数据库系统概论(第五版)PPT第4章

查询优化的优点是使用户不必考虑如何最好地去 表达查询以便获得较好的查询效率，而且系统在作 查询优化时要比用户程序做得更好。这是因为： 1、优化器可以从数据字典中获取许多统计信息， 优化器可以根据这些信息选择有效的执行计划，而 用户程序则难以获得这些信息。 2、若数据库的物理统计信息改变了，系统可以自 动对查询进行重新优化以选择相适应的执行计划。 3、优化器可以考虑许多种不同的执行计划。 4、优化器中具有许多复杂的优化技术。
准则5：统一的数据子语言准则。一个关系系统可 准则 以具有几种语言和多种终端使用方式（如表格填空 方式、命令方式等）。但必须有一种语言，它的语 句可以表示为具有严格语法规定的字符串，并能全 面地支持：数据定义和视图定义、数据操作（交互 式或程序式）、完整性约束、授权以及事务处理功 能（事务开始、提交、回滚）等。 准则6： 视图更新准则。所有理论上可更新的视图 准则 也允许由系统更新。“理论上可更新的视图”是指 对此视图的更新要求，存在一个与时间无关的算法， 该算法可以无二义性地把更新要求转换为对基本表 的更新序列。该准则对于系统支持数据逻辑独立性 是不可缺少的。
4.1.2 关系系统的分类
关系系统可以分为： 1、表式系统 仅支持关系（即表）数据结构，不支持集合级的操作。 所以表式系统实际上不能算是关系系统。 2、（最小）关系系统 仅支持关系数据结构和三种基本关系运算操作。 3、关系完备的系统 支持关系数据结构和所有的关系操作。 4、全关系系统 支持关系模型的所有特征。
4.2.2 一个实例 4.2.3 查询优化的一般准则
1、选择运算应尽可能地先做。 2 2、在执行连接前对关系适当地预处理。 3、把投影运算和选择运算同时进行。 4、把投影同其前或后的双目运算结合起来。 5、把某些选择同在它前面要执行的笛卡尔积结合 起来成为一个连接运算。 6、找出公共子表达式。

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。
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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
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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

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关系数据模型的优缺点（续）
❖ 缺点
▪ 存取路径对用户透明导致查询效率往往不如非 关系数据模型
▪ 为提高性能，必须对用户的查询请求进行优化 增加了开发DBMS的难度
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E-R模型向关系模型的转换
❖ 一个实体转换为一个关系模式。实体的属性就 是关系的属性，实体的标识符就是关系的码。
❖ 对于实体间的联系有以下不同的情况：
在一个给定的应用领域中，所有关系的集合 构成一个关系数据库
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二、关系数据模型的操纵与完整性约束
❖ 数据操作是集合操作，操作对象和操作结果都是关系
▪ 查询 ▪ 插入 ▪ 删除 ▪ 更新
❖ 数据操作是集合操作，操作对象和操作结果都是关系，即若干元组的 集合
❖ 存取路径对用户隐蔽，用户只要指出“干什么”，不必详细说明“怎 么干”
❖ 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
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一、关系数据模型的数据结构
学生登记表
属性
学号 2005004 2005006 2005008
…
姓名 王小明 黄大鹏 张文斌
…
年龄 19 20 18 …
元组
性别 女 男 女 …
系名 社会学 商品学
法律 …
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年级 2005 2005 2005
…
关系数据模型的数据结构（续）
▪ 关系（Relation）
一个关系对应通常说的一张表
▪ 元组（Tuple）
表中的一行即为一个元组
▪ 属性（Attribute）
表中的一列即为一个属性，给每一个属性起一个名称即 属性名
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关系数据模型的数据结构（续）
ห้องสมุดไป่ตู้▪ 分量 元组中的一个属性值。

▪ 软件水平
没有操作系统
▪ 处理方式
批处理
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人工管理阶段(续)
❖ 特点
▪ 数据的管理者：用户（程序员），数据不保存 ▪ 数据面向的对象：某一应用程序 ▪ 数据的共享程度：无共享、冗余度极大 ▪ 数据的独立性：不独立，完全依赖于程序 ▪ 数据的结构化：无结构 ▪ 数据控制能力：应用程序自己控制
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应用程序与数据的对应关系(人工管理阶段)
《数据库系统概念(Database System Concepts)》（第六版） Silberschatz著， 机械工业出版社。(耶鲁大学)
学习方式及要求
听课 读书 独立完成作业 积极答疑 按时上课 认真完成上机实验
数据库系统概论
An Introduction to Database Systems
课程安排
总学时：32学时，其中24学时理论，8学时上机
关于教材
教材
▪ 数据库系统概论(第五版)，王珊,萨师煊著 高等教育出版社，2014.12
参考书
《数据库系统导论(An Introduction to Database Systems )》（第 七版）C.J.Date著 ，机械工业出版社，数据库领域中的权 威著作。(剑桥大学)
❖ 数据库的建设规模、数据库信息量的大小和使用频度 已成为衡量一个国家信息化程度的重要标志。
❖ 是学习动态网站课程的必不可少的知识； ❖ 在毕业设计和以后的工作中都能用到；
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第一章 绪论
1.1 数据库系统概述
1.1.1 四个基本概念 1.1.2 数据管理技术的产生和发展 1.1.3 数据库系统的特点
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DBMS的主要功能
▪ 数据库的事务管理和运行管理