数据库原理及应用教程课件.ppt

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1、数据库应用技术数据库应用技术数据库原理及应用教程数据库原理及应用教程第一章第一章数据库系统概述（数据库系统概述（1）第二章第二章关系数据库（关系数据库（2）第三章第三章关系数据库标准语言关系数据库标准语言-SQL（4）第四章第四章关系数据库理论（关系数据库理论（3）第五章第五章数据库安全保护（数据库安全保护（2）第六章第六章数据库设计（数据库设计（2）第七章第七章SQLServer2000高级应用（高级应用（2）第一章第一章数据库系统概述数据库系统概述1.1 数据库系统的产生、发展和当前流行数据库系统的产生、发展和当前流行的数据库的数据库1.2数据库系统的组成数据库系统的组成1.3数据库系统的

2、模式结构数据库系统的模式结构1.4数据库管理系统数据库管理系统1.5数据模式数据模式1.6四种数据模型四种数据模型1.1数据库系统的产生、发展和当前流行的数据库系统的产生、发展和当前流行的数据库数据库随着计算机硬件和软件的发展，数据管理经随着计算机硬件和软件的发展，数据管理经历了历了人工管理人工管理、文件系统文件系统和和数据库系统数据库系统三个三个发展阶段发展阶段人工管理阶段（人工管理阶段（50年代中期以前）年代中期以前）文件系统阶段（文件系统阶段（50年代后期至年代后期至60年代中期）年代中期）数据库系统阶段（数据库系统阶段（60年代末开始）年代末开始）1.1数据库系统的产生、发展和当前流行

3、的数据库系统的产生、发展和当前流行的数据库数据库1964年，美国通用电气公司成功开发了世年，美国通用电气公司成功开发了世界上的第一个数据库系统界上的第一个数据库系统IDS(IntegratedDataStore)。IDS奠定了奠定了网状数据库的基础，并且得到了广泛的发网状数据库的基础，并且得到了广泛的发行和应用，成为数据库系统发展史上的一行和应用，成为数据库系统发展史上的一座丰碑。座丰碑。1968年，美国国际商用机器公司（年，美国国际商用机器公司（IBM）也推出世界上第一个层次数据库系统也推出世界上第一个层次数据库系统IMS（InformationManagementSystem），同样在数据

4、库系统发展史上），同样在数据库系统发展史上占有重要的地位。占有重要的地位。1.1数据库系统的产生、发展和当前流行的数据库系统的产生、发展和当前流行的数据库数据库七十年代初，七十年代初，E.F.Codd在总结前面的层次、在总结前面的层次、网状数据库优缺点的基础上，提出了关系网状数据库优缺点的基础上，提出了关系数据模型的概念。数据模型的概念。他提出了关系代数和关系演算（直到今天，他提出了关系代数和关系演算（直到今天，在在E.F.Codd的这些基本理论还在左右这数的这些基本理论还在左右这数据库系统的发展，也依然是高校计算机专据库系统的发展，也依然是高校计算机专业课堂上所要讲述的重要内容）。业课堂上所

5、要讲述的重要内容）。1.1数据库系统的产生、发展和当前流行的数据库系统的产生、发展和当前流行的数据库数据库在理论上，确立了完整的关系模型理论、在理论上，确立了完整的关系模型理论、数据依赖理论和关系数据库的设计理论数据依赖理论和关系数据库的设计理论（在后面将重点讲述这些关系数据库的基（在后面将重点讲述这些关系数据库的基本理论）；本理论）；在实践上，世界上出现了很多著名的关系在实践上，世界上出现了很多著名的关系数据库系统，比较著名的如数据库系统，比较著名的如SystemR，INGRES，Oracle等。等。1.1数据库系统的产生、发展和当前流行的数据库系统的产生、发展和当前流行的数据库数据库htt

6、p:/ 数据库系统的组成数据库系统的组成1.3数据库系统的模式结构数据库系统的模式结构1.4数据库管理系统数据库管理系统1.5数据模式数据模式1.6四种数据模型四种数据模型1.2数据库系统的组成数据库系统的组成数数据据库库系系统统通通常常是是指指在在计计算算机机系系统统中中引引入入数数据据库库后后的的系系统统构构成成，由由数数据据库库、数数据据库库用用户户、计计算算机机硬硬件件系系统统和和计计算算机机软软件件系系统统等等级级部部分分组成。组成。1.2数据库系统的组成数据库系统的组成用户用户1用户用户2用户用户n用用户户数据库管理员数据库管理员软软件件系系统统应用系统应用系统应用开发工具应用开发

7、工具DBMS操作系统（操作系统（OS）数据库数据库数据库数据库数数据据库库是是存存储储在在计计算算机机内内、有有组组织织的的、可可共共享的数据集合。享的数据集合。数数据据库库中中的的数数据据按按一一定定的的数数据据模模型型组组织织、描描述述和和存存储储，具具有有较较少少的的冗冗余余度度、较较高高的的数数据据独立性和易扩展性，并为各个用户共享。独立性和易扩展性，并为各个用户共享。用户用户用用户户是是指指使使用用数数据据库库的的人人，他他们们可可以以对对数数据据库库进行存储、维护和检索等操作。进行存储、维护和检索等操作。第一类用户：终端用户；第一类用户：终端用户；第二类用户：应用程序员第二类用户：

8、应用程序员第三类用户：数据库管理员（第三类用户：数据库管理员（DBA）软件系统软件系统软软件件系系统统主主要要包包括括数数据据库库管管理理系系统统（DBMS)及及其其开开发发工具、操作系统和应用系统。工具、操作系统和应用系统。DBMS完完成成对对硬硬件件的的访访问问，并并对对数数据据库库的的数数据据进进行行存存取取、维维护护和和管管理理，完完成成数数据据库库系系统统的的各各类类人人员员、应应用程序等对数据库的各种操作请求。用程序等对数据库的各种操作请求。DBMS是数据库系统的核心软件。是数据库系统的核心软件。硬件系统硬件系统硬件系统指存储和运行数据库系统的硬件设备硬件系统指存储和运行数据库系统

9、的硬件设备1.2数据库系统的组成数据库系统的组成应用系统应用系统应用开发应用开发工具工具DBMS操作系统操作系统硬件硬件课堂提问课堂提问1、P433.62、P411.11.23、P422.42.5第一章第一章数据库系统概述数据库系统概述1.1数据库系统的产生、发展和当前流行的数数据库系统的产生、发展和当前流行的数据库据库1.2数据库系统的组成数据库系统的组成1.3 数据库系统的模式结构数据库系统的模式结构1.4数据库管理系统数据库管理系统1.5数据模式数据模式1.6四种数据模型四种数据模型1.3数据库系统的模式结构数据库系统的模式结构(重点重点)数据库系统的三级模式结构数据库系统的三级模式结构

10、数据库系统模式的概念数据库系统模式的概念数据库系统的三级模式结构数据库系统的三级模式结构数据库系统的二级映像与数据独立性数据库系统的二级映像与数据独立性数据库系统的三级模式与二级映像的优点数据库系统的三级模式与二级映像的优点1.3数据库系统的模式结构数据库系统的模式结构可可以以从从多多种种不不同同的的角角度度考考查查数数据据库库系系统统的的结结构。构。v从从数数据据库库管管理理系系统统的的角角度度看看，数数据据库库系系统统通通常常采采用用三三级级模模式式结结构构，这这是是数数据据库库系系统统内内部部的的体体系系结结构；构；v从从数数据据库库最最终终用用户户的的角角度度看看，数数据据库库系系统统

11、的的结结构构分分为为单单用用户户结结构构、主主从从式式结结构构、分分布布式式结结构构、客客户户/服服务务器器结结构构和和浏浏览览器器/服服务务器器结结构构，这这是是数数据据库系统库系统外部的体系结构外部的体系结构。1.3数据库系统模式的概念数据库系统模式的概念模式（模式（Schema）是数据库中全体数据的逻辑）是数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述。结构和特征的描述。v例例如如：学学生生记记录录定定义义为为（学学号号、姓姓名名、性性别别、系系别、年龄），称为别、年龄），称为记录型，记录型，v而而（001101，张张立立，男男，计计算算机机，20）则则是是该该记录型的一个记录型的一个记录值记录

12、值。v模式只是对记录型的描述，而与具体的值无关。模式只是对记录型的描述，而与具体的值无关。数据库系统的三级模式结构数据库系统的三级模式结构数据库系统内部的体系结构从数据库系统内部的体系结构从逻辑逻辑上划分上划分为三级：为三级：外模式外模式、模式模式和和内模式；内模式；对对用用户户而而言言，可可以以对对应应地地分分为为：一一般般用用户户级模式级模式、概念级模式概念级模式和和物理模式；物理模式；应用应用1应用应用2应用应用n外模式外模式1外模式外模式m子模式子模式/模式映象模式映象模式模式模式模式/内模式映象内模式映象内模式内模式数据库数据库图图1.8数据库系统的三级模式结构数据库系统的三级模式结

13、构用户级用户级概念级概念级物理级物理级模式（模式（Schema）也也称称为为逻逻辑辑模模式式或或概概念念模模式式，是是数数据据库库中中全全体体数数据的据的逻辑结构逻辑结构和和特征特征的描述。的描述。模模式式处处于于三三级级结结构构的的中中间间层层，不不涉涉及及数数据据的的物物理理存存储储细细节节和和硬硬件件环环境境，与与具具体体的的应应用用程程序序也也无无关关，是整个数据库实际存储的抽象表示。是整个数据库实际存储的抽象表示。一个数据库只有一个模式，是数据库的整体逻辑。一个数据库只有一个模式，是数据库的整体逻辑。外模式外模式又又称称子子模模式式或或用用户户模模式式，是是三三级级结结构构的的最最外

14、外层层，是是数数据据库库用用户户能能看看到到并并允允许许使使用用的的那那部部分分局局部部数数据据的的逻辑结构逻辑结构和和特征特征的描述。的描述。外外模模式式一一般般是是模模式式的的子子集集，一一个个数数据据库库就就可可以以有有多多个外模式。个外模式。外模式是保证数据库安全的一个有力措施。外模式是保证数据库安全的一个有力措施。内模式内模式又又称称存存储储模模式式，是是三三级级结结构构中中的的最最内内层层，也也是是靠靠近近物物理理存存储储的的一一层层，即即与与实实际际存存储储数据方式有关的一层。数据方式有关的一层。是数据在数据库内部的表示方法。是数据在数据库内部的表示方法。由由多多个个存存储储记记

15、录录组组成成，但但并并非非物物理理层层，不不必关心具体的存储位置。必关心具体的存储位置。数据库系统的三级模式结构数据库系统的三级模式结构一个数据库系统中，实际存在的只是物理级数据一个数据库系统中，实际存在的只是物理级数据库，是数据访问的基础；库，是数据访问的基础；概念级数据库是物理级数据库的一种抽象描述；概念级数据库是物理级数据库的一种抽象描述；用户级数据库是用户对数据库的接口。用户级数据库是用户对数据库的接口。外模式可有多个，而模式、内模式只能各有一个。外模式可有多个，而模式、内模式只能各有一个。内模式是整个数据库实际存储的表示，而模式是内模式是整个数据库实际存储的表示，而模式是整个数据库实

16、际存储的抽象表示，外模式是概念整个数据库实际存储的抽象表示，外模式是概念模式的某一部分的抽象表示模式的某一部分的抽象表示数据库系统的二级映像与数据独数据库系统的二级映像与数据独立性立性数数据据库库系系统统的的三三级级模模式式是是对对数数据据的的三三个个抽抽象象级级别别，它它使使用用户户能能逻逻辑辑地地抽抽象象地地处处理理数数据据，而而不不必必关关心心数数据据在在计计算算机机内内部部的的存存储储方方式式，把数据的具体组织交给把数据的具体组织交给DBMS管理。管理。为为了了能能够够在在内内部部实实现现这这三三个个抽抽象象层层次次的的联联系系和和转转换换，DBMS在在三三级级模模式式之之间间提提供供

17、了了二二级级映象映象功能。功能。数据库系统的二级映像与数据独数据库系统的二级映像与数据独立性立性外模式外模式/模式映像模式映像模式模式/内模式映像内模式映像外模式外模式/模式映像模式映像模式描述的是数据的全局逻辑结构，外模式模式描述的是数据的全局逻辑结构，外模式描述的是数据局部逻辑结构；描述的是数据局部逻辑结构；同一模式可以有任意多个外模式，每一个外同一模式可以有任意多个外模式，每一个外模式都存在一个外模式模式都存在一个外模式/模式映像；模式映像；确定了数据的局部逻辑结构与全局逻辑结构确定了数据的局部逻辑结构与全局逻辑结构之间的对应关系；之间的对应关系；保证了数据程序间的逻辑独立性。保证了数据

18、程序间的逻辑独立性。模式模式/内模式映像内模式映像模式和内模式是唯一的，所以模式模式和内模式是唯一的，所以模式/内模式映内模式映像是唯一的；像是唯一的；确定了数据的全局逻辑结构与存储结构之间确定了数据的全局逻辑结构与存储结构之间的对应关系的对应关系存储结构变化时，数据库管理员对模式存储结构变化时，数据库管理员对模式/内模内模式映像作相应的变化，是模式保持不变式映像作相应的变化，是模式保持不变确保了数据的物理独立性确保了数据的物理独立性数据库系统的三级模式与二级映像的数据库系统的三级模式与二级映像的优点优点保证数据的独立性保证数据的独立性模式和内模式分开，保证了数据的物理独立性；模式和内模式分开

19、，保证了数据的物理独立性；外模式和模式分开，保证了数据的逻辑独立性。外模式和模式分开，保证了数据的逻辑独立性。简化了用户接口简化了用户接口按照外模式编写应用程序或输入命令，不需要了解数据内按照外模式编写应用程序或输入命令，不需要了解数据内部的存储结构部的存储结构有利于数据共享有利于数据共享不同的外模式下可有多个用户共享系统中的数据，减少了不同的外模式下可有多个用户共享系统中的数据，减少了数据冗余数据冗余有利于数据的安全保密有利于数据的安全保密在外模式下根据需求进行操作，只能对限定的数据操作，在外模式下根据需求进行操作，只能对限定的数据操作，保证了其他数据的安全。保证了其他数据的安全。课堂提问课

20、堂提问1、P433.73.82、P411.11.21.31.81.101.111.143、P422.32.42.52.72.9第一章第一章数据库系统概述数据库系统概述1.1数据库系统的产生、发展和当前流行的数数据库系统的产生、发展和当前流行的数据库据库1.2数据库数据库系统的组成数据库数据库系统的组成1.3数据库系统的模式结构数据库系统的模式结构1.4 数据库管理系统数据库管理系统1.5数据模式数据模式1.6四种数据模型四种数据模型1.4数据库管理系统数据库管理系统数数据据库库管管理理系系统统是是对对数数据据进进行行管管理理的的大大型型系系统统软软件件，它它是是数数据据库库系系统统的的核核心心

21、组组成成部部分，分，用用户户在在数数据据库库系系统统中中的的一一切切操操作作，包包括括数数据据定定义义、查查询询、更更新新及及各各种种控控制制，都都是是通通过过DBMS进行的。进行的。DBMS就就是是实实现现把把用用户户意意义义下下的的抽抽象象的的逻逻辑辑数数据据处处理理转转换换成成计计算算机机中中的的具具体体的的物物理理数数据据的的处处理理软软件件，这这给给用用户户带带来来很很大大的的方方便。便。数据库管理系统数据库管理系统DBMS的主要功能的主要功能DBMS的组成的组成DBMS的数据存取的过程的数据存取的过程DBMS的主要功能的主要功能1、数据定义、数据定义DBMS提提供供数数据据定定义义

22、语语言言DDL（DataDefineLanguage），定定义义数数据据的的模模式式、外外模模式式和和内内模模式式三三级级模模式式结结构构，定定义义模模式式/内内模模式式和和外外模模式式/模式二级映象，定义有关的约束条件，模式二级映象，定义有关的约束条件，例例如如，为为保保证证数数据据库库安安全全而而定定义义的的用用户户口口令令和和存存取权限，为保证正确语义而定义完整性规则。取权限，为保证正确语义而定义完整性规则。DBMS的主要功能的主要功能2.数据操纵数据操纵DBMS提提 供供 数数 据据 操操 纵纵 语语 言言 DML（DataManipulationLanguage）实实现现对对数数据据

23、库库的的基本操作，包括检索、插入、修改、删除等。基本操作，包括检索、插入、修改、删除等。SQL语言就是语言就是DML的一种。的一种。DBMS的主要功能的主要功能3.数据库运行管理数据库运行管理DBMS对对数数据据库库的的控控制制主主要要通通过过四四个个方方面面实实现：现：数据的安全性控制数据的安全性控制数据的完整性控制数据的完整性控制多用户环境下的并发控制多用户环境下的并发控制数据库的恢复数据库的恢复以确保数据正确有效和数据库系统的正常运行。以确保数据正确有效和数据库系统的正常运行。DBMS的主要功能的主要功能4.数据库的建立和维护功能数据库的建立和维护功能包括数据库的初始数据的装入，包括数据

24、库的初始数据的装入，数据库的转储、恢复、重组织，数据库的转储、恢复、重组织，系统性能监视、分析等功能。系统性能监视、分析等功能。5.数据通信接口数据通信接口DBMS提供与其他软件系统进行通信的功能。提供与其他软件系统进行通信的功能。实实现现用用户户程程序序与与DBMS之之间间的的通通信信，通通常常与与操操作作系统协调完成。系统协调完成。DBMS的主要功能的主要功能4.数据库的建立和维护功能数据库的建立和维护功能包括数据库的初始数据的装入，包括数据库的初始数据的装入，数据库的转储、恢复、重组织，数据库的转储、恢复、重组织，系统性能监视、分析等功能。系统性能监视、分析等功能。5.数据通信接口数据通

25、信接口DBMS提供与其他软件系统进行通信的功能。提供与其他软件系统进行通信的功能。实实现现用用户户程程序序与与DBMS之之间间的的通通信信，通通常常与与操操作作系统协调完成。系统协调完成。DBMS的主要功能的主要功能6.数据组织、存储和管理数据组织、存储和管理DBMS负负责责对对数数据据库库中中需需要要存存放放的的各各种种数数据据如如：数数据据字字典典、用用户户数数据据、存存取取路路径径等等的的组组织织、存存储储和和管管理理工工作作，确确定定以以何何种种文文件件结结构构和和存存取取方方式式物物理理地地组组织织这这些些数数据据，以以提提高高存存储储空空间间利利用用率率和和对对数数据据库库进进行行

26、增增、删删、查查和和该的效率等。该的效率等。DBMS的组成的组成DBMS是是许许多多程程序序所所组组成成的的一一个个大大型型软软件件系系统统每个程序都有自己的功能每个程序都有自己的功能共同完成共同完成DBMS的一件或几件工作。的一件或几件工作。DBMS的组成的组成语言编译处理程序语言编译处理程序系统运行控制程序系统运行控制程序系统建立、维护程序系统建立、维护程序数据字典数据字典DBMS的数据存取的过程的数据存取的过程在在数数据据库库系系统统中中，DBMS与与操操作作系系统统、应应用用程程序序、硬硬件件等等协协同同工工作作，共共同同完完成成数数据据各各种种存存取取操操作作，其其中中DBMS起起着

27、着关关键键的的作作用。用。DBMS对对数数据据的的存存取取通通常常需需要要以以下下几几个个步步骤：骤：1.用用户户使使用用某某种种特特定定的的数数据据操操作作语语言言向向DBMS发出存取请求；发出存取请求；DBMS的数据存取的过程的数据存取的过程2.DBMS接接受受请请求求并并解解释释转转换换成成机机器器代代码码指指令；令；3.DBMS依依次次检检查查外外模模式式、外外模模式式/模模式式映映象象、模模式式、模模式式/内内模模式式映映象象及及存存储储结结构构定义；定义；4.DBMS对存储数据库执行必要的存取操作；对存储数据库执行必要的存取操作；5.从对数据库的存取操作中接受结果从对数据库的存取操

28、作中接受结果DBMS的数据存取的过程的数据存取的过程6.对得到的结果进行必要的处理，如格式转换等对得到的结果进行必要的处理，如格式转换等7.将处理的结果返回给用户将处理的结果返回给用户上上述述存存取取过过程程中中还还包包括括安安全全性性控控制制、完完整整性性控控制制，以以确确保保数数据据的的正正确确性性、有有效效性性和和一一致致性。性。课堂提问课堂提问1.1.71.91.12第一章第一章数据库系统概述数据库系统概述1.1数据库系统的产生、发展和当前流行的数数据库系统的产生、发展和当前流行的数据库据库1.2数据库数据库系统的组成数据库数据库系统的组成1.3数据库系统的模式结构数据库系统的模式结构

29、1.4数据库管理系统数据库管理系统1.5 数据模式数据模式1.6四种数据模型四种数据模型1.5数据模式数据模式数据模型的概念数据模型的概念三个世界的划分及其有关概念三个世界的划分及其有关概念数据模型的分类数据模型的分类实体联系模型及实体联系模型及E-R图图数据模型的组成要素数据模型的组成要素数据模型的概念数据模型的概念数据模型是数据的框架，该框架描述了数据及其联数据模型是数据的框架，该框架描述了数据及其联系的组织方式、表达方式和存取路径，是数据库系系的组织方式、表达方式和存取路径，是数据库系统的核心和基础统的核心和基础各种机器上实现的各种机器上实现的DBMS软件都基于某种数据模型软件都基于某种

30、数据模型它的数据结构直接影响到数据库系统的其他部分的它的数据结构直接影响到数据库系统的其他部分的性能，也是数据定义和数据操纵语言的基础性能，也是数据定义和数据操纵语言的基础是设计数据库的一项首要任务是设计数据库的一项首要任务三个世界的划分及其有关概念三个世界的划分及其有关概念1、三个世界的划分、三个世界的划分l将将现实世界现实世界的事物及联系抽象成信息世界的信息的事物及联系抽象成信息世界的信息模型，然后再抽象成计算机世界的模型，然后再抽象成计算机世界的数据模型数据模型l信息模型不依赖于具体的计算机系统，是计算机信息模型不依赖于具体的计算机系统，是计算机内部数据的抽象表示，内部数据的抽象表示，是

31、概念模型是概念模型l概念模型经过抽象，转换成计算机上某一概念模型经过抽象，转换成计算机上某一DBMS支持的数据模型支持的数据模型三个世界的划分及其有关概念三个世界的划分及其有关概念现实世界现实世界概念模型概念模型认识抽象认识抽象DBMS支持的数据模型支持的数据模型信息世界信息世界计算机世界计算机世界现实世界现实世界三个世界的划分及其有关概念三个世界的划分及其有关概念2、现实世界、现实世界l是客观存在的世界是客观存在的世界l每个事物都有自己的特征或性质每个事物都有自己的特征或性质l事务之间是有相互联系的事务之间是有相互联系的三个世界的划分及其有关概念三个世界的划分及其有关概念3、信息世界及其有关

32、基本概念、信息世界及其有关基本概念实体（实体（Entity）:客观存在并可以相互区别的客观存在并可以相互区别的事物事物l客客观观存存在在并并且且可可以以相相互互区区别别的的“事事物物”称称为为实实体。体。l实实体体可可以以是是可可触触及及的的对对象象，如如一一个个学学生生，一一本本书书，一一辆辆汽汽车车；也也可可以以是是抽抽象象的的事事件件，如如一一堂堂课课，一一次比赛等。次比赛等。三个世界的划分及其有关概念三个世界的划分及其有关概念属属性性(Attributes):实实体体的的某某一一特特性性称称为为属属性性,一个实体可以有多个属性。一个实体可以有多个属性。l如如学学生生实实体体有有学学号号

33、、姓姓名名、年年龄龄、性性别别、系系等等方面的属性。方面的属性。l属属性性有有型型和和“值值”之之分分，型型即即为为属属性性名名，如如姓姓名名、年年龄龄、性性别别是是属属性性的的型型；“值值”即即为为属属性性的的具具体体内内容容，如如（990001,张张立立，20，男男，计计算算机机）这这些些属属性性值值的的集集合合表表示示了了一一个个学学生生实实体。体。三个世界的划分及其有关概念三个世界的划分及其有关概念实体型（实体型（EntityType）若若干干个个属属性性型型组组成成的的集集合合可可以以表表示示一一个个实实体体的类型，简称实体型。的类型，简称实体型。如如学学生生（学学号号，姓姓名名，年

34、年龄龄，性性别别，系系）就就是是一一个个实体型。实体型。实体集实体集(EntitySet)同型实体的集合称为实体集。同型实体的集合称为实体集。如所有的学生、所有的课程等。如所有的学生、所有的课程等。三个世界的划分及其有关概念三个世界的划分及其有关概念键（键（Key）能唯一标识一个实体的属性或属性集称为实体的键。能唯一标识一个实体的属性或属性集称为实体的键。如如学学生生的的学学号号，学学生生的的姓姓名名可可能能有有重重名名，不不能能作作为为学学生生实实体的键。体的键。域（域（Domain）属性值的取值范围称为该属性的域。属性值的取值范围称为该属性的域。如如学学号号的的域域为为6位位整整数数，姓姓

35、名名的的域域为为字字符符串串集集合合，年年龄龄的的域域为小于为小于40的整数，性别的域为（男，女）。的整数，性别的域为（男，女）。三个世界的划分及其有关概念三个世界的划分及其有关概念联系（联系（Relationship）在在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是是有有联联系系的的，这这些些联联系系同同样样也也要要抽抽象象和和反反映映到信息世界中来，到信息世界中来，在在信信息息世世界界中中将将被被抽抽象象为为实实体体型型内内部部的的联联系和实体型之间的联系。系和实体型之间的联系。三个世界的划分及其有关概念三个世界的划分及其有关概念联系（联系（Relationship）实

36、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性之之间间的联系；的联系；实体之间的联系通常是指不同实体集之间的联系。实体之间的联系通常是指不同实体集之间的联系。反反映映实实体体型型及及其其联联系系的的结结构构形形式式称称为为实实体体模模型型，也也称称作作信信息息模模型型，它它是是现现实实世世界界及及其其联联系系的的抽抽象象表示。表示。三个世界的划分及其有关概念三个世界的划分及其有关概念两个实体型之间的联系有如下三种类型：两个实体型之间的联系有如下三种类型：（1）一对一联系（）一对一联系（1:1）实实体体集集A中中的的一一个个实实体体至至多多与与实实体体集集B中中的的一

37、一个个实实体体相相对对应应，反反之之亦亦然然，则则称称实实体体集集A与与实实体集体集B为一对一的联系。记作为一对一的联系。记作1:1。如：班级与班长，观众与座位，病人与床位。如：班级与班长，观众与座位，病人与床位。三个世界的划分及其有关概念三个世界的划分及其有关概念两个实体型之间的联系有如下三种类型：两个实体型之间的联系有如下三种类型：（2）一对多联系（）一对多联系（1:n）实实体体集集A中中的的一一个个实实体体与与实实体体集集B中中的的多多个个实实体体相相对对应应，反反之之，实实体体集集B中中的的一一个个实实体体至至多多与实体集与实体集A中的一个实体相对应。记作中的一个实体相对应。记作1:n

38、。如：班级与学生、公司与职员、省与市。如：班级与学生、公司与职员、省与市。三个世界的划分及其有关概念三个世界的划分及其有关概念两个实体型之间的联系有如下三种类型：两个实体型之间的联系有如下三种类型：（3）多对多（）多对多（m:n）实实体体集集A中中的的一一个个实实体体与与实实体体集集B中中的的多多个个实实体体相相对对应应，反反之之，实实体体集集B中中的的一一个个实实体体与与实实体集体集A中的多个实体相对应。记作（中的多个实体相对应。记作（m:n）。）。如：教师与学生如：教师与学生,学生与课程，工厂与产品。学生与课程，工厂与产品。三个世界的划分及其有关概念三个世界的划分及其有关概念实际上，一对一

39、联系是一对多联系的特例，而一实际上，一对一联系是一对多联系的特例，而一对多联系又是多对多联系的特例。对多联系又是多对多联系的特例。可以用图形来表示两个实体型之间的这三类联系可以用图形来表示两个实体型之间的这三类联系 ABABAB(a)(b)(c)三个世界的划分及其有关概念三个世界的划分及其有关概念4计算机世界中的基本概念计算机世界中的基本概念信信息息世世界界中中的的实实体体抽抽象象为为计计算算机机世世界界中中的的数数据据，存存储储在在计计算算机机中中。在在计计算算机机世世界中，常用的主要概念如下：界中，常用的主要概念如下：字段（字段（Field）对对应应于于属属性性的的数数据据称称为为字字段段

40、，也也称称为为数数据据项项。字段的命名往往和属性名相同。字段的命名往往和属性名相同。如如学学生生有有学学号号、姓姓名名、年年龄龄、性性别别、系系等等字字段。段。三个世界的划分及其有关概念三个世界的划分及其有关概念4计算机世界中的基本概念计算机世界中的基本概念记录（记录（Record）对应于每个实体的数据称为记录。对应于每个实体的数据称为记录。如如一一个个学学生生（990001，张张立立，20，男，计算机）为一个记录。男，计算机）为一个记录。文件（文件（File）对应于实体集的数据称为文件。对应于实体集的数据称为文件。如所有学生的记录组成了一个学生文件。如所有学生的记录组成了一个学生文件。三个世

41、界的划分及其有关概念三个世界的划分及其有关概念4计算机世界中的基本概念计算机世界中的基本概念关键字（关键字（key）能能唯唯一一标标识识文文件件中中每每个个记记录录的的字字段段或或字字段集，称为记录的关键字。段集，称为记录的关键字。如如在在学学生生文文件件中中，学学号号可可以以唯唯一一标标识识一一个个学学生生记记录录，因因此此，学学号号可可以以作作为为学学生生记录的关键字。记录的关键字。三个世界的划分及其有关概念三个世界的划分及其有关概念在在计计算算机机世世界界中中，信信息息模模型型被被抽抽象象为为数数据据模模型型，实实体体型型内内部部的的联联系系抽抽象象为为同同一一记记录录内内部部各各字字段

42、段间间的的联联系系，实实体体型型之之间间的联系抽象为记录与记录之间的联系。的联系抽象为记录与记录之间的联系。现现实实世世界界是是设设计计数数据据库库的的出出发发点点，也也是是使用数据库的最终归宿。使用数据库的最终归宿。实实体体模模型型和和数数据据模模型型是是现现实实世世界界事事物物及及其其联联系系的的两两级级抽抽象象。而而数数据据模模型型是是实实现现数据库系统的根据。数据库系统的根据。三个世界的划分及其有关概念三个世界的划分及其有关概念通通过过以以上上的的介介绍绍，我我们们可可总总结结出出三三个个世世界中各术语的对应关系：界中各术语的对应关系：现现实实世世界界-信信息息世世界界-计计算算机机世

43、世界界事物总体事物总体-实体集实体集-文件文件事物个体事物个体-实体实体-记录记录特征特征-属性属性-字段字段事物间联系事物间联系-实体模型实体模型-数据模型数据模型数据模型的分类数据模型的分类根根据据模模型型应应用用的的不不同同目目的的，将将模模型型划划分分为为两两类：类：概念模型概念模型逻辑模型和物理模型逻辑模型和物理模型概念模型概念模型也成为信息模型也成为信息模型是按用户的观点对数据和信息建模，不依是按用户的观点对数据和信息建模，不依赖与具体的计算机系统赖与具体的计算机系统描述某个特定组织所关心的信息结构描述某个特定组织所关心的信息结构用于数据库设计时用户和数据库设计人员用于数据库设计时

44、用户和数据库设计人员之间交流的工具之间交流的工具实体模型实体模型,简称简称E-R模型模型逻辑模型和物理模型逻辑模型和物理模型逻辑模型是按计算机的观点对数据建模，逻辑模型是按计算机的观点对数据建模，有严格的形式化定义有严格的形式化定义逻辑模型主要用于逻辑模型主要用于DBMS的实现，即数据的实现，即数据库是按照库是按照DBMS规定的数据模型组织和建规定的数据模型组织和建立起来的。立起来的。物理模型是对数据最底层的抽象，描述数物理模型是对数据最底层的抽象，描述数据在磁盘或磁带上的存储方式和存取方式，据在磁盘或磁带上的存储方式和存取方式，是面向计算机系统的。是面向计算机系统的。实体联系模型及实体联系模

45、型及E-R图图广泛应用于数据库设计工作中的一种概念模广泛应用于数据库设计工作中的一种概念模型，利用型，利用E-R图来表示实体及其之间的联系图来表示实体及其之间的联系E-R图的基本成分包含实体型、属性和联系图的基本成分包含实体型、属性和联系l实体型：用矩形框表示，框内注明实体名称实体型：用矩形框表示，框内注明实体名称l属性：用椭圆表示，框内标注属性名称，并用无属性：用椭圆表示，框内标注属性名称，并用无向边与有关实体相连向边与有关实体相连l联系：联系用菱形表示，框内标注联系名称，并联系：联系用菱形表示，框内标注联系名称，并用无向边与有关实体相连，同时在无向边旁标上用无向边与有关实体相连，同时在无向

46、边旁标上联系的类型联系的类型实体联系模型及实体联系模型及E-R图图课程课程选修选修学号学号学号学号学号学号学号学号学号学号学号学号学号学号学号学号学号学号学生学生nm数据模型的组成要素数据模型的组成要素由于数据模型是现实世界中的事物及其联系的一由于数据模型是现实世界中的事物及其联系的一种模拟和抽象表示，是一种形式化描述数据、数种模拟和抽象表示，是一种形式化描述数据、数据间联系以及有关语义约束规则的方法。据间联系以及有关语义约束规则的方法。l数据结构：数据库的组成对象以及对象间的联系数据结构：数据库的组成对象以及对象间的联系l数据操作：数据库中的各种数据允许执行的操作的集数据操作：数据库中的各种

47、数据允许执行的操作的集合合l数据的完整性约束：保证数据的正确、有效和相容数据的完整性约束：保证数据的正确、有效和相容课堂提问课堂提问1.1.51.62.62.112.143.11第一章第一章数据库系统概述数据库系统概述1.1数据库系统的产生、发展和当前流行的数数据库系统的产生、发展和当前流行的数据库据库1.2数据库数据库系统的组成数据库数据库系统的组成1.3数据库系统的模式结构数据库系统的模式结构1.4数据库管理系统数据库管理系统1.5数据模式数据模式1.6 四种数据模型四种数据模型四种数据模型四种数据模型层次模型层次模型网状模型网状模型关系模型关系模型面向对象模型面向对象模型关系模型关系模型

48、关系模型是发展较晚的一种模型，关系模型是发展较晚的一种模型，1970年美国年美国IBM公司的研究员公司的研究员E.F.Codd首次提出了首次提出了数据库系统的关系模型。数据库系统的关系模型。l他发表了题为他发表了题为“大型共享数据银行数据的关系模型大型共享数据银行数据的关系模型”（ARelationModelofDataforLargeSharedDataBanks）,在文中解释了关系模型，定义了某些关系代数在文中解释了关系模型，定义了某些关系代数运算，研究了数据的函数相关性，定义了关系的第三范运算，研究了数据的函数相关性，定义了关系的第三范式，从而开创了数据库的关系方法和数据规范化理论的式，

49、从而开创了数据库的关系方法和数据规范化理论的研究研究关系模型关系模型l他为此获得了他为此获得了1981年的图灵奖。年的图灵奖。l此后许多人把研究方向转到关系方法上，陆续出此后许多人把研究方向转到关系方法上，陆续出现了关系数据库系统。现了关系数据库系统。l1977年年IBM公司研制的关系数据库的代表公司研制的关系数据库的代表SystemR开始运行，其后又进行了不断的改进开始运行，其后又进行了不断的改进和扩充，出现了基于和扩充，出现了基于SystemR的数据库系统的数据库系统SQL/DB。关系模型关系模型l20世世纪纪80年年代代以以来来，计计算算机机厂厂商商新新推推出出的的数数据据库库管管理理系

50、系统统几几乎乎都都支支持持关关系系模模型型，非非关关系系系统的产品也都加上了关系接口。系统的产品也都加上了关系接口。l数数据据库库领领域域当当前前的的研研究究工工作作也也都都是是以以关关系系方方法为基础。法为基础。关关系系数数据据库库已已成成为为目目前前应应用用最最广广泛泛的的数数据据库库系系统统，如如现现在在广广泛泛使使用用的的小小型型数数据据库库系系统统 Foxpro、Acess，大大 型型 数数 据据 库库 系系 统统Oracle、Informix、Sybase、SQLServer等都是关系数据库系统。等都是关系数据库系统。关系模型关系模型1.关系模型的数据结构以及有关概念关系模型的数据