数据库系统概论(第五版)课件

第30页，共95页。
删除模式（续）
[例3.4] DROP SCHEMA ZHANG CASCADE; 删除模式ZHANG 同时该模式中定义的表TAB1也被删除
第31页，共95页。
3.3 数据定义
3.3.1 模式的定义与删除 3.3.2 基本表的定义、删除与修改
3.3.3 索引的建立与删除
第32页，共95页。
/* 表级完整性约束条件，Sno是外码，被参照表是Student */
FOREIGN KEY (Cno)REFERENCES Course(Cno)
/* 表级完整性约束条件， Cno是外码，被参照表是Course*/
);
第36页，共95页。
2. 数据类型
❖ SQL中域的概念用数据类型来实现 ❖ 定义表的属性时需要指明其数据类型及长度 ❖ 选用哪种数据类型
课程号 Cno 1 2 3 2 3
成绩 Grade 92 85 88 90 80
第22页，共95页。
第三章 关系数据库标准语言SQL
3.1 SQL概述 3.2 学生-课程数据库 3.3 数据定义 3.4 数据查询 3.5 数据更新 3.6 空值的处理 3.7 视图 3.8 小结
第23页，共95页。
[例3.2] CREATE SCHEMA AUTHORIZATION WANG; 该语句没有指定<模式名>，<模式名>隐含为<用户名>
第27页，共95页。
定义模式（续）
❖ 定义模式实际上定义了一个命名空间。 ❖ 在这个空间中可以定义该模式包含的数据库对象，
例如基本表、视图、索引等。 ❖在CREATE SCHEMA中可以接受CREATE
❖ SQL采用集合操作方式

1.1.3 数据库系统的特点
An Introduction to Database System
1.1.1 数据库的4个基本概念
数据（Data） 数据库（Database） 数据库管理系统（DBMS） 数据库系统（DBS）
An Introduction to Database System
数据库系统概论
第一章 绪论
An Introduction to Database System
第一章 绪论
1.1 数据库系统概述
1.2 数据模型
1.3 数据库系统的结构 1.4 数据库系统的组成 1.5 小结
An Introduction to Database System
数据库的地位
数据库技术产生于六十年代末，是数据管理的有效技
An Introduction to Database System
应用程序与数据的对应关系（文件系统阶段）
应用程序１ 应用程序２ ...… 应用程序ｎ
文件１
文件2 ...…
存取 方法
文件n
文件系统阶段 应用程序与数据之间的对应关系
An Introduction to Database System
“学生基本信息”文件的结构和内容
奖励 2011校奖学金，2012国家奖学金 2012校优秀学生
“奖励”文件的结构和内容
An Introduction to Database System
一个例子（续）
数据库系统管理
存储数据
建立两张表:
STUDENT表-存放学生的基本信息， AWARD表-存放学生的奖励情况
3. 数据库系统阶段
时期
20世纪60年代末以来

An Introduction to Database System
修改数据（续）
关系数据库管理系统在执行修改语句时会检查修
改操作是否破坏表上已定义的完整性规则
实体完整性 主码不允许修改 用户定义的完整性
NOT NULL约束
UNIQUE约束
值域约束
An Introduction to Database System
表3.8 逻辑运算符真值表
x
y
x AND y
x
OR
y
NOT
x
T
T T U U U F F
T
U F T U F T U
T
U F U U F F F
T
T T T U U T U
F
F F U U U T T
F
F
F
F
T
T表示TRUE，F表示FALSE，U表示UNKNOWN
An Introduction to Database System
UPDATE Student SET Sage= Sage+1;
An Introduction to Database System
3. 带子查询的修改语句
[例3.75] 将计算机科学系全体学生的成绩置零。 UPDATE SC SET Grade=0 WHERE Sno IN (SELETE Sno FROM Student WHERE Sdept= 'CS' );
3.4 数据查询
3.5 数据更新
3.6 空值的处理
3.7 视图
3.8 小结
An Introduction to Database System
3.5 数据更新

基础篇
第1章 绪论 第2章 关系数据库 第3章 关系数据库标准语言SQL 第4章 数据库安全性 第5章 数据库完整性
设计与应用开发篇
第6章 关系数据理论 第7章 数据库设计 第8章 数据库编程
An Introduction to Database System
内容安排（2）
系统篇
学习方式
听课
（启发式、讨论式）
读书Байду номын сангаас
（预习、复习）
报告
（综合练习）
An Introduction to Database System
考试成绩
❖平时成绩 （书面作业、上机练习、综合练习） ❖期中考试 ❖期末考试
An Introduction to Database System
内容安排（1）
A First Course in Database Systems Jeffrey.D.Ullman, Jennifer Widom Dept. Of Computer Science Stanford University
An Introduction to Database System
教材及参考书（2）
数据库系统概论
An Introduction to Database System
School of Information, Renmin University of China
2014
An Introduction to Database System
教材及参考书（1）
教材
王珊,萨师煊.数据库系统概论（第5版） .北京:高等教 育出版社，2014.9
第9章 关系查询处理和查询优化 第10章 数据库恢复技术 第11章 并发控制 * 第12章 数据库管理系统

进程间总的通信开销上升
操作系统的负担增大，空间、时间效率不高
DBMS必须设立并维护若干后台进程，增加了进程切换
要访问的数据不在内存时会造成性能问题
临界区问题(Critical Section)
❖ 适用情况
用户数不庞大(非OLTP应用)：Oracle 7之前版本, Ingres,
Informix早期版本
12.2.1 N方案：DBMS与应用程序相融合的方案
❖ 优点
没有进程切换开销 实现比较简单
❖ 缺点
内存的需求量比较大：多DBMS副本 代码冗余使系统性能下降
❖ 适用情况
用户数少的小型DBMS
An Introduction to Database System
12.2 DBMS进程结构和多线索机制
An Introduction to Database System
12.2.2 2N方案：一个DBMS进程对应一个用户进程
❖ 解决N方案中DBMS代码段在内存中不能被共享
应用程序与DBMS副本分开 2N方案
❖ 一用户一进程（Shadow进程）
N个用户进程---N个DBMS进程（共2N个进程）
An Introduction to Database System
12.2.1 N方案：DBMS与应用程序相融合的方案 12.2.2 2N方案：一个DBMS进程对应一个用户进程 12.2.3 N+1方案：一个DBMS进程对应所有用户进程 12.2.4 N+M方案：M个DBMS进程对应N个用户进程 12.2.5 多线索(Multi_Threaded) DBMS的概念
12.2.3 N+1方案：一个DBMS进程对应所有用户进程
❖ 优点

04
数据字典用于描述数据库中各种对象的属性，如数据表、数据列、数 据类型等。
02
数据模型
数据模型的概念和组成
概念
数据模型是用来抽象表示现实世界中 数据和数据间关系的一种工具，它为 数据组织、存储、检索和使用提供了 统一的方法和框架。
组成
数据模型通常包括数据结构、数据操 作和数据约束三个部分。
概念模型
数据完整性有助于防止错误的数据输入和输出，从而确保应用程序和用户 能够信任数据库中的数据。
数据完整性约束条件
实体完整性 域完整性 参照完整性
用户定义的完整性
确保数据库中的每条记录都是唯一的，通常通过主键约束来实 现。
限制数据列中的数据类型、格式和范围，通常通过数据类型、 约束和检查约束来实现。
维护表之间的关系，确保引用数据的准确性和一致性，通常通 过外键约束来实现。
数据组织方式
层次结构
数据按照树形结构进行组织，类似于文件系统的目录结构，适合 于表示具有层次关系的数据。
网状结构
数据之间存在复杂的链接关系，类似于早期的数据库系统中的记录 指针，适用于表示复杂的数据关系。
关系结构
数据以表格的形式进行组织，每个表格包含若干行和列，适用于表 示具有明确关系的数据。
数据字典
数据存储方式
01
02
03
磁盘存储
利用磁盘阵列技术，将数 据分散存储在多个磁盘中， 以提高数据存储的可靠性 和访问性能。
内存存储
将数据存储在内存中，实 现快速的数据读写访问， 适用于需要高性能的应用 场景。
分布式存储
将数据分散存储在多个节 点上，以提高数据存储的 可扩展性和容错性，适用 于大规模数据存储场景。
数据库系统概论王珊 第5版ppt第2章

一般在INSERT、UPDATE、DELETE语句执行后开始检查， 也可以在事务提交时检查
An Introduction to Database System
数据库完整性（续）
3.违约处理
数据库管理系统若发现用户的操作违背了完整性约束条件 ，就采取一定的动作 ➢ 拒绝（NO ACTION）执行该操作 ➢ 级连（CASCADE）执行其他操作
（1）在列级定义主码 CREATE TABLE Student ( Sno CHAR(9) PRIMARY KEY, Sname CHAR(20) NOT NULL, Ssex CHAR(2), Sage SMALLINT, Sdept CHAR(20) );
An Introduction to Database System
5.1 实体完整性
5.1.1 实体完整性定义 5.1.2 实体完整性检查和违约处理
An Introduction to Database System
5.1.1 实体完整性定义
❖ 关系模型的实体完整性
规定表的每一行在表中是唯一实体。通过索引、unique约束、主键约 束、 identity(a,b)（ab均为正整数，a表示开始数，b表示增幅）等强 制表中的实体唯一。
实体完整性定义（续）
[例5.2] 将SC表中的Sno，Cno属性组定义为码 CREATE TABLE SC ( Sno CHAR(9) NOT NULL, Cno CHAR(4) NOT NULL, Grade SMALLINT, PRIMARY KEY (Sno,Cno) /*只能在表级定义主码*/ );
An Introduction to Database System
第五章 数据库完整性

索引扫描算法
[例9.1-C2] SELECT *
FROM Student
WHERE
算法：
Sno='201215121'
假设Sno上有索引(或Sno是散列码)
使用索引(或散列)得到Sno为‘201215121’ 元组的指
针
通过元组指针在Student表中检索到该学生
An Introduction to Database System
FROM Student
WHERE <条件表达式>
考虑<条件表达式>的几种情况：
C1：无条件； C2：Sno＝'201215121'； C3：Sage>20； C4：Sdept＝'CS' AND Sage>20；
An Introduction to Database System
选择操作的实现（续）
（2）索引扫描方法 (Index Scan)

适合于选择条件中的属性上有索引(例如B+树索引或 Hash索引) 通过索引先找到满足条件的元组主码或元组指针，再通 过元组指针直接在查询的基本表中找到元组

An Introduction to Database System
选择操作的实现（续）
[例9.1] SELECT *
全表扫描算法
假设可以使用的内存为M块，全表扫描算法思想： ① 按照物理次序读Student的M块到内存 ② 检查内存的每个元组t，如果满足选择条件，则输出t
③ 如果student还有其他块未被处理，重复①和②
An Introduction to Database System
选择操作的实现（续）

数据库系统概论
An Introduction to Database System
第二章 关系数据库
xx
关系数据库简介
❖ 提出关系模型的是美国IBM公司的E.F.Codd 1970年提出关系数据模型 E.F.Codd, “A Relational Model of Data for Large Shared Data Banks”, 《Communication of the ACM》,1970 之后，提出了关系代数和关系演算的概念 1972年提出了关系的第一、第二、第三范式 1974年提出了关系的BC范式
整数 实数 介于某个取值范围的整数 指定长度的字符串集合 {‘男’，‘女’} ……………..
2. 笛卡尔积（Cartesian Product）
❖ 笛卡尔积
给定一组域D1，D2，…，Dn，允许其中某些域是相同的。 D1，D2，…，Dn的笛卡尔积为： D1×D2×…×Dn ＝
｛（d1，d2，…，dn）｜diDi，i＝1，2，…，n｝ 所有域的所有取值的一个组合 不能重复
现实世界的实体以及实体间的各种联系均用关系来表示
❖ 逻辑结构----二维表
从用户角度，关系模型中数据的逻辑结构是一张二维表
❖ 建立在集合代数的基础上
关系（续）
1. 域（Domain） 2. 笛卡尔积（Cartesian Product） 3. 关系（Relation）
1. 域（Domain）
❖ 域是一组具有相同数据类型的值的集合。例:
POSTGRADUATE 李勇 刘晨 王敏 李勇 刘晨 王敏 李勇 刘晨 王敏 李勇 刘晨 王敏
An Introduction to Database System
3. 关系（Relation）