1、11:35二級公共基礎知識二級公共基礎知識21:35考試大綱考試大綱1.1.數據庫的基本概念數據庫的基本概念：數據庫，數據庫管理系：數據庫，數據庫管理系 統，數據庫系統。統，數據庫系統。2.2.數據模型數據模型, ,實體聯系模型及實體聯系模型及E-RE-R圖，從圖，從E-RE-R圖圖導出關系數據模型。導出關系數據模型。3.3.關系代數運算關系代數運算, ,包括集合運算及選擇包括集合運算及選擇、投投影、連接運算，數據庫規范化理論。影、連接運算，數據庫規范化理論。4.4.數據庫設計方法和步驟數據庫設計方法和步驟：需求分析、概念：需求分析、概念設計、邏輯設計和物理設計的相關策略。設計、邏輯設計和物理

2、設計的相關策略。31:35一個簡單Access數據庫注意后綴名.mdb注意后綴名 .mdb41:3551:3561:3571:3581:35知識點歸納數據庫系統的基本概念數據庫系統的基本概念1. 數據、數據庫、數據庫管理系統 （1）數據（Data)：實際上就是描述事物的符號符號記錄。計算機中的數據一般可分為臨時性數據和持久性數據兩種。91:35（2）數據庫）數據庫 (Database，簡稱，簡稱DB)：是：是數據的集合數據的集合，它，它具有具有統一的結構形式統一的結構形式并存放于統一的存儲介質并存放于統一的存儲介質內，是多種數據的集成，并可被各個應用程序內，是多種數據的集成，并可被各個應用程序

3、所共享。所共享。101:35（3）數據庫管理系統）數據庫管理系統 (Database Management System，簡稱，簡稱DBMS)：它是一種：它是一種系統軟件系統軟件，負責數據庫中的，負責數據庫中的數據組織、數據操縱、數據維護、控制及保護和數據組織、數據操縱、數據維護、控制及保護和數據服務等。數據服務等。111:35（4）數據庫管理員）數據庫管理員(Database Administrator，簡稱，簡稱DBA)：是專門：是專門從事數據庫規劃、設計、維護、監視等工作的管理從事數據庫規劃、設計、維護、監視等工作的管理人員。人員。DBA的主要工作：的主要工作：數據庫設計數據庫設計(Da

4、tabase Design)數據庫維護數據庫維護(如系統恢復、數據定期轉存等如系統恢復、數據定期轉存等)改善系統性能，提高系統效率改善系統性能，提高系統效率(如數據庫的重組、如數據庫的重組、重構等重構等)121:35（5）數據庫系統（）數據庫系統（DBS）：）：是指計算機系統中是指計算機系統中引進數據庫技術后的整個系統構成，引進數據庫技術后的整個系統構成，由由數據庫數據庫（數據）、（數據）、數據庫管理系統數據庫管理系統（軟件）、（軟件）、數據庫系統用戶數據庫系統用戶（人員）、（人員）、系統平臺之系統平臺之硬件平臺硬件平臺（硬件）（硬件）軟件平臺軟件平臺（軟件）（軟件） 共共五個部分五個部分構成

5、。構成。131:352. 數據庫系統的發展數據庫系統的發展 數據管理技術的發展至今已經歷了三個階段：數據管理技術的發展至今已經歷了三個階段：人工管理階段人工管理階段文件系統階段文件系統階段數據庫系統階段數據庫系統階段。141:35151:353. 數據庫系統的基本特點數據庫系統的基本特點 (1)數據的結構化數據的結構化在數據庫系統中按照多個應用的需要組織全局的統一的在數據庫系統中按照多個應用的需要組織全局的統一的數據結構數據結構(即數據模式即數據模式)，而每個應用的數據則是全局結構中，而每個應用的數據則是全局結構中的一部分，稱為局部結構的一部分，稱為局部結構(即視圖即視圖)，這種全局與局部的結

6、構，這種全局與局部的結構模式構成了數據庫系統數據集成性的主要特征。模式構成了數據庫系統數據集成性的主要特征。 (2)數據的高共享性與低冗余性數據的高共享性與低冗余性由于數據的集成性使得數據可為多個應用所共享，數據由于數據的集成性使得數據可為多個應用所共享，數據的共享又可極大地減少了數據的冗余性，不僅減少了不必要的共享又可極大地減少了數據的冗余性，不僅減少了不必要的存儲空間，更為重要的是可以避免數據的不一致性。的存儲空間，更為重要的是可以避免數據的不一致性。 161:35 (3)數據獨立性數據獨立性(物理獨立性和邏輯獨立性物理獨立性和邏輯獨立性)數據庫中的數據獨立于應用程序而不依賴于數據庫中的數

7、據獨立于應用程序而不依賴于應用程序。應用程序。 (4)數據統一管理與控制數據統一管理與控制主要包含以下三個方面：數據的完整性檢查、主要包含以下三個方面：數據的完整性檢查、數據的安全性保護、并發控制：數據的安全性保護、并發控制：171:354. 數據庫系統的內部結構體系(1) 數據庫系統的三級模式數據庫系統的三級模式數據模式是數據庫系統中數據結構的一種表示形式，它具數據模式是數據庫系統中數據結構的一種表示形式，它具有不同的層次與結構方式。有不同的層次與結構方式。 概念模式：概念模式：它放映了設計者的數據全局邏輯要求。它放映了設計者的數據全局邏輯要求。 外模式外模式(子模式子模式或或用戶模式用戶模

8、式)：它反映了用戶對數據：它反映了用戶對數據的要求。的要求。 內模式內模式(物理模式物理模式)：它反映了：它反映了數據數據在計算機物理結在計算機物理結構中的構中的實際存儲形式實際存儲形式。 181:35以概念模式為框架所組成的數據庫叫以概念模式為框架所組成的數據庫叫概念數據庫概念數據庫以外模式為框架所組成的數據庫叫以外模式為框架所組成的數據庫叫用戶數據庫用戶數據庫以內模式為框架所組成的數據庫叫以內模式為框架所組成的數據庫叫物理數據庫物理數據庫 物理數據庫是真實存在于計算機外存物理數據庫是真實存在于計算機外存191:35(2) 數據庫系統的兩級映射數據庫系統的兩級映射 概念模式概念模式到到內模式

9、內模式的映射的映射 外模式外模式到到概念模式概念模式的映射的映射用戶數據庫1用戶數據庫2用戶數據庫n概念數據庫物理數據庫物理數據庫只有物理數據庫是真實存在于計算機外存中。兩種映射均由DBMS實現。201:35數據模型數據模型的基本概念數據模型的基本概念 數據模型數據模型是數據特征的抽象，是一個描述數據特征的框架。數據模型按不同的應用層次分成三種類型：(1) 概念數據模型(簡稱概念模型 信息世界) 對客觀世界復雜事物的結構描述，如E-R模型模型等。(2) 邏輯數據模型(簡稱數據模型 機器世界) 是一種面向數據庫系統的模型，如層次模型層次模型、網狀模型網狀模型、關系模型關系模型、面向對象模型等。(

10、3) 物理模型 是一種面向計算機物理表示的模型，此模型給出了數據模型在計算機上物理結構的表示。比較真實地模擬現實世界; 容易被人理解;便于在計算機上實現;211:351. 層次模型層次模型用層次結構表示實體及其之間的聯系，具有如下特點：數據結構比較簡單，操作簡單對于實體間聯系是固定的、且預先定義好的應用系統，有較高的性能可以提供良好的完整性支持不適合表示非層次性的聯系，對于插入和刪除操作的限制比較多學 校院 系研究所部 處教研室班級學生教師科研室科室科研人員工作人員學校行政機構層次模型圖221:352. 網狀模型網狀模型用網狀結構表示實體及其之間的聯系。網狀模型在結構上較層次模型好，不像層次模

11、型那樣要滿足嚴格的條件。 網狀模型示意圖系1系2系3課程1課程2課程4課程3教師1教師3教師2231:353 關系模型關系模型（1）關系）關系在日常生活中，經常用一張二維表格來描述在日常生活中，經常用一張二維表格來描述實體實體及及實體間的實體間的聯系聯系。滿足如下要求的。滿足如下要求的二維表格二維表格稱為一個稱為一個關系關系。關系關系:一個關系對應通常說的一張表一個關系對應通常說的一張表.元組元組:表中的一行即為一個元組表中的一行即為一個元組.屬性屬性:表中的一列即為一個屬性表中的一列即為一個屬性.主碼主碼(Key):能唯一確定一個元組的屬性組能唯一確定一個元組的屬性組.域域:屬性的取值范圍屬

12、性的取值范圍.分量分量:元組的一個屬性值元組的一個屬性值.關系模式關系模式:對關系的描述對關系的描述,一般表示為一般表示為: 關系名關系名(屬性屬性1,屬性屬性2,屬性屬性n)241:35關系的一個實例學號姓名性別年齡考試成績20050001張浩然男188420050002李云霞女197920050003王 偉男186520050004趙堅強男209720050005錢小麗女1876關系模式關系模式元組元組屬性屬性的分量關鍵字候選關鍵字上面的關系描述為上面的關系描述為: 學生學生(學號學號,姓名姓名,年齡年齡, 考試成績考試成績,性別性別)251:35（2 2）關系操縱）關系操縱(1) 實體完

13、整性約束(如關鍵字屬性的值不能為空值)(2) 參照完整性約束(外關鍵字不允許有不存在的值)(3) 用戶定義的完整性約束(如考試成績只能為0100)(1) 數據查詢(可以對一個關系或多個關系查詢)(2) 數據刪除(刪除指定關系內的指定元組)(3) 數據插入(在指定關系中插入一個或多個元組)(4) 數據修改(在一個關系修改指定的元組與屬性)（3 3）關系中的數據約束）關系中的數據約束261:35（1）實體。實體是現實世界中客觀存在的、能相互區別的任何事物。凡是有共性的實體可組成一個集合稱為實體集。（2）屬性。屬性是實體的特征。一個實體往往可以有若干個屬性。每個屬性可以有值，一個屬性的取值范圍稱為該

14、屬性的值域或值集。4.4.實體及其屬性的概念實體及其屬性的概念( (概念模型概念模型) )271:35 （3）實體之間的聯系）實體之間的聯系一對一聯系，簡記為一對一聯系，簡記為1：1(學校與校長學校與校長)一對多或多對一聯系，簡記為一對多或多對一聯系，簡記為1：M或或M：1 (宿舍與學生宿舍與學生 1：M)多對多聯系，簡記為多對多聯系，簡記為M：N(學生與課程學生與課程)281:35E-R方法ER方法通過E-R圖將現實世界的要求轉化成實體、聯系、屬性等幾個基本概念以及它們間的聯接關系，并且用圖形非常直觀地表示出來，再經過適當加工，從而構造出數據模型。因此E-R方法是將現實世界的信息模型轉化到數

15、據模型的一個中間工具。1. E-R圖的基本圖素圖的基本圖素實體名(a)實體 (b)屬性 (c)聯系名 (d)連線聯系名屬性名291:35例例1由實體集學生、課程以及附屬于它們的屬性和它們間的聯系由實體集學生、課程以及附屬于它們的屬性和它們間的聯系選修以及附屬于選修的屬性課程成績構成了一個學生選修以及附屬于選修的屬性課程成績構成了一個學生-課程聯系課程聯系E-R圖，圖，如圖如圖6.1 所示。所示。 圖6.1 E-R圖的一個實例學號姓名年齡課程號課程名學分nm選修學生課程課程成績301:352. 設計E-R圖方法根據要求確定實體及實體間的聯系。畫出反映局部E-R圖。綜合各局部E-R圖，得出反映數據

16、庫整體概念的總體E-R圖。進一步修改完善。311:35例2假定某車間要建立信息管理系統，實際情況是該車間有多個職工；每個職工可能參加多個產品研制；一個產品由一個人負責；一個產品由多個零件組成；一個零件在多種產品中使用，某種零件和產品只存放在一個倉庫中等。那么各個用戶的局部E-R圖如圖6.14所示(為簡化起見，略去了實體的屬性)。321:351NMM111NNNNN車間職工擁有職工產品研制負責零件組裝產品倉庫產品存放倉庫零件存放圖6.14 各局部E-R圖331:35對上述局部E-R圖加以綜合,得到總體E-R圖如下圖6.15所示:341:35關系運算 關系運算即關系中元組的運算 常使用以下運算符：

17、并()、差(一)、交()、笛卡爾積()、投影()、選擇()、聯接(|)。1關系代數中的基本關系運算基本的關系運算指的是并、差、交、笛卡爾積四種運算，其中并、差、交要求參與運算的兩個關系模式相同。351:35(1)并：關系并：關系R與與S的并記為的并記為RS。其結。其結果是把兩個關系的所有元組合并在一起果是把兩個關系的所有元組合并在一起,消去重復元組所得到的集合。消去重復元組所得到的集合。361:35設關系R與關系S的結構相同：(2)差：關系差：關系R與與S的差記作的差記作RS。其結。其結果是屬于果是屬于R而不屬于而不屬于S的所有元組的集的所有元組的集合。合。371:35(3)交：關系交：關系R

18、與與S的交記作的交記作RS。其結果。其結果是同時屬于是同時屬于R和和S的元組組成的集合。的元組組成的集合。381:35(4)笛卡爾積：關系笛卡爾積：關系R與與S的笛卡爾積記的笛卡爾積記作作RS。其結果是由屬于。其結果是由屬于R的每個元的每個元組和組和S的每個元組組成的集合。若關系的每個元組組成的集合。若關系R有有m個元組，關系個元組，關系S有有n個元組，則個元組，則關系關系RS有有mn個元組。個元組。391:35例2給定兩個關系R和S，如表6.9和表6.10所示，則RS的結果如表6.11所示。表6.9R表6.10S表6.11R S401:352關系數據庫中的關系運算關系數據庫中的關系運算(1)

19、選擇運算選擇運算選擇運算是將一個關系中滿足條件的元組抽出來構成選擇運算是將一個關系中滿足條件的元組抽出來構成新的關系。新的關系。例3:設有一個關系如表6.12所示，利用選擇運算把性別為女，專業為計算機的學生信息提取出來。結果形成一個表6.13所示的關系。表6.12 表6.13411:35 投影運算是從一個關系中選擇所需要的屬性重新排列，組成一個新關投影運算是從一個關系中選擇所需要的屬性重新排列，組成一個新關系。系。例4給定表6.12所示的關系，利用投影運算提取學生的學號、姓名和專業，結果如表6.14所示。表6.12 表6.14(2)投影運算投影運算421:35從兩個關系模式中抽取全部或部分屬性

20、拼接起來，形成新的關系稱為連接運算。在實際應用中一般兩個相互連接的關系往往須滿足一些條件，所得到的新關系中只包含滿足連接條件的元組。 設有關系R、S，則R與S的連接運算可記為：R|S。表6.15R表6.16S表6.17R |S(3) 連接與自然連接運算連接與自然連接運算431:35例5給定兩個關系R和S，如表6.15和表6.16所示，則R|S(連接條件為R1S1)的結果如表6.17所示。441:35數據庫設計與管理1. 數據庫設計概述數據庫設計概述設計一個能滿足用戶要求，性能良好的數據庫。基本任務：根據用戶對象的信息需求、處理需求和數據庫的支持環境設計出數據模式。兩種方法：以信息需求為主，兼顧處理需求（面向數據的方法）以處理需求為主，兼顧信息需求（面向過程的方法）451:35n面向數據的設計方法已成為主流方法面向數據的設計方法已成為主流方法n數據庫設計目前一般采用生命周期法，分若數據庫