第5幸數據庫技術基礎

【本章內容】

5.1引言

5.2關系模型與關系數據庫系統

5.3關系數據庫標準語言SQL

5.4數據庫應用系統設計

1

5.1引言

數據庫技術的應用實例

學校教學管理系統

超市銷售系統

鐵路售票系統

圖書館管理系統

銀行業務系統

2

5.1引言

教加密登次是應數據管理任務的需求而產

生的技術，是計算機科學的重要分支，它的

出現極大地促進了計算機應用向各行各業的

滲透，數據庫的建設規模、數據庫信息量的

大小和使用頻度已成為衡量一個國家信息化

程度的重要標志。

3

5.1引言

數據管理技術的發展歷程

）人工管理階段（40年代中“50年代中）

）文座系統階段（50年代末“60年代中）

避將屋家統階段（60年代末?一現在）

4

1.人工管理階段（從50年代開始）

數據不保存

無專門的數據管理軟件

數據不共享，冗余量大

數據不具有獨立性

5

人工管理階段數據與程序的關系

6

2.文件系統階段（50年代后期至60年代中期）

特點:

?數據可以長期保存

?數據由文件系統統一管理

?數據共享性差，數據冗余大

?數據獨立性較差

?數據一致性差

7

文件系統階段數據與程序的關系

8

3.數據庫系統階段（60年代末開始）

數據庫系統管理方式即對所有的數據實行

統一規劃管理，形成一個數據中形,構成一個

數據倉庫，數據庫中的數據能夠滿足所有用戶

的不同要求，供不同用戶共享。餞點如下：

?數據結構化

?數據共享性高

?數據獨立性高

?統一的數據管理和控制

9

數據庫系統階段數據與程序的關系

10

5.1

數據庫的相關概念

數據(Data)

數據庫(Database)

數據庫管理系統(DBMS)

數據庫系統(DBS)

11

5.1引言

?數據：對客觀事物的一種符號化表示，數據

庫中可處理的數據有文字、數字、圖形、圖

像、聲音等。

?數據庫（DB）：長期存儲在某種存儲介質上

的有組織的、可共享的粗關的數據的集合。

12

5.1引言

數據庫管理系統（DBMS）：對數據庫進行

定義、描述、建立、食綺口維史的一套系統

軟件。

數據庫系統（DBS）：

數據庫十數據庫管理系統+應用系統+數

據庫管理員+用戶

13

5.2關系模型及關系數據庫系統

5.2.1數據模型‘.

O數據模型是數據庫系統中用于提供魚息表

示和操作手段的形式架構。從形式看，數據

模型可分為兩個級別：概念模型翔實施（邏

輯）模型。

14

5.2關系模型及關系數據庫系統

5.2：1數箍麓型/?

。概念模型:在概念上表示數據庫中要存儲的信

息，而不管這些信息是怎樣實現存儲；最常見的

是實體-聯系(E-R)模型:

。實施(邏輯)模型?,側重于數據的表達方式和

數據結構的實現方法；主要有層次模型、網狀模

型與關系模型。

5.2.1數據模型

?:?建立數據模型的過程（圖示）:

現實世界機器世界

信息世界

16

5.2.1數據模型

?:?建立藪博模型的過程.

o首先在認識現實世界中的客觀事物后，將其抽象為信

息世界的某一儂斐型；（此模型獨立于任何計算機系統,

即不涉及信息在計算機系統中的表示）

。再把概念模型轉換為機器世界所支持的某一逶數塔

模型。（層次、網狀、關系）

17

5.2.2概念模型

E-R方法:-

E-R方法是P.P.S.chen于1976年提出

的，它是一組對信息世界建模的3Z

其。這個模型是直接從現實世界中抽象

出實體類型及實體間聯系，然后用E—R

圖表示數據模型。

5.2.2概念模型

概念模型的主要術語:

實體:客觀存在并可相互區別的事物。可以是具體的

人、事、物，也可是抽象的概念或聯系。

?如：一個學生，一個部門；也可以是抽象的事件，如

學生一次選課

屬性:實體所具有的某一特征。一個實體可以用若干

個屬性來刻畫

?如：學生實體可有學號、姓名、年齡、性別、專業等

屬性

19

5.2.2概念模型

E-R圖中實體與屬性的表示

20

5.2.2概念模型

值建庸屆的取值范圍J

。如：性別的值域為（男，女）

。如：年齡的值域為（0~150）

四―能唯一標識實體的屬性或屬性集

如：學生實體的鍵為學號

如：選課實體的鍵為學號+課程號

21

5.2.2概念模型

實體型:具有相同屬性的實體所具有的共同

特征，用實體名和屬性名集合來表示

。如：學生（學號，姓名，年齡，性別，專業）就

是一個實體型___________

學生

E-R圖中實體型的表示

。實體集:同型實體的集合稱為實體集

例如：學校的全體學生就是一個實體集

22

5.2.3實體間的聯系及實體聯系方法

聯系:在現實世界中,事物內部以及事物之間是有

聯系的，在信息世界中將被抽象為實體(型)屬性

間的聯系和實體型之間的聯系

。兩個實體型之間的聯系有三種:

g一對一聯系(1:1)：實體集A中的每個實體至多

與實體集B中的一個實體相對應，反之亦然，則稱

實體集A與實體集B為1:1的聯系。

例如：丈夫與妻子之間的聯系

23

5.2.3實體間的聯系及實體聯系方法

24

5.2.3實體間的聯系及實體聯系方法

一對多聯系實體集A中的每個實體

可以與實體集B中的任意多個實體相對應，

反之，實體集B中的每個實體至多與實體集A

中的一個實體相對應。則稱實體集A與實體

集B為l:n的聯系。

如：班級與學生間是l:n的聯系

25

5.2.3實體間的聯系及實體聯系方法

26

5.2.3實體間的聯系及實體聯系方法

多對多聯系(m:n)：實體集A中的每個實體可

以與實體集B中的任意多個實體相對應，反之,

實體集B中的每個實體可以與實體集A中的任

意多個實體相對應。則稱實體集A與實體集B

間是m:n聯系。

例如：學生與課程間是m:n聯系

27

5.2.3實體間的聯系及實體聯系方法

28

5.2.4關系模型

隨著數據實施模型的發展，在數據庫技術

發展的過程中出現了以下幾種產品：

網狀、層次樓攵據庫系統

關系里縷攵據庫系統

以面向對象模型為主要特征的數據庫系統

29

邏輯數據模型的類型:

層次模型：網狀模型：關系模型：

有且只有一個根允許結點有多用二維表格結構來

結點；除了根結于一個的父結表示實體和實體間

點，其它結點有點；可以有一聯系的數據模型。

且只有一個父結個以上的結點典型產品:

點。沒有父結點。?Access

典型產品:典型產品:?VisualFoxpro

?1969年IBM公司?CODASYL?SQLServer

的IMS系統系統?ORACLE

學號姓名［一衽別1出生年月

010011985-6-101

010021984-7-1301

01003棟力明1986-2-1303

01004黃偉強1983-10-101

010051984-10-502

010061984-6-2103

樹010071985-8-602

5.2.4關系模型

?基本概念

一個關系的邏輯結構是一張二維表，它

由行和列組成

關系名

studen.-tz表IS回區］

學號姓名專業號人

?O1OO1王強O1

關01002李英02

系01003趙力03

01004黃偉O1

01005陳靜02

01006周明°3y

31

524關系模型

元蛆1表中的一行即為_曷霰―

字段：表中的一列，列值稱為中曲唇列名稱為

字段名

值域：字段值的取值范圍

屬性（字段）

元組（記錄）

32

524關系模型

主鍵：能唯一標識一個元組的屬性集合

外鍵：若屬性組F不是關系R1的主鍵，但它是關系

R2的主鍵，則F稱是關系R1的外鍵

student:表

學號姓名專業號人

?01001王強01

01002李英02

01003趙力03

01004黃偉O1

01005陳靜02

03

01(^6周明1

主鍵外鍵主鍵

5.2.4關系模型

現實世界、信息世界和機器世界間概念對應關系如下:

現實世界信息世界機器世界（關系）

事物實體元組

特征屬性字段

事物集實體集關系

事物型實體型關系模式

關鍵特征鍵主鍵

34

5.2.4關系模型

關系的特性：

每一列是不可再分的

列是同質的，即每一列取值范圍必須相同

任意兩個元組不能相同

現敵晚岳交換不影響關系意義的表達

方的嫄序交換不影響關系意義的表達

不同的列取值范圍可以相同，但必須有唯

一的屬性名

35

5.2.4關系模型

美系模型,的操彳乍-7.

。操作對象是關系，操作結果也是關系

。主要操作有：插入、刪除、查詢、更新等

關系完整性約束

。完整性指關系中數據的正確性、相容性，由一系

列的約束條件組成。

。一般可分為三類：實體完整性、參照完整性、用

戶自定義完整性

36

524關系模型

實體完整性:若A是關系R的主屬性,貝必不能為空

如：學生關系中的主鍵學號不能為空，且具有

唯一性

參照完整性:關系中外鍵F取侑或者為空,或者等于

被對照關系中某個元組的主鍵值

?如：學生關系中的外鍵專業號或者為空，或者

為專業關系中專業號的某一個值

用戶自定義完整性:反映某一具體應用涉及的數據

必須滿足的條件____

如：性別的取值只能是（男，女）之一v

5.2.4關系模型

決系蝙模型的存儲

?以文件形式存儲，每一個關系對應一種文件結構

關系模型的優點：

?概念單一

關系的存儲路徑對用戶透明,數據具有更高的獨立性

數據的存儲結構發生變化時,

用戶不必關心邏輯結構不變，故應用程序

細節一_也不變一

5.3關系數據庫標準語言-SQL

SQL概述

SQL是一體化的語言

SQL是一種高度非過程化的語言

SQL語言簡潔但功能強大

SQL是關系數據庫系統的國際標準語言

39

5.3.1SQL概述

SQL的功能

數據定義:創建表

數據查詢:SELECT

數據操縱:追加、更新、刪除

數據控制:

本章重點學習“數據查詢”SELECT-SQL命令

40

5.3.3關系數據庫標準語言-SQL

SELECT-SQL命令格式：

select[all/distinct]7V字段名表/表達式表〉

fromv表名/表別名〉

[聯接類型][joinv表名,onv聯接條件習

[wherev篩選條件可聯接條件〉

[orderbyv字段名〉[asc/desc]]

[groupbyv字段名表〉[havingv篩選條件＞]]

41

簡單查詢

SELECT〈列名表/表達式表〉|*FROM〈表名〉

1）查全部字段信息：用表示全部字段。

例5.1查詢STUDENT表的全部信息。

SELECT*FROMSTUDENT

1----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

|lstudent:表.

F創11：曲道詞

學號姓名出生日期性別專業入學總分學號姓名出生日期性別專業入學總分

0105001常征1987-1-3社會學5700105001常征1987-1-3男社會學570

0105002季開羅1986-3-9男社會學548.50105002李開羅1986-3-9|男社會學548.5

1987-4-12i

0105003陳小麗1987-4-12女漢語言娉5500105003陳小明漢語言文學550

0105004李湘1987-6-30男漢磊文學568.50105004李和1987-6-30；男漢語言文學568.5

0105005蔡可晴1986-9-5女漢磊攵學5760105005蔡可晴1986-9-5女漢語言文學576

0305001陳紅1986-12-1女工商管理550.50305001陳紅1986-12-1A工商管理550.5

0305002許文強1987-2-14%工商管理586

0305002許文強1987-2-14男工商管理586

0305003金中華1986-6-3a工商管理566

0305003金中華1986-6-3劈工商管理566

0305004王潔1987-11-115經濟學577.5

0305004王潔1987-11-11男經濟學577.5

,0305005丁當當1986-7-25A經濟學590

0305005丁當當1986-7-25女經濟學590螃N|?llio±業d共構麴io

簡單查詢

SELECT〈列名表/表達式表＞|*FROM〈表名〉

2）查部分字段：逐一列出所需字段并以“，”分隔。

例5.2查STUDENT表中所有學生的學號、姓名和專業。

SELECT學號，姓名，專業FROMSTUDENT

圖查詢2:選擇查詢回回園

Sstudent:表

學號姓名專業'

學號姓名出生日期性別專業入學總分

"0105001常征社會學

0105001常征1987-1-3男社會學570

0105002李開羅社會學

0105002李開羅1986-3-9男社會學548.5

0105003陳小麗漢語言文學

0105003陳小麗1987-4-12女漢語言文學550

0105004李和漢語言文學

0105004李和1987-6-30男漢語言文學568.5

0105005蔡口J晴漢語言文學—

0105005蔡可晴1986-9-5女漢語言文學576

0305001陳紅工商管理

0305001陳紅1986-12-1女工商管理550.5

0305002許文強工商管理

0305002許文強1987-2-14男工商管理586

0305003金中華工商管理

0305003金中華1986-6-3男工商管理566

0305004王潔經濟學

0305004王潔1987-11-11男經濟學577.5

0305005丁當當經濟學」

0305005丁當當1986-7-25女經濟學5901記錄：MlII1±|”|＞米|共有記錄數：10il_l1T

簡單查詢

SELECT〈列名表/表達式表〉|*FROM〈表名〉

3）查詢結果不包含重復記錄。

例5.3根據GRADE表查詢課程號。（要求課程號不重復）

SELECTDISTINCT課程號FROMGRADE

3查詢3:…同回岡

簡單查詢

SELECT〈列名表/表達式表〉|*FROM〈表名〉

4）查詢輸出用量、表達式的值，且可以

為常量或表達式取一個有含義的名稱作為

查詢結果的期限&

45

例5.4查詢顯示STUDENT表中所有學生的學校、學號、

姓名、年齡。假設學校為“福州大學”。

SELECT'、福州大學〃AS學校，學號，姓名，，

year(DATE())-year(出生日期)as年齡

FROMSTUDENT)

承查詢4:選擇查詢B0i

再student:表學校學號姓名年齡上

學號姓名出生日期性別專業‘"福州大學0105001常征20

0105001常征1987TH男社會學福州大學0105002李開羅21

0105002李開羅1986-3-9男社會學福州大學0105003陳小麗_20

1987-4-12-i

0105003陳小麗漢語言文學福州大學0105004李和20

0105004李和1987-6-30男漢語言文學福州大學0105005蔡口」晴21

1986-9-5^

0105005蔡可晴漢語言文學福州大學0305001陳紅21

0305001陳紅1986-12-1女工商管理福州大學0305002許文強20

0305002許文強1987-2-10工商管理福州大學0305003金中華21

0305003金中華198663明工商管理

1987-11-11^福州大學0305004王潔20

0305004王潔經濟學

1986-7-25d福州大學0305005丁當當2匕

0305005丁當當經濟學蹺HIIIr?i>l|>*l共有記錄數：10

簡單查詢

SELECT（列名表/表達式表〉|*FROM〈表名〉

5）簡單統計查詢：輸出列使用統計函數。

函數功能

SUM（字段名）求指定字段值的總和

AVG（字段名）求指定字段的平均值

MAX（字段名）求指定字段的最大值

MIN（字段名）求指定字段的最小值

COUNT（字段名）統計字段值的個數，不包含為空的值

COUNT(*)統計記錄個數47

例5.5查詢顯示STUDENT表中所有學生的平均入學總分、

最高入學總分和最低入學總分。

SELECTAVG(A^^^)AS平均入學總分,

MAX(A^^)AS最高入學總分,

MIN（入學總分）AS最低入學總分FROMSTUDENT

Sstudent:表

學號姓名出生日期性別專業入學總分

0105001常征1987-1-3男社會學570

|男社會學548.5

_____9

女漢語言文學550

TWOI男漢語言文學568.5

女漢語言文學576

)568.3女工商管理550.5

590548.5男工商管理586

aKJJI1男工商管理566

0305004王潔1987-11-11男經濟學577.5

0305005丁當當1986-7-25女經濟學590

條件查詢

SELECT〈列名表〉FROM〈表名〉WHERE〈條件〉

條件的表達形式有：

〈關系表達式〉

〈邏輯表達式〉

〈字段〉[NOT]￡"￡'、〈字符串通配式（含*、？）〉〃

〈字段〉[NOT]BETWEEN〈恒。力必〈值2〉

〈字段〉IS[NOT]NULL

〈字段〉[NOT]IN（〈值列表〉/〈SELECT-SQL命令〉）

49

1）關系運算符的使用

例5.6查詢STUDENT表中入學總分大于等于570分的學

生學號、姓名和入學總分。

SELECT學號，姓名，入學總分

FROMstudentWHERE入學總分〉二570

學號姓名出生日期性別專業仄學總分1

0105001常征1987-1-3男^查詢6:選擇查詢口回陽

D

0105002李開羅1986-3-9男社會學學號姓名入學總分■

0105003陳小麗1987-4-12-im

A*Hn'n、石0105001常征570

0105004爭和1981-6-30^雙語5

0105005蔡可晴1986-9-5漢語言L0105005蔡可晴576一

0305001陳紅1986-12-1女zit0305002許文強586

0305002許文強1987-2-14男工商管，0305004王潔577.5

1986-6-3i

0305003金中華-------------工商管

0305005丁當當590二1

0305004王潔1987-11-11男無孫子1記錄：1“＜114＞舊|＞米|共有記錄數：5

0305005丁當當1986-7-25K經濟學590|

1）關系運算符的使用

例5.7查詢STUDENT表中男生的學號、姓名和性別。

SELECT學號，姓名，性別

FROMstudentWHERE性別二〃男〃

國student:表

學號姓名出^0期性別專業草分1

0105001常征1987-1-3社會學理;善耽:@回區|

0105002李開羅1986-3-9社會學學號姓名性別工

0105003陳小麗1987-4-12K漢磊文學0105001常征男

0105004李和1987-6-30國漢磊文學0105002李開羅剪___

0105005蔡可晴1986-9-漢語言文學0105004本和另

0305001陳紅1986-12-1女工商管理0305002許文強由

0305002許文強1987-2-14|^Ills

UOUJUUO「加十—p____22_____

0305003金中華198663用工商管理

UCQJUC3仄UCUC4/n1r.C7士o田

壬潔經濟學力,

03050041987-11-11^記錄：1<1<115>1>11?米1共有記錄數：6

51

0305005丁當當1986-7-254經濟學590|

2）邏輯運算符的使用

例5.8查詢STUDENT表中所有“工商管理”專業男生

的學號、姓名、專業和性別。

SELECT學號，姓名，專業，性別FROMSTUDENT

WHERE專業二〃工商管理〃AND性別二〃男〃

Sstudent:表

學號姓名出生日期性別專業入學總分

承查詢8:選擇查詢E0?男社會學570

.

?學號姓名專業性別男社會學548.5

0305002許文強工商管理男女漢語言文學550

男漢語言文學568.5

'0305003金中華工商管理男

女漢語言文學576

!記錄：Ml<112>I訃米1共有記錄數:2

0305001陳紅1986-12-1女工商管理550.5

0305002許文強1987-2-14男工商管理586

0305003金中華1986-6-3男工商管理566

0305004王潔1987-11-11男經濟學577.5

52

0305005丁當當1986-7-25女經濟學590

2）邏輯運算符的使用

例5.9查詢STUDENT表中所有“工商管理”專業和

“社會學”專業男生的學號、姓名及專業。

SELECT學號，姓名，性別，專業FROMSTUDENT

WHERE（專業二〃工商管理〃OR專業二〃社會學〃）

AND性別二〃男〃

student:表

學號姓名出生日期性別專業入學總分」

0105001常征1987-1-3男社會學!?查詢9:曲查詢

0105002李開羅1986-3-9男社會學學號姓名專業'

0105003陳小麗1987-4-12女tX口乂TW

0105004李和1987-6-30男漢語言文學k0105001常征男社會學

0105005蔡可晴1986-9-5女漢語言文與0105002李開羅男社會學

陳紅女工商管理

03050011986-12-1許文強男,工商管理

丁商管理0305002

0305002許文強1987-2-14男|nj目任「

0305003金中華1986-6-3男工商管理0305003金中華男1周管明

0305004王潔1987-11-11男經濟學跟:J1LJI7>|>1|>*1共有記錄數4'<11上一

53

0305005丁當當1986-7-25女經濟學J590|

3）Like運算符的使用

例5.10查詢STUDENT表中“01”學院學生

（即學號以“01才打頭）的福息。

SELECT*FROMSTUDENTWHERE學號LIKE〃01*〃

圖student:表

學號姓名出生日期性別專業入學總分式中\

5H”的*表示0A

0105001常征1987-1-3男社會學

0105002李開羅1986-3-9男社會學548.5「到任意個

0105003陳小麗1987-4-12女漢語言文學550卜Y壬意字律/

0105004李和?查詢10：選擇查詢__回回閔

0105005蔡可晴學號姓名出生日期性別專業入學總分’

0305001陳紅0105001常征1987-1-2；男社會學570

548.5」

0305002許文強0105002李開羅1986-3-￡）男社會學

0305003金中華0105003陳小麗1987-4-12'，女漢語言文學550

0305004王潔1-0105004李和1987-6-3C）男漢語言文學568.5

"0105005蔡可晴1986—9—E'女漢語言文學576“

0305005丁當當記錄：1“<115>共有記錄數：S

3）Like運算符的使用

例5.H查詢STUDENT表中姓“陳”的05級學生（即學

號的第3-4位為“05”）的信息。

SELECT*FROMSTUDENTWHERE姓名LIKE〃陳*〃

AND學號LIKE〃？？05*〃

腐student:表單個

\

學號姓名出生日期性別專業入學總分『任意y

0105001常征1987-1-3男社會學570

0105002李開羅1986-3-9男社會學548.5

0105003陳小麗1987-4-12女漢語言文學550

0105004李和審查詢U：選擇查詢國叵區

0105005蔡可晴學號姓名出生日期性別專業入學總分’

0305001陳紅

陳小麗女漢語鼠學

0305002許文強01050031987-4-12550

0305003金中華"0305001陳紅1986-12-1女工商管理550.5,

0305004王潔跟業JI■|卜*|共有記錄數:2

0305005丁當當1986-7-25女經濟學590|55

4)BETWEEN運算符的使用

例5.12查STUDENT表中86年上半年出生的學生人數。

SELECTCOUNT(*)AS人數FROMSTUDENT

WHERE出生日期BETWEEN

#01/01/1986#AND#6/30/1986#

Hstudent:表

學號姓名出生日期專業

Po1入學總分］［查靴:蛔口西

0105001常征1987-1-3男社會學570

0105002李開羅1986-3-9男社會學548.5

0105003陳小麗1987-4-12女漢語言文學550

0105004李和1987-6-30男漢語言文學568.5AI

0105005蔡口」晴1986-9-5女漢語言文學576

0305001陳紅1986-12-1女工商管理550.5

0305002許文強1987-2-14男工商管理586,2

0305003金中華1986-6-3男工商管理566源山1~

0305004王潔1987-11-11男經濟學577.5

56

0305005丁當當1986-7-25女經濟學590

5)IN運算符的使用

例5.13查詢STUDENT表中名為〃李和〃、〃陳紅〃或〃許

文強’的學生的備息。

SELECT*FROMSTUDENT

WHERE姓名7M〃李和〃，〃陳紅〃，〃許文強〃)

晅student:表

學號姓名出生日期性別入學總分

0105001常征1987-1-3男570

0105002李開歹型查詢13:選掾查海BBS

▲

0105003陳小麗學號姓名性別專業入學總分

0105004李和

李和劈漢輻文學

0105005蔡可晴01050041987-6-30568.5

1986-124i

0305001陳紅0305001陳紅工商管理550.5

0305002計文強許文強男工商管理

03050021987-2-14586▼

0305003金中華憶錄:Jl]jJ|3>|>||>*|共有記錄數3

0305004王潔1987-11-11^經濟學577.5

1986-7-25%57

0305005工當當經濟學590

對查詢結果排序

SELECT[TOPn[PERCENT]]〈列名表〉

FROM〈表名>[WHERE〈條件>]

ORDERBY〈排序依據〉[ASC|DESC]

排序依據有以下幾種形式:

（〈字段名〉

I〈列序號〉

58

1）排序輸出查詢到的所有記錄

例5.14查詢STUDENT表中的