软件设计师(数据库)教程

软件设计师(数据库)教程 数据库部分知识详解

软件设计师教程宋安平 上海大学计算机学院 Apsong@ 021-56331672 2004年10月24日

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数据库技术基础基本概念 数据模型 关系代数 关系数据库SQL语言 关系数据库SQL语言 关系数据库规范化 数据库的控制功能2

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第一节 基本概念数据库与数据库管理系统 数据管理技术的发展 DBMS的功能 的功能 DBMS的特征 的特征 数据库的三级模式结构

2011-9-28

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一、数据库与数据库管理系统1、数据库管理系统(DBMS):是位于 、数据库管理系统(DBMS):是位于 ): 用户与操作系统之间的一层数据管理 软件，为用户和应用程序提供访问DB 软件，为用户和应用程序提供访问DB 的方法，包括DB的建立、查询、 DB的建立 的方法，包括DB的建立、查询、更新 及各种数据控制。 及各种数据控制。 数据库(DB): ):是统一管理的相关 2、数据库(DB):是统一管理的相关 数据的集合。 数据的集合。

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二、数据管理技术的发展发展经过三个阶段： 发展经过三个阶段： 人工管理阶段 文件系统阶段三个缺陷：数据的冗余性、数据不 三个缺陷：数据的冗余性、 一致性、数据联系弱。 一致性、数据联系弱。

数据库阶段采用复杂的数据模型表示数据结构、 采用复杂的数据模型表示数据结构、 有较高的数据独立性。 有较高的数据独立性。

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三、 DBMS的功能数据定义 数据库操作功能(检索和更新) 数据库操作功能(检索和更新) 数据库运行管理(数据库的恢复、 数据库运行管理(数据库的恢复、并 发性、完整性、安全性) 发性、完整性、安全性) 数据组织、 数据组织、存储和管理 数据库的建立和维护 其他功能

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四、 DBMS的特征特征数据结构化且统一管理 较高的数据独立性 数据控制功能

RDBMS OODBS ORDBS

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五、数据库的三级模式结构1、外模式：又称子模式、用户模式，是用户和数据 、外模式：又称子模式、用户模式， 库系统的接口，是用户用到的那部分数据的描述。 库系统的接口，是用户用到的那部分数据的描述。 概念模式： 又称模式， 概念模式 ： 又称模式 ， 是数据库中全部数据的整体 逻辑结构的描述。 逻辑结构的描述。 内模式： 又称存储模式， 内模式 ： 又称存储模式 ， 是数据库在物理存储方面 的描述。 的描述。 2、两级映象 、 模式/内模式映象 外模式/模式映象 内模式映象， 模式映象。 模式 内模式映象，外模式 模式映象。 3、两级数据独立性 、 物理数据独立性，逻辑数据独立性。 物理数据独立性，逻辑数据独立性。8

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第二节 数据模型数据模型的基本概念 数据模型的三要素问题 实体联系模型( 图 实体联系模型(ER

图) 层次模型 网状模型 关系模型9

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一、数据模型的基本概念1、数据描述的三个领域 、现实世界：存在与人们头脑以外客观世界。 现实世界：存在与人们头脑以外客观世界。 信息世界：现实世界在人们头脑中的反映。 信息世界：现实世界在人们头脑中的反映。 机器世界： 机器世界 ： 信息世界的信息在机器世界中以数据形 式存储。 式存储。

2、信息世界和机器世界术语的关系： 、信息世界和机器世界术语的关系 信息世界 机器世界 实体 记录 属性 字段 实体集 文件 实体标识符 关键码10

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二、数据模型的三要素问题数据库的逻辑结构，与硬件、 数据库的逻辑结构，与硬件、 DBMS有关 有三部分构成： 有关， DBMS有关，有三部分构成：数据结构 数据操作 数据完整性

四种数据模型： 四种数据模型：层次模型 网状模型 关系模型 面向对象模型11

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三、实体联系模型(ER图)实体的联系有两类一类是实体内部(属性之间)的联系( 一类是实体内部(属性之间)的联系(第5节讨 论) 一类是实体集内部( 实体和实体之间) 一类是实体集内部 ( 实体和实体之间 ) 的联系 本节讨论) (本节讨论)

实体间的联系有三种： 实体间的联系有三种：两个实体集中各实体之间的联系：一对一( 两个实体集中各实体之间的联系：一对一(1: 1)、 一对多 (1:N)、多对多 (M:N) 三个实体集中各实体之间的联系。 三个实体集中各实体之间的联系。 同一实体集内部各实体之间的联系。 同一实体集内部各实体之间的联系。12

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三、实体联系模型(续)属性： 属性：简单属性和复合属性 单值属性和多值属性 NULL属性 属性 派生属性

E-R方法 方法 扩充的E-R 模型 扩充的弱实体 超类和子类13

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四、层次模型创始：1968年美国IBM公司的IMS系统 创始：1968年美国IBM公司的IMS系统 年美国IBM公司的IMS 数据结构： 数据结构：树结构 特点： 特点：数据联系通过指针实现 缺点： 缺点：不能直接表示多对多

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五、网状模型创始：1969年CODASYL的DBTG报告 创始：1969年CODASYL的DBTG报告 数据结构： 数据结构：有向图结构 特点： 特点：数据联系通过指针实现 缺点： 缺点：结构复杂

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六、关系模型创始：1970年 Codd提出关系模型 创始：1970年E.F. Codd提出关系模型 数据结构： 数据结构：二维表 特点： 特点：表间公共属性 缺点： 缺点：效率低

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第三节 关系代数关系模型的基本概念 关系代数 扩充的关系代数

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一、关系模型的基本概念属性和域属性： 属性：描述实体的特征 域：属性的取值范围

笛卡尔积和关系 笛卡尔积和关系

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一、关系模型的基本

概念(续)术语超键：在关系中能惟一标识元组的属性集称 超键 ：在关系中能惟一标识元组的属性集称 关系模型的超键。 为关系模型的超键。 候选键：不含有多余属性的超键称为候选键。 属性的超键称为候选键 候选键：不含有多余属性的超键 称为候选键。 主键：用户选作元组标识的一个候选键称为 主键： 用户选作元组标识的一个候选键称为 元组 标识的一个候选键 主键。 主键。 主属性：包含在任何候选键中的属性。 主属性：包含在任何候选键中的属性。 外键： 属性不是本关系的主键 主键， 外键 ：该属性不是本关系的主键 ，正好是另 外一个关系的主键，则该属性称为本关系的 外一个关系的主键， 则该属性称为本关系的 外键。 外键。 全码：所有属性组是这个关系模式的候选码。 全码 ：所有属性组是这个关系模式的候选码。19