1、數據庫原理與應用數據庫原理與應用錦州師范高等專科學校錦州師范高等專科學校計算機系計算機系2022-3-19第一章第一章 關系數據庫原理關系數據庫原理1.1數據庫系統的基本概念數據庫系統的基本概念1.2 數據庫系統的特點數據庫系統的特點1.3 E-R概念模型概念模型1.4 關系數據模型關系數據模型1.5 基本關系運算基本關系運算1.6 關系的規范化關系的規范化第一章第一章 關系數據庫原理關系數據庫原理1.1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（DATA）：數據庫中存儲的基本對象。）：數據庫中存儲的基本對象。 數字化數字化 文字、圖形、圖像、聲音、語言文字、圖形、圖像、聲音、語

2、言 計算機計算機 （李明，男，（李明，男，22，1968，江蘇，計算機系，江蘇，計算機系，1990） 定義：描述事物的符號記錄。定義：描述事物的符號記錄。2、數據庫（、數據庫（Data Base,DB）：存儲在一起的相關數據的集合）：存儲在一起的相關數據的集合（一個表內，表間直接關聯，表間間接關聯），無有害的或不（一個表內，表間直接關聯，表間間接關聯），無有害的或不必要的冗余（重復），可為多種應用服務，數據可以共享，對必要的冗余（重復），可為多種應用服務，數據可以共享，對于拆、刪、改、查等操作均可按照一種公共的可控制（權利范于拆、刪、改、查等操作均可按照一種公共的可控制（權利范圍內）的方法進行

3、。數據被結構化。圍內）的方法進行。數據被結構化。 2022-3-19第一章第一章 關系數據庫原理關系數據庫原理3、數據庫管理系統（數據庫管理系統（Data Base Management System，簡稱，簡稱DBMS）：）：主要功能：（主要功能：（1）、數據定義功能（）、數據定義功能（DDL，Data Definnition Language）；）； （2）、數據操縱功能（）、數據操縱功能（DBMS，Data Manipulation Language）；）； 例：例：fird，insert，change，delete （3）、數據庫的運行管理：建立、運行、維護，管）、數據庫的運行管理：建

4、立、運行、維護，管 理、控制，保證正常；理、控制，保證正常； （4）、數據庫的建立和維護功能；）、數據庫的建立和維護功能；用戶用戶用戶用戶DBMS數據管理軟件數據管理軟件2022-3-19第一章第一章 關系數據庫原理關系數據庫原理4、數據庫系統（、數據庫系統（Data Base System，DBS）：）： 組成：數據庫（組成：數據庫（DB）、）、DBMS（開發工具）、應用系統、（開發工具）、應用系統、DBA、User(如下圖如下圖)圖圖1-1 數據庫系統層次示意圖數據庫系統層次示意圖 數據庫應用系統數據庫應用系統應用系統開發工具應用系統開發工具數據庫管理系統數據庫管理系統操作系統操作系統硬件

5、硬件數據庫管理員數據庫管理員專業用戶專業用戶最終用戶最終用戶2022-3-19第一章第一章 關系數據庫原理關系數據庫原理1.2 數據庫系統的特點數據庫系統的特點1、數據結構化、數據結構化 是數據庫的主要特征之一。是數據庫的主要特征之一。 面向全組織，具有整體的結構化。面向全組織，具有整體的結構化。2、數據的共享性、冗余度低，易擴展、數據的共享性、冗余度低，易擴展 數據數據面向整個系統面向整個系統被多用戶、多應用共享使用被多用戶、多應用共享使用 數據共享數據共享減少數據的冗余，節約空間減少數據的冗余，節約空間 3、數據的獨立性高、數據的獨立性高 物理獨立性：磁盤上，物理獨立性：磁盤上，DBMS，

6、變，變應用程序不變；應用程序不變； 數據數據 邏輯獨立性：變邏輯獨立性：變用戶程序不變。用戶程序不變。 簡化了編程。簡化了編程。 2022-3-19第一章第一章 關系數據庫原理關系數據庫原理4、數據有、數據有DBMS統一管理和控制統一管理和控制 DBMS的數據控制功能：的數據控制功能： （1） 數據的安全性（數據的安全性（Security）保護：泄密，破壞；）保護：泄密，破壞； （2） 數據的完整性（數據的完整性（Integrity）檢查：正確，有效，相）檢查：正確，有效，相容性；容性； （3） 開發（開發（Concurrency）控制：控制，協調；）控制：控制，協調； （4） 數據庫恢復（數

7、據庫恢復（Recovery）：數據錯誤狀態）：數據錯誤狀態正確正確狀態（完整狀態（完整“或一致性或一致性”） 2022-3-19第一章第一章 關系數據庫原理關系數據庫原理 應用程序與數據庫間關系應用程序與數據庫間關系應用程序應用程序1應用程序應用程序2應用程序應用程序nDBMSDB2022-3-19第一章第一章 關系數據庫原理關系數據庫原理1.3 E-R概念模型概念模型 模型：數據的轉換模型：數據的轉換 概念模型：概念模型： DBSA 用戶用戶 （有力工具）（有力工具） 交流語言（強語言表達能力，簡單，清晰）交流語言（強語言表達能力，簡單，清晰） 概念模型表示法：概念模型表示法： 實體實體聯系

8、方法（聯系方法（Entity-Relationship Approach）：）：E-R方法。方法。 抽象抽象抽象抽象現實世界現實世界概念模型概念模型信息世界信息世界數據模型數據模型機器世界機器世界2022-3-19第一章第一章 關系數據庫原理關系數據庫原理1、實體（、實體（Entity）：客觀存在并可以相互區別的事物。）：客觀存在并可以相互區別的事物。2、屬性（、屬性（Attribute）：實體所具有的某些特性，通過屬性對實）：實體所具有的某些特性，通過屬性對實 體刻畫。體刻畫。3、聯系（、聯系（Relationship）：）： （1）、一對一聯系（）、一對一聯系（1：1）：電影院座位）：電影

9、院座位觀眾觀眾 （2）、一對多聯系（）、一對多聯系（1：n）：班級）：班級學生學生 （3）、多對多聯系（）、多對多聯系（m：n）：課程）：課程學生學生2022-3-19第一章第一章 關系數據庫原理關系數據庫原理4、實訓：計算機系的教學管理、實訓：計算機系的教學管理 （1）、實體及屬性為）、實體及屬性為教師：教師號、姓名、性別、年齡、職稱、專業，碼為教師號。教師：教師號、姓名、性別、年齡、職稱、專業，碼為教師號。學生：學號、姓名、性別、年齡、籍貫、專業，碼為學號。學生：學號、姓名、性別、年齡、籍貫、專業，碼為學號。課程：課程號、課號、學時數、學分、教材，碼為課號。課程：課程號、課號、學時數、學分

10、、教材，碼為課號。 （2）、實體間存在如下聯系）、實體間存在如下聯系 教師教師 課程課程 該聯系命名為：授課。該聯系命名為：授課。 m:n 學生學生 課程課程 該聯系命名為：選課。該聯系命名為：選課。 m:n 教師教師 學生學生 該聯系命名為：指導。該聯系命名為：指導。 1:n2022-3-19第一章第一章 關系數據庫原理關系數據庫原理 （3）、在）、在E-R圖中規定：圖中規定：實體名實體名實體屬實體屬性性聯系名聯系名2022-3-19第一章第一章 關系數據庫原理關系數據庫原理1nnmmn學生學生課程課程教師教師選選課課教教學學講講授授姓姓名名性性別別性性別別年年齡齡課程號課程號課程名課程名學

11、時學時數數年年齡齡專專業業姓姓名名職職稱稱教師教師號號學學號號籍籍貫貫專專業業學學分分教教材材成成績績時時間間地地點點（4）、教學管理）、教學管理E-R圖圖 2022-3-19第一章第一章 關系數據庫原理關系數據庫原理（5）、注意的問題：）、注意的問題： 實體聯系模型要全面正確地刻畫事物；實體聯系模型要全面正確地刻畫事物； 碼要唯一（可以為多個屬性）；碼要唯一（可以為多個屬性）； 考慮如何實現實體間的聯系；考慮如何實現實體間的聯系； 注意通過實體間的聯系外反映出來的屬性；注意通過實體間的聯系外反映出來的屬性； 聯系可以存在于多個實體之間。聯系可以存在于多個實體之間。 2022-3-19第一章第

12、一章 關系數據庫原理關系數據庫原理1.4 關系數據模型關系數據模型 1、關系數據模型的基本概念、關系數據模型的基本概念 （1）關系（）關系（Relation）：二維表，關系名。組成：表名，表結）：二維表，關系名。組成：表名，表結 構（框架）由若干屬性（列名）組成，值（若干記構（框架）由若干屬性（列名）組成，值（若干記 錄）。錄）。 （2）元組（）元組（Tuple，記錄）：每一行為一元組。，記錄）：每一行為一元組。 （3）屬性（字段）和屬性值（）屬性（字段）和屬性值（Attribute and Attribute Value）：每一列稱為屬性，屬性名。）：每一列稱為屬性，屬性名。 （4）域（）域

13、（Domain）：屬性的取值范圍。）：屬性的取值范圍。 （5）關系模式（）關系模式（Relation Mode）：對關系的信息結構及語義）：對關系的信息結構及語義 限制的描述。限制的描述。 關系模式：對關系結構的定義；關系模式：對關系結構的定義； 關系：對值的描述。關系：對值的描述。 2022-3-19第一章第一章 關系數據庫原理關系數據庫原理 （6）關系字或碼（）關系字或碼（Key）：惟一標識元組的屬性或屬性組合。）：惟一標識元組的屬性或屬性組合。 （7）候選關鍵字或候選碼（）候選關鍵字或候選碼（Candidate Key）：多個屬性（或）：多個屬性（或 屬性組合）都能用來惟一標識關系中的元

14、組。屬性組合）都能用來惟一標識關系中的元組。 （8）主關鍵字或主碼（）主關鍵字或主碼（Primary Key）：指定為關鍵字的候選）：指定為關鍵字的候選 關鍵字。關鍵字。 （9）主屬性：包含在任何一個候選碼中的屬性稱主屬性。）主屬性：包含在任何一個候選碼中的屬性稱主屬性。 （10）非主屬性或非碼屬性（）非主屬性或非碼屬性（Non Primary Key）：不組成碼）：不組成碼 的屬性。的屬性。 （11）外部關鍵字或外碼（）外部關鍵字或外碼（Foreign Key）：不是該關系的關）：不是該關系的關 鍵字或只是關鍵字的一部分，但卻是另一個關系的鍵字或只是關鍵字的一部分，但卻是另一個關系的 關鍵字

15、。關鍵字。 （12）主表和從表：以外碼作為主碼的表）主表和從表：以外碼作為主碼的表-主表；外碼所在的主表；外碼所在的 表表-從表。從表。 2022-3-19第一章第一章 關系數據庫原理關系數據庫原理 2、E-R圖轉化為表圖轉化為表 應遵從以下原則：應遵從以下原則： （1）、對實體，直接按其屬性轉化成關系表。）、對實體，直接按其屬性轉化成關系表。 （2）、對聯系，屬性包含以下部分：一是聯系本身的屬）、對聯系，屬性包含以下部分：一是聯系本身的屬性；二是與聯系有關的實體的主關鍵字。性；二是與聯系有關的實體的主關鍵字。2022-3-19第一章第一章 關系數據庫原理關系數據庫原理1.5 基本關系運算基本

16、關系運算1、選擇、選擇 選擇行形成新表。選擇行形成新表。 ：選擇運算符；：選擇運算符； F：條件表達式；：條件表達式； R：被操作的表。：被操作的表。2、投影、投影 選擇列形成新表。選擇列形成新表。 ：投影運算符；：投影運算符； A：屬性名（列名）；：屬性名（列名）； R：表名。：表名。 )(RF)(RA2022-3-19第一章第一章 關系數據庫原理關系數據庫原理3、連接、連接 將兩個表中的行按給定條件進行拼接成一個新表。將兩個表中的行按給定條件進行拼接成一個新表。 R、S：被操作的表；：被操作的表； F：條件。：條件。 （1）、等值連接：某些列值相等。）、等值連接：某些列值相等。 （2）、自

17、然連接：兩個表有共同屬性（列）；等值連接后，去）、自然連接：兩個表有共同屬性（列）；等值連接后，去除重復的屬性后的新表。除重復的屬性后的新表。 SRF2022-3-19第一章第一章 關系數據庫原理關系數據庫原理1.6 關系的規范化關系的規范化1、第一范式（、第一范式（1NF）（1）、定義：如果）、定義：如果R中的每個屬性都是不可分解的，則稱中的每個屬性都是不可分解的，則稱R是第是第一范式。一范式。 （2）、記為：）、記為：R1NF。 （3）、不能表中套表）、不能表中套表2022-3-19第一章第一章 關系數據庫原理關系數據庫原理2、第二范式（、第二范式（2NF）（1）、定義：）、定義：R為第一

18、范式，且每個非碼屬性都完全依賴于碼為第一范式，且每個非碼屬性都完全依賴于碼屬性，則稱屬性，則稱R是第二范式。是第二范式。 （2）、記為：）、記為：R2NF。 （3）、分解的方法：）、分解的方法：、把關系模式中對碼完全函數依賴的非主屬性與決定它們的碼、把關系模式中對碼完全函數依賴的非主屬性與決定它們的碼放在一個關系模式中；放在一個關系模式中；、把對碼部分函數依賴的非主屬性和決定它們的主屬性放在一、把對碼部分函數依賴的非主屬性和決定它們的主屬性放在一個關系模式中；個關系模式中；、檢查分解后的新模式，如果仍不是、檢查分解后的新模式，如果仍不是2NF，則繼續按照前面的，則繼續按照前面的方法進行分解，直

19、到達到要求。方法進行分解，直到達到要求。2022-3-19第一章第一章 關系數據庫原理關系數據庫原理3、第三范式（、第三范式（3NF）（1）、定義：）、定義：R為第二范式，且沒有一個非碼屬性傳遞依賴于為第二范式，且沒有一個非碼屬性傳遞依賴于碼，則稱碼，則稱R是第三范式。是第三范式。（2）、記為：）、記為：R3NF。（3）、分解的方法：）、分解的方法： 、把直接對碼函數依賴的非主屬性與決定它們的碼放在一個關、把直接對碼函數依賴的非主屬性與決定它們的碼放在一個關系模式中；系模式中；、把造成傳遞函數依賴的決定因素連同被它們決定的屬性放在、把造成傳遞函數依賴的決定因素連同被它們決定的屬性放在一個關系模式中；一個關系模式中；、檢