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数据库原理与应用第三章ppt课件

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数据库原理和应用.ppt

数据库原理和应用.ppt

1.1.1 数据、数据库、数据库管理系统、数据库系统
3．数据库查询功能 以各种方式提供灵活的查询功能，以便方便使用数据.
4． 数据库控制功能 完成对数据库的安全性控制/完整性控制/并发控制
5． 数据库通信功能 在分布式数据库或提供网络操作功能的数据库中还必须 提供通信功能。
不积蹞步，无以致千里；不积小流，
注: DBA工作繁重、重要、关键：
除了要掌握一定的数据处理、数据库技术之外，还应 有处理好人际关系的素质、能力。在一个企事业中， 特别是一个规模较大的数据库，不能指望一两个人来 完成管理工作，所以DBA常指数据库管理部门。
开发DBS时，一开始就应设置DBA的职位或相应的机构 ，以明确DBA职责、权限。
（4）具有较高的数据独立性 数据独立性：（包括物理独立性、逻辑独立性。具体见 萨师煊等主编《数据库系统概论》Page11）
指数据的组织和存储方法与应用程序互不依赖，彼此独 立的特性。可降低应用程序的开发代价和维护代价。
在数据库技术之前，数据文件的组织方式和应用程序
是密切相关的。数据结构改变，相应的应用程序也必
——存放数据的仓库（顾名思义/不准确的含义）
——信息的载体/表示
尽管数据库技术已发展成熟，但还没有一个普遍接受的、严
格的定义。
不积蹞步，无以致千里；不积小流，
无以成江海 友友情分享
2
1.1.1 数据、数据库、数据库管理系统、数据库系统
数据库应具备的特征/定义： （1）数据库是相互关联的数据的集合
数据库中的数据不是孤立的，数据与数据之间是相互关 联的，在数据库中不仅要能够表示数据本身，还要能够 表示数据与数据之间的联系。
不积蹞步，无以致千里；不积小流，
无以成江海 友友情分享

数据库原理与应用教程(第3版)第3章 关系数据库

数据库原理与应用教程(第3版)第3章 关系数据库

关系数据结构及其形式化定义
• 1．关系的形式化定义
笛卡尔积：
设D1，D2，…，Dn为任意集合，定义笛卡尔积 D1，D2，…，Dn为： D1×D2× …×Dn ＝ {(d1，d2，…，dn) | di ∈Di，i＝1，2，…，n } 其中每一个元素（d1，d2，…，dn）称为一个n元 组，简称元组。元组中每一个di称为是一个分量。
2．投影（Projection）
例如，选择sname，sdept两个列构成新关系：
∏sname,
sdept（Student）
sname
李勇 刘晨 王敏 张立 吴宾 张海 钱小平 王大力
sdept
计算机系 计算机系 计算机系 信息系 信息系 信息系 数学系 数学系
3．连接
R
Aθ B
S ＝｛tr^ts | tr ∈R∧ts∈S∧tr[A]θ ts [B]｝
关系模型的数据操作
• 主要包括：查询、插入、删除和修改 数据。 • 是基于集合的操作，操作对象和操作 结果都是集合（或关系）。 • 是非过程化的。
数据完整性约束
• 数据完整性是指数据库中存储的数据是有 意义的或正确的。 • 主要包括三大类： • 实体完整性 • 参照完整性 • 用户定义的完整性
关系数据模型的基本术语
职工
（职工号，姓名，性别，直接领导）
参照完整性规则
• 参照完整性规则就是定义外码与主码之 间的引用规则。 • 对于外码，一般应符合如下要求：
• 或者值为空； • 或者等于其所应用的关系中的某个元组 的主码值。
用户定义的完整性 按应用语义，属性数据有:
• 类型与长度限制：方便计算机操作 • 取值范围限制：防止属性值与应用语义 矛盾
笛卡尔积实际上就是一个二维表

《数据库原理与应用》(第三版) 课件 第3章 数据库设计技术

《数据库原理与应用》(第三版) 课件 第3章 数据库设计技术
再分解了）。自顶向下的ＳＡ方法是从整个系统开始，采用逐层分解的方式对系统进行
分析的方法。
２０２３／９／９
８
３．２需求分析
２．数据流图（ｄａｔａ ｆｌｏｗ ｄｉａｇｒａｍ）
◆ ＳＡ方法只是对问题分析的一种思想，在具体的分析过程中还需要借助其他 的分析工具，这样才能完成对分析过程和结果的记录、对用户需求的表达
系统调研也称项目调研，即把系统开发当作项目来运作，其主要目的是通过接 触用户以了解并最终明确用户的实际需求。这个过程是一个系统分析人员理解
和掌握用户业务流程的过程，是一个需要不断与用户进行沟通和磋商的过程。
系统调研方法比较灵活，因人、因系统而异。大致过程可以分为以下几个步骤
来完成：
２０２３／９／９
３．２需求分析
第３章数据库设计技术
· ３．１数据库设计概述
·３．２需求分析
· ３．３数据库结构设计 · ３．４数据库的实施、运行和维护
２０２３／９／９
第三章数据库设计技术
３．１数据库设计概述
◆数据库设计是指在现有的应用环境下，从建立问题的概念模型开始，
逐步建立和优化问题的逻辑模型，最后建立其高效的物理模型，并据 此建立数据库及其应用系统，使之能够有效地收集、存储和管理数据 ，满足用户的各种应用需求。
的。所有这些结果都应该跟用户确认后予以书面形式确定下来。
２０２３／９／９
３．２需求分析
３．２．２需求分析的方法
１．ＳＡ方法
针对数据库设计，形成用户需求的有效表达，这种表达在说明书中多以数据流图、数
据字典等形式来描述。
为建立用户需求的表达，可以采用多种分析方法来完成。这些方法主要包括自顶向下
和自底向上两种方法，其中常采用的方法是自顶向下的结构化分析方法（ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄ ａｎａｌｙｓｉｓ，ＳＡ）。

数据库原理及应用完整教程PPT课件

数据库原理及应用完整教程PPT课件

U
组成该关系的属性名集合
D
属性组U中属性所来自的域
DOM 属性向域的映象集合
F
属性间的数据依赖关系集合
Principles and Applied of Database
第25页/共188页
定义关系模式 (续)
例: 导师和研究生出自同一个域——人， 取不同的属性名，并在模式中定义属性向域 的映象，即说明它们分别出自哪个域： DOM（SUPERVISOR-PERSON） = DOM（POSTGRADUATE-PERSON） =PERSON
3) 单元关系与二元关系 • 当n=1时，称该关系为单元关系（Unary relation） 或一元关系 • 当n=2时，称该关系为二元关系（Binary relation）
Principles and Applied of Database
第13页/共188页
关系（续）
4) 关系的表示 • 关系也是一个二维表，表的每行对应一个元组，表的每列对应一个域
第30页/共188页
2. 关系数据库的型与值 • 关系数据库的型: 关系数据库模式
对关系数据库的描述。
• 关系数据库模式包括
• 若干域的定义 • 在这些域上定义的若干关系模式
• 关系数据库的值: 关系模式在某一时刻对应的关系的集合，简称为关系数据库
Principles and Applied of Database
Principles and Applied of Database
第16页/共188页
关系（续）
码(续) • 主码 若一个关系有多个候选码，则选定其中一个为主码（Primary key） • 主属性 候选码的诸属性称为主属性（Prime attribute） 不包含在任何侯选码中的属性称为非主属性（ Non-Prime attribute）或非码属性（Non-key attribute）

《数据库原理及应用》教学课件 第三章SQL基础

《数据库原理及应用》教学课件 第三章SQL基础
（1）修改数据库名称。 ALTER DATABASE <数据库名称> MODIFY NAME=数据库新名称
（2）修改数据库中的具体文件。
ALTER DATABASE <数据库名称> ADD FILE(文件格式)[ , … N] [TO FILEGROUP <文件组名>] |ADD LOG FILE(文件格式)[ , … N] |REMOVE FILE <文件逻辑名称> |MODIFY FILE(文件格式) |ADD FILEGROUP <文件组名> |REMOVE FILEGROUP <文件组名> |MODIFY FILEGROUP <文件组名>
15
3.2 数据库基本操作
3.2.3 创建数据库
【例3-1】 创建一个数据库 SRS，数据文 件的逻辑名称为 SRS_Data，存放在 C 盘的 Data 文件夹下，文件名为 ，数据文件的初始 存储空间大小为10 MB，最大存储空间为50 MB，存储空间自动增长量为5%；日志文件 的逻辑名称为 SRS_Log，存放在 C 盘的 Data 文件夹下，文件名为，初始存储空间大小为1 MB，最大存储空间为50 MB，存储空间自动 增长量为10%。
03 面向集合
不同于非关系数据模型使用的面向记录的操作方式，SQL采用的是面向集合的操作方式，其操 作对象、查询结果都是元组的集合。
8
3.1 认识SQL
3.1.2 SQL的特点
04 使用方式灵活
SQL既可以作为独立语言又可以作为嵌入式语言使用。作为独立语言，SQL能够独立地用于联 机交互，用户在窗口键入SQL命令就可以直接对数据库进行操作；作为嵌入式语言，SQL能够嵌入 到多种高级语言程序中以供调用，如C，C++及Java等。

数据库原理及其应用.ppt

数据库原理及其应用.ppt

数据库管理系统 （DBMS）
数据定义功能
供用户建立、修改或删除数据库的二维表结构 Create table /index
供用户定义或删除数据库的索引(index)
alter table
向用户提供数据定义语言DDL
drop table/index……
数据操作功能
Select <查询的字段名>
进行数据进行检索和查询，是数据库的主要应用 向用户提供数据定义语言DDL
返回
1.5.2 VFP的两类工作方式
一、交互式工作方式 通过命令窗口和应用界面操作
二、程序执行方式 命令程序文件执行，批运行方式。
1.6 VFP的辅助设计工具
向导
表向导 报表向导
设计器
表设计器 表单设计器
生成器：它规定只对满足条件的记录进行操作 。
WHILE <条件>：从当前记录开始，按记录顺序从上向下处理， 一旦遇到不满足条件的记录，就停止搜索并结束该命令的执行。 TO子句：它控制操作结果的输出去向。
ALL [LIKE/EXCEPT <通配符>]：它指出包括或不包括与通配 符相匹配的文件、字段或内存变量。 IN <别名/工作区>： 它允许在当前工作区操作指定工作区。
数据库系统的特点
数据共享 可控冗余度 数据独立性 数据的结构化
数据库系统与一般文件应用系统性能对照
序号 文 件 应 用 系 统
数据库系统
1
文件中的数据由特定 库内数据由多个用
的用户专用
户共享
每个用户拥有自己的 原则上可消除重复。
2
数据，导致数据重复 为方便查询允许少
存储
量数据重复存储，
但冗余度可以控制

-数据库原理及应用第二版-第3章关系数据库

R.A 1 R.B 1 R.C 1 S.A 1 S.B 1 S.C 1
自然连接是连接中等值连接的特例，是一种 去掉重复属性的等值连接。连接的条件是两 个关系的同名属性。 记作：R*S 班级（班号，班名，班导师） 学生（学号，姓名，性别，班号） 班级*学生

两个重要的连接： 等值连接 θ为“=”，是从关系R和S的广义笛卡尔积中 选取A，B属性值相等的那些元祖。 自然连接 是一种特殊的等值连接，它要求两个关系 中进行比较的分量必须是相同的属性组，并且 在结果中把重复的属性列去掉。
A和B：分别为R和S上度数相等且可比的属性组。前

连接按连接条件分为：等值连接，大于连接和小于连接。 等值连接：就是指连接条件为等号。 大于连接就是指连接条件为>号 小于连接就是指连接条件为<号。 上述三种不同连接都称为连接，并不去掉重复属性和重复 元组。

R.A=S.A 班级（班号，班名，班导师） 学生（学号，姓名，性别，班号） R和S关系的连接，连接条件是R.A=S.A。运算结果是：
例1：学生实体和专业实体可以用下面的关系表示。
学生（学号，姓名，性别，专业号，出生日期） 专业（专业号，专业名）
例2：学生、课程以及学生与课程之间的选课关系可以用如 下三个关系表示：
学生（学号，姓名，性别，专业号，出生日期）
课程（课程号，课程名，学分） 选课（学号，课程号，成绩）
3.4.3 用户定义的完整性
2、属性 图3-1的学生关系中有学号、姓名、年龄、性别和所在系五 个属性，是一个五元关系。
二维表中的列称为属性（或叫字段），每个属性都有一个名字，称为属性名。 二维表中对应某一列的值称为属性值；二维表中列的个数称为关系的元数。

数据库系统原理与应用第三章


3.2 函数依赖
• 3.2.4 函数依赖的推理规则 传递律 ：
如果A1 A2 A3 An B1 B2 B3 Bm , B1 B2 B3 Bm C1C2C3 Ck , 则：A1 A2 A3 An k C1C2C3 Ck。
3.2 函数依赖
• 3.2.5 属性集的闭包 如何来判断函数依赖关系的蕴含情况， 就需用到闭包的概念：
第四范式
BCNF
第三范式
第二范式 第一范式
3.4 关系模式的规范化
• 3.4.4函数依赖的投影 假设把关系模式R分解成S 和T，F是R中已知 的函数依赖集。计算S中成立的函数依赖关 系的方法： 考虑包含在S中的属性集的每个属性集X，计 算X+。满足下列条件的每个属性B，函数依 赖X→B在关系S中成立。
• B是S的一个属性； • B属于X+; • B部属于X。
240 200 100
3.4 关系模式的规范化
第二范式 如果关系模式R满足第一范式，且 它的每一个非主属性都完全依赖于同一主关键 字，则该R满足第二范式。 项目 代号 项目 名称 项 目 负责人 项目 代号 001 002 001 所需配 配件需 件编号 求量 0003 0002 0006 240 200 100
3.5 多值依赖
• 3.5.2多值依赖的推理规则 传递规则 ：
在某个关系中，如果多值依赖 A1 A2 An B1 B2 Bm 成立， B1 B2 Bm C1C2 Ck 也成立，则多值依赖 A1 A2 An C1C2 Ck 也成立。
3.5 多值依赖
• 3.5.2多值依赖的推
3.1 关系模式的设计问题 数据库设计的标准： 使用灵活方便 数据冗余小 安全可靠 关系型数据库常见的问题：

数据库原理与应用_关系数据库理论


22
例：关系
设D1为学生集合= {张山，李斯，王武}； 张山 D2为性别集合= {男，女}； 张山 D3为年龄集合= {19，20} 张山
李斯 张山 男 19
女
男 女 男 女 男 女 男 女 男
19
20 20 19 19 20 20 19 19 20
请用二维表的形式表示关系：学生
张山 李斯 王武 女 男 男 19 20 19

元组（Tuple）
笛卡尔积中每一个元素(d1,d2,…,dn)叫作一个n元组（n-tuple）或简称元 组。

分量（Component）
笛卡尔积元素( d1,d2,…,dn )中的每一个值di叫作一个分量。

表示方法

笛卡尔积可表示为一个二维表。表中的每行对应一个元组，表中 的每列对应一个域。
19

运算对象：代表关系的变量或代表关系实例的常量


运算结果：关系
运算符：

传统的集合运算：在元组的粒度上运算，包括并、差、交、广义 笛卡尔积

专门的关系运算：可在元组与属性列的粒度上运算，包括投影、 选择、连接、除 （比较运算符、逻辑运算符）
45
关系代数的运算符
46
表示记号

第三章 关系数据库理论
回顾


什么是数据库、数据库管理系统、数据库系统 ？ 数据库系统的三层结构、三级模式结构、两级 映射、数据独立性 在数据库系统中，对现实世界客观对象的抽象 过程中，可建立哪三层模型？ 数据模型的三要素是什么？
2


回顾

概念模型

实体、属性、域、关键字、实体型、实体 集、联系

《数据库原理及应用》课件


数据库的种类与结构
关系型数据库
采用表格形式存储数据，支 持数据的增删改查操作，如 MySQL、Oracle等。
非关系型数据库
不依赖于固定的数据结构， 如MongoDB、Redis等。
数据库结构
包括表、记录、字段等基本 组成，以及主键、外键等关 联关系。
数据库管理系统简介
数据库管理系统（DBMS）
关系操作
对关系执行的操作，包括选择、投影、连接、聚 合等。
ABCD
关系完整性约束
确保关系中数据的准确性和一致性。包括实体完 整性、参照完整性和用户定义完整性。
关系代数
一种用于描述关系操作的数学语言，包括并、差 、笛卡尔积等基本操作。
数据库语言与SQL
SQL语言
用于管理关系数据库的标准编程语言。包括数据查询语言 （DQL）、数据定义语言（DDL）和数据控制语言（DCL ）。
《数据库原理及应用》PPT课件
• 数据库概述 • 数据库原理 • 数据库应用 • 数据库新技术与发展趋势 • 实践与应用案例
01
数据库概述
数据库的定义与作用
数据库定义
数据库是一个长期存储在计算机内的 、有组织的数据集合，它能够满足各 种用户对数据共享的需求。
数据库的作用
数据库用于存储、检索、更新和管理 大量数据，支持企业或组织的运营和 决策。
详细描述
介绍一个实际的数据库安全防护案例，包 括权限管理、数据加密、备份恢复等策略 ，以及如何防范SQL注入、跨站脚本攻击 等安全威胁。
THANK YOU
SQL查询优化案例
总结词
通过实际案例展示SQL查询优化的方法和技巧。
详细描述
介绍一个实际的SQL查询优化案例，包括查询优化前的性能瓶颈、使用EXPLAIN分析 查询执行计划、优化SQL语句的技巧等，以及优化后的性能提升情况。
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数据库原理与应用 第三章 关系数据库基本理论
数 据
广东外语外贸大学 左明辉
库
原
理
与
应
用
.
关系数据库的几个概念
关系数据库 关系数据模型 关系模式 关系
数 据 库 原 理 与 应 用
.
关系数据库
支持关系模型的数据库。
在一个给定的应用领域中，所有实体及实体之间联 系的关系的集合构成一个关系数据库。
非主属性
– 不包含在任何一个候选键中的属性。
数
– 也叫非键属性。
据
库
原
理
与
应
用
.
举例
学生、课程、学生与课程之间的关系模式
– 学生（学号，姓名，性别，专业号，年龄） – 课程（课程号，课程名，学分） – 选修（学号，课程号，成绩）
数 据 库 原 理 与 应 用
.
一些基本表示方法
用前面的大写字母A、B、C等表示单个属性。
域是一组具有相同数据类型的值的集合。例:
– 整数
– 实数
– 介于1和10之间的整数
– 长度指定长度的字符串集合
数
据 库
– {‘男’，‘女’}
原 理
– 介于某个取值范围的日期
与 应
同列有相同的域，不同列的域可以相同。
用
.
2.元组、元数和基数
元组
– 关系表中的一行称为一个元组。
– 一个元组表示实体集中的一个实体。
– 关系数据语言可以分为三类 ：关系代数、元组关 系演算和域关系演算。该三种语言在表达能力上是 完全等价的。
关系代数语言
例如 ISBL
数
元组关系演算语言
例如 APLHA，QUEL
据
关系数据语言 关系演算语言
库 原 理
域关系演算语言
例如 QBE
具有关系代数和关系演算双重特点的语言 例如 SQL
与
应
关系语言是一种高度非过程化的语言，用户不必请求DBA为其建
– 不能存在两个相同的元组。
元数
数
– 关系中属性的个数
据 库
– 也称为关系的“目”或者“度”
原 理
基数
与 应
– 元组的个数称为基数。
用
.
3.键（Key）
超键
– 在一个关系中，能惟一标识元组的属性或属性集称为关系的超键。
候选键
– 如果一个属性集能惟一标识元组，且又不含有多余的属性，那么这 个属性集称为关系的候选键。
Data Banks”, 《Communication of the ACM》,1970
数 据
– 之后，提出了关系代数和关系演算的概念
库
原 理
– 1972年提出了关系的第一、第二、第三范式
与 应
– 1974年提出了关系的BC范式
用
.
关系模型
关系模型的组成
– 关系数据结构 – 关系操作集合 – 关系完整性约束
– 数据更新
插入、删除、修改
数 据
– 查询的表达能力是其中最主要的部分
库
原
理
与
应
用
.
关系操作集合（续）
2) 关系操作的特点
– 集合操作方式，即操作的对象和结果都是集合。
非关系数据模型的数据操作方式：一次一记录 文件系统的数据操作方式
数 据 库 原 理 与 应 用
.
关系操作集合（续）
3) 关系操作的语言
主键
数 据
– 若一个关系中有多个候选键，则选其中的一个为关系的主键。
库 原
外键
理
– 若一个关系R中包含有另一个关系S的主键所对应的属性组F，则称
与 应
F为R的外键。并称关系S为参照关系，关系R为依赖关系。
用
– 参照关系和依赖关系不一定是不同关系。
.
4.主属性与非主属性
主属性
– 包含在任何一个候选键中的属性。
.
关系模式
关系模式是对关系的描述
元组集合的结构
属性构成
属性来自的域
属性与域之间的映象关系
数 据
元组语义以及完整性约束条件
库 原
属性间的数据依赖关系集合
理
与
应
用
.
关系模式的定义
关系模式可以形式化地表示为：
R（U，D，dom，F）
R 关系名
U 组成该关系的属性名集合
数
D 属性组U中属性所来自的域
据 库
dom 属性向域的映象集合
原 理
F 属性间的数据依赖关系集合
与
应
用
.
定义关系模式 (续)
关系模式通常可以简记为
R (U) 或 R (A1，A2，…，An) R 关系名
A1，A2，…，An 属性名
数
据
注：域名及属性向域的映象常常直接说明为属性的类
库
原
理
型、长度
与
应
用
.
关系模式与关系
关系模式是型，关系是值
关系数据库应用数学方法来处理数据库中的数据。
数 80年代后，关系数据库系统成为最重要、最流行的
据 库
数据库系统。
原
理
与
应
用模型的是美国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
用
立特殊的存取路径，存取路径的选择由RDBMS的优化机制来完成。
.
3. 关系的三类完整性约束
实体完整性
– 通常由关系系统自动支持
参照完整性
– 早期系统不支持，目前大型系统能自动支持
数 用户定义的完整性
据
库 原 理
– 反映应用领域需要遵循的约束条件，体现了具体领 域中的语义约束
与
应 用
– 用户定义后由系统支持
数 据 库 原 理 与 应 用
.
1. 关系数据结构
单一的数据结构----关系
– 现实世界的实体以及实体间的各种联系均用关系来 表示
数据的逻辑结构----二维表
数
– 从用户角度，关系模型中数据的逻辑结构是一张二
据
维表。
库
原
理
与
应
用
.
2.关系操作集合
1) 常用的关系操作
– 查询
选择、投影、连接、除、并、交、差、积
用后面的大写字母W、X、Y、Z表示属性集。
用小写字母表示属性值。
用t表示元组。
数
据 库
主键的属性下面加下划线。
原 理
外键的属性下面加波浪线。
与
应
用
.
基本关系的性质
① 列是同质的（Homogeneous）
每一列中的分量是同一类型的数据，来自同
一个域
② 不同的列可出自同一个域
数
其中的每一列称为一个属性
关系模式
对关系的描述，是静态的、稳定的。
关系
数
关系模式在某一时刻的状态或内容，是动态的、随时
据 库
间不断变化的。
原
理 关系模式和关系往往统称为关系，通过上下文加以区别
与
应
用
.
一些基本概念
域（Domain） 元组、元数和基数 键 主属性和非主属性
数 据 库 原 理 与 应 用
.
⒈ 域（Domain）
据 库
不同的属性要给予不同的属性名
原
理
与
应
用
.
基本关系的性质(续)
③ 列的顺序无所谓
列的次序可以任意交换
遵循这一性质的数据库产品(如ORACLE)，增加新属性 时，永远是插至最后一列。
数 但也有许多关系数据库产品没有遵循这一性质，例如