计算机课件-数据库设计基础

二级公共基础知识程序设计基础软件工程算法与数据结构数据库设计基础数据库技术的根本目标是解决数据共享问题数据管理技术的发展（三个阶段）人工管理阶段文件系统阶段数据库系统阶段高级数据库阶段闫加磊1 数据库的基本概念数据库(DB)：是一个结构化的数据集合，具有统一的结构形式并存放于统一的存储介质内，是多种应用数据的集成，并可被各个应用程序共享。数据库系统的内部结构体系三级模式模式外模式内模式二级映像外模式／模式映像模式／内模式映像2 三级模式模式（全局逻辑）模式也称逻辑模式或概念模式，是数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述，是所有用户的公共数据视图。是数据库数据在逻辑级上的视图。一个数据库只有一个模式。外模式（局部逻辑）外模式也称用户模式，是数据库用户的数据视图，是与某一应用有关的数据的逻辑表示。外模式通常是模式的子集。一个数据库可以有多个外模式。内模式（全局物理）内模式也称存储模式，一个数据库只有一个内模式。它是数据物理结构和存储方式的描述，是数据在数据库内部的表示方式。p1743 二级映象外模式－模式映象对应于同一个模式可以有任意多个外模式。对于每一个外模式，数据库系统都有一个外模式／模式映像，它定义了该外模式与模式之间的对应关系。模式－内模式映象数据库中只有一个模式，也只有一个内模式，所以模式／内模式映像是惟一的，它定义了数据库的全局逻辑结构与存储结构之间的对应关系。4 数据库系统的三级模式结构及两级映像数据模型*概念数据模型是事物特征的抽象。是将事物从现实世界的转到机器世界表示的一个中间层次。*描述内容数据结构……数据操作……数据约束5 数据模型的分类（按不同的应用层次）概念模型E-R模型逻辑模型层次模型(p179)网状模型关系模型面向对象模型物理模型E-R模型的基本概念*实体：现实世界中的事物*实体集：同一类实体的集合*属性：事物的特性*联系：现实世界中事物间的关系一对一的联系一对多（多对一）联系多对多联系6 实体名属性名矩形框表示实体型椭圆形表示属性菱形表示联系联系名连接实体型与联系类型，也可用于表示实体与属性的联系E-R图的图示法：E-R图的设计过程*实体集定义*联系定义*连接实体集和联系*属性分配7 例:学生选修课程学生课程选课姓名学号性别课程号课程名学分成绩mnER图的设计过程返回8 关系模型关系：一个关系就是一个二维表。元组：二维表（关系）中的每一行。对应在表中为记录。属性：二维表（关系）中的每一列。对应在表中为字段。数据项：记录中某个属性的值属性域：属性的取值范围。如：性别只能取“男”和“女”。键或码(关键字)：唯一标识一元组的属性或属性的集合。候选键主键外键或外码：如果一个表的字段不是本表的主键，而是另外一个表的主键，这个字段（属性）就称为外键。学号姓名性别院系藉贯0841001张丽女管理山东0841002胡凡男生化河北0841003王峰涛男管理辽宁0841004李敏女信工江西记录字段主键9 关系模型学号姓名院系课程号课程名成绩0841001张丽管理C0001计算计800841001张丽管理D0120英语900841003王峰涛生化E0003数学700841004李敏文传D0120英语60课程号课程名学分学时C0001计算机372D0120英语380E0003数学4100主键主键10 关系模型中的二维表要满足：表中元组个数有限——元组个数有限性表中元组均不相同——元组的唯一性元组的次序可以交换——元组的次序无关性元组的分量是不可分割基本数据项——元组分量的原子性表中的属性名各不相同——属性名唯一性属性的次序可以任意交换——属性次序无关性不同表中的同一属性具有相同的属性域——属性域的同一性11 关系模型中的数据约束（1）实体完整性约束约束关系的主键中属性值不能为空值；（2）参照完全性约束不允许关系引用不存在元组（3）用户定义的完整性约束在具体数据环境和应用环境中由用户自己设置的约束，它反映了具体应用中数据的语义要求。12 关系模型中的数据操纵数据插入数据删除数据修改数据查询用于查询的关系运算*专门的关系运算*投影*选择*连接/自然连接传统的集合运算*并*交*差*笛卡尔乘积13 从列的角度进行的运算例：输出学生关系R中的学生姓名及所在系。学号姓名系名年龄S1ACS20S2BCS21S3CMA19S4DCI19S5EMA20S6FCS22(a)(R)关系R上的投影是从R中选择若干属性列组成新的关系。姓名系名ACSBCSCMADCIEMAFCS投影(R’)14 在关系R中选择满足给定条件的元组。例：输出关系R中计算机科学系CS的学生学号姓名系名年龄S1ACS20S2BCS21S3CMA19S4DCI19S5EMA20S6FCS22(a)(R)(R’)学号姓名系名年龄S1ACS20S2BCS21S6FCS22选择从行的角度进行的运算15 通过两个字段的值的比较进行连接用来连接的两个字段要用相同的域ABC123467579连接DEF1740351084203630R1R2ABCDEF12384204678420连接的结果R1|X|R2C