数据库系统-江苏省计算机等级考试-三级偏软.ppt

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1、江苏省计算机等级考试江苏省计算机等级考试三级偏软三级偏软主讲主讲 陈春玲陈春玲计算机学院、软件学院计算机学院、软件学院南京邮电大学计算机学院南京邮电大学计算机学院 2010 2010年年3 3月月第第4 4章章 数据库系统数据库系统南京邮电大学计算机学院南京邮电大学计算机学院 1 1 1 1 数据库基本概念（数据、数据模型、数数据库基本概念（数据、数据模型、数数据库基本概念（数据、数据模型、数数据库基本概念（数据、数据模型、数据库结构体系、数据库管理系统）据库结构体系、数据库管理系统）据库结构体系、数据库管理系统）据库结构体系、数据库管理系统）2 2 2 2 关系数据库原理（关系代数、关系数据

2、关系数据库原理（关系代数、关系数据关系数据库原理（关系代数、关系数据关系数据库原理（关系代数、关系数据库、函数依赖和规范化）库、函数依赖和规范化）库、函数依赖和规范化）库、函数依赖和规范化）3 3 3 3 结构化查询语言（结构化查询语言（结构化查询语言（结构化查询语言（SQLSQLSQLSQL）4 4 4 4 数据库系统（数据库系统（数据库系统（数据库系统（Visual FoxProVisual FoxProVisual FoxProVisual FoxPro）的应用）的应用）的应用）的应用南京邮电大学计算机学院南京邮电大学计算机学院 1 1 数据库基本概念数据库基本概念南京邮电大学计算机学院

3、南京邮电大学计算机学院 数据：是数据库系统研究和处理的对象。数据：是数据库系统研究和处理的对象。数据模型：是一种表示实体类型及实体间联系的数据模型：是一种表示实体类型及实体间联系的模型（层次、网状、关系模型）。模型（层次、网状、关系模型）。数据模型的三个级别：数据模型的三个级别：概念数据模型概念数据模型逻辑数据模型逻辑数据模型物理数据模型物理数据模型南京邮电大学计算机学院南京邮电大学计算机学院 概念数据模型概念数据模型 面向现实面向现实,面向用户面向用户,与与DBMS无关无关描述一个单位的概念化结构描述一个单位的概念化结构例如：例如：E-R模型、扩充的模型、扩充的E-R模型模型 逻辑数据模型逻

4、辑数据模型 面向用户，面向面向用户，面向DBMS用户从数据库所看到的模型用户从数据库所看到的模型反映数据的逻辑结构反映数据的逻辑结构例如：层次、网状、关系模型例如：层次、网状、关系模型 物理数据模型物理数据模型 主要用于主要用于数据库设计数据库设计 用于用于DBMS的实现的实现 用于用于DBMS的实现的实现 面向存储结构、面向实现面向存储结构、面向实现反映数据存储结构（块、指针、索引）反映数据存储结构（块、指针、索引）与与DBMS、OS和硬件有关和硬件有关概念模型表示的数据概念模型表示的数据 逻辑模型表示的数据逻辑模型表示的数据DBMSDBMS中实现中实现 南京邮电大学计算机学院南京邮电大学计

5、算机学院 数据库结构体系数据库结构体系三级模式结构；三级模式结构；应用应用A A外模式外模式1 11 1模式模式内模式内模式数据库数据库 2 23 3外模式外模式2 2外模式外模式3 3应用应用B B应用应用C C应用应用D D 外模式外模式/模式映象模式映象 模式模式/内模式映象内模式映象南京邮电大学计算机学院南京邮电大学计算机学院 数据库管理系统（数据库管理系统（DBMSDBMS）:定义、建立、使用、管定义、建立、使用、管理和维护数据库的软件。如理和维护数据库的软件。如OracleOracle、SybaseSybase等；等；应用程序应用程序1 1应用程序应用程序2 2应用程序应用程序n

6、n.数据库数据库数据库管理系统数据库管理系统南京邮电大学计算机学院南京邮电大学计算机学院 数据库管理系统（数据库管理系统（DBMSDBMS）的功能）的功能:数据库的定义（数据定义语言数据库的定义（数据定义语言DDLDDL）；）；数据操纵功能（数据操纵语言数据操纵功能（数据操纵语言DMLDML）；）；数数据据库库运运行行控控制制（并并发发控控制制、数数据据的的安安全全性性控控制制、数据的完整性控制）；、数据的完整性控制）；南京邮电大学计算机学院南京邮电大学计算机学院 2 2 关系数据库原理关系数据库原理南京邮电大学计算机学院南京邮电大学计算机学院 2.1 2.1 关系代数关系代数关关系系数数据据

7、模模型型提提供供一一组组完完备备的的关关系系操操作作，以以支支持持对数据库的查询等操作。对数据库的查询等操作。关系操作分为两大类：关系操作分为两大类：关系代数关系代数和和关系演算关系演算。关关系系代代数数包包括括：选选择择、投投影影、连连接接、除除、并并、交交、差、笛卡儿积。差、笛卡儿积。南京邮电大学计算机学院南京邮电大学计算机学院 2.2 2.2 关系数据库关系数据库现实世界中，事物与事物之间存在一定的联系，现实世界中，事物与事物之间存在一定的联系，而且联系也很复杂。而且联系也很复杂。信息世界：是现实世界在人们头脑中的反映，是信息世界：是现实世界在人们头脑中的反映，是对客观事物及其联系的一种

8、抽象描述，是对现实对客观事物及其联系的一种抽象描述，是对现实世界的选择、命名、分类等抽象过程而产生的。世界的选择、命名、分类等抽象过程而产生的。2.2.1 2.2.1 数据描述数据描述1.1.1.1.从现实世界到机器世界从现实世界到机器世界从现实世界到机器世界从现实世界到机器世界南京邮电大学计算机学院南京邮电大学计算机学院 实体：客观存在并可相互区别的事物。实体：客观存在并可相互区别的事物。实体集：同一类实体的集合。实体集：同一类实体的集合。属性：实体的具体特性。属性：实体的具体特性。关键字：能够唯一地标识出每一个实体的某个属关键字：能够唯一地标识出每一个实体的某个属性或属性集。性或属性集。联

9、系：实体集之间的对应关系。联系：实体集之间的对应关系。机机器器世世界界：数数据据库库中中的的数数据据都都是是有有组组织织有有结结构构的的，要要用用数数据据模模型型来来表表示示这这些些组组织织结结构构，并并映映射射到到机机器世界。器世界。南京邮电大学计算机学院南京邮电大学计算机学院 2.2.2.2.信息世界的概念模型信息世界的概念模型信息世界的概念模型信息世界的概念模型概念模型：实体概念模型：实体-联系模型。联系模型。实实体体-联联系系模模型型的的三三个个要要素素：实实体体、属属性性、实实体体间间的相互联系。的相互联系。三种类型的联系：三种类型的联系：1:11:1、1:N1:N、M:NM:N。学

10、生学生课程课程选修选修MNE-R图图南京邮电大学计算机学院南京邮电大学计算机学院 关关系系模模型型：是是以以二二维维表表格格结结构构为为基基础础的的。是是由由若若干干个个关关系系模模式式组组成成的的集集合合。每每个个关关系系模模式式就就是是一一张二维表。张二维表。关系：。关系：。元组：。元组：。属性属性域：域：关键字：关键字：关系模式：关系模式：关关系系模模型型的的特特点点：关关系系必必须须规规范范化化、模模型型概概念念单单一、可做集合操作。一、可做集合操作。2.2.2 2.2.2 关系模型关系模型南京邮电大学计算机学院南京邮电大学计算机学院 2.3 2.3 关系的规范化关系的规范化在设计关系

11、时，必须对关系模型规范化。在设计关系时，必须对关系模型规范化。关关系系的的规规范范化化：使使关关系系模模式式满满足足某某种种条条件件。就就是是对有异常的关系进行分解以消除异常的过程。对有异常的关系进行分解以消除异常的过程。学号学号课程课程学分学分100人工智能人工智能3125文化学文化学2150市场营销学市场营销学2175数理逻辑数理逻辑2190文化学文化学2删删除除该该实实体体，出现了异常！出现了异常！南京邮电大学计算机学院南京邮电大学计算机学院 学号学号课程课程学分学分100人工智能人工智能3125文化学文化学2150市场营销学市场营销学2175数理逻辑数理逻辑2190文化学文化学2学号学

12、号课程课程100人工智能人工智能125文化学文化学150市场营销学市场营销学175数理逻辑数理逻辑190文化学文化学课程课程学分学分人工智能人工智能3文化学文化学2市场营销学市场营销学2数理逻辑数理逻辑2文化学文化学2再再删删除除该该实实体体，就就不不会会出出现现异异常了！常了！南京邮电大学计算机学院南京邮电大学计算机学院 函函数数依依赖赖：是是关关系系属属性性之之间间的的一一种种联联系系。有有三三种种联系联系依赖、部分依赖、传递依赖。依赖、部分依赖、传递依赖。课程号课程号课程课程授课学时授课学时授课学期授课学期J001数据库数据库726J003C程序设计程序设计542Z004操作系统操作系统

13、725Z006编译原理编译原理726X001数值分析数值分析543函数依赖于函数依赖于南京邮电大学计算机学院南京邮电大学计算机学院 学号学号课程课程学分学分100人工智能人工智能3125文化学文化学2150市场营销学市场营销学2175数理逻辑数理逻辑2190文化学文化学2 主主关关键键字字是是学学号号，课课程程，决决定定了了学学分分，学学分分函函数数依依赖赖于于该该主主关关键键字字。但但只只是是“课课程程”决决定定了了“学学分分”，与与“学学号号”无无关关，这这种种依依赖赖就就是是部部分分依依赖赖。南京邮电大学计算机学院南京邮电大学计算机学院 学号学号楼号楼号收费收费1002500120460

14、0130250015088001802500 主主关关键键字字“学学号号”，决决定定了了“楼楼号号”，“楼楼号号”函函数数依依赖赖于于该该主主关关键键字字。但但应应交交的的住住宿宿费费是是由由“楼号楼号”决定的，决定的，“收费收费”依赖于依赖于“楼号楼号”。就就是是说说“楼楼号号”依依赖赖于于“学学号号”，“收收费费”依依赖于赖于“楼号楼号”，这种依赖就是，这种依赖就是传递依赖传递依赖。南京邮电大学计算机学院南京邮电大学计算机学院 范范式式：在在规规范范化化过过程程中中遵遵循循的的准准则则。1NF1NF、2NF2NF、3NF3NF等。等。1NF1NF：属性都是原子数据的关系模式。：属性都是原子

15、数据的关系模式。2 2NFNF：如如果果一一个个关关系系的的所所有有非非主主关关键键字字属属性性都都完完全依赖于全依赖于整个主关键字（不存在部分依赖）。整个主关键字（不存在部分依赖）。3 3NFNF：一个关系如果是一个关系如果是2NF2NF，并且没有传递依赖。，并且没有传递依赖。学号学号课程课程学分学分100人工智能人工智能3125文化学文化学2150市场营销学市场营销学2175数理逻辑数理逻辑2190文化学文化学2该该表表就就是是1NF1NF。但但该该表表存存在在更更新新异常！异常！南京邮电大学计算机学院南京邮电大学计算机学院 学号学号课程课程学分学分100人工智能人工智能3125文化学文化

16、学2150市场营销学市场营销学2175数理逻辑数理逻辑2190文化学文化学2学号学号课程课程100人工智能人工智能125文化学文化学150市场营销学市场营销学175数理逻辑数理逻辑190文化学文化学课程课程学分学分人工智能人工智能3文化学文化学2市场营销学市场营销学2数理逻辑数理逻辑2消消除除部部分分依依赖赖后后得得到到的的两两个个表表就就是是2NF2NF。南京邮电大学计算机学院南京邮电大学计算机学院 楼号楼号收费收费25004600250088002500 2NF2NF中中的的关关系系也也会会有有异异常常。下下表表没没有有部部分分依依赖赖，符符合合2NF2NF，但但存存在在传传递递依依赖赖，

17、若若删删除除学学号号为为120120的的元元组，则丢掉了收费。组，则丢掉了收费。学号学号楼号楼号收费收费10025001204600130250015088001802500学号学号楼号楼号10021204130215081802 上上述述两两表表首首先先是是2NF2NF，并并且没有传递依赖，故是且没有传递依赖，故是3NF3NF。南京邮电大学计算机学院南京邮电大学计算机学院 设计折中设计折中规范化程度过低：数据冗余、更新异常；规范化程度过低：数据冗余、更新异常；规范化程度过高：数据查询代价高；规范化程度过高：数据查询代价高；规规范范化化和和非非规规范范化化还还是是要要根根据据用用户户的的需需求

18、求决定。决定。南京邮电大学计算机学院南京邮电大学计算机学院 2.4 2.4 关系数据库设计关系数据库设计关系数据库的设计步骤：关系数据库的设计步骤：系统需求分析系统需求分析数据流图和数据字典；数据流图和数据字典；概念设计概念设计实体联系图；实体联系图；逻逻辑辑设设计计将将实实体体联联系系图图转转换换成成关关系系模模型型，规规范化；范化；物物理理设设计计为为逻逻辑辑模模型型选选取取一一个个最最适适合合应应用用环环境的物理结构。境的物理结构。数据库的实现和维护数据库的实现和维护南京邮电大学计算机学院南京邮电大学计算机学院 3 3 结构化查询语言（结构化查询语言（SQLSQL）南京邮电大学计算机学院

19、南京邮电大学计算机学院 SQLSQL：结结构构化化查查询询语语言言，是是关关系系数数据据库库语语言言，包包括查询、定义、操纵和控制四个部分；括查询、定义、操纵和控制四个部分；SQLSQL的使用方法有的使用方法有2 2种：交互式种：交互式SQLSQL和嵌入式和嵌入式SQLSQL；特点：特点：综综合合统统一一：SQLSQL语语言言集集DDLDDL、DMLDML、DCLDCL的的功功能能于于一一体，语言风格统一；体，语言风格统一；高高度度非非过过程程化化：用用户户只只需需说说“做做什什么么”，存存取取路路径选择以及径选择以及SQLSQL语句的操作过程由系统自动完成；语句的操作过程由系统自动完成；面向

20、集合的操作方式面向集合的操作方式：操作对象是元组的集合；：操作对象是元组的集合；以同一种语法结构提供以同一种语法结构提供两种使用方式两种使用方式；语言简洁，易学易用语言简洁，易学易用。南京邮电大学计算机学院南京邮电大学计算机学院 SQLSQL功能功能 动动 词词数据查询数据定义数据更新 数据控制SELECTSELECTCREATECREATE，DROPDROP，ALTERALTERINSERTINSERT，UPDATEUPDATE，DELETE DELETE GRANT，REVOTE南京邮电大学计算机学院南京邮电大学计算机学院 视图视图1视图视图2基表基表1基表基表2基表基表3基表基表4存储文

21、件存储文件2存储文件存储文件1SQL外模式外模式模式模式内模式内模式虚表虚表只存放定义只存放定义可以查询可以查询独立的表独立的表可建索引可建索引逻辑结构构成逻辑结构构成数据库的内模式数据库的内模式对用户透明对用户透明 SQLSQL语语言言支支持持关关系系数数据据库库三三级级模模式式结结构构，其其中中外外模模式式对对应应于于视视图图和和部部分分基基本本表表，模模式式对对应应于于基基本本表表，内模式对应于存储文件。内模式对应于存储文件。南京邮电大学计算机学院南京邮电大学计算机学院 4 4 数据库系统的应用数据库系统的应用南京邮电大学计算机学院南京邮电大学计算机学院 南京邮电大学计算机学院南京邮电大学计算机学院