（推荐）SDB复习材料

《（推荐）SDB复习材料》由会员分享，可在线阅读，更多相关《（推荐）SDB复习材料（347页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、1,非关系模型 层次模型（Hierarchical Model） 数据结构：以基本层次联系为基本单位,类似一颗倒置的树 。 基本层次联系：每个节点表示一个记录类型,两个记录类型之间是一对多（包括一对一）的联系。,常用数据模型,2,一定有一个，并且只有一个位于树根的节点，称为根节点； 一个节点下面可以没有节点，即向下没有分支，那么该节点称为叶节点； 一个节点可以有一个或多个节点，前者称为父节点，后者称为子节点； 同一父节点的子节点称为兄弟节点。 除根节点外，其他任何节点有且只有一个父节点；,特征,3,网状模型（Network Model） 网状模型可以看作是层次模型的一种扩展。它采用网状结构表示

2、实体及其之间的联系。网状结构的每一个节点代表一个记录类型，记录类型可包含若干字段，联系用链接指针表示，去掉了层次模型的限制。,4,特征及优缺点,1. 允许一个以上的节点没有父节点； 2. 一个节点可以有多于一个的父节点； 网状模型与层次模型相比，提供了更大的灵活性，能更直接地描述现实世界，性能和效率也比较好。 网状模型的缺点是结构复杂，用户不易掌握，记录类型联系变动后涉及链接指针的调整，扩充和维护都比较复杂。,5,常用数据模型（续）,关系模型（Relational Model） 数据结构：表 面向对象模型(Object Oriented Model) 数据结构：对象 如Geodabase 对象

3、关系模型(Object Relational Model),6,关系模型,1970年美国IBM公司的研究员E.F.Codd首次提出了数据库系统的关系模型。 他发表了题为“大型共享银行数据的关系模型”（A Relation Model of Data for Large Shared Data Banks）,在文中解释了关系模型，定义了某些关系代数运算，研究了数据的函数相关性，定义了关系的第三范式，从而开创了数据库的关系方法和数据规范化理论的研究，为关系数据库技术奠定了理论基础。 他因此获得了1981年的图灵奖。,7,20世纪80年代以来，计算机厂商新推出的数据库管理系统几乎都支持关系模型，非关

4、系系统的产品也都加上了关系接口。 关系数据库已成为目前应用最广泛的数据库系统，如现在广泛使用的小型数据库系统Foxpro、Access，大型数据库系统Oracle、Informix、Sybase、SQL Server等都是关系数据库系统。,8,1.关系数据模型的数据结构,在用户观点下，关系模型中数据的逻辑结构是一张二维表，它由行和列组成。,9,关系模型的基本概念,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。,10,关系模型的基本概念,码（Key） 表中的

5、某个属性（组），它可以唯一确定一个元组，使表中记录具有唯一性的字段称为关键字。 域（Domain） 属性的取值范围。 分量 元组中的一个属性值。 关系模式 对关系的描述 关系名（属性1，属性2，属性n） 学生（学号，姓名，年龄，性别，系，年级）,11,如果表中有多个关键字，则可以选定其中一个作为主关键字（简称主键）。 如果表中只有一个关键字，它也是主关键字。 如果表中的一个字段不是本表的主键，但它是另一个表的主键，则这个字段称为外部关键字，简称外键。 主键具有不能输入重复值且不能为空（就是不输入任何值）的特点。,12,关系数据模型的数据结构(续）,实体及实体间的联系的表示方法 实体型：直接用关

6、系（表）表示。 属性：用属性名表示。 联系：用关系表示。,13,关系数据模型的数据结构（续）,关系必须是规范化的，满足一定的规范条件 最基本的规范条件：关系的每一个分量必须是一个不 可分的数据项。,14,关系的特点,在关系模型中，关系即表的建立是有一定的要求的： （1）同一表中不能出现相同的字段名。 （2）同一表中不能出现两个完全相同内容的记录。 （3）表中行的次序无关紧要。 （4）表中列的次序无关紧要。 （5）表必须规范化。即关系数据库中每一个表都必须满足一定的要求，下面再述。,15,表间联系及其种类,（1）一对一：表A中的记录和表B的记录是一一对应的。例：分别设表A、表B中学号为主键，则两

7、个表中的学号都不能输入重复的学号，所以，表A、B通过学号建立的联系就是一对一的。 （2）一对多：如果设表A中学号为主键，而表B中的学号不设为主键，则表A中的学号都不能输入重复的学号而表B可以，表A、B通过学号建立的联系就是一对多的。 （3）多对多：如果设表A、B中的学号都不设为主键，则表A、B通过学号建立的联系就是多对多的了。,16,数据的完整性,（1）实体完整性。也可以理解为表中数据的完整性。在Access中，当我们希望用户输入某一个关键字段（如：身份证号码）时不允许为空即不输入且不允许输入重复的号码，可以把身份证号码设置为主键，这样就可以保证数据是完整的了。所以说，实体完整性是通过主键实现

8、的。,17,（2）参照完整性。当我们把成绩表和学生情况表建立关系并实施参照完整性时，成绩表学号，课程名称，中的“学号”就只能输入学生情况表中已输入的“学号”，这样就可以保证数据库中的数据的完整，要不然可能出现一个学生有了成绩，但没有他的基本情况。所以说，参照完整性是通过外键实现的。 （3）用户定义完整性：由用户针对某一具体数据库的约束条件，定义完整性。例如:性别只能是“男”或“女”两种可能，年龄的取值只能限制在O200之间才合乎情理等。,18,(四)表的规范化,一、规范（范式）和表的规范化概念 在关系数据库中，对表的设计有一定的条件要求，或者说要满足一定的规范（也称范式），否则，在应用中会产生

9、很多弊病。 前面提过：确定字段的原则之一是该字段是不能再分割的，如果一个表中的所有字段都是不能再分割的，那么，它就是一个满足第一范式（简记为1NF）的表。,19,满足第一范式是表的最低要求，不满足第一范式要求的数据库（表）就不能称之为关系数据库。 在此基础上满足更高要求的称为第二范式，简记为2NF，其余依此类推，还有第三范式（3NF）、BC范式（BCNF）、第四范式（4NF）、第五范式（5NF）。BCNF可以看作是修正了的第三范式。,20,把表从低范式，通过投影运算转换成若干高一级范式的过程，叫做表的规范化。 一般地说，表满足的范式级别越高，设计的表越是规范，表的质量越高，数据的冗余度越小，共

10、享性越高，所占的存储空间越少，并将数据的不一致性减少到最低程度，这也是对表进行规范化的目的。但是，高范式的数据库查询起来比较复杂。所以，不应一味追求高范式，一般满足第三范式或BC范式就可以了。,21,1、第一范式（1NF）,思考：上个表满足第一范式吗？,22,如果不把它进行规范化，即转换成满足第一范式的表，将会产生很多问题，如：删除异常，即本来只想删除成绩的，不得不把课程号和课程名也删除了！ 转换的方法就是把可以拆分的字段进行拆分，即把选修课程成绩分解成3个字段：课程号，课程名，成绩。变成下面满足第一范式的表：,23,表二 满足第一范式的表,24,2、第二范式（2NF）,25,表二中存在以下的

11、问题： l 问题1：数据冗余度大。张丽选几门课程，都必须输入所有几个她的相关信息，同时，如果有几千个人选修高等数学课，就得输入几千个“高等数学”。如果要修改“高等数学”这个课程名称，对于几千个课程名中，只要漏改一个，将造成数据的不一致性。,26,l问题2：删除异常。我们知道，这个表中的关键字为学号和课程号，它们不能为空值，而当李锋退学时，不可能只删除李锋的学号和姓名，只能删除了李锋的整条记录，这时相应的课程号为C004的法律也被删除，如果这个表中只有李锋一人选法律课，该记录删除后，下次将无法查询法律课的课程号。,27,l 问题3：插入记录异常。与删除异常相似，如果李锋刚入学，还没有选修任何一门

12、课程，无法知道他选修的课程号，而课程号为关键字，不能为空，因此，李锋这个记录也不能输入。,28,造成出现这些问题的原因是因为这个表不满足第二范式。 如何判断一个表是否满足第二范式呢，判断方法是： （1）找出表的关键字。 （2）如果只有一个关键字，若每一个非关键字都依赖于这个关键字，则表满足第二范式，否则不是。,29,关系模式中的各属性之间相互依赖、相互制约的联系称为数据依赖。 数据依赖一般分为函数依赖、多值依赖和连接依赖。 其中,函数依赖是最重要的数据依赖。,30,函数依赖 比如描述一个学生的关系，可以有学号（Sno)，姓名(Sname)，系名(Sdept)等几个属性。由于一个学号只对应一个学

13、生，一个学生只在一个系学习。因而当“学号”值确定之后，姓名和该生所在系的值也就被唯一地确定了。就象自变量x确定之后，函数值f(x)也就唯一地确定一样，称Sno函数决定Sname和Sdept或者说Sname,Sdept函数依赖于Sno，记为： Sno Sname， Sno Sdept,31,平凡函数依赖与非平凡函数依赖 在关系模式R(U)中，对于U的子集X和Y， 如果XY，但Y X，则称XY是 非平凡的函数依赖 若 XY，但Y X, 则称XY是 平凡的函数依赖 例: 在关系SC(Sno, Cno, Grade)中， 非平凡函数依赖： (Sno, Cno) Grade 平凡函数依赖： (Sno,

14、Cno) Sno (Sno, Cno) Cno,32,对于任一关系模式，平凡函数依赖都是必然成立的，它不反映新的语义，因此若不特别声明， 我们总是讨论非平凡函数依赖。,33,完全函数依赖与部分函数依赖 在关系模式R(U)中，如果XY，并且对于X的任何一个真子集X，都有 XY, 则称Y完全函数依赖于X，记作X Y。 若XY，即Y不完全函数依赖于X，则称Y部分函数依赖于X，记作X P Y。,34,例: 在关系SC(Sno, Cno, Grade)中， 由于：Sno Grade，Cno Grade， 因此：(Sno, Cno) Grade,35,传递函数依赖,在关系模式R(U)中，如果XY，YZ，且

15、Y X，YX，则称Z传递函数依赖于X。 注: 如果YX， 即XY，则Z直接依赖于X。 例: 在关系Std(Sno, Sdept, Mname)中，有： Sno Sdept，Sdept Mname Mname传递函数依赖于Sno,36,例3：学生（学号，姓名，学院）表是否满足第二范式？ 答：满足。因为，这个表中只有一个关键字即学号，而其他字段（即非关键字）都依赖于学号，也就是说每一个学号只有一个姓名，一个学院与之对应。 例4：学生（学号，姓名，学院，成绩）表是否满足第二范式？ 答：不满足。因为，一个学生可能不只选一门课程，不止一个成绩，也就是说每一个学号不只有一个成绩与之对应，或者说，有一个非关

16、键字段（即成绩）不依赖于学号。,37,（3）如果有两个或两个以上的关键字，那么，把这些关键字看成是一个组合关键字，若每一个非关键字都能完全依赖于组合关键字，则表满足第二范式，否则不是。,38,例5：成绩（学号，课程，成绩）表是否满足第二范式？ 答：满足。因为，非关键字（成绩）完全依赖于组合关键字（学号+课程），即只有一个成绩与（学号+课程）对应，或者说，一个学生选修一门课程，就只能有一个成绩。 例6：成绩（学号，课程，成绩，姓名）表是否满足第二范式？ 答：不满足。因为，非关键字（姓名）不完全依赖于组合关键字（学号+课程），而只是依赖于组合关键字（学号+课程）的一部分即学号。这种依赖关系称为部分依赖。,39,l 定义：如果一个表满足1NF，且每一个非关键字都完全依赖于关键字，则这个表满足第二范式。 l 第一范式转换成第二范式的方法： 找出依赖关系，将能完全依赖于主键的字段从表中提取出来，同主键一起组成一个新的关系。,40,例7：表二(学号，姓名，学院，地址，课程号，课程名，成绩）的依赖关系如下： 显然，不满足2NF。