数据库系统基础教程 PPT 完整版

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1、第一章数据库系统的世界TheWorldsofDatabaseSystems 数据库系统的发展数据库管理系统的结构未来的数据库系统 2 1 1数据库系统的发展c 一 术语1 数据库是长期储存在计算机内的 有组织的 可共享的数据的集合 3 2 数据库管理系统 数据库系统基础教程AFirstCourseinDatabaseSystemsDBMS DataBaseManagementSystem是处理数据库访问的软件 提供数据库的用户接口 DBMS的目的 提供一个可以方便地 有效地存取数据库信息的环境 5 3 数据库系统是指在计算机系统中引入数据库后的系统 6 数据库系统构成 7 保存信息的两种不同方

2、法 永久性的系统文件 数据库系统 文件方式的问题 数据的冗余和不一致数据访问困难数据孤立完整性问题原子性问题并发访问异常安全性问题 二 文件系统与数据库系统 8 数据库方法能较好地解决以上的问题数据的独立性有效地访问数据减少应用程序的开发时间数据的一致性和安全性统一的数据管理并发的数据访问 三 为什么用数据库 9 几种模型 基于树的层次模型基于图的网状模型物理相关 无高级查询语言基于表的关系模型物理无关 支持高级查询语言 基于对象的面向对象模型OOOR 四 数据库模型的发展 定长记录 10 关系数据库系统 11 关查询语言SQL语言SELECTbalanceFROMAccountsWHEREa

3、ccountNO 67890 关系数据库系统 12 DBMS的组成数据 元数据存储管理程序事务管理程序查询处理程序 1 2数据库管理系统的结构 13 数据 元数据关于数据结构的信息 关于数据的数据 索引 INDEX DBMS的组成 14 存储管理程序文件管理程序缓冲区管理查程序 DBMS的组成 15 查询处理程序查询优化磁盘访问 是查询的主要代价 索引是查询优化的利器 DBMS的组成 16 事务管理程序事务 是用户定义的一个数据库操作序列事务的四个特性原子性A一致性C隔离性I持久性D DBMS的组成 17 客户 服务器程序体系结构浏览器 服务器体系结构 DBMS的组成 18 客户 服务器程序体

4、系结构浏览器 服务器体系结构 1 3未来的数据库系统 第二章数据库建模DatabaseModeling 20 数据库的设计步骤 需求收集和分析设计概念结构设计逻辑结构设计物理结构物理实现 21 数据库的设计步骤 需求收集和分析用户关心什么用户要什么结果设计概念结构设计逻辑结构设计物理结构物理实现 22 数据库的设计步骤 需求收集和分析设计概念结构存什么关系 联系 如何ODL或E R图 是各种数据模型的共同基础设计逻辑结构设计物理结构物理实现 23 数据库的设计步骤 需求收集和分析设计概念结构设计逻辑结构用什么数据模型数据库的模式 databaseschema 用户子模式设计物理结构物理实现 2

5、4 数据库的设计步骤 需求收集和分析设计概念结构设计逻辑结构设计物理结构数据怎么存根据DBMS产品 环境特点物理实现 25 数据库的设计步骤 需求收集和分析设计概念结构设计逻辑结构设计物理结构物理实现运行DDL装入测试数据应用程序 26 数据库的设计步骤 想法需求 ODL E R 关系 RDBMS OODBMS 27 2 1ODL 对象定义语言ObjectDefinitionLanguage以面向对象的观点 方法 说明数据库的概念结构可方便地直接转换成OODBMS的说明经过努力 可以转换成RDBMS的说明 28 面向对象的设计 对象标识 OID对象与对象的区别类具有相同特性的对象归为一类对象的

6、归并必须有意义属于同一类的对象其特性必须相同 29 面向对象的设计 对象的三个特性属性 特性联系 引用方法 函数接口说明interface 30 属性对象某方面的特征 属性就是数据只由基本数据类型构成属性的类型 不能是类 也不能从类中构造InterfaceMovie MovieClass的ODL说明attributestringtitle attributeintegeryear attributeintegerlength attributeenumFilm color blackAndWhite filmType 31 InterfaceStar attributestringname a

7、ttributeStructAddr stringstreet stringcity address 32 联系对象的引用对象的关联对象集合的引用 1 N RelationshipSetstars 单一对象集合的引用 1 1 RelationshipStarstarOf 33 反向联系ODL要求显式表示存在的反向联系InterfaceMovie MovieClass的ODL说明attributestringtitle attributeintegeryear attributeintegerlength attributeenumFilm color blackAndWhite filmTyp

8、e relationshipSetstarsinverseStar starredIn Star与Movie的联系 34 联系的多重性N N在联系中 每个C都和D的集合有关 而在反向联系中 每个D都和C的集合有关N 1在联系中 每个C都和唯一的D有关 而在反向联系中 每个D都和C的集合有关1 1在联系中 每个C都和唯一的D有关 而在反向联系中 每个D都和唯一的C有关 35 InterfaceMoive relationshipSetstarsinverseStar staredIn relationshipStudioownedByinverseStudio owns InterfaceSta

9、r relationshipSetstaredIninverseMoive stars InterfaceStudio relationshipSetownsinverseMoive ownedBy 36 ODL中的类型基本类型原子类型接口类型结构类型 可由以下类型组合而成集合无重复 次序无关包可重复 次序无关列表可重复 次序相关数组结构 37 2 2实体联系图 E R 用图形的方法 描述实体及实体间的联系世界由一组称作实体的基本对象及这些对象间的联系组成元素实体 Entity 客观存在并可相互区别的事件或物体对应于ODL中的对象实体集 EntitySet 同类 具有相同类型 相同性质 实体的

10、集合对应于ODL中的类用矩形表示 38 2 2实体联系图 E R 元素属性 Attribute 实体所具有的某一特性用与实体集相连的椭圆表示联系 Relationship 实体集之间的关联可涉及多个实体集可表示双向的联系用与相应的实体集相连的菱形表示 39 Movies Stars Stars in lenght filmType title year name address 40 E R联系的多重性N与1的表示 Movies Stars Stars in Studios Presidents Runs Movies Studios Owns 41 联系的多向性E R图能方便地描述两个以上实

11、体集间的联系 42 联系中的角色实体集在联系中的作用参与联系的实体集互异只标注联系名同一实体集在一个联系中多次出现标注联系名及角色名 43 联系中的属性联系中可以包含属性由联系而产生的属性可为由联系产生的属性建立实体集 Stars Movies Contracts Studios salary 44 将多向联系转换成二元联系新增连接实体集引入连接实体集至原实体集的多对一的联系 45 2 3设计原则 真实性设计应当忠于规范存什么避免冗余任何事物只表达一次避免引入过多的元素选择合适的元素类型属性 类 实体集 联系集 46 2 4子类 特殊化与概括子类与超类属性的继承 47 ODL中的子类子类继承其

12、超类的所有特性属性联系InterfaceCartoon Movie relationshipsetvoices 48 ODL中的多重继承类的层次一个类可以有多个超类InterfaceMurderMystery Movie attributestringweapon InterfaceCartoon MurderMystery Cartoon MurderMystery 49 E R中的子类IsaE R中的继承 50 2 5对约束的建模 建模包含对现实世界的对象及联系的描述 也包含对它们的一些约束键码单值约束参照完整性约束域的约束一般约束 51 键码在类的范围内唯一标识一个对象 或者在实体集的范

13、围内唯一标识一个实体 的属性或属性集一个类中的两个对象 或一个实体集中的两个实体 在构成键码的属性集上取值不能相同ODL中键码的表示interfaceMovie key title year 52 超码一个或多个属性的集合 能在一个实体集中唯一地标识一个实体一个类 或实体集 中可能有多个超码候选码其任意真子集都不为超码的超码一个类 或实体集 中可能有多个候选码主码从候选码中选取的一个 一个类 实体集 中只有一个主码E R图中只能表示主码 主码属性名加上下划线 53 单值约束要求某个角色的值是唯一的 如键码当一个属性为单值时可以要求该属性值存在 notnull 可以允许该属性值任选 null 构

14、成键码的属性 必须有值存在 notnull 54 参照完整性约束要求由某个对象引用的值在数据库中确实存在参照与被参照 引用与被引用参照完整性约束的操作 各产品不同 禁止删除被引用的对象级联删除 修改E R图中参照完整性的表示 55 2 6弱实体集 弱实体集的属性不足以形成主码有主码的实体集称为强实体集弱实体集只有作为一对多联系的一部分 多 才有意义弱实体集与其拥有者之间的联系是标识性联系 56 2 7关于联系集 联系集的成份参加联系的实体集的主码联系集的属性联系中属性的决策 二元联系 1 1联系集的属性 放到任意一端1 N联系集的属性 放到N端N M联系集的属性 只能留在联系集中 57 联系集

15、的取舍 二元联系 1 1联系 将一端的主码作为另一端的属性1 N联系 将一端的主码作为N端的属性N M联系 必须保留联系集联系集的键码 二元联系 1 1联系 任意一端的主码1 N联系 N端的主码N M联系 参加联系的所有实体集的主码 58 ODL E R建模关心 存什么数据 关系如何不关心 用什么数学模型 DBMS产品透过E R图 便于与用户交流 59 作业思考所有带 的练习 并上网查阅解答练习2 1 7 2 2 8 2 3 2 2 5 3 2 5 4 2 6 4 a 第三章关系数据模型TheRelationalDataModel 61 ODL E R到关系模型的转换关系模型的设计理论 62

16、3 1关系模型的基本概念 逻辑数据模型是用户从数据库所看到的数据模型与DBMS有关层次 网状 关系 面向对象 63 关系数据模型数据结构两维的扁平表数据操作关系代数关系演算数据的完整性实体完整性参照完整性用户定义的完整性 64 现实世界的实体以及实体间的各种联系均用关系表示关系数据库系统是建立在关系模型上的数据库系统关系数据库是表的集合 65 模型和模式数据模型是描述数据的手段数据模式是用给定的数据模型对具体数据的描述属性元组域型值联系关系的联系是通过关联属性的值连接的 66 元组 行 记录 Student sno sname ssex sage sdept 67 关系实例关系 实体集 类关系的实例 元组的集合元组 实体 对象数据库实例 给定时刻数据库中数据的一个快照 68 3 2从ODL设计到关系设计 ODL设计是概念设计的产物 UsingOO ODL描述 关系模式 实现 69 ODL属性 关系属性原子属性类 关系属性 属性非原子属性 复杂数据类型 必须转换成原子属性记录结构结构的每个item对应一个属性多值集合针对每个值建立一个元组会产生冗余 需规范化 70 ODL属性 关系属性