数据库设计基础大学计算机基础课程

表中列的数据类型是固定的，即每个列中的分量是同类型的
数据，来自相同的值域。但列的顺序无所谓。在一个关系中 任意两个元组的值不能完全相同。
大学计算机基础—第7章
7.3 关系数据模型
2 关系操作
对关系实施的各种操作，包括选择、投影、连接、并、交、 差、增、删、改等，这些关系操作可以用代数运算的方式表 示，其特点是集合操作，即操作的对象和结果都是集合。 3 关系完整性约束 数据的完整性是指保证数据正确性的特征。包括：实体完整性、 参照完整性、用户自定义完整性
度进行运算 大学计算机基础—第7章
7.3 关系数据模型
大学计算机基础—第7章
7.3 关系数据模型
例4 查询修c02号课程所有学生的学号,课程号和成绩信息
例5 查询计算机科学系修c02号课程的学生的学号和成绩
大学计算机基础—第7章
7.4 SQL语言
SQL语言是结构化查询语言（Structure Query Language）的缩写，是一种用于数据库查询和编程 的语言，已经成为关系型数据库普遍使用的标准。
工具）、应用系统、数据库管理员（DBA）构成。需要注 意的是数据库相关人员除了数据库管理员（DBA）外还有 系统分析员、数据库设计人员、应用程序员和最终用户 大学计算机基础—第7章
7.1.1 基本概念
数据库系统的特点：
整体数据的结构化 数据的共享性高，冗余度低，易扩充； 数据独立性高。 数据由DBMS统一管理和控制，包括数据的安
第7章 数据库系统基础
大学计算机基础—第7章
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 本章主要内容
7.1 数据库系统概述 7.2 数据模型
7.3 关系数据模型
7.4 结构化查询语言
7.5 数据库设计与管理
大学计算机基础—第7章
本章要点：
数据库系统基本概念 数据库系统三级模式和两级映像 数据模型 E-R图 关系数据模型基本术语 结构化查询语言 数据库设计与管理
全性控制、数据的完整性控制、并发控制、数据 恢复。
大学计算机基础—第7章
7.1.1 基本概念
7.1.2数据管理技术经历了三个阶段
数据管理的目标就是要在恰当的时刻以合适的 形式给人们提供相关所需的数据，以实现对 数据的收集、组织、控制、存储、选取、维 护等数据管理任务。
大学计算机基础—第7章
7.1.2数据管理技术经历了三个阶段
大学计算机基础—第7章
7.1.1基本概念
数据(Data)：描述事物的符号记录 数据库(Database): 简称DB，是长期储存在计算机内、有组
织的、可共享的大量数据的集合。
数据库管理系统(DBMS)：对数据库进行管理的计算机系统
软件，数据库管理系统是数据库系统的核心部分。
数据库系统(DBS)：由数据库、数据库管理系统（及其开发
大学计算机基础—第7章
7.3 关系数据模型
投影: πA(R) = { t[A] | t R } A：R中的属性列
从R中选择出若干属性列组成新的关系 投影操作主要是从列的角度进行运算 但投影之后不仅取消了原关系中的某些列，而且还可能
取消某些元组（避免重复行）
[例 查询学生的姓名和所在系
即求Student关系上学生姓名和所在系两个属性上的投影 πSname，Sdept(Student) 或 π2，5(Student) 大学计算机基础—第7章
大学计算机基础—第7章
7.1.3数据库系统结构体系
注意：概念模式只有一个，描述的是整体的数据，外模式可 以根据应用有多个，模式与外模式的关系是一对多的关系， 内模式只有一个。如图7.1.4。
大学计算机基础—第7章
数据独立性：物理独立性、逻辑独立性
物理独立性：指用户的应用程序与存储在磁盘上的数据库中
逻辑数据模型: 用户从数据库所看到的数据模型，是具体的
DBMS所支持的数据模型，如网状数据模型、层次数据模型 等等。
物理数据模型: 描述数据在储存介质上的组织结构的数据模
型，它不但与具体的DBMS有关，而且还与操作系统和硬件 有关。大部分物理数据模型的实现工作由系统自动完成
大学计算机基础—第7章
大学计算机基础—第7章
7.3 关系数据模型
7.3.2关系模型的基本术语
关系：二维表 属性：二维表中的列称为属性，也称为字段。 值域：二维表中属性的取值范围作为值域。 元组：二维表中的行称为元组（tuple）,即记录值 分量：元组中的每一个属性值称为元组的一个分量 关系模式：二维表的结构称为关系模式。 关系数据库 候选码：如果一个属性或属性集的值能够惟一标识一个关系的元组而又
7.2 数据模型
7.2.1 数据模型三要素
数据结构：数据结构是所研究的对象类型的集合。这些对
象是数据库的组成成分，数据结构指对象和对象间联系的表 达和实现，是对系统静态特征的描述。
数据操作：对数据库中对象的实例允许执行的操作集合，主
要指检索和更新（插入、删除、修改）两类操作。
数据完整性约束：数据完整性约束是一组完整性规则的集
其结果仍是n目关系，由属于R并且不属于S的元组组成
大学计算机基础—第7章
7.3 关系数据模型
表 7.3.5 传统集合运算举例
大学计算机基础—第7章
7.3 关系数据模型
2.专门的关系运算 专门的关系运算包括投影、选择、连接和除
操作，其中投影为一元操作，后三者为二元 操作。
大学计算机基础—第7章
多对多联系（m：n）：如果对于实体A中的每个实例，在实体B中有n
个实例（n≥0）与之关联，而对B中的每个实例，在实体A中也有m个实 例（m≥0）与之关联，则称实体A与实体B的联系是多对多的，记为m:n。
大学计算机基础—第7章
7.2.3 E-R图
E-R图举例
大学计算机基础—第7章
7.2.4 最常用的数据模型
不包含多余的属性，则称该属性或属性集为候选码(candidate key)。
主码： 当一个关系中有多个候选码时，可以从中选择一个作为主码（primary
key）。每个关系只能有一个主码。
大学计算机基础—第7章
7.3 关系数据模型
关系代数中的运算符可以分为四类：集合运算符、 专门的关系运算符、比较运算符和逻辑运算符。
大学计算机基础—第7章
7.4 SQL语言
例7.4.4 查询“计算机科学系”全体学生的详细记录。 Select 学号，姓名，性别，出生日期，专业 From student where sdept=”计算机科学”； 例7.4.5 查询学生的人数和平均年龄 Select Count(*) AS 人数，Avg(Year(Date())-Year(出生日期)) AS 平均年 龄 From student； 例7.4.6 查询选修了1号课程的学生的学号及其成绩，查询结果按分数降序 排列。 Select 学号，成绩 from sc where 课程号= “1” order by 成绩 desc； 例7.4.7 求各个课程号及相应的选课人数。 Select 课程号，count(学号) From sc group by课程号； 例7.4.8 查询选修了2门以上课程的学生学号。 Select 学号 from sc group by 学号 having Count(*) >2；
例7.4.2 Alter Table student Add 入学时间 DATE；
大学计算机基础—第7章
7.4 SQL语言
7.4.3 数据查询命令 根据给定的条件，从一个或多个表中获取所需的数据。 语句格式： Select [All|Distinct] <列名>|<目标列表达式>|<函数> [，…… ] From <表名或视图名> [，…… ] [Where <条件表达式>] [Group By <列名1> [Having <条件表达式>]] [Order By <列名2> [Asc|Desc]]
合，规定数据库状态及状态变化所应满足的条件，以保证数 据的正确性、有效性和相容性。 大学计算机基础—第7章
7.2.2 数据模型的分类
7.2.2 数据模型的分类
概念数据模型：面向数据库用户的实现世界的数据模型，主
要用来描述世界的概念化结构，与具体的DBMS无关。概念 数据模型必须换成逻辑数据模型，才能在DBMS中实现。
结构和特征的描述，是所有用户的公共数据视图。
外模式：也称子模式或用户模式，是数据库用户（包括应用程
序员和最终用户）使用的局部数据的逻辑结构和特征的描述。 是用户与数据库系统的接口。
内模式：存储模式，最接近物理存储，也就是数据的物理存储
方式，是数据库物理结构和存储方式的描述，即数据库的“内 部视图”。它描述了数据的存储结构，比如数据的组织与存储。
网状结构满足以下两个条件：（1）允许一个以上的结点无 双亲；（2）一个结点可以有多于一个的双亲。
大学计算机基础—第7章
7.3 关系数据模型
7.3.1关系模型概述 关系模型由关系数据结构、关系操作和关系完整性
约束三部分组成。 1 关系数据结构 在关系模型中，现实世界的实体以及实体间的各种 联系均用关系来表示。在用户看来，关系模型中数 据的逻辑结构是一张二维数据表。而这个二维表在 关系数据库中就称为关系 。
7.2.3 E-R图
1．实体型之间的基本联系 一对一联系（1：1）：如果实体A中的每个实例在实体B中至多有一个
（也可心没有）实例与之关联，反之亦然，则称实体A与实体B具有一 对一联系，记为1：1。
一对多联系（1：n）：如果实体A中的每个实例在实体B中有n个实例
（n≥0）与之关联，而实体B中每个实例在实体A中最多只有一个实例与 之关联，则称实体A与实体B是一对多联系，记为1：n。