数据库系统概论(第五版)PPT第3章(2)(专业教育)
数据库系统概论王珊第5版PPT第2章
数据字典用于描述数据库中各种对象的属性，如数据表、数据列、数 据类型等。
02
数据模型
数据模型的概念和组成
概念
数据模型是用来抽象表示现实世界中 数据和数据间关系的一种工具，它为 数据组织、存储、检索和使用提供了 统一的方法和框架。
组成
数据模型通常包括数据结构、数据操 作和数据约束三个部分。
概念模型
数据完整性有助于防止错误的数据输入和输出，从而确保应用程序和用户 能够信任数据库中的数据。
数据完整性约束条件
实体完整性 域完整性 参照完整性
用户定义的完整性
确保数据库中的每条记录都是唯一的，通常通过主键约束来实 现。
限制数据列中的数据类型、格式和范围，通常通过数据类型、 约束和检查约束来实现。
维护表之间的关系，确保引用数据的准确性和一致性，通常通 过外键约束来实现。
数据组织方式
层次结构
数据按照树形结构进行组织，类似于文件系统的目录结构，适合 于表示具有层次关系的数据。
网状结构
数据之间存在复杂的链接关系，类似于早期的数据库系统中的记录 指针，适用于表示复杂的数据关系。
关系结构
数据以表格的形式进行组织，每个表格包含若干行和列，适用于表 示具有明确关系的数据。
数据字典
数据存储方式
01
02
03
磁盘存储
利用磁盘阵列技术，将数 据分散存储在多个磁盘中， 以提高数据存储的可靠性 和访问性能。
内存存储
将数据存储在内存中，实 现快速的数据读写访问， 适用于需要高性能的应用 场景。
分布式存储
将数据分散存储在多个节 点上，以提高数据存储的 可扩展性和容错性，适用 于大规模数据存储场景。
数据库系统概论王珊 第5版ppt第2章
数据库系统概论课时ppt课件
关系数据模型的优缺点（续）
❖ 缺点
▪ 存取路径对用户透明导致查询效率往往不如非 关系数据模型
▪ 为提高性能，必须对用户的查询请求进行优化 增加了开发DBMS的难度
.
E-R模型向关系模型的转换
❖ 一个实体转换为一个关系模式。实体的属性就 是关系的属性，实体的标识符就是关系的码。
❖ 对于实体间的联系有以下不同的情况：
在一个给定的应用领域中，所有关系的集合 构成一个关系数据库
.
二、关系数据模型的操纵与完整性约束
❖ 数据操作是集合操作，操作对象和操作结果都是关系
▪ 查询 ▪ 插入 ▪ 删除 ▪ 更新
❖ 数据操作是集合操作，操作对象和操作结果都是关系，即若干元组的 集合
❖ 存取路径对用户隐蔽，用户只要指出“干什么”，不必详细说明“怎 么干”
❖ 逻辑结构----二维表
从用户角度，关系模型中数据的逻辑结构是一张二维表
.
一、关系数据模型的数据结构
学生登记表
属性
学号 2005004 2005006 2005008
…
姓名 王小明 黄大鹏 张文斌
…
年龄 19 20 18 …
元组
性别 女 男 女 …
系名 社会学 商品学
法律 …
.
年级 2005 2005 2005
…
关系数据模型的数据结构（续）
▪ 关系（Relation）
一个关系对应通常说的一张表
▪ 元组（Tuple）
表中的一行即为一个元组
▪ 属性（Attribute）
表中的一列即为一个属性，给每一个属性起一个名称即 属性名
.
关系数据模型的数据结构（续）
ห้องสมุดไป่ตู้▪ 分量 元组中的一个属性值。
数据库系统概论032
FROM Student
WHERE Sdept= ' CS ')
AND Sdept <> ‘CS ' ; 条件 */
/*父查询块中的
带有ANY（SOME）或ALL谓词的子查询
用聚集函数实现[例42]
SELECT Sname，Sage FROM Student WHERE Sage <
(SELECT MAX(Sage) FROM Student WHERE Sdept= ‘CS ')
2
数学
3
信息系统
4
操作系统
5
数据结构
6
数据处理
7
PASCAL语言
Cpno 5
1 6 7
6
Ccredit 4 2 4 3 4 2 4
自身连接
SECOND表（Course表）
Cno Cname
1
数据库
2
数学
3
信息系统
4
操作系统
5
数据结构
6
数据处理
7
PASCAL语言
Cpno 5
1 6 7
6
Ccredit 4 2 4 3 4 2 4
层层嵌套方式反映了 SQL语言的结构化 有些嵌套查询可以用连接运算替代
带有IN谓词的子查询
用自身连接完成[例39]查询要求
SELECT S1.Sno，S1.Sname，S1.Sdept FROM Student S1，Student S2 WHERE S1.Sdept = S2.Sdept AND
与ANY或ALL谓词配合使用
带有比较运算符的子查询
例：假设一个学生只可能在一个系学习，并且必须属于一个 系，则在[例39]可以用 = 代替IN ： SELECT Sno，Sname，Sdept FROM Student WHERE Sdept = (SELECT Sdept FROM Student WHERE Sname= ‘刘晨’)；
数据库系统概论第五版课后习题答案王珊版
第二章关系数据库1 ．试述关系模型的三个组成部分。
答：关系模型由关系数据结构、关系操作集合和关系完整性约束三部分组成。
2 ．试述关系数据语言的特点和分类。
答：关系数据语言可以分为三类：关系代数语言。
关系演算语言：元组关系演算语言和域关系演算语言。
SQL：具有关系代数和关系演算双重特点的语言。
这些关系数据语言的共同特点是，语言具有完备的表达能力，是非过程化的集合操作语言，功能强，能够嵌入高级语言中使用。
3 （略）4 ．5 . 述关系模型的完整性规则。
在参照完整性中，为什么外部码属性的值也可以为空？什么情况下才可以为空？答：实体完整性规则是指若属性A是基本关系R的主属性，则属性A不能取空值。
若属性(或属性组)F是基本关系R的外码，它与基本关系S的主码Ks相对应(基本关系R和S不一定是不同的关系)，则对于R中每个元组在F上的值必须为：或者取空值(F的每个属性值均为空值)；或者等于S中某个元组的主码值。
即属性F本身不是主属性，则可以取空值，否则不能取空值。
6．设有一个SPJ数据库，包括S，P，J，SPJ四个关系模式：1）求供应工程J1零件的供应商号码SNO：πSno(σJno=‘J1’（SPJ）)2）求供应工程J1零件P1的供应商号码SNO：πSno(σJno=‘J1’∧Pno=‘P1‘(SPJ))3）求供应工程J1零件为红色的供应商号码SNO：πSno(πSno,,Pno（σJno=‘J1‘(SPJ))∞πPno（σCOLOR=’红‘（P）))4）求没有使用天津供应商生产的红色零件的工程号JNO：πJno(SPJ)- πJNO（σcity=‘天津’∧Color=‘红‘（S∞SPJ∞P）5）求至少用了供应商S1所供应的全部零件的工程号JNO：πJno，Pno(SPJ)÷πPno（σSno=‘S1‘（SPJ））7. 试述等值连接与自然连接的区别和联系。
答：连接运算符是“=”的连接运算称为等值连接。
数据库系统概论第五版课后习题答案王珊版
第二章关系数据库1 ．试述关系模型的三个组成部分。
答：关系模型由关系数据结构、关系操作集合和关系完整性约束三部分组成。
2 ．试述关系数据语言的特点和分类。
答：关系数据语言可以分为三类：关系代数语言。
关系演算语言：元组关系演算语言和域关系演算语言。
SQL：具有关系代数和关系演算双重特点的语言。
这些关系数据语言的共同特点是，语言具有完备的表达能力，是非过程化的集合操作语言，功能强，能够嵌入高级语言中使用。
3 （略）4 ．5 . 述关系模型的完整性规则。
在参照完整性中，为什么外部码属性的值也可以为空？什么情况下才可以为空？答：实体完整性规则是指若属性A是基本关系R的主属性，则属性A不能取空值。
若属性(或属性组)F是基本关系R的外码，它与基本关系S的主码Ks相对应(基本关系R和S不一定是不同的关系)，则对于R中每个元组在F上的值必须为：或者取空值(F的每个属性值均为空值)；或者等于S中某个元组的主码值。
即属性F 本身不是主属性，则可以取空值，否则不能取空值。
6．设有一个SPJ数据库，包括S，P，J，SPJ四个关系模式：1）求供应工程J1零件的供应商号码SNO：πSno (σJno=‘J1’（SPJ）)2）求供应工程J1零件P1的供应商号码SNO ：πSno (σJno=‘J1’∧Pno=‘P1‘(SPJ))3）求供应工程J1零件为红色的供应商号码SNO ：πSno (πSno,,Pno （σJno=‘J1‘ (SPJ))∞πPno （σCOLOR=’红‘ （P ）))4）求没有使用天津供应商生产的红色零件的工程号JNO ：πJno (SPJ)- πJNO （σcity=‘天津’∧Color=‘红‘ （S ∞SPJ ∞P ）5）求至少用了供应商S1所供应的全部零件的工程号JNO ：πJno ，Pno (SPJ)÷ πPno （σSno=‘S1‘ （SPJ ））7. 试述等值连接与自然连接的区别和联系。
数据库系统概论(第五版)PPT第3章(2)(专业教育)
FROM SC
WHERE Cno= ' 2 ');
An Introduction to Database Sy层查询或父查询 下层查询块称为内层查询或子查询 SQL语言允许多层嵌套查询
即一个子查询中还可以嵌套其他子查询
子查询的限制
不能使用ORDER BY子句
自身连接（续）
查询结果：
Cno
Pcno
1
7
3
5
5
6
An Introduction to Database System
连接查询（续）
1.等值与非等值连接查询 2.自身连接 3.外连接 4.多表连接
An Introduction to Database System
3. 外连接
❖ 外连接与普通连接的区别
An Introduction to Database System
等值与非等值连接查询（续）
❖ 自然连接
[例 3.50] 对[例 3.49]用自然连接完成。 SELECT Student.Sno,Sname,Ssex,Sage,Sdept,Cno,Grade FROM Student,SC WHERE Student.Sno = SC.Sno;
SELECT Student.Sno,Sname,Ssex,Sage,Sdept,Cno,Grade FROM Student LEFT OUT JOIN SC ON
(Student.Sno=SC.Sno);
An Introduction to Database System
外连接（续）
执行结果：
Student.Sno Sname Ssex Sage 201215121 李勇 男 20 201215121 李勇 男 20 201215121 李勇 男 20 201215122 刘晨 女 19 201215122 刘晨 女 19 201215123 王敏 女 18 201215125 张立 男 19
数据库系统概论.pptx
课表的后处理和日常调度. 对于形成的课表可以进 行多种方式的修改、查询等操作．例如修改、删除、 增加授课课程、实验课、上机安排等内容
2019-7-8
谢谢欣赏
4
学籍档案管理
假设一个学籍档案管理应包含如下表所示的学生信
息
学生基本情况
学 号 姓 名 性 别 出生年月
......
99070101 李 军
积极回答问题
上课三次点名未到或四分之一次作业未交，取消考试 资格
若请假，请出示辅导员签字的假条
2019-7-8
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12
2019-7-8
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13
赛艇 2010年《福布斯》全球亿万富豪排行榜，拉里·埃利森以
280亿美元位列第6201 Nhomakorabea-7-8
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9
考核要求
平时成绩30% （作业、考勤、课堂回答、上机） 回答问题优秀的同学有加分 期末考试70%
2019-7-8
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10
2019-7-8
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11
课堂要求
不迟到
记笔记
2019增-7-8加、删除、更改
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5
个人网上银行
2019-7-8
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6
网络购物
2019-7-8
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7
Oracle
DBMS
创始人 拉里·埃利森
2019-7-8
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8
创始人
拉里·埃利森
个人净资产：474亿美元 年龄：56岁 身高：6英尺 出生地：芝加哥 住宅：一座模仿日本16世纪皇宫的建筑，价值4000万美元 结婚次数：3次 子女：两名 个人爱好：驾驶一架意大利喷气式战斗机和一艘78英尺长的
课题-数据库系统概论-第五版-教案
课题-数据库系统概论-第五版-教案数据库系统课程教案（计算机专业）授课时间：数据库系统课程教案（计算机专业）授课时间：数据库系统课程教案（计算机专业）授课时间：数据库系统课程教案（计算机专业）授课时间：数据库系统课程教案（计算机专业）授课时间：数据库系统课程教案（计算机专业）授课时间：数据库系统课程教案（计算机专业）授课时间：数据库系统课程教案（计算机专业）授课时间：数据库系统课程教案（计算机专业）授课时间：数据库系统课程教案（计算机专业）授课时间：数据库系统课程教案（计算机专业）授课时间：数据库系统课程教案（计算机专业）授课时间：数据库系统课程教案（计算机专业）授课时间：数据库系统课程教案（计算机专业）授课时间：数据库系统课程教案（计算机专业）授课时间：数据库系统课程教案（计算机专业）授课时间：数据库系统课程教案（计算机专业）授课时间：数据库系统课程教案（计算机专业）授课时间：数据库系统课程教案（计算机专业）授课时间：数据库系统课程教案（计算机专业）授课时间：数据库系统课程教案（计算机专业）授课时间：数据库系统课程教案（计算机专业）授课时间：数据库系统课程教案（计算机专业）授课时间：数据库系统课程教案（计算机专业）授课时间：数据库系统课程教案（计算机专业）授课时间：数据库系统课程教案（计算机专业）授课时间：数据库系统课程教案（计算机专业）授课时间：数据库系统课程教案（计算机专业）授课时间：数据库系统课程教案（计算机专业）授课时间：数据库系统课程教案（计算机专业）授课时间：数据库系统课程教案（计算机专业）授课时间：数据库系统课程教案（计算机专业）授课时间：。
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3.4.2 连接查询
❖ 连接查询：同时涉及两个以上的表的查询 ❖ 连接条件或连接谓词：用来连接两个表的条件
一般格式：
[<表名1>.]<列名1> <比较运算符> [<表名2>.]<列名2> [<表名1>.]<列名1> BETWEEN [<表名2>.]<列名2> AND
[<表名2>.]<列名3> Introduction to Database System
第三章 关系数据库标准语言SQL （续1）
xx大学信息学院
An Introduction to Database System
第三章 关系数据库标准语言SQL
3.1 SQL概述 3.2 学生-课程数据库 3.3 数据定义 3.4 数据查询 3.5 数据更新 3.6 空值的处理 3.7 视图 3.8 小结
An Introduction to Database System
连接操作的执行过程
（1）嵌套循环法（NESTED-LOOP）
首先在表1中找到第一个元组，然后从头开始扫描表2，逐 一查找满足连接件的元组，找到后就将表1中的第一个元 组与该元组拼接起来，形成结果表中一个元组。
表2全部查找完后，再找表1中第二个元组，然后再从头开 始扫描表2，逐一查找满足连接条件的元组，找到后就将 表1中的第二个元组与该元组拼接起来，形成结果表中一 个元组。
常用于=连接 首先按连接属性对表1和表2排序 对表1的第一个元组，从头开始扫描表2，顺序查找满足
连接条件的元组，找到后就将表1中的第一个元组与该 元组拼接起来，形成结果表中一个元组。当遇到表2中 第一条大于表1连接字段值的元组时，对表2的查询不再 继续
An Introduction to Database System
连接条件中的各连接字段类型必须是可比的，但名字不 必相同
An Introduction to Database System
连接查询（续）
1.等值与非等值连接查询 2.自身连接 3.外连接 4.多表连接
An Introduction to Database System
1. 等值与非等值连接查询
o=' 2 ' AND SC.Grade>90;
执行过程:
先从SC中挑选出Cno='2'并且Grade>90的元组形成一个中间 关系 再和Student中满足连接条件的元组进行连接得到最终的结果 关系
An Introduction to Database System
连接查询（续）
1.等值与非等值连接查询 2.自身连接 3.外连接 4.多表连接
❖ 等值连接：连接运算符为=
[例 3.49] 查询每个学生及其选修课程的情况 SELECT Student.*, SC.* FROM Student, SC WHERE Student.Sno = SC.Sno;
An Introduction to Database System
等值与非等值连接查询（续）
重复上述操作，直到表1中的全部元组都处理完毕
注：连接操作的执行过程，在第九章 关系查询处理和查询优化中将比较详细 地讲解，在爱课程网9.1节中还有《连接操作的实现 》的 动画。这里只是先 简单介绍一下。
An Introduction to Database System
连接操作的执行过程（续）
（2）排序合并法（SORT-MERGE）
An Introduction to Database System
An Introduction to Database System
等值与非等值连接查询（续）
❖ 自然连接
[例 3.50] 对[例 3.49]用自然连接完成。 SELECT Student.Sno,Sname,Ssex,Sage,Sdept,Cno,Grade FROM Student,SC WHERE Student.Sno = SC.Sno;
An Introduction to Database System
3.4 数据查询
3.4.1 单表查询 3.4.2 连接查询 3.4.3 嵌套查询 3.4.4 集合查询 3.4.5基于派生表的查询 3.4.5 Select语句的一般形式
An Introduction to Database System
查询结果：
Student.Sno Sname Ssex Sage Sdept SC.Sno Cno Grade 201215121 李勇 男 20 CS 201215121 1 92 201215121 李勇 男 20 CS 201215121 2 85 201215121 李勇 男 20 CS 201215121 3 88 201215122 刘晨 女 19 CS 201215122 2 90 201215122 刘晨 女 19 CS 201215122 3 80
An Introduction to Database System
连接操作的执行过程（续）
（3）索引连接（INDEX-JOIN）
对表2按连接字段建立索引 对表1中的每个元组，依次根据其连接字段值查询表2
的索引，从中找到满足条件的元组，找到后就将表1 中的第一个元组与该元组拼接起来，形成结果表中一 个元组
连接操作的执行过程（续）
（2）排序合并法（续）
找到表1的第二条元组，然后从刚才的中断点处继续顺 序扫描表2，查找满足连接条件的元组，找到后就将表1 中的第一个元组与该元组拼接起来，形成结果表中一个 元组。直接遇到表2中大于表1连接字段值的元组时，对 表2的查询不再继续
重复上述操作，直到表1或表2中的全部元组都处理完毕 为止
An Introduction to Database System
等值与非等值连接查询（续）
❖一条SQL语句可以同时完成选择和连接查询，这时 WHERE子句是由连接谓词和选择谓词组成的复合条件。
[例 3.51 ]查询选修2号课程且成绩在90分以上的所有学生的学号和姓名。
SELECT Student.Sno, Sname FROM Student, SC WHERE Student.Sno=SC.Sno AND