數據庫根底與應用1整理ppt現實世界的數據化過程學生編號名字年齡性別班級現實世界數據世界信息世界學生概念化形式化用戶計算機2整理ppt現實世界由實際事物組成，事物之間聯系錯綜復雜事物和事物特性信息世界現實世界在人腦中的反映事物和事物特性←→實體和實體屬性數據世界信息世界數據化后的產物實體和實體屬性←→記錄和數據項數據抽象3整理ppt三個世界中概念的對應關系：一個事物一類事物事物的各種特性現實世界

實體實體集屬性、域、碼信息世界元組關系屬性〔字段〕、主碼、外部碼數據世界認識抽象轉換4整理ppt數據模型定義數據模型是數據庫系統中用于提供信息表示和操作手段的形式構架應用概念模型關系模型現實世界信息世界計算機世界抽象化數據化5整理ppt例如學生課程選修姓名學號系別課程名學分主講老師成績實體聯系屬性mn實體的碼6整理ppt概念及術語實體和實體類型實體：可以相互區別的客觀事物和概念統一抽象例：學生、回扣、醫療實體類型，實體集：將具有共性的一類實體抽象為實體類型屬性和域屬性：對實體特征的描述域：屬性的取值范圍同一實體類型所有實體都具有相同的屬性及相同的對應域，但屬性在域上的取值不一定相同。7整理ppt屬性分類：實體與屬性、原子屬性與組合屬性的劃分存在一定的相對性，無絕對。〔這是由于描述事物的抽象層次不同或觀察研究問題的角度不同而引起〕實體碼〔KEY，實體標識符，又稱實體鍵〕：能唯一標識實體的屬性或極小屬性組，用下劃線標出。分類標準分類情況性質舉例屬性按組成分類按取值分類原子屬性組合屬性單值屬性多值屬性屬性不可再分屬性可以再分對應域中的元素為單個值對應域中的元素為多個值性別、顏色工資、籍貫一個人的性別一個人的學校8整理pptE-R圖中：帶下劃線的屬性為實體鍵或實體鍵的一局部組合屬性用一個樹型表示多值屬性用虛線橢圓表示或標出關系型數據庫系統不能處理組合屬性和多值屬性的情況，實際操作是要轉化成原子屬性和單值屬性的情況。學生學號姓名年齡性別畢業學校出生日期年月日9整理ppt聯系：實體之間的關系抽象為聯系聯系分類1:1一對一聯系1:n一對多聯系m:n多對多聯系10整理ppt聯系的多樣性實體型B實體型A聯系名實體型B實體型A聯系名實體型B實體型A聯系名1:11:NM:N1n1mn111整理ppt對應于關系模式的一個具體的表稱為關系，又稱表〔Table〕。關系數據庫是假設干表〔關系〕的集合關系模式決定其對應關系的內容每一個關系都必須命名〔通常取對應的關系模式名〕，且同一關系數據模型中關系名互不相同。關系模式與關系的聯系：關系模式：型〔關系的結構〕、相對穩定關系：值〔元組的集合〕、隨時間變化關系(Relation)12整理ppt元組〔Tuple〕：關系中的每一行稱為關系的一個元組，又稱行〔Row〕或記錄。一個關系可由多個元組構成一個關系中的元組和不相同屬性〔Attributes〕 關系中的每一列稱為關系的一個屬性，又稱列〔Column〕一個由n個屬性的關系稱為n元關系關系的屬性名就是對應關系模式的對應屬性名變域〔Domain〕 關系中的每一屬性所對應的取值范圍叫屬性的變域，簡稱域。域是值的集合，關系中所有屬性的實際值均來自它所對應的域如整數的集合、字符串的集合、全體學生的集合關系中每個屬性都必須有一個相應的域，不同屬性的域可不同也可相同。13整理ppt2．2．1關系數據模型的要素14整理ppt碼和外部碼碼〔又稱關鍵字,key〕超碼在一個關系中，假設某個屬性組的值對不同的元組互不相同，那么稱該屬性組為該關系的超碼〔超關鍵字〕。候選碼假設某一屬性組是一個關系的超碼，但去掉其中任何一個屬性后就不再是超碼，那么稱該屬性組為該關系的候選碼。候選碼是超碼的最小集合。只有一個屬性的超碼一定是候選碼。合成碼當候選碼包含多個屬性時，稱該候選碼為合成碼。候選碼的每個構成屬性稱為主屬性。關系模式的候選碼由所有屬性構成，稱為全碼〔all-key〕。主碼為關系組織物理文件時通常選用一個候選碼作為插入、刪除修改、檢索元組的操作變量，被選用的候選碼成為主碼。主碼一經選定通常不變，一個關系中只有一個主碼。外部碼如果關系R的某一屬性組不是該關系本身的候選碼，而是另一個關系的候選碼，那么稱該屬性組是R的外部碼。15整理ppt表的關聯供應商號供應商名所在城市B01紅星北京S10宇宙上海T20黎明天津Z01立新重慶零件號顏色供應商號010紅B01312白S10201藍T20供給商關系S〔主碼是“供給商號〞〕零件關系P〔主碼是“零件號〞，外碼是“供給商號〞〕表的關聯：數據庫中的數據表與數據表之間使用相應的字段實現數據表的連接16整理ppt數據完整性數據須符合的條件或數據之間的關系數據類型準確無誤數據的值滿足范圍設置同一表格數據之間不存在沖突多個表格數據之間不存在沖突分類實體完整性參照完整性用戶自定義完整性系統支持實體完整性和參照完整性由系統自動支持系統應提供定義和檢驗用戶定義的完整性的機制17整理ppt實體完整性〔entityintegrity〕實體完整性規那么：假設屬性A是根本關系R的關鍵字(KEY)，那么屬性A不能取空值.。假設關鍵字為屬性集，那么其每個屬性均不能為空值。如：選修〔學號，課號，成績〕學號，課號是KEY，那么其均不能為空。18整理ppt實體完整性〔entityintegrity〕說明：1.實體完整性是針對根本關系而言的。一個根本關系通常對應現實世界的一個實體集。例：學生關系學生集合2.現實世界中的實體是可區分的，具有唯一標識3.關系模型中以主碼作為唯一標識。4.主碼中的屬性不能取空。19整理ppt如果關系R2的外部碼Fk與關系R1的主碼Pk相對應，那么R2中的每一個元組的Fk值或者等于R1中某個元組的Pk值，或者為空值意義如果關系R2的某個元組t2參照了關系R1的某個元組t1，那么t1必須存在【例】有關系S〔Sno,Sname,Sex,Dno〕和DEPT〔Dno,Dname〕那么關系S在Dno上的取值有兩種可能空值，表示該學生尚未分到任何系中假設非空值，那么必須是DEPT關系中某個元組的Dno值，表示該學生不可能分到一個不存在的系中參照完整性20整理ppt用戶針對具體的應用環境定義的完整性約束條件【例】有關系S〔Sno,Sname,Sex,Dno〕Sno要求是8位整數Sex要求取值為“男〞或“女〞用戶定義完整性21整理ppt例如供應商號供應商名所在城市B01紅星北京S10宇宙上海T20黎明天津Z01立新重慶零件號顏色供應商號010紅B01312白S10201藍T20供給商關系S〔主碼是“供給商號〞〕零件關系P〔主碼是“零件號〞，外碼是“供給商號〞〕今要向關系P中插入新行，新行的值分別列出如下。哪些行能夠插入？A．(‘037’，‘綠’，null)B．(null，‘黃’，‘T20’)C．(‘201’，‘紅’，‘T20’)D．(‘105’，‘黑’，‘B01’)E．(‘101’，‘黃’，‘T11’)假設另要求零件的顏色不能為黑色的，上述結果如何變化？22整理ppt2．2．1關系數據模型的要素2.關系數據模型的操縱與完整性約束操縱：查詢、插入、刪除、修改完整性約束：實體完整性、參照完整性、用戶定義的完整性3.存儲結構實體及實體間的聯系用表表示物理組織中，表以文件形式存儲，每一個表對應一種文件結構

23整理ppt優點簡單，表的概念直觀、單一，用戶易理解非過程化的數據請求，數據請求可以不指明路徑數據獨立性，用戶只需提出“做什么〞，無須說明“怎么做〞堅實的理論根底缺點由存取路經對用戶透明，查詢效率不高，速于度慢，需要進行查詢優化。采用靜態數據模型。關系數據模型優缺點24整理ppt關系代數關系代數是一種抽象的查詢語言，是關系數據操縱語言的一種傳統表達方式，它是用對關系的運算來表達查詢的。關系代數的運算對象是關系，運算結果也是關系。25整理ppt關系代數2.4.1傳統的集合運算

2.4.2專門的關系運算2.4.3關系代數運算表示方法

26整理ppt2.4.1傳統的集合運算傳統的集合運算是二目運算１．并〔union〕兩個度為n的關系R1和R2的并記為R1UR2，結果是度為n的關系。該關系由屬于R1的元組和屬于R2的元組共同組成R和S具有相同的目n〔即兩個關系都有n個屬性〕相應的屬性取自同一個域R∪S仍為n目關系，由屬于R或屬于S的元組組成R∪S={t|tR∨tS}27整理ppt2.4.1傳統的集合運算ABCa1b1c1a1b2c2a2b2c1ABCa1b1c1a1b2c2a1b3c2a2b2c1ABCa1b2c2a1b3c2a2b2c1RSR∪S

28整理ppt2.4.1傳統的集合運算２．交(intersection)兩個度為n的關系R1和R2的交記為R1∩R2，結果是度為n的關系，由既屬于R1又屬于R2的元組組成。R和S具有相同的目n相應的屬性取自同一個域R∩S仍為n目關系，由既屬于R又屬于S的元組組成 R∩S={t|tR∧tS} R∩S=R–(R-S〕29整理ppt2.4.1傳統的集合運算ABCa1b1c1a1b2c2a2b2c1ABCa1b2c2a2b2c1ABCa1b2c2a1b3c2a2b2c1RSR∩S

30整理ppt2.4.1傳統的集合運算３．差〔difference〕兩個度n的R1和R2的差記為R1-R2結果是度為n的關系，由屬于R1同時不屬于R2的元組組成。R和S具有相同的目n相應的屬性取自同一個域R-S仍為n目關系，由屬于R而不屬于S的所有元組組成

R-S={t|tR∧tS}31整理ppt2.4.1傳統的集合運算ABCa1b1c1a1b2c2a2b2c1ABCa1b1c1ABCa1b2c2a1b3c2a2b2c1RSR-S

32整理ppt2.4.1傳統的集合運算R1張640

王622李587

R2趙452李587R2張640

王622李587趙452R1R1R2李587R1-R2張640

王62233整理ppt2.4.1傳統的集合運算４．笛卡爾積Rn目關系，k1個元組Sm目關系，k2個元組R×S列：〔n+m〕列的元組的集合元組的前n列是關系R的一個元組后m列是關系S的一個元組行：k1×k2個元組R×S={trts|trR∧tsS}34整理ppt2.4.1傳統的集合運算ABCa1b1c1a1b2c2a2b2c1ABCa1b1c1a1b1c1a1b1c1a1b2c2a1b2c2a1b2c2a2b2c1a2b2c1a2b2c1ABCa1b2c2a1b3c2a2b2c1RSR×S

ABCa1b2c2a1b3c2a2b2c1a1b2c2a1b3c2a2b2c1a1b2c2a1b3c2a2b2c135整理ppt2.4關系代數2.4.1傳統的集合運算

2.4.2專門的關系運算2.4.3關系代數運算表示方法

36整理ppt2.4.2專門的關系運算

1選擇：從關系中找出滿足給定條件的諸元組稱為選擇，是原關系的子集，它是水平抽取二維表中滿足條件的行

選擇運算是從行的角度進行的運算例：從圖書中找出書名是“數據庫導論〞的書目σ37整理ppt2.4.2專門的關系運算2投影運算：從關系模式中挑選假設干屬性組成新的關系稱為投影，直觀上是垂直抽取二維表。投影操作主要是從列的角度進行運算例：原關系(工號,姓名,性別,生日,工資,部門)投影(工號，姓名，工資)π38整理ppt2.4.2專門的關系運算3連接運算:上兩個運算是單目運算，操作對象只是一個關系聯接運算是二目運算，需要兩個關系作為操作對象從兩個關系的笛卡爾積中選取屬性間滿足一定條件的元組39整理ppt2.4.2專門的關系運算

AθBRS40整理ppt2.4.2專門的關系運算聯接是將兩個關系模式的屬性名拼接成一個更寬的關系模式，生成的新關系中包括滿足聯接條件的元組，運算過程是通過聯接條件來控制的，聯接條件中將出現不同關系中的公共屬性名，或者具有相同含義，可比的屬性。聯接是對象關系的結合。41整理ppt2.4.2專門的關系運算例：現有二關系：定單(定單號,貨號,定貨單位,售價,訂購量,送貨地點)庫存(貨號,品名,庫存量,倉庫地點,單價)1)查看庫存量大于訂購量的商品詳情2)查看庫存地點是和運貨地點同在一個城市的詳情。42整理ppt2.4.2專門的關系運算解：聯接結果:(定單號,貨號,定貨單位,售價,訂購量,送貨地點,品名,庫存量,倉庫地點,單價)JOIN<關系1>AND<關系2>WHERE<