数据库基本知识

第一章数据库基本原理主要内容数据库的基本概念（数据、数据库、数据库管理系统、数据库系统）数据库的发展历史概念模型、E-R图数据模型（网状模型、层次模型和关系模型）关系的运算E-R图到数据表的转换数据库基本概念数据(Data)描述事物的符号记录，可以是文字、图形、图象、声音等数据库(DB)长期存储在计算机内有组织的、可共享的数据集合数据库基本概念数据库管理系统(DBMS)对数据库进行管理的系统软件，它的职能是有效地组织和存储数据、获取和管理数据、接受和完成用户提出的访问数据的各种请求数据库系统(DBS)在计算机系统中引用数据库后的系统构成。一般由数据库、数据库管理系统、应用系统、数据库管理员和用户组成数据库技术发展简史第一代：数据库系统为网状和层次数据库系统第二代：数据库系统为关系数据库系统。第三代：对象-关系数据库系统工程师们这样做…他们在建造实际的物体之前...…首先建立模型…然后在模型的基础上进行研究和改进认识过程现实世界认识抽象概念模型现实世界中的客观对象抽象过程数据模型数据库规范化的数据库我们在设计网上商店系统的webshop数据库主要用于管理商品信息和销售信息的,那么我们怎样从一些需求信息中创建概念模型，用什么表示概念模型呢？想一想概念模型概念模型的主要概念实体客观存在并相互区别的事物及其事物之间的联系属性实体所具有的某一特性。例：学生（学号，姓名，性别，出生年份，系，入学时间）联系实体与实体之间关系概念模型概念模型的主要概念联系三种情况一对一联系：若两个不同型的实体集合中，任何一方的一个实体最多与另一方的一个实体相对应。一对多联系：若两个不同型的实体集合中，一方的一个实体对应另一方若干个实体；反之，另一方一个实体最多对应本方的一个实体。多对多联系：若两个不同型的实体集合中，两实体集中任何一实体，都与另一实体集合中一个或多个实体相对应。一对多父子关系一对一座位关系李明张强许洁李为李欣许易许利李明张强许洁12排1坐9排6坐3排2坐赵垒王品李立张成物理化学数学历史多对多借阅联系概念模型概念模型的表示方法(E-R图)符合含义实体属性关系联系用菱形表示,必须命名,并用无向边分别与有关实体连接起来，同时在无向边旁标上联系的类型（1:1，1:n或m:n）学生学号姓名性别系出生年月课程参考书班长班级111n供应商零件项目供应nmp供应量任职拥有学生信息管理系统功能如下:用户包括系统管理员、教师和学生。系统管理员负责日常的学籍管理工作，如各种基本信息的录入、修改、删除等操作教师使用该系统可完成教学班信息查询和成绩管理。学生使用该系统完成选课和成绩查询等操作。要求画出学生信息管理系统的E-R图想一想学生信息管理系统的E-R图学生课程选课mn课程教师教授m1班级学生拥有m1拥有学生院部教师拥有mm11局部ER图(属性略)想一想全局E-R图假设要建立一个企业数据库，该企业有多个下属单位，每一单位有多个职工，一个职工仅属于一个单位，且一个职工仅在一个工程中工作，但一个工程中有很多职工参加工作，有多个供应商为各个工程供应不同设备。单位的属性有：单位名、电话。职工的属性有：职工号、姓名、性别。设备的属性有：设备号、设备名、产地。供应商的属性有：姓名、电话。工程的属性有：工程名、地点。想一想数据模型及其分类数据模型一种模型,是对现实世界数据特征的抽象数据模型分类层次模型网状模型关系模型数据模型及其分类层次模型用树型结构来表示实体以及实体间的联系R1R2R3R5R4兄弟结点兄弟结点叶结点叶结点叶结点层次模型系教研室学生教师层次模型示例数据模型及其分类层次模型的条件有且仅有一个结点无父结点,这个结点成为根结点其它结点有且仅有一个父结点数据模型及其分类网状模型是一个网络层次模型实际是网状模型的一个特例R1R3R2R4R5L1L5L4L3L2网状模型系教研室学生教师住处网状模型示例数据模型及其分类网状模型的条件允许一个以上的结点无父结点一个结点可以有多于一个的父结点数据模型及其分类关系模型数据的逻辑结构是一张二维表关系模型示例数据模型及其分类关系的性质列是同质的，即每一列中的分量是同一类型的数据，来自同一个域列的顺序无所谓，即列的次序可以任意交换行的顺序无所谓，即行的次序可以任意交换任意两个元组不能完全相同每一个分量都必须是不可分的数据项以下那些表是关系运动员项目姚明篮球跨栏刘翔王楠乒乓球运动员项目姚明篮球王楠乒乓球姚明篮球运动员教练项目刘翔孙海平、马俊仁跨栏王楠邓亚萍、蔡振华乒乓球想一想关系的几个主要概念关系一个关系就是一张二维表属性二维表中垂直方向的列域一个属性的取值范围元组二维表中水平方向行关系的几个主要概念分量元组中的一个属性值叫做元组的一个分量码(关键字)一个关系中的某个属性,若它的值唯一标识了一个元组,则称该属性为候选码一个关系可有多个候选码,须选定其中一个为主码(主关键字)课程编号课程名称学分1011Access200331021Excel200331031VisualFoxpro31041SQLServer3关系数据库的基本概念关系元组属性主码分量关系的几个主要概念外码(外键)如果A不是关系R的主码,而是另一关系S的主码,则称A是关系R的外码。如:系编号是关系的一个属性，但不是S学生关系的主码，而是系部关系中的主码，则称系编号是学生关系的外码系编号系名称D001计算机系D002数学系D003外语系学号姓名性别生日入学分数系编号001姚明男1980-3-9558D001002易建联男1983-9-10612D001003王治郅男1979-8-12590D002学生表系部表关系和表中术语对照关系表元组记录属性字段主码主键外码外键下表的主码是什么，外码是什么学号姓名性别年龄001刘翔男23002姚明男26学号姓名科目成绩001刘翔语文90002姚明语文80001刘翔数学75002姚明数学85学生表选课表关系运算选择在关系中选择满足条件的元组例,δ性别=“女”(S)投影选择某些属性列例,П学号、课程号(S)连接从两个关系的笛卡儿积中选取属性间满足一定条件的元组,表示为RS,F是条件表达式广义的笛卡儿积运算,例,RS过程过程F过程关系运算连接等值连接:两个关系中的连接属性应该有相同的值例,RS自然连接:在等值连接的关系中去掉重复的属性R.学号=S.学号过程过程δ性别=“女”(S)选择示例关系SП学号、课程号(S)投影示例关系S连接示例关系R关系S关系RS等值连接示例关系R关系SRS(R.学号=S.学号)自然连接示例关系R关系SR.学号=S.学号自然连接已知R，S两关系表如下图：1.在R关系中找出满足3=B=4的元组,用关系运算符表示2.在S关系中找出E,G列,用关系运算符表示3.求条件连接RS（BE+F)ABCa46b63r32DEFGd12ba23cb14cRS想一想ABCDEFGa46d12bb63d12bb63a23cb63b14c概念模型在上一步创建好了，接下来要建立数据模型，数据模型是在概念模型的基础上转换来的，那webshop数据库的数据模型是什么样的呢？想一想转换E-R图到数据表一对一实体转换成数据表,属性转换成数据表的字段，共两个数据表,在一个数据表中引入外键来建立联系校长管理学校11校长表(校长姓名,性别,年龄,职称,学历)学校表(学校代码,学校名称,所在城市,教师人数,学生人数,校长姓名)校长表(校长姓名,性别,年龄,职称,学历,学校代码)学校表(学校代码,学校名称,所在城市,教师人数,学生人数)E-R图到数据表一对多实体转换成数据表,属性转换成数据表的字段，共两个数据表,外键必须包含在一对多数据表读者类别属于读者1n读者类别表(类别代码，类别名称，可借阅天数、可借阅数量)读者表(卡号，姓名，性别，部门，类别代码、办卡日期，卡状态)E-R图到数据表多对多实体转换成数据表,属性转换成数据表的字段，将联系也转换成数据表,其字段为相关联实体的主键和自身属性读者借还图书nm读者表(卡号，姓名，性别，部门，类别代码、办卡日期，卡状态)图书表(书号，书名，作者，价格，出版社，库存数量)借还表(卡号,书号,借书日期,还书日期)学生信息管理系统的数据模型(用关系的形式表示)想一想按照E-R图转换规则，可以得到如下的关系模式：1.院部信息（院部编号，院名称）2.班级信息（班级编号，班名称）3.学生信息（学号，院部编号，班级编号，姓名，性别，生日，住址，电话，Email，简历）4.教师信息（教师编号，姓名，院部编号，电话，Email）5.课程信息（课程编号，课程名称，教师编号，学分）6.选课信息（学号，课程编号，成绩）