【正文】 傳統(tǒng)的集合運(yùn)算n 關(guān)系的完整性關(guān)系n 域n 笛卡爾積n 關(guān)系n 關(guān)系，屬性，元組n 候選碼，主碼，主屬性n 基本關(guān)系的性質(zhì)n 通常：當(dāng)外碼與相應(yīng)的主碼屬于不同關(guān)系時(shí)，往往 Relation）基本關(guān)系 S稱 為 被參照關(guān)系 （ReferencedRelation）或 目標(biāo)關(guān)系 （ Target間的一對多聯(lián)系學(xué)生實(shí)體、專業(yè)實(shí)體以及專業(yè)與學(xué)生主屬性取空值，就說明存在某個(gè)不可標(biāo)識(shí)的實(shí)體，即存在不可區(qū)分的實(shí)體，這與第（ 2）點(diǎn)相矛盾，因此這個(gè)規(guī)則稱為實(shí)體完整性。實(shí)體完整性 (續(xù) )(4) 實(shí)體完整性實(shí)體完整性規(guī)則（ Entity關(guān)系的完整性關(guān)系數(shù)據(jù)語言的種類n 關(guān)系代數(shù)語言 基本的關(guān)系操作n 2)關(guān)系數(shù)據(jù)庫 關(guān)系數(shù)據(jù)庫1. R（ U， D， dom， F） R 關(guān)系名U關(guān)系模式與關(guān)系1．什么是關(guān)系模式關(guān)系模式（ Relation這是規(guī)范條件中最基本的一條n 小結(jié)n 域－ 笛卡爾積－ 關(guān)系（有限子集）－ 關(guān)系的目、元組 t、二維表、屬性、碼、三種關(guān)系、基本關(guān)系的六個(gè)特點(diǎn) 關(guān)系數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及形式化定義基本關(guān)系的性質(zhì) (續(xù) )上例中也可以只給出兩個(gè)域：人（ PERSON） =張清玫，劉逸，李勇，劉晨，王敏專業(yè)（ SPECIALITY） =計(jì)算機(jī)專業(yè)，信息專業(yè)SAP關(guān)系的導(dǎo)師屬性和研究生屬性都從 PERSON域中取值為了避免混淆，必須給這兩個(gè)屬性取不同的屬性名，而不能直接使用域名。attribute） n目關(guān)系必有 n個(gè)屬性。單元關(guān)系與二元關(guān)系當(dāng) n=1時(shí)，稱該關(guān)系為 單元 關(guān)系（ Unary(劉逸，信息專業(yè)，王敏 )的笛卡爾積中取出有實(shí)際意義的元組 …，dj， di ， …， dn） 元組 （ Tuple）n 笛卡爾積中每一個(gè)元素（ d1， d2， …，dn）叫作一個(gè) n元組 （ ntuple）或簡稱 元組。(劉逸，計(jì)算機(jī)專業(yè)，王敏 )， (劉逸，信息專業(yè)，李勇 )， 給出三個(gè)域：Product）n 關(guān)系n 用二維表格表示實(shí)體集，用關(guān)鍵碼進(jìn)行數(shù)據(jù)導(dǎo)航的數(shù)據(jù)模型稱為關(guān)系模型。關(guān)系的完整性Database Data“A研究生作業(yè)：P38班級數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)小結(jié)（續(xù)）n 二級映象n 保證了數(shù)據(jù)庫外模式的穩(wěn)定性，從而從底層保證了應(yīng)用程序的穩(wěn)定性，除非應(yīng)用需求本身發(fā)生變化，否則應(yīng)用程序一般不需要修改。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級模式結(jié)構(gòu)2．模式／內(nèi)模式映象n 模式／內(nèi)模式映象定義了數(shù)據(jù)全局邏輯結(jié)構(gòu)與存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)之間的對應(yīng)關(guān)系。 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級模式結(jié)構(gòu)n 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)模式的概念n 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級模式結(jié)構(gòu)n 數(shù)據(jù)庫的二級映象功能與數(shù)據(jù)獨(dú)立性n 小結(jié)三級模式與二級映象n 三級模式是對數(shù)據(jù)的三個(gè)抽象級別n 二級映象在 DBMS內(nèi)部實(shí)現(xiàn)這三個(gè)抽象層次的聯(lián)系和轉(zhuǎn)換n 數(shù)據(jù)獨(dú)立性：是指應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)之間相互獨(dú)立，不受影響。和 “值 ”數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)學(xué)生（學(xué)號，姓名，年齡，性別，系號，年級）課程（課程號，課程名，學(xué)分）選修（學(xué)號，課程號，成績）關(guān)系數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) (續(xù)）n 關(guān)系必須是規(guī)范化的，滿足一定的規(guī)范條件最基本的規(guī)范條件：關(guān)系的每一個(gè)分量必須是一個(gè)不可分的數(shù)據(jù)項(xiàng)。n 域（ Domain）屬性的取值范圍。關(guān)系數(shù)據(jù)模型的優(yōu)缺點(diǎn)5.網(wǎng)狀模型數(shù)據(jù)模型的組成要素 每個(gè)記錄類型可包含若干個(gè)字段。L2網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu) 層次模型兩大類數(shù)據(jù)模型每個(gè)記錄類型可包含若干個(gè)字段。 葉結(jié)點(diǎn) Ｒ 4 5.圖 倉庫根據(jù)需要向外面供應(yīng)商訂購零件，而許多工程項(xiàng)目需要倉庫提供零件。記為 m:nn 實(shí)例課程與學(xué)生之間的聯(lián)系：一門課程同時(shí)有若干個(gè)學(xué)生選修一個(gè)學(xué)生可以同時(shí)選修多門課程多個(gè)實(shí)體型間的聯(lián)系 (續(xù) )n 多個(gè)實(shí)體型間的一對多聯(lián)系n 若實(shí)體集 E1， E2， ...， En存在聯(lián)系，對于實(shí)體集 Ej（ j=1， 2， ...， i1， i+1， ...， n） 中的給定實(shí)體，最多只和 Ei中的一個(gè)實(shí)體相聯(lián)系，則我們說 Ei與 E1， E2， ...， Ei1， Ei+1， ...， En之間的聯(lián)系是一對多的。(5)實(shí)體（ Entity） 數(shù)據(jù)的約束條件 (續(xù) )n 數(shù)據(jù)模型對約束條件的定義n 反映和規(guī)定本 數(shù)據(jù)模型 必須遵守的基本的通用的完整性約束條件。網(wǎng)狀模型數(shù)據(jù)模型的組成要素 n 數(shù)據(jù)的完整性（ Integrity） 檢查n 將數(shù)據(jù)控制在有效的范圍內(nèi)，或保證數(shù)據(jù)之間滿足一定的關(guān)系。當(dāng)數(shù)據(jù)的物理存儲(chǔ)改變了，應(yīng)用程序不用改變 。 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述 數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) 數(shù)據(jù)管理技術(shù)的產(chǎn)生與發(fā)展 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的特點(diǎn)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的特點(diǎn)n 數(shù)據(jù)的管理者： DBMSn 數(shù)據(jù)面向的對象：現(xiàn)實(shí)世界 n 數(shù)據(jù)的共享程度：共享性高 n 數(shù)據(jù)的獨(dú)立性：高度的物理獨(dú)立性和一定的n 數(shù)據(jù)的最小存取單位是記錄。6提供數(shù)據(jù)定義語言 (DDL) 定義數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)對象n 數(shù)據(jù)組織、存儲(chǔ)和管理 確定組織數(shù)據(jù)在存儲(chǔ)級的文件結(jié)構(gòu)和存取方式 提供存儲(chǔ)空間利用率、方便存取、提供多種存取方法、提高存取效率n 數(shù)據(jù)操縱功能 :提供數(shù)據(jù)操縱語言 (DML)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的組成System第一章 緒論第一章 緒論8答疑時(shí)間：周四下午 15： 30－ 16： 30答疑地點(diǎn)： 10＃ 510計(jì)算機(jī)系辦公室實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書下載： 首頁－ 實(shí)驗(yàn)教學(xué)－ 實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)－ 數(shù)據(jù)庫原理實(shí)驗(yàn)項(xiàng) 目名稱 時(shí)間 （ 節(jié) 次、周次）實(shí)驗(yàn) 地點(diǎn)實(shí)驗(yàn) 一：數(shù)據(jù)定 義 及數(shù)據(jù)更新 語 言 練習(xí)第 8周周四 8IntroductionSystem， 簡稱 DBMS） 是位于用戶與操作系統(tǒng)之間的一層數(shù)據(jù)管理軟件。n 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的構(gòu)成n 由數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（及其開發(fā)工具）、應(yīng)用系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理員（和用戶）構(gòu)成。n 數(shù)據(jù)的共享程度：無共享、冗余度極大n 數(shù)據(jù)的獨(dú)立性：不獨(dú)立，完全依賴于程序n 數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化：無結(jié)構(gòu)n 數(shù)據(jù)控制能力：應(yīng)用程序自己控制應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)的對應(yīng)關(guān)系 (人工管理 )n 可以間接實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)變長要求，但訪問相應(yīng)數(shù)據(jù)的應(yīng)用程序復(fù)雜了。? 1970年美國 IBM公司的 n 數(shù)據(jù)可以 變長 。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述數(shù)據(jù)庫技術(shù)的研究領(lǐng)域概念模型關(guān)系模型 兩大類數(shù)據(jù)模型n 在數(shù)據(jù)庫中用數(shù)據(jù)模型這個(gè)工具來 抽象、表示和處理 現(xiàn)實(shí)世界中的數(shù)據(jù)和信息。 1. 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)n 什么是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)n 對象類型的集合n 兩類對象n 與數(shù)據(jù)類型、內(nèi)容、性質(zhì)有關(guān)的對象n 與數(shù)據(jù)之間聯(lián)系有關(guān)的對象n 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是對系統(tǒng)靜態(tài)特性的描述 n 數(shù)據(jù)操作n 對數(shù)據(jù)庫中各種對象（型）的實(shí)例（值）允許執(zhí)行的 操作 及有關(guān)的 操作規(guī)則n 數(shù)據(jù)操作的類型n 檢索n 更新（包括插入、刪除、修改） 數(shù)據(jù)操作 (續(xù) ) n 數(shù)據(jù)模型對操作的定義n 操作的確切含義n 操作符號n 操作規(guī)則（如優(yōu)先級）n 實(shí)現(xiàn)操作的語言n 數(shù)據(jù)操作是對系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的描述。信息世界中的基本概念3.實(shí)體所具有的某一特性稱為屬性。域（ Domain） Set） 如果一個(gè)聯(lián)系具有屬性，則這些屬性也要用無向邊與該聯(lián)系連接起來 ? 確定實(shí)體類型和聯(lián)系類型的屬性。 兩大類數(shù)據(jù)模型層次模型層次模型的數(shù)據(jù)操縱與完整性約束 根結(jié)點(diǎn) Ｒ 3 兄弟結(jié)點(diǎn) 葉結(jié)點(diǎn)層次數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) (續(xù)）n 表示方法實(shí)體型 ：用記錄類型描述。更新（續(xù)）n 無相應(yīng)的雙親結(jié)點(diǎn)值就不能插入子女結(jié)點(diǎn)值n 如果刪除雙親結(jié)點(diǎn)值，則相應(yīng)的子女結(jié)點(diǎn)值也被同時(shí)刪除n 更新操作時(shí)，應(yīng)更新所有相應(yīng)記錄，以保證數(shù)據(jù)的一致性。網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) Ｒ 1 R3 R1 R2 L3 L1 L2 R3 L4 R4 R5 網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) (續(xù)）n 表示方法（與層次數(shù)據(jù)模型相同）實(shí)體型 ：用記錄類型描述。L2L2關(guān)系數(shù)據(jù)模型的操縱與完整性約束3.n 元組（ Tuple）表中的一行即為一個(gè)元組。n 一對多聯(lián)系 ：隱含在實(shí)體對應(yīng)的關(guān)系中。 每個(gè)用戶只能看見和訪問所對應(yīng)的外模式中的數(shù)據(jù)n 子模式描述語言（子模式 DDL）3．內(nèi)模式（ Internal Schema）n 內(nèi)模式（也稱存儲(chǔ)模式 ）n 是數(shù)據(jù)物理結(jié)構(gòu)和存儲(chǔ)方式的描述n 是數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫內(nèi)部的表示方式n 記錄的存儲(chǔ)方式（順序存儲(chǔ)，按照 B樹結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)，按 hash方法存儲(chǔ)）n 索引的組織方式n 數(shù)據(jù)是否壓縮存儲(chǔ)n 數(shù)據(jù)是否加密n 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)記錄結(jié)構(gòu)的規(guī)定n 一個(gè)數(shù)據(jù)庫只有 一 個(gè)內(nèi)模式n 注意：內(nèi)部記錄并不涉及到物理設(shè)備的約束。小結(jié)（續(xù)）n 外模式n 面向具體的應(yīng)用程序，定義在邏輯模式之上，但獨(dú)立于存儲(chǔ)模式和存儲(chǔ)設(shè)備n 設(shè)計(jì)外模式時(shí)應(yīng)充分考慮到應(yīng)用的擴(kuò)充性。足夠大的內(nèi)存－ 運(yùn)行n 操作系統(tǒng)n DBMS的核心模塊n 數(shù)據(jù)緩沖區(qū)n 應(yīng)用程序數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)對硬件資源的要求光盤、磁帶、軟盤n 數(shù)據(jù)備份(3)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)13產(chǎn)品 組成 關(guān)系數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及形式化定義關(guān)系演算forACM》 ,1970n 之后，提出了關(guān)系代數(shù)和關(guān)系演算的概念n 1972年提出了關(guān)系的第一、第二、第三范式n 1974年提出了關(guān)系的 BC范式關(guān)系數(shù)據(jù)庫簡介n 關(guān)系數(shù)據(jù)庫應(yīng)用 數(shù)學(xué)方法 來處理數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)n 80年代后，關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)成為最重要、最流行的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論An關(guān)系數(shù)據(jù)語言的種類n 4)域（ Domain）n 笛卡爾積給定一組域 D1， D2， …， Dn，這些域中可以有相同的。張清玫，劉逸 ＝｛ (張清玫，計(jì)算機(jī)專業(yè)，李勇 )， (張清玫，計(jì)算機(jī)專業(yè)，劉晨 )，分量（ Component）n 笛卡爾積元素（ d1， d2， …， dn）中的每一個(gè)值 di叫作一個(gè) 分量 。在上例中， 12個(gè)元組可列成一張二維表 無限關(guān)系在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中是無意義的。解決方法：為關(guān)系的每個(gè)列附加一個(gè)屬性名以取消關(guān)系元組的有序性關(guān)系（續(xù)）例 關(guān)系（續(xù)）2)關(guān)系的表示關(guān)系也是一個(gè)二維表，表的每行對應(yīng)一個(gè)元組，表的每列對應(yīng)一個(gè)域。key）主碼的諸屬性稱為 主屬性 （ Prime“屬性 ”基本關(guān)系的性質(zhì) (續(xù) )⑤ dom（研究生 人）=PERSON定義關(guān)系模式 (續(xù) )關(guān)系模式通?？梢院営洖殛P(guān)系數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及形式化定義關(guān)系演算關(guān)系操作的特點(diǎn)n 集合操作方式，即操作的對象和結(jié)果都是集合。現(xiàn)實(shí)世界中的實(shí)體和實(shí)體間的聯(lián)系都是可區(qū)分的，即它們具有某種唯一性標(biāo)識(shí)。空值就是 “不知道 ”或 “無意義 ”的值。??參照完整性規(guī)則1. 關(guān)系間的引用在關(guān)系模型中實(shí)體及實(shí)體間的聯(lián)系都是用關(guān)系來描述的，因此可能存在著關(guān)系與關(guān)系間的引用。學(xué)生、課程、學(xué)生與課程之間的多對學(xué)生實(shí)體及其內(nèi)部的領(lǐng)導(dǎo)聯(lián)系 (一對多 )n 關(guān)系模型應(yīng)提供定義和檢驗(yàn)這類完整性的機(jī)制，以便用統(tǒng)一的系統(tǒng)的方法處理它們，而不要由應(yīng)用程序承擔(dān)這一功能。關(guān)系代數(shù)運(yùn)算的分類5.≠運(yùn)算的三要素3.或者等于 S中某個(gè)元組的主碼值。學(xué)生關(guān)系參照的關(guān)系 被參照的關(guān)系外碼 (續(xù) )說明n 關(guān)系 R和 S不一定是不同的關(guān)系n 目標(biāo)關(guān)系 S的主碼 Ks專業(yè)（ 專業(yè)號 ，專業(yè)名）學(xué)生關(guān)系 選修（ 學(xué)號 ， 課程號 ，成績） 學(xué)生學(xué)生選課課程同一個(gè)關(guān)系例 3專業(yè)（ 專業(yè)號 ，專業(yè)名）學(xué)生（ 學(xué)號 ，姓名，性別，專業(yè)號，年齡）專業(yè)（ 專業(yè)號 ，專業(yè)名）三個(gè)關(guān)系例 2關(guān)系間的引用2.一個(gè)基本表通常對應(yīng)現(xiàn)實(shí)世界的一個(gè)實(shí)體集或多對多聯(lián)系。QUELn 域關(guān)系演算語言 關(guān)系數(shù)據(jù)語言的特點(diǎn)n 1)關(guān)系代數(shù)2. 關(guān)系數(shù)據(jù)庫的型與值關(guān)系數(shù)據(jù)庫也有型和值之分關(guān)系數(shù)據(jù)庫的型 稱為關(guān)系數(shù)據(jù)庫模式，是對關(guān)系數(shù)據(jù)庫的描述若干域的定義在這些域上定義的若干關(guān)系模式關(guān)系數(shù)據(jù)庫的值 是這些關(guān)系模式在某一時(shí)刻對應(yīng)的關(guān)系的集合，通常簡稱為關(guān)系數(shù)據(jù)庫第二章 關(guān)系數(shù)據(jù)庫任意兩個(gè)元組不能完全相同由笛卡爾積的性質(zhì)決定n 但許多關(guān)系數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品沒有遵循這一性質(zhì)。列是同質(zhì)的（ Homogeneous）每一列中的分量是同一類型的數(shù)據(jù)，來自同一個(gè)域② key）若關(guān)系中的