第5章 数据库基本概念PPT课件
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数据库原理及应用第5章
五
表(a)
表(b)
章
关
系 数
A
B
C
D
A
B
C
D
据
• A →AB1在表(a)关B系1 上成立，C但1 A →B在D表1(b)关系上不A成1 立。 B1
C1
D1
库
的
A1
B1
C2
D2
A1
B2
C2
D2
规
A2
B2
C3
D3
A2
B2
C3
D3
范
化
A3
B2
C4
D4
D4
A3
B1
C4
理
论
14
函数依赖(续)
第
五
章
• 定义5.2
规
F
范
化
理
论
P
传递
17
函数依赖(续)
第
例: 在关系SC(Sno, Cno, Grade)中,
五
由于: Sno Grade, Cno Grade,
章
因此: (Sno, Cno) Grade
但:
F
关
(Sno, Cno) Sno, (Sno, Cno) Cno
系
数
例: 在关系Std(Sno, Sdept, Mname)中, 有:
五
章 • 练习：已知R（ABCD)，F={B→C,D →A,BD →ABCD},求R的候选码。
B ABCD, D ABCD, BD ABCD
关
所以，R的候选码为BD
系 数 据 库
• 例: 全码
F
考虑关系模式R(P,W,A)
– 其中: P—演奏者, W—作品, A—听众
数据库原理及应用课件：第5章 ACCESS 数据库—面向对象的程序设计语言(VBA)
13
2022/10/3
– 用户自定义型 所占字节数与元素个数有关，用 户可以使用Type语句定义任何数据类型。语法 如下：
– [Private/Public] Type 类型名
– 元素名 As 数据类型
–…
– End Type
例如：自定义一个教师的基本信息数据类型，其 中包括姓名、性别、年龄的信息。
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2022/10/3
– 对象（Object）—是类的一个实例，是组成一个 系统的基本逻辑单元，是具有某些特征的具体的 事物的抽象。每个对象都具有属性和行为。
– 数据抽象（Data Abstraction）—指仅表现核心 的特性而不描述背景细节的行为。
– 继承（Inheritance）—是可以让某个类型的对象 获得另一个类型的对象的属性的方法。
24
2022/10/3
例：已知两个数x和y，比较它们的大小，使 得x大于y。
– 方法一：if x<y then
t=x
x=y
y=t
end if
– 方法二： if x<y then t=x:x=y:y=t
25
2022/10/3
– If …Then…Else语句（双分支结构）。此语句 也有两种形式：块结构和行结构。
– I说f…明T：hen语句（单分支结构）。有两种形
式1）：表块达结式构一和般行为结关构系表达式、逻辑表达 块式0结为，构F也a形l可s式e以。：为If<算表术达表式达>式Th，e非n 0为True，
2）语句块可以语是句一块句或多句，若用行结 构来表示，则En只d 能If是一句语句，若多句， 行语结句构间形需式用：冒If号<表隔达开式，>而T且he必n须<语在句一>行上 书写。
第5章数据库理论与应用-数字智能时代的管理信息系统-柳毅-清华大学出版社
管理信息系统
第五章 数据库理论与应用
2021/2/18
1
❖本章学习目标
▪ 掌握标准SQL（Structured Query Language， 结构化查询语言）
▪ 使用实体-联系模型（E/R图方法）建立简单的 数据库模型
▪ 学会创建Access数据库实例
第一节 数据库的基本概念 第二节 数据模型 第三节 关系数据库标准语言SQL
❖数据模型就是现实世界的模拟，是对 客观事物及其联系的抽象描述
❖数据模型大致分为两个层次
▪ 概念模型 ▪ 基本数据模型
图4.6 现实世界、信息世界、数据世界关系图
二、概念模型及其表示
❖概念模型的用途
▪ 概念模型用于信息世界的建模 ▪ 概念模型是现实世界到机器世界的一个中间层次 ▪ 概念模型是数据库设计的有力工具 ▪ 概念模型是数据库设计人员和用户之间进行交流
▪ 关系 ▪ 管理系统 ▪ 数据库
❖数据库是存储信息的仓库，以一种简单、 规则的方式进行组织，具有以下特点
▪ 数据库中的数据集组织为表 ▪ 每个表由行和列组成 ▪ 表中每行为一个记录 ▪ 记录可包含几段信息，表中每列对应这些信息
中的一段
图4.1 数据库与数据表
二、数据库应用系统
❖管理信息系统或基于数据库开发的应用系统 软件统称为数据库应用系统或数据库应用系 统软件
❖关系模型的特点
▪ 每列不可再分，即不能表中有表 ▪ 关系的每列中，属性值应取自同一值域 ▪ 在同一个关系中不能有相同的属性名 ▪ 在同一个关系中不能有完全相同的元组 ▪ 在一个关系中行、列的顺序无关紧要
❖关系模型的基本运算
▪ 选择运算。从一个关系或二维表格中找出满足 给定条件的记录行的操作称为选择
第五章 数据库理论与应用
2021/2/18
1
❖本章学习目标
▪ 掌握标准SQL（Structured Query Language， 结构化查询语言）
▪ 使用实体-联系模型（E/R图方法）建立简单的 数据库模型
▪ 学会创建Access数据库实例
第一节 数据库的基本概念 第二节 数据模型 第三节 关系数据库标准语言SQL
❖数据模型就是现实世界的模拟，是对 客观事物及其联系的抽象描述
❖数据模型大致分为两个层次
▪ 概念模型 ▪ 基本数据模型
图4.6 现实世界、信息世界、数据世界关系图
二、概念模型及其表示
❖概念模型的用途
▪ 概念模型用于信息世界的建模 ▪ 概念模型是现实世界到机器世界的一个中间层次 ▪ 概念模型是数据库设计的有力工具 ▪ 概念模型是数据库设计人员和用户之间进行交流
▪ 关系 ▪ 管理系统 ▪ 数据库
❖数据库是存储信息的仓库，以一种简单、 规则的方式进行组织，具有以下特点
▪ 数据库中的数据集组织为表 ▪ 每个表由行和列组成 ▪ 表中每行为一个记录 ▪ 记录可包含几段信息，表中每列对应这些信息
中的一段
图4.1 数据库与数据表
二、数据库应用系统
❖管理信息系统或基于数据库开发的应用系统 软件统称为数据库应用系统或数据库应用系 统软件
❖关系模型的特点
▪ 每列不可再分，即不能表中有表 ▪ 关系的每列中，属性值应取自同一值域 ▪ 在同一个关系中不能有相同的属性名 ▪ 在同一个关系中不能有完全相同的元组 ▪ 在一个关系中行、列的顺序无关紧要
❖关系模型的基本运算
▪ 选择运算。从一个关系或二维表格中找出满足 给定条件的记录行的操作称为选择
《数据库系统原理》PPT电子课件教案-第五章 数据库保护
四、用户定义的安全性措施 除了系统级的安全性措施外，Oracle还允许用户用数 据库触发器定义特殊的更复杂的用户级安全性措施。例 如，规定只能在工作时间内更新Student表，可以定义如 下触发器，其中sysdate为系统当前时间： CREATE OR REPLACE TRIGGER secure student BEFORE INSERT OR UPDATE OR DELETE ON Student BEGIN IF(TO_CHAR(sysdate，’DY’) IN(‘SAT’,’SUN’)) OR(TO_NUMBER(sysdate HH24') NOT BETWEEN 8 AND l7) THEN
常用的方法：
1）用一个用户名或者用户标识号来标明用户身份， 系统鉴别此用户是否是合法用户。 2）口令(Password)。为进一步核实用户，系统要求 用户输入口令 3）系统提供一个随机数，用户根据预先约定好的某 一过程或函数进行计算，系统根据计算结果是否正 确进一步鉴定用户身份。
2. 存取控制
(2)行级安全性 Oracle行级安全性由视图实现。用视图定义表的水 平子集，限定用户在视图上的操作，就为表的行级提供 了保护。视图上的授权与回收与表级完全相同。 例如，只允许用户U2查看Student表中信息系学生的 数据，则首先创建信息系学生视图S_ IS，然后将该视图 的SELECT权限授予U2用户。 (3)列级安全性 Oracle列级安全性可以由视图实现，也可以直接在基 本表上定义。 用视图定义表的垂直子集就可以实现列级安全性，方 法与上面类似。
Oracle对数据库对象的权限采用分散控制方式， 允许具有WITH GRANTOPTION的用户把相应权限或 其子集传递授予其他用户，但不允许循环授权，即被 授权者不能把权限再授回给授权者或其祖先， U1 U2 U3 U4 × 循环授权 Oracle把所有权限信息记录在数据字典中。当用 户进行数据库操作时，Oracle首先根据数据字典中的 权限信息，检查操作的合法性。在Oracle中，安全性 检查是任何数据库操作的第一步。
第五章 数据库设计
运动会方面，实体集包括：运动员（编号，姓名，性别，队 伍号），比赛项目（项目名，比赛场地）。其中，一个比赛项 目可供多名运动员参加，一名运动员可参加多个项目。
根据上述条件，分别设计运动队和运动会两个局部E-R图。
第三节 概念结构设计 参赛项目 性别 队伍号 队伍名 教练名 运动员 性别 队伍号 运动员 m 参加 n n 属于
第三节 概念结构设计 分解变换。如果实体集的属性较多，可以进行分解。例如， 对于员工实体集，其属性为员工号、姓名、性别、生日、（所 属）支行名、岗位、工资、奖金。 性别 生日 支行名 岗位 工资 奖金
姓名 员工号 员工
第三节 概念结构设计 可以把员工信息分解为两部分，一部分属于固定信息，一部 分属于变动信息。为了区别这两部分信息，产生一个新的实体 和一个新的联系。
在视图合并阶段，设计者把所有视图有机地合并成统一的概 念模型，这个最终的概念模型支持所有的应用。
第三节 概念结构设计 概念结构设计的策略主要分为自顶向下、自底向上、自内向 外和混合策略四种。 这些方法中最常用的是自底向上方法：首先设计局部概念模 式，然后综合局部概念模式成全局概念模式，最后对全局概念 模式进行评估和优化。
P2 P1 D2明细 D3账目 E2会 E1客 D1付款 打印账目 账务处理 单 户 计
第二节 需求分析 元数据是描述数据的数据，通常由数据结构的描述组成，主 要描述数据及其使用环境，例如数据精度、来源、产生时间、 使用范围、注解等。 数据字典是一种用户可以访问的、记录数据库和应用程序元 数据的集合，通常是用来解释数据表、数据字段等数据结构的 意义，数据字段的取值范围、数据值代表的意义等。 简而言之，数据字典是描述数据的信息集合，是系统中所有 数据的定义集合。
数据字典通常由数据项、数据结构、数据流、数据存储和处 理过程组成。
第5章 数据库应用程序设计
5.1 数据库基础知识
客户/服务器数据库系统结构
这类型数据库的特点是：适合于网络应用，可以同时 被多个用户所访问，数据库管理系统可以赋予不同的用户 以不同的安全访问权限，支持的数据量大，能完全地支持 SQL语言。
5.1 数据库基础知识
5.1.3 常用 常用SQL语句 语句 1. SELECT语句 SELECT语句可以从数据库中按用户要求检索数据，并 将查询结果以表格的形式返回。 SELECT语句的语法形式如下： SELECT [ ALL | DISTINCT ] [ TOP n [ PERCENT ] ] 字
5.1 数据库基础知识
6. 数据库应用程序的设计 数据库应用程序的设计包括两个部分： (1) 数据库设计 (2) 应用程序设计。 5.1.2 数据库产品简介 VFoxPro、Access、Paradox等属于单用户版数据库产 品。这类数据库的数据被按照一定格式储存在磁盘里，使 用时由应用程序通过相应的驱动程序甚至直接对数据文件 进行读取。 MS SQL Server、Oracle Universal Server、InformixUniversal Server等属于大型数据库。这类数据库的数据集 中存放服务器上，统一由运行在服务器上的数据库服务程 序管理,用户使用客户端软件通过网络访问数据库服务程序 。
5.1 数据库基础知识
(1) 数据定义功能 (2) 数据操纵功能 (3) 数据库的运行管理 (4) 数据库的建立和维护功能 (5) 数据库通信功能 4. 数据库系统 数据库系统（DataBase System,简称为DBS）是指在 计算机系统中引入数据库后的系统构成，一般由数据库、 数据库管理系统及其开发工具、应用系统构成。如图5-1所 示。
5.2 数据库应用程序结构
第五章 数据库完整性
7
例2：将SC表中的SNO、cno属性组定义为码 create table sc (sno char(9) not null, cno char(4) not null, grade smallint, primary key(sno,cno) )
8
5.1.2 实体完整性的违约处理
对于实体完整性的检查，包括:
在子表中修改外码(也是主属性)的策略
6. 在参照关系(子表)中修改外码(同时是主码 属性 )。与在参照关系中插入元组类似，可以 有2种策略： 受限修改 递归修改 RDBMS在实现参照完整性时: 需要向用户提供定义主码、外码的机制。 向用户提供按照自己的应用要求选择处理依 赖关系中对应的元组的方法。
6
5.1 实体完整性
5.1.1 定义实体完整性 例1：将student表中的sno属性定义为码 create table student (sno char(9) primary key, sname char(20) not null, ssex char(2), sage smallint, sdept char(20) )
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5.4 完整性约束命名子句
1. 完整性约束命名子句 Constraint <完整性约束条件名><完整性约 束条件> 例5.10 建立学生登记表 student,要求学号在 90000—99999 之间，姓名不能取空值，年 龄小于30，性别只能是“男”或者“女”
5
数据库完整性控制机制
DBMS完整性控制机制： 1. 提供定义完整性约束条件的机制：提供定义数 据完整性约束条件的方法，完整性约束条件作为 模式的一部分存入数据库中； 2. 提供完整性检查的方法：进行完整性检查，检 查数据是否满足约束条件； 3. 进行违约处理：若有违反，采取相应措施（拒 绝、报告、改正）处理。 完整性子系统：DBMS中执行完整性控制的子系统。 其功能为监督事务的执行，测试其是否违反完整性 约束条件；若有违反，则分情况进行预定的处理。
例2：将SC表中的SNO、cno属性组定义为码 create table sc (sno char(9) not null, cno char(4) not null, grade smallint, primary key(sno,cno) )
8
5.1.2 实体完整性的违约处理
对于实体完整性的检查，包括:
在子表中修改外码(也是主属性)的策略
6. 在参照关系(子表)中修改外码(同时是主码 属性 )。与在参照关系中插入元组类似，可以 有2种策略： 受限修改 递归修改 RDBMS在实现参照完整性时: 需要向用户提供定义主码、外码的机制。 向用户提供按照自己的应用要求选择处理依 赖关系中对应的元组的方法。
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5.1 实体完整性
5.1.1 定义实体完整性 例1：将student表中的sno属性定义为码 create table student (sno char(9) primary key, sname char(20) not null, ssex char(2), sage smallint, sdept char(20) )
26
5.4 完整性约束命名子句
1. 完整性约束命名子句 Constraint <完整性约束条件名><完整性约 束条件> 例5.10 建立学生登记表 student,要求学号在 90000—99999 之间，姓名不能取空值，年 龄小于30，性别只能是“男”或者“女”
5
数据库完整性控制机制
DBMS完整性控制机制： 1. 提供定义完整性约束条件的机制：提供定义数 据完整性约束条件的方法，完整性约束条件作为 模式的一部分存入数据库中； 2. 提供完整性检查的方法：进行完整性检查，检 查数据是否满足约束条件； 3. 进行违约处理：若有违反，采取相应措施（拒 绝、报告、改正）处理。 完整性子系统：DBMS中执行完整性控制的子系统。 其功能为监督事务的执行，测试其是否违反完整性 约束条件；若有违反，则分情况进行预定的处理。
《数据库》第五章 数据完整性与约束
约束) 强制两个表之间的关系. –外键约束要求对于定义约束的列中的每个值，
必须与引用表中指定的列的值匹配。
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Inspur Education
▪ 外键约束
–外键约束相关的概念:
oracle– 中外是键其常：他外表用键的约主约束 键定 列束义。中的的用引用法了其他表的的列或列集，一般
– 引用键：外键引用的其他表的唯一键或主键。 – 从表或子表：包含外键的表。此表的值依赖于引用表的唯一
–实例：在已创建的表dept_20中添加
oracleemp中lo常yee用_id约和束h的ir用e_d法ate 列的组合外键约
束A并LTE启R T用ABL：E dept_20
ADD CONSTRAINT fk_empid_hiredate FOREIGN KEY (employee_id, hire_date) REFERENCES job_history(employee_id, start_date)
▪ 唯一性约束
–实例：为已存在的warehouses表的
oraclwear中eh常ous用e_i约d,束wa的re用hou法se_name列，添加名
whAL_TuERnTqA为BLE的wa唯reh一ous性es 约束
ADD CONSTRAINT wh_unq UNIQUE (warehouse_id, warehouse_name)
25
Inspur Education
▪ 检查性约束
–检查性（check）约束即要求每一行的一列或
oracl多e列中的常值用，必约须束满的足用指定法条件。
–检查约束的主要好处是具有非常灵活的完整性 规则的能力。
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必须与引用表中指定的列的值匹配。
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▪ 外键约束
–外键约束相关的概念:
oracle– 中外是键其常：他外表用键的约主约束 键定 列束义。中的的用引用法了其他表的的列或列集，一般
– 引用键：外键引用的其他表的唯一键或主键。 – 从表或子表：包含外键的表。此表的值依赖于引用表的唯一
–实例：在已创建的表dept_20中添加
oracleemp中lo常yee用_id约和束h的ir用e_d法ate 列的组合外键约
束A并LTE启R T用ABL：E dept_20
ADD CONSTRAINT fk_empid_hiredate FOREIGN KEY (employee_id, hire_date) REFERENCES job_history(employee_id, start_date)
▪ 唯一性约束
–实例：为已存在的warehouses表的
oraclwear中eh常ous用e_i约d,束wa的re用hou法se_name列，添加名
whAL_TuERnTqA为BLE的wa唯reh一ous性es 约束
ADD CONSTRAINT wh_unq UNIQUE (warehouse_id, warehouse_name)
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▪ 检查性约束
–检查性（check）约束即要求每一行的一列或
oracl多e列中的常值用，必约须束满的足用指定法条件。
–检查约束的主要好处是具有非常灵活的完整性 规则的能力。
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数据(Data)
数据(Data)是数据库中存储的基本对象 数据的定义
描述事物的符号记录。
数据的种类
文字、图形、图象、声音
数据的特点
数据与其语义是不可分的
数据举例
学生档案中的学生记录 （马超，男，1972，江苏，计算机系，1990）
数据的形式不能完全表达其内容 数据的解释
语义：学生姓名、性别、出生年月、籍贯、所在 系别、入学时间
数据库管理系统(DBMS)
什么是DBMS 数据库管理系统（Database Management System，简称DBMS） 是位于用户与操作系统之间的一层 数据管理软件。
它是用户与数据库的接口，提供数据库的 定义、检索、更新、维护及各种数据控制。
DBMS的主要功能
★定义数据库
提供数据描述语言(DDL)，定义数 据库总体逻辑数据结构、存储结构、 保密定义等。
与数据文件名 统一、集中、独
打交道
立的管理
文件系统
DBMS
人工管理阶段 文件系统阶段
数据库系统阶段
数据的共 享程度
无共享
共享性差
共享性高
数据的冗 余度
冗余度极大
冗余度大
冗余度小
数据的独 不独立，完全 立性 依赖于程序
独立性差
具有高度的物理独立 性和一定的逻辑独立性
数据的结 构化
无结构
记录内有结构 整体无结构
整体结构化 用数据模型描述
数据的控 制能力
应用程序 自己控制
应用程序 自己控制
由DBMS提供数据的 安全性、完整性、并 发控制和恢复能力
数据独立性是要维护数据与应用程序之 间的无关性。其目的是，应用程序不因 数据一方的改变而改变；反过来，数据 也不会因应用程序一方的改变而改变。 数据与应用程序相互独立，不受对方的 影响。数据独立性分成物理数据独立性 和逻辑数据独立性两级。
数据控制语言/DCL 数据库管理例行程序
二、数据库管理技术的发展
什么是数据管理 指如何在计算机内把数据管好，包 括对数据进行分类、组织、编目、 存储、检索和维护，是数据处理的 中心问题。
数据管理技术的发展过程 人工管理阶段(40年代中--50年代中)阶段(60年代末--现在)
一对一(1:1)的联系
实体集E1 实体集E2
座位 公民 学校
乘客 身份证 校长
实体集E1和E2中的每一个实体最多与 另一个实体集中的一个实体有联系。
一对多(1:n)的联系
实体集E1 实体集E2
车间 工人
学校 教师
班级 学生
实体集E1中的每一个实体与实体集E2中的 任意个（包括零个）实体有联系，实体集 E2中的每一个实体最多与实体集E1中的一 个实体有联系，称E1对E2的联系是一对多 联系。
数据库技术的产生
应用程序1 应用程序2
应用程序n
文数件据库 管系理统系统
物数理据文1件1
物数数理据据文2件库2
物数理据文n件n
人工管理阶段文件系统阶数段据库系统阶段
数据库技术的三个阶段
人工管理阶段 文件系统阶段 数据库系统阶段
时间
－50年代中期
50年代后期 －60年代中期
应用背景 科学计算 科学计算、管理
数据库系统(DBS)
DBS是实现有组织、动态地存储大量关联 数据，方便多用户访问的计算机软件、硬件 和数据资源组成的计算机系统。DBS 以硬件为基础，再配置各种软件，DBMS， 操作系统，应用程序等包括在内，甚至连 数据库管理员也属于系统的组成部分。
数据库系统的构成
用户
用户
用户
硬
应用程序
件
应用开发工具
数据世界 数据模型
数据项 记录 文件 记录型
实体间的联系
客观事物之间的联系包括两个方面：一是 实体内部的联系，它反映在数据模型中是 记录内部的联系；二是实体与实体之间的 联系，在数据模型中表现为记录与记录之 间的联系。实体之间有三种基本的联系：
一对一(1:1)的联系 一对多(1:n)的联系 多对多(m:n)的联系
解释：马超是个大学生，1972年出生，江苏人， 1990年考入计算机系
数据库(Database)
学生登记表
学号 95004 95006 95008
…
姓名 王小明 黄大鹏 张文斌
…
年令 19 20 18
…
性别 女 男 女
…
系名 社会学 商品学 法律学
…
年级 95 95 95 …
数据库的定义 数据库(Database,简称DB)是长 期储存在计算机内、有组织的、 可共享的大量数据集合。
5.1 数据库基本概念 5.2 5.4 关系数据库语言SQL 5.3 数据库设计
5.1 数据库基本概念
一、四个基本概念 二、数据库管理技术的发展 三、数据模型 四、数据库系统的三级模式结构
及二级数据独立性
一、四个基本概念
★数据(Data) ★数据库(Database) ★数据库管理系统(DBMS) ★数据库系统(DBS)
无直接存取 硬件背景 存储设备
磁盘、磁鼓
60年代后期— 大规模管理 大容量磁盘
软件背景 没有操作系统
有操作系统 （文件系统）
有DBMS
人工管理阶段
数据保存 数据不保存
方式
考虑安排数 数据管理 据的物理存
储位置
数据的管
人
理者
文件系统阶段
以文件的形式 长期保存
数据库系统阶段
以数据形式保存
对所有数据实行
DBMS
OS
Database
应用程序员 DBA
数据库系统层次结构图
数据库用户
应用系统 应用开发工具软件
数据库管理系统 操作系统
硬件
数据库系统的三要素
人员 数据库
终端用户 应用程序员 数据库管理员(DBA) 系统分析员 系统程序员
使用数据 辅助数据 数据字典
数据库 管理系统
数据定义语言/DDL 数据操纵语言/DML
★数据操纵功能 提供数据操纵语言(DML)， 操纵数 据实现对数据库的基本操作：查询、 插入、删除和修改
DBMS的主要功能
★数据库的运行管理 保证数据的安全性、完整性 多用户对数据的并发使用 在执行操作之前核对保密规定 用户程序与DBMS之间的通信
★数据库的建立和维护 将数据装入数据库 性能监控 系统恢复 数据库的重组织
对象的抽象过程
第一级 抽象
认识抽象
现实世界
观念世界
客观对象
概念模型
实实关属体体键性集：型字：：每：实同个表能体一征够实所类某唯体具型一都有实类标有的体实 识自特的体文已征集件合 属性 的中一属每组性个属的记性 集 录值合的，数实据体项靠 或属数据 实体
性项来集描合述。。
实体集
实体型
第二级 抽象
转换