【正文】 性n 參照完整性n 外碼n 用戶定義的完整性第二章 關(guān)系數(shù)據(jù)庫關(guān)系代數(shù)關(guān)系代數(shù)2.表示記號概述一種抽象的查詢語言用對關(guān)系的運算來表達查詢概述 (續(xù) )2．關(guān)系代數(shù)運算的三個要素運算對象：關(guān)系運算結(jié)果：關(guān)系運算符：四類概述 (續(xù) )n 集合運算符n 將關(guān)系看成元組的集合n 運算是從關(guān)系的 “水平 ”方向即行的角度來進行n 專門的關(guān)系運算符n 不僅涉及行而且涉及列n 算術(shù)比較符n 輔助專門的關(guān)系運算符進行操作n 邏輯運算符n 輔助專門的關(guān)系運算符進行操作集合運算符∪∩并差交廣 義 笛卡 爾積比 較運算符＞≥＜≤＝ 小結(jié) 關(guān)系代數(shù)n 關(guān)系操作用戶定義的完整性 (續(xù) )例 :選修（ 學(xué)號 ， 課程號 ，成績）學(xué)生關(guān)系 學(xué)生（ 學(xué)號 ，姓名，性別，專業(yè)號，年齡， 班長 ）2．外碼（ Foreign Key）設(shè) F是基本關(guān)系 R的一個或一組屬性，但不是關(guān)系 R的碼。課程（ 課程號 ，課程名，學(xué)分）兩個關(guān)系之間例 1（沒有相同的指紋、現(xiàn)實世界實體是可區(qū)分反證法：(3)小結(jié) 關(guān)系的三類完整性約束關(guān)系模型的完整性規(guī)則是對關(guān)系的某種 約束條件 。關(guān)系操作n 非關(guān)系數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)操作方式：一次一記錄。關(guān)系模式R (A1， A2， …， An) R (U)屬性組 U中屬性所來自的域dom關(guān)系數(shù)據(jù)庫 關(guān)系模式1．什么是關(guān)系模式2．定義關(guān)系模式3.行的順序無所謂行的次序可以任意交換n 遵循這一性質(zhì)的數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品 (如 ORACLE)，插入一個元組時永遠插至最后一行n 但也有許多關(guān)系數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品沒有遵循這一性質(zhì)，例如 FoxPro仍然區(qū)分了元組的順序基本關(guān)系的性質(zhì) (續(xù) )⑥ 和 attribute）。關(guān)系（續(xù)）5)元組關(guān)系中的每個元素是關(guān)系中的元組，通常用 t表示。來構(gòu)造關(guān)系關(guān)系： SAP(導(dǎo)師，專業(yè)，研究生 )n 關(guān)系名，屬性名假設(shè)： 導(dǎo)師與專業(yè)： 1:1，導(dǎo)師與研究生： 1:n于是： SAP關(guān)系可以包含三個元組但關(guān)系滿足交換律，即(d1， d2由于笛卡爾積不滿足交換律，即(劉逸，信息專業(yè)，劉晨 )， (劉逸，信息專業(yè)，王敏 )(張清玫，信息專業(yè)，劉晨 )， (張清玫，信息專業(yè)，王敏 )， } D1， D2， …， Dn的 笛卡爾積為：D1D2…Dn＝｛（ d1， d2， …， dn）｜ di?Di， i＝ 1， 2， …， n｝n 所有域的所有取值的一個組合n 不能重復(fù)笛卡爾積（續(xù) )例 2.關(guān)系數(shù)據(jù)語言的特點3. 關(guān)系的三類完整性約束n 實體完整性n 通常由關(guān)系系統(tǒng)自動支持n 參照完整性n 早期系統(tǒng)不支持，目前大型系統(tǒng)能自動支持n 用戶定義的完整性n 反映應(yīng)用領(lǐng)域需要遵循的約束條件，體現(xiàn)了具體領(lǐng)域中的語義約束n 用戶定義后由系統(tǒng)支持 關(guān)系數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及形式化定義n 關(guān)系模型建立在集合代數(shù)的基礎(chǔ)上n 關(guān)系數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的基本概念n 關(guān)系n 關(guān)系模式n 關(guān)系數(shù)據(jù)庫 關(guān)系數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)n 小結(jié)關(guān)系模型概述n 關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)n 是支持關(guān)系模型的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)n 關(guān)系模型的組成n 關(guān)系數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)n 關(guān)系操作集合n 關(guān)系完整性約束1. 關(guān)系數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)n 單一的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 關(guān)系n 現(xiàn)實世界的實體以及實體間的各種聯(lián)系均用關(guān)系來表示n 數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu) 二維表n 從用戶角度，關(guān)系模型中數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)是一張二維表。關(guān)系操作Introduction Large課程mn教－教m1學(xué)生較高的通道能力，提高數(shù)據(jù)傳送率－ 傳輸二、軟件n DBMSn 操作系統(tǒng)n 與數(shù)據(jù)庫接口的高級語言及其編譯系統(tǒng)n 以 DBMS為核心的應(yīng)用開發(fā)工具n 為特定應(yīng)用環(huán)境開發(fā)的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)三、人員n 數(shù)據(jù)庫管理員－運行中的管理人員n 系統(tǒng)分析員n 數(shù)據(jù)庫設(shè)計人員 數(shù)據(jù)模型當(dāng)應(yīng)用需求發(fā)生較大變化，相應(yīng)外模式不能滿足其視圖要求時，該外模式就得做相應(yīng)改動小結(jié)（續(xù)）n 應(yīng)用程序n 在外模式描述的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)上編制的，它依賴于特定的外模式，與數(shù)據(jù)庫的模式和存儲結(jié)構(gòu)獨立。比內(nèi)模式更接近物理存儲和訪問的那些軟件機制是操作系統(tǒng)的一部分（文件系統(tǒng)），例如從磁盤讀數(shù)據(jù)或?qū)憯?shù)據(jù)到磁盤上的操作等。數(shù)據(jù)模型n 將屬性集和方法集相同的所有對象組合在一起，構(gòu)成了一個類（ class）。n 多對多聯(lián)系 ：直接用關(guān)系表示 。n 屬性（ Attribute）表中的一列即為一個屬性，給每一個屬性起一個名稱即屬性名。關(guān)系數(shù)據(jù)模型的存儲結(jié)構(gòu) 層次模型兩大類數(shù)據(jù)模型 每個結(jié)點表示一個記錄類型。L1 2.最常用的數(shù)據(jù)模型n 鄰接法按照層次樹前序遍歷的順序把所有記錄值依次鄰接存放，即通過物理空間的位置相鄰來實現(xiàn)層次順序n 鏈接法用指引元來反映數(shù)據(jù)之間的層次聯(lián)系n 子女－兄弟鏈接法 P23n 層次序列鏈接法 P235. 層次模型的優(yōu)缺點n 優(yōu)點n 層次數(shù)據(jù)模型簡單，對具有一對多的層次關(guān)系的部門描述自然、直觀，容易理解n 性能優(yōu)于關(guān)系模型，不低于網(wǎng)狀模型n 層次數(shù)據(jù)模型提供了良好的完整性支持n 缺點n 多對多聯(lián)系表示不自然n 對插入和刪除操作的限制多n 查詢子女結(jié)點必須通過雙親結(jié)點n 層次命令趨于程序化6. 典型的層次數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)IMS數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)n 第一個大型商用 DBMSn 1968年推出n IBM公司研制 數(shù)據(jù)模型 每個結(jié)點表示一個記錄類型。 　 4.基本層次聯(lián)系：兩個記錄以及它們之間的一對多（包括一對一 )的聯(lián)系常用數(shù)據(jù)模型 (續(xù) )n 關(guān)系模型 (Relational 聯(lián)系的表示方法實體型 1聯(lián)系名實體型 2111:1聯(lián)系實體型 1聯(lián)系名實體型 2mnm:n聯(lián)系實體型 1聯(lián)系名實體型 21n1:n聯(lián)系聯(lián)系的表示方法 (續(xù) )實體型 1聯(lián)系名m n同一實體型內(nèi)部的 m:n聯(lián)系實體型 1聯(lián)系名實體型 21m多個實體型間的 1:n聯(lián)系實體型 3n聯(lián)系的表示方法示例班級班級 班長班長111:1聯(lián)系課程選修學(xué)生mnm:n聯(lián)系班級組成學(xué)生1n1:n聯(lián)系聯(lián)系的表示方法示例 (續(xù) )職工領(lǐng)導(dǎo)1 n同一實體型內(nèi)部的 1:n聯(lián)系課程講授教師1m多個實體型間的 1:n聯(lián)系參考書n聯(lián)系屬性的表示方法課程選修學(xué)生mn成績實體聯(lián)系模型（實例）為倉庫管理設(shè)計一個 ER模型。n 一對多聯(lián)系圖 同型實體的集合稱為實體集信息世界中的基本概念 (續(xù) )(7)屬性的取值范圍稱為該屬性的域 。一個實體可以由若干個屬性來刻畫。概念模型的表示方法1. 概念模型n 概念模型的用途n 概念模型用于信息世界的建模n 是現(xiàn)實世界到機器世界的一個中間層次n 是數(shù)據(jù)庫設(shè)計的有力工具n 數(shù)據(jù)庫設(shè)計人員和用戶之間進行交流的語言n 對概念模型的基本要求n 較強的語義表達能力，能夠方便、直接地表達應(yīng)用中的各種語義知識n 簡單、清晰、易于用戶理解 。 n 數(shù)據(jù)的約束條件n 一組完整性規(guī)則的集合。層次模型兩大類數(shù)據(jù)模型通俗地講數(shù)據(jù)模型就是現(xiàn)實世界的模擬n 數(shù)據(jù)模型應(yīng)滿足三方面要求n 能比較 真實 地模擬現(xiàn)實世界n 容 易 為人所 理解n 便于在計算機上 實現(xiàn) 兩大類數(shù)據(jù)模型n 數(shù)據(jù)模型分成兩個不同的層次(1) 概念模型 也稱信息模型，它是按用戶的觀點來對數(shù)據(jù)和信息建模。n 數(shù)據(jù)的最小存取單位是 數(shù)據(jù)項 。連續(xù)發(fā)表論文，提出關(guān)系模型，奠定了關(guān)系數(shù)據(jù)庫的理論基礎(chǔ)。n 文件間是獨立的，因此數(shù)據(jù)整體無結(jié)構(gòu)。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) (續(xù) )n 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)構(gòu)成圖示n 參看教材 page_6n DBMS的用途n 科學(xué)地組織和存儲數(shù)據(jù)、高效地獲取和維護數(shù)據(jù)DBMS的主要功能 (P5)n 數(shù)據(jù)定義功能數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)to期末考試 70％＋平時表現(xiàn) (考勤、作業(yè)、小測驗及學(xué)習(xí)態(tài)度 )20％＋實驗及報告 聽課節(jié)（ 15:4517:20）計 算機 專業(yè)實驗 室一實驗 三：分 組查詢 和嵌套 查詢第 9周周五 數(shù)據(jù)庫原理講師：楊春蕾 第 710％Database圖 n 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)在計算機系統(tǒng)中的位置圖示n 參看教材 page_應(yīng)用程序１ 數(shù)據(jù)集１應(yīng)用程序２ 數(shù)據(jù)集２應(yīng)用程序ｎ 數(shù)據(jù)集 n...… ...…二、文件系統(tǒng)n 時期n 50年代末 60年代中n 產(chǎn)生的背景n 應(yīng)用需求 科學(xué)計算、管理 n 硬件水平 磁盤、磁鼓 n 軟件水平 有文件系統(tǒng) n 處理方式 聯(lián)機實時處理、批處理 文件系統(tǒng) (續(xù) )特點數(shù)據(jù)的管理者：文件系統(tǒng)，數(shù)據(jù)可長期保存數(shù)據(jù)面向的對象：某一應(yīng)用程序 n 可以間接實現(xiàn)數(shù)據(jù)整體的有結(jié)構(gòu)，但必須在應(yīng)用程序中對描述數(shù)據(jù)間的聯(lián)系 。 邏輯獨立性 n 數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化：整體結(jié)構(gòu)化n 數(shù)據(jù)控制能力：由 DBMS統(tǒng)一管理和控制應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)的對應(yīng)關(guān)系 (數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) )DBMS應(yīng)用程序 1應(yīng)用程序 2數(shù)據(jù)庫…數(shù)據(jù)的高共享性的好處n 降低數(shù)據(jù)的冗余度，節(jié)省存儲空間n 避免數(shù)據(jù)間的不一致性n 使系統(tǒng)易于擴充數(shù)據(jù)獨立性n 物理獨立性n 指用戶的應(yīng)用程序與存儲在磁盤上的數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)是相互獨立的。DBMS對數(shù)據(jù)的控制功能n 數(shù)據(jù)的安全性（ Security） 保護n 使每個用戶只能按指定方式使用和處理指定數(shù)據(jù)，保護數(shù)據(jù)以防止不合法的使用造成的數(shù)據(jù)的泄密和破壞。數(shù)據(jù)模型小結(jié) 數(shù)據(jù)模型最常用的數(shù)據(jù)模型 (2) 數(shù)據(jù)模型 主要包括網(wǎng)狀模型、層次模型、關(guān)系模型等，它是按計算機系統(tǒng)的觀點對數(shù)據(jù)建模 。n 完整性規(guī)則是給定的數(shù)據(jù)模型中數(shù)據(jù)及其聯(lián)系所具有的制約和儲存規(guī)則，用以限定符合數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)庫狀態(tài)以及狀態(tài)的變化，以保證數(shù)據(jù)的正確、有效、相容 。2. 信息世界中的基本概念 (1) 聯(lián)系（ Relationship） 實例班級與班長之間的聯(lián)系：一個班級只有一個正班長一個班長只在一個班中任職兩個實體型間的聯(lián)系 (續(xù) )n 一對多聯(lián)系n 如果對于實體集 A中的每一個實體，實體集 B中有 n個實體（ n≥0） 與之聯(lián)系，反之，對于實體集 B中的每一個實體，實體集 A中至多只有一個實體與之聯(lián)系，則稱 實體集 A與實體集 B有一對多聯(lián)系，記為 1:nn 實例班級與學(xué)生之間的聯(lián)系：一個班級中有若干名學(xué)生，每個學(xué)生只在一個班級中學(xué)習(xí)兩個實體型間的聯(lián)系 (續(xù) )n 多對多聯(lián)系（ m:n）n 如果對于實體集 A中的每一個實體，實體集 B中有 n個實體（ n≥0） 與之聯(lián)系，反之，對于實體集 B中的每一個實體，實體集 A中也有 m個實體（ m≥0） 與之聯(lián)系，則稱實體集 A與實體 B具有多對多聯(lián)系。倉庫主要管理零件的采購和供應(yīng)等事項。? 確定實體類型的鍵，在 ER圖中屬于碼的屬性名下畫一條橫線。Model)數(shù)據(jù)模型的組成要素網(wǎng)狀模型層次數(shù)據(jù)模型的存儲結(jié)構(gòu) 葉結(jié)點 Ｒ 5屬性 ：用字段描述。網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的操縱與完整性約束3.屬性 ：用字段描述。 L14.關(guān)系模型的基本概念n 主碼（ Key）表中的某個屬性組，它可以唯一確定一個元組。關(guān)系數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) (續(xù)）例 1學(xué)生、系、系與學(xué)生之間的一對多聯(lián)系：學(xué)生（學(xué)號，姓名，年齡，性別，系號，年級）系 (系號，系名，辦公地點 )例 2系、系主任、系與系主任間的一對一聯(lián)系關(guān)系數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) (續(xù)）例 3學(xué)生、課程、學(xué)生與課程之間的多對多聯(lián)系：層次模型 網(wǎng)狀模型 關(guān)系模型 面向?qū)ο竽Ｐ蛣?chuàng) 始 1968年 IBM公司的IMS系 統(tǒng) 1969年 CODASYL的 DBTG報 告 (71年通 過 ) 1970年 20世 紀 80年代數(shù)據(jù) 結(jié) 構(gòu) 復(fù) 雜（ 樹結(jié) 構(gòu)） 復(fù) 雜（有向 圖結(jié) 構(gòu)） 簡單（二 維 表） 復(fù) 雜（嵌套 遞歸 ）數(shù)據(jù) 聯(lián) 系 通 過 指 針 通 過 指 針 通 過 表 間 的公共屬性 通 過對 象 標識查詢語 言 過 程性 語 言 過 程性 語 言 非 過 程性 語 言 面向 對 象 語 言典型 產(chǎn) 品 IMSIDS/ⅡIMAGE/3000IDMSTOTALOra