较强的语义表达能力较强的语义表达能力 能够方便、直接地表达应用中的各种语义知识能够方便、直接地表达应用中的各种语义知识 简单、清晰、易于用户理解简单、清晰、易于用户理解 301.1.概念模型中的基本概念概念模型中的基本概念 (1)实体（实体（Entity）客观存在并可相互区别的事物称为实体。客观存在并可相互区别的事物称为实体。可以是具体的人、事、

23、物或抽象的概念。可以是具体的人、事、物或抽象的概念。(2)属性（属性（Attribute）实体所具有的某一特性称为属性。实体所具有的某一特性称为属性。一个实体可以由若干个属性来刻画。一个实体可以由若干个属性来刻画。(3)主码主码（Key）唯一标识实体的属性或属性组称为主码。唯一标识实体的属性或属性组称为主码。“学生学生”“班级班级”“课程课程”311.1.概念模型中的基本概念概念模型中的基本概念 (4)域（域（Domain）属性的取值范围称为该属性的域。属性的取值范围称为该属性的域。(5)实体型（实体型（Entity Type）用用实实体体名名及及其其属属性性名名集集合合来来抽抽象象和和刻刻画

24、画同同类类实实体体称称为为实实体体型型 例如：学生例如：学生(学号学号,姓名姓名,性别性别,年龄年龄,所在系所在系)就是一个实体就是一个实体型型(2000125,王平王平,男男,19,电子系电子系)就是学生实体型的一个实就是学生实体型的一个实体体(6)实体集（实体集（Entity Set）同一类型实体的集合称为实体集同一类型实体的集合称为实体集 321.1.概念模型中的基本概念概念模型中的基本概念 (7)联系（联系（Relationship）现现实实世世界界中中事事物物内内部部以以及及事事物物之之间间的的联联系系在在信信息息世世界界中中反反映映为为实实体体内内部部的的联联系系和和实实体之间的联

25、系。体之间的联系。实实体体内内部部的的联联系系通通常常是是指指组组成成实实体体的的各各属属性之间的联系性之间的联系 实实体体之之间间的的联联系系通通常常是是指指不不同同实实体体集集之之间间的联系的联系331.1.概念模型中的基本概念概念模型中的基本概念 联系是指实体之间相互关系的抽象表示。例如：联系是指实体之间相互关系的抽象表示。例如：l “学生学生”属于属于“班级班级”l “系系”开设开设“课程课程”l “学生学生”选修选修“课程课程”l “工人工人”生产生产“产品产品”l “产品产品”使用使用“材料材料”这里的这里的“属于属于”、“开设开设”、“选修选修”都表示都表示实体之间的联系。由于联

26、系也是实体，故联系实体之间的联系。由于联系也是实体，故联系也可以有属性。也可以有属性。实体型实体型A联系名联系名 实体型实体型B1 1 1:1联系联系 实体型实体型A联系名联系名 1 n 1:n联系联系 实体型实体型A实体型实体型B联系名联系名 mn m:n联系联系 实体型实体型B两个实体集之间通常有三种类型的联系两个实体集之间通常有三种类型的联系2 2.实体之间的联系实体之间的联系 v一对一联系（一对一联系（1:1）实例实例 一个班级只有一个正班长一个班级只有一个正班长 一个班长只在一个班中任职一个班长只在一个班中任职 定义：定义：如如果果对对于于实实体体集集A中中的的每每一一个个实实体体，

27、实实体体集集B中中至至多多有有一一个个（也也可可以以没没有有）实实体体与与之之联联系系，反反之之亦亦然然，则则称称实实体体集集A与与实实体体集集B具具有有一一对对一一联联系系，记为记为1:1 班级班级班级班级-班长班长 班长班长111:1联系联系 两个实体集之间的联系两个实体集之间的联系 v一对多联系（一对多联系（1：n）实例实例 一个班级中有若干名学生，一个班级中有若干名学生，每个学生只在一个班级中学习每个学生只在一个班级中学习 定义：定义：如如果果对对于于实实体体集集A中中的的每每一一个个实实体体，实实体体集集B中中有有n个个实实体体（n0）与与之之联联系系，反反之之，对对于于实实体体集集

28、B中中的的每每一一个个实实体体，实实体体集集A中中至至多多只只有有一一个个实实体体与与之之联联系系，则则称称实实体体集集A与与实实体体集集B有一对多联系，记为有一对多联系，记为1:n。班级班级组成组成 学生学生1 n1:n联系联系 两个实体集之间的联系两个实体集之间的联系 v多对多联系（多对多联系（m:n）实例实例 课程与学生之间的联系：课程与学生之间的联系：一门课程同时有若干个学生选修一门课程同时有若干个学生选修 一个学生可以同时选修多门课程一个学生可以同时选修多门课程 定义：定义：如如果果对对于于实实体体集集A中中的的每每一一个个实实体体，实实体体集集B中中有有n个个实实体体（n0）与与之

29、之联联系系，反反之之，对对于于实实体体集集B中中的的每每一一个个实实体体，实实体体集集A中中也也有有m个个实实体体（m0）与与之之联联系系，则则称称实实体体集集A与与实实体体B具具有有多多对对多联系，记为多联系，记为m:n。课程课程选修选修 学生学生mnm:n联系联系 两个实体集之间的联系两个实体集之间的联系 v实例实例 课程、教师与参考书三个实体型：课程、教师与参考书三个实体型：一门课程可以有若干个教师讲授，一门课程可以有若干个教师讲授，使用若干本参考书，使用若干本参考书，每一个教师只讲授一门课程，每一个教师只讲授一门课程，每一本参考书只供一门课程使用。每一本参考书只供一门课程使用。课程课程

30、讲授讲授 教师教师1m两个以上实体型间两个以上实体型间1:n联系联系参考书参考书n两个以上实体型之间的联系两个以上实体型之间的联系3.3.概念模型的表示方法（概念模型的表示方法（E-RE-R图）图）v实体型实体型 用矩形表示，矩形框内写明实体名。用矩形表示，矩形框内写明实体名。v属性属性 用椭圆形表示，并用无向边将其与相应的实用椭圆形表示，并用无向边将其与相应的实体连接起来体连接起来 学生学生 教师教师学生学生学号学号 年龄年龄 性别性别 姓名姓名 E-R模型40课程课程课程代号课程代号课程名称课程名称类别类别学时学时考核考核学分学分备注备注实践实践“课程课程”实体及其属性实体及其属性v联系联

31、系 联系本身：联系本身：用菱形表示，菱形框内写明联系名，并用用菱形表示，菱形框内写明联系名，并用无向边分别与有关实体连接起来，同时在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（无向边旁标上联系的类型（1:1、1:n或或m:n）。）。E-RE-R图图联系的表示方法联系的表示方法实体型实体型A联系名联系名 实体型实体型B1 1 1:1联系联系 实体型实体型A联系名联系名 1 n 1:n联系联系 实体型实体型A实体型实体型B联系名联系名 mn m:n联系联系 实体型实体型B联系的表示方法示例联系的表示方法示例班级班级班级班级-班长班长 班长班长1 1 1:1联系联系 课程课程选修选修

32、 学生学生mn m:n联系联系 班级班级组成组成 学生学生1 n 1:n联系联系 联系的属性联系的属性课程课程选修选修 学生学生mn成绩成绩v联系的属性：联系的属性：联系本身也是一种实体型，联系本身也是一种实体型，也可以有属性。如果一个也可以有属性。如果一个联系具有属性，则这些属联系具有属性，则这些属性也要用无向边与该联系性也要用无向边与该联系连接起来。连接起来。1.2.2 1.2.2 逻辑模型逻辑模型 逻辑模型主要研究数据世界中数据的组织方式。逻辑模型主要研究数据世界中数据的组织方式。数据库中所说的数据模型主要是指逻辑模型。在不引数据库中所说的数据模型主要是指逻辑模型。在不引起混淆的情况下，

33、有时也不加区分地称逻辑模型为数起混淆的情况下，有时也不加区分地称逻辑模型为数据模型。据模型。任何一个数据库管理系统（任何一个数据库管理系统（DBMS）都是基于某）都是基于某种数据模型的。种数据模型的。一段时间以来，数据库领域中常用的逻辑数据模一段时间以来，数据库领域中常用的逻辑数据模型包括层次模型、网状模型、型包括层次模型、网状模型、关系模型关系模型和面向对象模和面向对象模型等。型等。按照上述按照上述4类逻辑数据模型设计和实现的类逻辑数据模型设计和实现的DBMS分分别称为层次型数据库管理系统、网状型数据库管理系别称为层次型数据库管理系统、网状型数据库管理系统、统、关系型数据库管理系统关系型数据

34、库管理系统和面向对象型数据库管理和面向对象型数据库管理系统。系统。46第第1 1章章 数据库基础知识数据库基础知识1.1数据库的基本概念数据库的基本概念 1.2数据模型数据模型1.3关系模型及相关概念关系模型及相关概念1.4关系数据库的完整性关系数据库的完整性1.5关系代数关系代数(*)1.6数据库设计基础数据库设计基础1.7关系规范化理论的基本概念关系规范化理论的基本概念(*)1.8Access 2003数据库系统概述数据库系统概述1.9本章本章小结小结1.1.关系模型与二维表关系模型与二维表v关系数据库系统采用关系模型作为数据的组织方关系数据库系统采用关系模型作为数据的组织方式。式。v关系

35、模型是数据库系统中最重要的一种数据模型，关系模型是数据库系统中最重要的一种数据模型，也是目前主流数据模型。也是目前主流数据模型。v1970年美国年美国IBM公司公司San Jose研究室的研究研究室的研究员员E.F.Codd首次提出了数据库系统的关系模型。首次提出了数据库系统的关系模型。v从用户的角度看，从用户的角度看，关系模型中数据的逻辑结构是关系模型中数据的逻辑结构是一张二维表，它由行和列组成。一张二维表，它由行和列组成。学学 号号姓姓 名名年年 龄龄性性 别别系系 名名年年 级级2005004王小明王小明19女女社会学社会学20052005006黄大鹏黄大鹏20男男商品学商品学20052

36、005008张文斌张文斌18女女法律法律2005 学生表学生表属性（字段）属性（字段）元组元组或记录或记录1.1.关系模型与二维表关系模型与二维表表表1-1 1-1 学生信息表学生信息表学号学号姓名姓名性性别别出生日出生日期期政治面政治面貌貌籍贯籍贯专业专业号号是是否否住住宿宿宿舍宿舍电话电话照照片片AP06067201蔡锐蔡锐男男1986-1-12团员团员广东省广东省101No44531AP06067202蔡智明蔡智明男男1986-1-13团员团员广东省广东省101Yes44520AP06067203洪观伍洪观伍男男1986-1-14团员团员广东省广东省101Yes44520AP060672

37、04洪亮洪亮男男1986-1-15预备党员预备党员湖南省湖南省101Yes44520AP06067205洪权河洪权河男男1986-1-16群众群众福建省福建省101No44520AP06067206洪小武洪小武男男1986-1-17团员团员广东省广东省101Yes44521表表1-2 1-2 课程信息表课程信息表课程代号课程代号课程名称课程名称类别类别考核考核学分学分学时学时002C1061大学英语大学英语必修必修考试考试360002C1062大学英语大学英语必修必修考试考试472002C1063大学英语大学英语必修必修考试考试472002C1064大学英语大学英语必修必修考试考试472004

38、A3280自动控制原理自动控制原理任选任选考试考试354005A1080数字电路与逻辑设计数字电路与逻辑设计必修必修考试考试472005A1260数字信号处理数字信号处理必修必修考试考试354005A1430信号与系统信号与系统必修必修考试考试472表表1-4 1-4 成绩表成绩表学号学号课程代号课程代号成绩成绩AP06067201006A250094AP06067201012C102077AP06067202006A250075AP06067208006A214075AP06067209015C108065AP06067211006A242080二维表具有以下特点：二维表具有以下特点：u表有

39、表的名字。例如，表表有表的名字。例如，表1-1所示的所示的“学生信息表学生信息表”。u表由两部分组成，一个表头和若干行数据。表由两部分组成，一个表头和若干行数据。u表有若干行，每一行数据代表一个学生的信息。每一表有若干行，每一行数据代表一个学生的信息。每一行数据又称为一条行数据又称为一条记录记录。u表有若干列，每列都有列名，如学号、姓名、性别等。表有若干列，每列都有列名，如学号、姓名、性别等。每一列又称为一个每一列又称为一个字段字段，列名又称为，列名又称为字段名字段名。u同一列值取自同一个数据域，例如性别的数据域是同一列值取自同一个数据域，例如性别的数据域是男、女男、女n关系（关系（Relat

40、ion）一一个个关关系系对对应应通通常常说说的的一一张张表表。表表1-1所所示示的学生信息表就是一个关系。的学生信息表就是一个关系。n元组（元组（Tuple）除除了了表表的的第第一一行行（表表头头）之之外外，表表中中的的一一行行称称为为一一个个元元组组，通通常常又又称称为为记记录录，对对应应概概念念模型中的一个实体。模型中的一个实体。2.2.关系模型、关系及相关术语关系模型、关系及相关术语 n属性（属性（Attribute）表表中中的的一一列列称称为为一一个个属属性性，通通常常又又称称为为字字段段，对应概念模型中的一个属性。对应概念模型中的一个属性。n域（域（Domain）属性的取值范围称为该

41、属性的域。属性的取值范围称为该属性的域。例例如如，性性别别的的数数据据域域是是男男、女女，专专业业的的数据取值范围只能是学校已开设的专业。数据取值范围只能是学校已开设的专业。2.2.关系模型、关系及相关术语关系模型、关系及相关术语 n候选码（候选码（Candidate Key）u若关系中的某一属性或属性组的值能唯一若关系中的某一属性或属性组的值能唯一地标识一个元组，则称该属性或属性组为候地标识一个元组，则称该属性或属性组为候选码。选码。u在学生信息表中，学号可以唯一确定一个在学生信息表中，学号可以唯一确定一个学生，所以学号是这个关系的候选码。如果学生，所以学号是这个关系的候选码。如果没有同名的

42、学生，则姓名属性也是候选码。没有同名的学生，则姓名属性也是候选码。u在最简单的情况下，候选码只包含一个属在最简单的情况下，候选码只包含一个属性。性。u在最极端的情况下，关系模式的所有属性在最极端的情况下，关系模式的所有属性组是这个关系模式的候选码，称为全码。组是这个关系模式的候选码，称为全码。2.2.关系模型、关系及相关术语关系模型、关系及相关术语 n主码（主码（Primary Key）u可可以以唯唯一一确确定定一一个个元元组组的的属属性性或或属属性性组组称称为为主码。主码。u若若一一个个关关系系有有多多个个候候选选码码，则则选选定定其其中中一一个个为主码。为主码。u学学生生信信息息表表中中，

43、学学号号可可以以唯唯一一确确定定一一个个学学生生，所以学号是这个关系的主码。所以学号是这个关系的主码。2.2.关系模型、关系及相关术语关系模型、关系及相关术语 n主属性主属性u包含在任意一个候选码中的属性称为主属性。包含在任意一个候选码中的属性称为主属性。u不包含在任何候选码中的属性称为非主属性。不包含在任何候选码中的属性称为非主属性。u在表在表1-1所示的学生信息表中，学号是主属性所示的学生信息表中，学号是主属性u在在表表1-4所所示示的的成成绩绩表表中中，学学号号与与课课程程代代号号一一起起作作为为主主码码，其其中中的的学学号号是是主主属属性性，课课程程代代号号也是主属性。也是主属性。2.

44、2.关系模型、关系及相关术语关系模型、关系及相关术语 n分量分量 u元组中的一个属性值称为元组的分量。元组中的一个属性值称为元组的分量。u在在学学生生信信息息表表中中，“AP06067201”、“蔡蔡锐锐”、“男男”、“1986-1-12”、“团团员员”、“广东省广东省”和和“101”等都是分量。等都是分量。2.2.关系模型、关系及相关术语关系模型、关系及相关术语 n关系模式关系模式 u 对关系的描述称为关系模式，通常用关系名及对关系的描述称为关系模式，通常用关系名及所有属性名集合来表示。所有属性名集合来表示。u关系模式一般表示为：关系模式一般表示为：关系名（属性关系名（属性1，属性，属性2，

45、属性，属性n）u 学生信息表对应的关系模式为：学生信息表对应的关系模式为：学生（学号，姓名，性别，出生日期，政治面貌，学生（学号，姓名，性别，出生日期，政治面貌，籍贯，专业号，是否住宿，宿舍电话，照片）籍贯，专业号，是否住宿，宿舍电话，照片）2.2.关系模型、关系及相关术语关系模型、关系及相关术语 n关系数据库（关系数据库（Relational Database）u关系模型由一组关系组成，每个关系是一张关系模型由一组关系组成，每个关系是一张二维表。二维表。u对应于一个关系模型的所有关系的集合称为对应于一个关系模型的所有关系的集合称为关系数据库。所以一个关系数据库由一组相关系数据库。所以一个关系

46、数据库由一组相关的表组成。关的表组成。2.2.关系模型、关系及相关术语关系模型、关系及相关术语 613.3.关系术语间的联系关系术语间的联系 n一个具体的关系模型是若干个关系模式的集合。一个具体的关系模型是若干个关系模式的集合。n关系模式是命名的属性集合。关系模式是命名的属性集合。n关系是元组的集合。关系是元组的集合。n元组是属性值的集合。元组是属性值的集合。624.4.关系的主要性质关系的主要性质 一般来说，关系具有如下一般来说，关系具有如下6 条性质：条性质：1.同一列的数据是同质的；同一列的数据是同质的；2.不同的列可出自同一个域；不同的列可出自同一个域；3.列的顺序无所谓；列的顺序无所

47、谓；4.行的顺序无所谓；行的顺序无所谓；5.任意两个元组不能完全相同；任意两个元组不能完全相同；6.每个分量都必须是不可再分的数据项。每个分量都必须是不可再分的数据项。63第第1 1章章 数据库基础知识数据库基础知识1.1数据库的基本概念数据库的基本概念 1.2数据模型数据模型1.3关系模型及相关概念关系模型及相关概念1.4关系数据库的完整性关系数据库的完整性1.5关系代数关系代数(*)1.6数据库设计基础数据库设计基础1.7关系规范化理论的基本概念关系规范化理论的基本概念(*)1.8Access 2003数据库系统概述数据库系统概述1.9本章本章小结小结1.4 1.4 关系数据库的完整性关系

48、数据库的完整性 v数据库的数据库的完整性完整性是是指数据的正确性、有效性和相容性。指数据的正确性、有效性和相容性。v数据库完整性的破坏主要是由于一些无效数据写入了数数据库完整性的破坏主要是由于一些无效数据写入了数据库，或不恰当的更新数据造成的。据库，或不恰当的更新数据造成的。v为了解决这个问题，防止不合适的数据进入数据库，为了解决这个问题，防止不合适的数据进入数据库，DBMS必须提供完整性约束机制，包括下面三方面的内必须提供完整性约束机制，包括下面三方面的内容：容：u提供完整性约束条件的定义机制提供完整性约束条件的定义机制u提供完整性的检查机制提供完整性的检查机制（检查用户发出的操作（检查用户

49、发出的操作INSERT、UPDATE、DELETE 等）等）u进行违约处理进行违约处理1.4 1.4 关系数据库的完整性关系数据库的完整性 v关系数据库的完整性控制机制允许定义关系数据库的完整性控制机制允许定义三类完整性：三类完整性：实体完整性实体完整性参照完整性参照完整性用户定义的完整性用户定义的完整性1.4 1.4 关系数据库的完整性关系数据库的完整性 v实体完整性和参照完整性是关系模型必须满足实体完整性和参照完整性是关系模型必须满足的完整性约束条件，由关系系统自动支持。的完整性约束条件，由关系系统自动支持。v用户定义的完整性反映应用领域需要遵循的约用户定义的完整性反映应用领域需要遵循的约

50、束条件，是针对某一具体关系数据库的约束条束条件，是针对某一具体关系数据库的约束条件，由用户根据实际应用所涉及数据情况的需件，由用户根据实际应用所涉及数据情况的需要而设置，用户定义后由系统支持。要而设置，用户定义后由系统支持。1.4.1 1.4.1 实体完整性实体完整性 v实体完整性规则：若属性实体完整性规则：若属性A是基本关系是基本关系R的主的主属性，则属性属性，则属性A不能取空值。不能取空值。v例如，在学生关系中，例如，在学生关系中，“学号学号”属性为主码，属性为主码，则其值不能取空值。则其值不能取空值。v主码中的属性即主属性，不能取空值。主码中的属性即主属性，不能取空值。1.4.1 1.4