【正文】 性保護(hù)問題。說明：由于各部門公用的數(shù)據(jù)存放在一個公共的數(shù)據(jù)庫中，數(shù)據(jù)一般只有一個版本，從而盡可能地消除了數(shù)據(jù)冗余。由此可以顯著地減少數(shù)據(jù)冗余，節(jié)省存儲空間。數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展 所謂數(shù)據(jù)獨(dú)立性是指數(shù)據(jù)發(fā)生變化而應(yīng)用程序可以不變。數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展 （ 4）便于對數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)集中統(tǒng)一的管理與控制 3．?dāng)?shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段的主要特點(diǎn) 在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，一般使用數(shù)據(jù)模型來對現(xiàn)實(shí)世界和信息世界進(jìn)行抽象，最后形成能被計算機(jī)處理的數(shù)據(jù)世界。數(shù)據(jù)模型 通過實(shí)施數(shù)據(jù)模型把以把信息世界抽象成計算機(jī)能夠處理的數(shù)據(jù)世界，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的第二次抽象 如機(jī)房里的一臺電腦、計算機(jī)應(yīng)用專業(yè)的一名學(xué)生、信用卡上的一筆存款、某次考勤對某人的一次記錄等都是實(shí)體。數(shù)據(jù)模型 客觀世界中的事物不是孤立的，而是有關(guān)聯(lián)的。如學(xué)生實(shí)體集與課程實(shí)體集之間的聯(lián)系。實(shí)體集中的實(shí)體是可以相互區(qū)分開來的，因此實(shí)體集中一定存在這樣的屬性或?qū)傩越M，它（它們）的值能夠惟一標(biāo)識實(shí)體集中的每一個實(shí)體，該屬性或?qū)傩缘慕M合就稱為該實(shí)體集的關(guān)鍵字（或鍵）。數(shù)據(jù)模型 數(shù)據(jù)模型 網(wǎng)狀模型中最有代表性的是美國 CODASY（ ConferenceLanguage）組織的 下屬 機(jī)構(gòu)數(shù)據(jù)庫任務(wù)組于 1971年提出的 DBTG模型。、關(guān)鍵字 四大數(shù)據(jù)模型（ 1）關(guān)系中元組的個數(shù)是有限的；（ 2）關(guān)系中不允許有相同的元組；（ 3）關(guān)系中不允許有相同的屬性名；（ 4）關(guān)系的每一屬性的數(shù)據(jù)類型必須相同，且取自于同一個域；（ 5）關(guān)系的行的順序和列的順序可以任意交換；（ 6）關(guān)系的任何一個屬性都必須是不可再分的元素；（ 7）關(guān)系的結(jié)構(gòu)相對固定，但元組的值與數(shù)目是隨時間的推移而經(jīng)常變化的。數(shù)據(jù)模型通常由下列三個部分組成：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)操作和數(shù)據(jù)的完整性約束規(guī)則。Planning該描述是一種抽象的描述，并不涉及到具體的硬件和軟件平臺。通常，外模式是模式的一個子集，它包含了模式中允許特定用戶使用的那部分?jǐn)?shù)據(jù)。 ”system——DBMS）、數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序以及相關(guān)人員組成。數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)通常由兩部分組成：一部分是有關(guān)應(yīng)用的工作數(shù)據(jù)的集合，稱作物理數(shù)據(jù)庫，它是數(shù)據(jù)庫的主體；另一部分是有關(guān)數(shù)據(jù)庫的定義信息，如表的結(jié)構(gòu)、每個屬性的數(shù)據(jù)類型、使用權(quán)限等，稱作描述數(shù)據(jù)庫，通常由一個 “數(shù)據(jù)字典（ DataBasic等編寫，但大多數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)都自備有一套語言。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的組成 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的組成 DescriptionLanguage/Data這樣的系統(tǒng)均可認(rèn)為是單層的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。兩層 “客戶機(jī) /服務(wù)器（ C/S） ”數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng) 服務(wù)器上一般安裝有 DBMS、通信軟件和一些其它的服務(wù)軟件，數(shù)據(jù)庫中的存儲過程在服務(wù)器端實(shí)現(xiàn)事務(wù)邏輯和部分應(yīng)用邏輯，是應(yīng)用軟件的組成部分；客戶機(jī)上安裝有通信軟件， DBMS的客戶端軟件和應(yīng)用軟件。3．缺點(diǎn)（ 2）兩層 C/S結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了功能的分布，但還不均衡。 （這一層由 DB服務(wù)器實(shí)現(xiàn)） 需要說明的是：三層結(jié)構(gòu)中的三層，只是邏輯上的概念。關(guān)系的規(guī)范化 在關(guān)系模型中，實(shí)體和實(shí)體之間的聯(lián)系都由單一的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) —— 關(guān)系來描述，關(guān)系數(shù)據(jù)庫是由一張或多張相關(guān)聯(lián)的表（關(guān)系）組成。關(guān)系數(shù)據(jù)庫的基本概念 關(guān)系數(shù)據(jù)庫模式中所有的關(guān)系模式的具體關(guān)系的集合稱之為關(guān)系數(shù)據(jù)庫。關(guān)系數(shù)據(jù)庫的基本概念 視圖一旦定義，用戶就可以把它當(dāng)作表一樣看待，可以對它進(jìn)行查詢，甚至還可以進(jìn)行修改或插入操作，不過這種修改和插入操作最終都要轉(zhuǎn)化為對表的操作。 二維表的候選關(guān)鍵字有很多，從二維表的候選關(guān)鍵字中，選出一個可作為 “主關(guān)鍵字 ”（ Primary5．主屬性和非主屬性 關(guān)系模式一般用 R（ A1， A2， … ， AN）表示，它說明了關(guān)系的語法，但并不是每個符合語法的元組都能成為關(guān)系 R的元素，它還要受到語義的限制。 李道義 ,李亞兵），（李道義 ,關(guān)系的數(shù)學(xué)定義 求 D1D2D3。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的目的就是利用計算機(jī)來維護(hù)機(jī)構(gòu)中的各種有用的信息，并使之能滿足機(jī)構(gòu)中用戶的需要，因此用戶就應(yīng)該能夠利用 DBMS來操作數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)，這種操作包括增加、刪除、修改與查詢。3．關(guān)系代數(shù)的種類其中，傳統(tǒng)的集合運(yùn)算有并、交、差、關(guān)系的笛卡爾積等運(yùn)算，專門的關(guān)系運(yùn)算有選擇、投影、連接、除法等運(yùn)算 運(yùn)算結(jié)果是兩個關(guān)系中若干個完整元組的集合。兩個關(guān)系 R1和 R2相并，結(jié)果產(chǎn)生一個新關(guān)系 R3，該關(guān)系由全體屬于R1或?qū)儆?R2的元組組成，記作 R3=R1∪ R2解：兩個關(guān)系的并運(yùn)算的結(jié)果也是一個關(guān)系，運(yùn)算結(jié)果如表 28所示。傳統(tǒng)的集合運(yùn)算 新關(guān)系中的前 M個屬性是R1的一個元組，后 N個屬性為 R2的一個元組，則稱 R3是關(guān)系 R1和 R2的笛卡爾積，記作 R3=R1R2?？梢婈P(guān)系的笛卡爾積也是二目運(yùn)算，但它和并、交、差運(yùn)算不一樣，它并不要求參加運(yùn)算的兩個關(guān)系是并相容的。解：兩個關(guān)系的笛卡爾積，是它們的所示元組所有可能的組合，計算出來的 RS如圖 213所示。專門的關(guān)系運(yùn)算 關(guān)系代數(shù)2．投影（ PROJECTION）運(yùn)算 專門的關(guān)系運(yùn)算 其中 R1和 R2是兩個不同的關(guān)系名， Ai和 Bj分別代表 R1的第 i個屬性和 R2的第 j個屬性； ?代表比較運(yùn)算符（即 ?、 ?、 ?、 ?、 ?等）?！?例 28】 求如表 216和表 217所示的兩個關(guān)系 R1和 R2的內(nèi)連接的結(jié)果。join）在實(shí)際運(yùn)算中，也可能需要在連接的結(jié)果中，保留右邊關(guān)系與連接條件不相匹配的元組，把這種連接稱為右外連接。本題的結(jié)果如表 222所示。（ 5）全外連接（ Full解：全外連接是在內(nèi)連接的基礎(chǔ)上加上左邊關(guān)系及右邊關(guān)系與聯(lián)接條件不相匹配的元組，不匹配元組的其它屬性補(bǔ)空值。 ，這一概念后來進(jìn)一步發(fā)展為關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的一個重要的評價標(biāo)準(zhǔn)。（ 2）系：系號（ DepartNo）、系主任（ DepartDean）存儲異常 CourseSelect（ StuNo,（ 4）刪除異常 Jxgl） 存在如下函數(shù)依賴：(StuNo,CoruseNo)?Score。記作： 關(guān)系的規(guī)范化3．部分函數(shù)依賴 關(guān)系規(guī)范化的過程早在 1971年，關(guān)系模型的創(chuàng)始人 ，并且提出了 1NF、 2NF、 3NF的概念（ NormalDepartDean） 關(guān)系的規(guī)范化程度越高，關(guān)系模式的數(shù)目也就越多，帶來的負(fù)面效應(yīng)也就越大，如增加了程序編制的復(fù)雜性和降低了系統(tǒng)運(yùn)行的效率等。關(guān)系的規(guī)范化2．關(guān)系分解等價性的衡量 關(guān)系分解的正確性E—R 模型 ER模型是由 1976提出的，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于數(shù)據(jù)庫設(shè)計中，該模型通過ER圖表示實(shí)體集及實(shí)體集之間的聯(lián)系，用于實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的第一次抽象，即把現(xiàn)實(shí)世界轉(zhuǎn)換為信息世界。ER圖的組成要素及其畫法 出版社和圖書的屬性分別如下：出版社 —— 社號，地點(diǎn)，電話 圖書 —— 書號，書名，價格另外，在出版聯(lián)系中要反映出出版圖書的數(shù)量。兩實(shí)體集間不同聯(lián)系情況的 ER圖表示法【 例 33】 兩個實(shí)體集之間的多對多的聯(lián)系的繪制方法。E—R 模型 職工 —— 工號，姓名，性別，出生日期，工作日期，職稱，工資另：在 “領(lǐng)導(dǎo) ”聯(lián)系中有個 “民意測驗(yàn) ”屬性，用來存放職工對領(lǐng)導(dǎo)的滿意度。假設(shè)在某組裝車間中，零部件之間存在著多對多的組裝聯(lián)系，即一個零部件能組裝多種其它零部件，反之該零部件也可以由其他零部件組裝。 ER圖的兩個階段（ 1）針對每一用戶畫出該用戶信息的局部 E—R 圖，確定該用戶視圖的實(shí)體、屬性和聯(lián)系?？傮w E—R 圖所表示的實(shí)體聯(lián)系模型，只能說明實(shí)體間的聯(lián)系，還需要把它轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)模型才能被實(shí)際的 DBMS所接受 。教師：教師號，姓名，身份證號，性別，職稱，出生日期，電話號碼，備注，照片（ 1）對于 E—R 圖中每個實(shí)體集，都應(yīng)轉(zhuǎn)換為一個關(guān)系，該關(guān)系應(yīng)包括對應(yīng)實(shí)體集的全部屬性，并應(yīng)根據(jù)關(guān)系所表達(dá)的語義確定哪個屬性或?qū)傩越M作為 “主關(guān)鍵字 ”，主關(guān)鍵字用來標(biāo)識實(shí)體。例如，圖 33所示的一對多的聯(lián)系，可轉(zhuǎn)換成下面的兩個關(guān)系模式 該關(guān)系的屬性中至少要包括被它所聯(lián)系的雙方實(shí)體集的 “主關(guān)鍵字 ”，并且如果聯(lián)系有屬性，也要?dú)w入這個關(guān)系中。例如，圖 34所示的多對多的聯(lián)系，可轉(zhuǎn)換成下面的三個關(guān)系模式 同一實(shí)體集內(nèi)部聯(lián)系的轉(zhuǎn)換 同一實(shí)體集內(nèi)部聯(lián)系的轉(zhuǎn)換 轉(zhuǎn)換的關(guān)系如下。最后形成的關(guān)系模式為： 編寫技術(shù)文檔 數(shù)據(jù)庫設(shè)計概述 —— 數(shù)據(jù)庫應(yīng)用教程本章主要內(nèi)容需求分析 數(shù)據(jù)庫設(shè)計概述 概念模型設(shè)計（ ER圖設(shè)計） （ 2）把系與教師、系與班級及班級與學(xué)生之間的 1:n的聯(lián)系反映出來，只需把相應(yīng)的 1方的主關(guān)鍵字放入到多方中使之成為外關(guān)鍵字即可。下面著重討論聯(lián)系的轉(zhuǎn)換方法。請根據(jù)要求設(shè)計出該學(xué)校管理系統(tǒng)的全局 ER圖。人事處涉及到的實(shí)體集及實(shí)體集之間的聯(lián)系如下：（ 2）綜合局部 E—R 圖，生成總體 E—R 圖。另外，學(xué)生選修某教師教的某門課程有一個成績。兩個以上實(shí)體集之間多對多多元聯(lián)系的 ER圖表示法【 例 36】 兩個以上實(shí)體集之間多對多多元聯(lián)系的 ER圖表示法。零部件 —— 部件號，名稱，價格零部件之間的組裝聯(lián)系有一個屬性 “數(shù)量 ”，用來指出組裝該零部件需要其它零部件各多少個。圖書和作者之間是多對多的聯(lián)系。 兩實(shí)體集間不同聯(lián)系情況的 ER圖表示法【 例 32】 1． ER圖要素ER圖的基本要素有四個：實(shí)體集、聯(lián)系、屬性、主關(guān)鍵字。關(guān)系的規(guī)范化2．關(guān)系分解等價性的衡量 無損連接性是指通過對分解后的關(guān)系進(jìn)行某種連接運(yùn)算，能夠還原出分解前的關(guān)系；保持函數(shù)依賴是指分解過程中不能丟失或破壞原有關(guān)系中存在的函數(shù)依賴。關(guān)系的分解不是唯一的，一個關(guān)系可以分解成好幾組高級范式的關(guān)系，但分解后所得到的關(guān)系集合必須要和原來關(guān)系等價。關(guān)系的規(guī)范化1．關(guān)系分解的過程 BCNF的關(guān)系模式有以下特點(diǎn)：（ 1）所有非主屬性對每一個候選關(guān)鍵字都是完全函數(shù)依賴的；（ 2）所有的主屬性對每一個不包含它的候選關(guān)鍵字，也是完全函數(shù)依賴的；（ 3）沒有任何屬性完全函數(shù)依賴于非侯選關(guān)鍵字的任何一組屬性。 關(guān)系規(guī)范化的過程考察上面分解得到的關(guān)系 Studentx：Studentx（ StuNo,Studentx（ StuNo,CourseNo,分解得到的關(guān)系如下：函數(shù)依賴關(guān)系如下： DepartDean,CourseNo,CourseName,Score） StuMajor,DepartNo,關(guān)系的規(guī)范化4．第二范式 關(guān)系規(guī)范化的過程范式之間存在包含關(guān)系，即屬于高級范式的關(guān)系一定屬于低級范式。（ StuNo， CoruseNo） ?DepartNo設(shè) R為任一給定關(guān)系， X， Y為其屬性或?qū)傩越M，若 X?Y，且對 X中的任何真子集 X?都有 即相應(yīng)關(guān)系中只要有一個元組的有關(guān)屬性值不滿足函數(shù)依賴的定義，相對應(yīng)的函數(shù)依賴就不成立。對于關(guān)系 R中的屬性組 Y和 X，若 X不能函數(shù)決定 Y則用符號表示為： 函數(shù)依賴的基本概念 StuMajor,DepartNo,函數(shù)依賴（ FD——Functional Score） Course（ CourseNo,CourseName）Student（ StuNo,存儲異常 （ 1）學(xué)生：學(xué)號（ StuNo）、姓名（ StuName）、專業(yè)（StuMajor）；n 并、差、笛卡爾積、選擇和投影 5種運(yùn)算是基本關(guān)系代數(shù)運(yùn)算，其它關(guān)系運(yùn)算可用這 5種運(yùn)算的組合加以表示。 join）是左外連接與右外連接的組合。關(guān)系代數(shù)3．連接運(yùn)算（ JOIN） 專門的關(guān)系運(yùn)算 解：自然聯(lián)接是在內(nèi)連接的基礎(chǔ)上去掉重復(fù)屬性。連接運(yùn)算中最有實(shí)用價值的一類運(yùn)算是自然連接運(yùn)算。（ 2）自然連接運(yùn)算（ Natural 當(dāng)連接條件中的運(yùn)算符是 “=”時，為等值聯(lián)接。（ 1）內(nèi)連接（ Inneri屬性值與 R2的第 j個屬性值符合 ?條件的那些元組組成一個新的關(guān)系。其中 A是關(guān)系 R的屬性集的一個子集， t[A]表示只取元組 t中相應(yīng)A屬性中的分量。關(guān)系代數(shù)【 例 26】 要從表 26表示的關(guān)系 R中找出所有的計算機(jī)系的學(xué)生，請寫出相應(yīng)的關(guān)系表達(dá)式。選擇運(yùn)算是從某個給定的關(guān)系中篩選出滿足限定條件的元組子集組成一個新的關(guān)系，它是一元關(guān)系運(yùn)算，可以定義為： 解：兩