《数据库应用——电子商务 教学课件 ppt 作者 王光明 第三章》由会员分享，可在线阅读，更多相关《数据库应用——电子商务 教学课件 ppt 作者 王光明 第三章（43页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、数据库应用电子商务,第三章 关系数据库理论,第一节 关系数据库基本概念 第二节 关系模型概述 第三节 数据库逻辑设计实例,2019年5月22日,数据库应用电子商务,2,第一节 关系数据库基本概念,第一节 关系数据库基本概念 一、 数据库系统的三级模式结构,2019年5月22日,数据库应用电子商务,3,数据视图可分为三个层次： 外部层(视图层)：数据的局部逻辑视图，是针对局部用户描述的数据库的部分内容，是用户看到的和直接操作的数据视图，也称用户个人视图。 概念层：数据的全局逻辑视图，也称全体用户视图。 内部层：是数据的物理存储层，是数据库的整体内部视图。也称内视图。,第一节 关系数据库基本概念,
2、2019年5月22日,数据库应用电子商务,4,物理数据是指存储在计算机存储设备上的数据，对它的描述是指在存储设备上的存储方式。通常用（操作系统）文件结构、文件类型、（文件）记录来描述。 逻辑数据是用户或应用程序中操作的数据形式，是数据的抽象的逻辑结构和联系。通常用（逻辑）数据结构、表等描述。,第一节 关系数据库基本概念,2019年5月22日,数据库应用电子商务,5,与三层数据视图相对应，数据模式也分为三个层次：外部层、概念层和内部层。对应的三种模式为外(子)模式、概念模式和内(物理)模式。,第一节 关系数据库基本概念,2019年5月22日,数据库应用电子商务,6, 外模式：对数据库局部逻辑结构
3、的描述。每个应用程序或用户对应不同的外模式。外模式是用户与数据库系统的接口，用户使用数据操纵语言DML语句对数据库进行操作，实际上是对外模式描述的数据进行操作。外模式是概念模式的子集。,第一节 关系数据库基本概念,2019年5月22日,数据库应用电子商务,7, 概念模式：对数据库全局逻辑结构的描述，也称为逻辑模式。概念模式包括概念实体的类型、实体之间的联系、数据完整性约束等。概念模式独立于数据的物理存储结构，是所有用户共同的逻辑数据视图。概念模式是现实世界和数据存储之间的纽带。 内模式：对数据库数据物理存储结构内容的描述。它定义所有的数据存储和访问控制方面的细节，包括记录类型、文件组织方式、索
4、引组织方式等，由DBMS完成概念模式和内模式之间的映射关系。,第一节 关系数据库基本概念,2019年5月22日,数据库应用电子商务,8,数据模式的三个层次：外部层、概念层和内部层，构成数据库系统的三级模式结构，如图3- 2所示。,第一节 关系数据库基本概念,2019年5月22日,数据库应用电子商务,9,二、数据库系统的两层映射 数据库管理系统提供的两层映射功能，即外模式和概念模式的映射，概念模式和内部模式的映射。,第一节 关系数据库基本概念,2019年5月22日,数据库应用电子商务,10,外模式和概念模式的映射，定义了外模式和概念模式之间的对应关系，通常在外模式中给出描述。这层映射的作用是实现
5、逻辑数据的独立性。 概念模式和内部模式的映射，存在于概念层。这层映射的作用是实现物理数据的独立性。,第一节 关系数据库基本概念,2019年5月22日,数据库应用电子商务,11,数据库的三层模式结构的好处在于： 保证了数据的独立性：概念模式和内模式分开，保证数据的物理独立性，把外模式和概念模式分开，保证数据逻辑的独立性 简化用户接口：用户只要按照外模式编写应用程序就可以访问数据库。 有利于数据共享：所有用户使用统一概念模式导出的不同外模式，减少数据冗余，有利于多种应用程序间共享数据。 有利于数据安全保密：每个用户只能操作属于自己的外模式数据视图，不能对数据库其他部分进行修改，保证了数据安全性。,
6、第一节 关系数据库基本概念,2019年5月22日,数据库应用电子商务,12,一、关系数据库的相关术语 （一） 关系模式的形式化定义 对某一类数据的结构、属性、联系和约束的描述称为数据模式。 关系模式（Relation Schema）是对一个关系的描述。 关系模式的形式化表示为： R（U,F） 或R（U）。 其中： R：关系名； U：关系R的属性名集合，每个属性值来自于相应的属性域D。 F：属性集合U上的一组数据依赖集合。 当且仅当U上的一个关系r，满足数据依赖关系F时，r称为关系模式R（U,F）的一个关系。 关系模式R对应的当前值r是元组的集合，r称为关系或关系实例。r通过增删等操作在不断的变
7、化，而关系模式R是相对稳定的。,第二节 关系模型概述,2019年5月22日,数据库应用电子商务,13,（二） 数据依赖。 数据依赖是指一个关系中属性值的相等与否体现出来的数据间的相互关系。它是现实世界中属性间相互关联的抽象，是数据内在的性质，是语义的体现。 最重要的是函数依赖（Functional Dependency，简称FD）和多值依赖（Multivalued Dependency，简称MVD）。,第二节 关系模型概述,2019年5月22日,数据库应用电子商务,14,（三） 函数依赖 所谓函数依赖是指一个或一组属性的值可以决定其它属性的值。例如，一个学生的学号可以决定一个学生的姓名；一个学
8、生的学号和他所选课程的课程号可以决定他这门课的成绩。 一个函数依赖要能成立，不但要求关系的当前值都能满足函数依赖条件，而且要求关系的任一可能值都能满足函数依赖条件。 函数依赖存在与否，完全取决于数据的语义。,第二节 关系模型概述,2019年5月22日,数据库应用电子商务,15,二、关系数据库完整性 关系模型的完整性规则是对关系的某种约束条件。 关系模型中可以有四类完整性约束： 实体完整性 域完整性 引用完整性 用户自定义完整性。,第二节 关系模型概述,2019年5月22日,数据库应用电子商务,16,（一） 实体完整性 实体完整性是指表中行的完整性。要求表中的所有行都有唯一的标识符，称为主关键字
9、。 实体完整性规则规定:基本关系的所有主关键字对应的主属性都不能取空值。 对于实体完整性，有如下规则： 实体完整性规则针对基本关系。一个基本关系表通常对应一个实体集。例如，学生关系对应学生集合。 现实世界中的实体是可以区分的，它们具有一种唯一性质的标识。例如，学生的学号，教师的职工号等。 在关系模型中，主关键字作为唯一的标识，且不能为空,第二节 关系模型概述,2019年5月22日,数据库应用电子商务,17,(二) 域完整性 域完整性指列的值域的完整性。如数据类型、格式、值域范围、是否允许空值等。 域完整性限制了某些属性中出现的值，把属性限制在一个有限的集合中。例如，如果属性类型是整数，那么它就
10、不能是101.5或任何非整数。,第二节 关系模型概述,2019年5月22日,数据库应用电子商务,18,（三）引用完整性 引用完整性指被引用表中的主关键字和引用表中的外部主关键字之间的关系。如被引用行是否可以被删除等。 外关键字的定义：设FK是基本关系R的一个或一组属性，但不一定是关系R的主关键字。如果FK与基本关系S的主关键字相对应，则称FK是基本关系R的外关键字，并称基本关系R为引用关系，基本关系S为被引用关系。 引用完整性就是定义外关键字与主关键字之间的引用规则。如果要删除被引用的对象，那么也要删除引用它的所有对象，或者把引用值设置为空(如果允许的话)。,第二节 关系模型概述,2019年5
11、月22日,数据库应用电子商务,19,（四） 用户定义完整性 关系数据库系统根据应用环境不同，往往需要一些特殊约束条件，用户定义的完整性是针对某一具体应用领域，对关系数据库提出的约束条件，反映了某一具体应用涉及的数据必须满足的语义要求。,第二节 关系模型概述,2019年5月22日,数据库应用电子商务,20,（五）实现数据完整性的方法 实现数据完整性的方法有如下几种： 在关系模式定义描述中定义数据完整性检查条件； 使用触发器、存储过程实现数据完整性检查； 用其它编程工具编写程序实现数据完整性检查。,第二节 关系模型概述,2019年5月22日,数据库应用电子商务,21,一、第一范式（1NF） 第一范
12、式规定关系的每一个分量必须是一个不可分的数据项。,第二节 关系模型概述,2019年5月22日,数据库应用电子商务,22,例如：设有一关系模式R(S#，C#，G，TN，D)，其中(S#)为学号，C#为课程号，G为成绩，TN为任课教师姓名，D为教师所在系名，这些数据具有下列语义： 1）学号是一个学生的标识，课程号是一门课程的标识。 2） 一位学生所修的每门课程都有一个成绩。 3） 每门课程只有一位任课教师，但一位教师可以教多门课。 4） 教师中没有重名，每位教师只属于一个系。,第二节 关系模型概述,2019年5月22日,数据库应用电子商务,23,下面是一个具体关系实例的数据，如表3- 3： 表3-
13、 3 关系实例1,第二节 关系模型概述,2019年5月22日,数据库应用电子商务,24,该模式在使用过程中有以下几个问题： 1） 数据冗余。例如，教师所在系名对选该教师所开课的所有学生都重复输入一次。 2） 插入异常。由于关系的主键S#, C# 不能为空值，如果一个教师不教课，则这位教师的姓名及所属的系名就不能插入表中。 3） 删除异常。如果所有学生都退选某一门课，则有关该门课的其它数据(任课教师名及所在系名)也将被删除。 4） 修改异常。如果改变一门课的任课教师，则需要修改表中选修该门课程的多行记录，如果部分修改，部分不修改，则会导致数据的不一致。,第二节 关系模型概述,2019年5月22日
14、,数据库应用电子商务,25,上述关系模式之所以是一个不好的关系模式，是因为模式中存在部分函数依赖和传递函数依赖。消除这些部分函数依赖和传递函数依赖，就可以得到一个比较好的关系模式。 根据上述示例说明的语义，找出有下面的函数依赖集合F： F S#, C# G，C#TN，TN D 针对函数依赖集合，运用关系数据库设计理论，可以对上述关系进行分解，得到3个关系模式如下： SCG(S#, C#, G) CTN(C#, TN) TND(TN, D),第二节 关系模型概述,2019年5月22日,数据库应用电子商务,26,上述3个关系可以消除数据冗余，插入异常，删除异常和修改异常等现象。是一个比较好的关系模
15、式。把原来一个关系表的数据分解为三个关系表存放。 具体的关系实例的数据如表3- 4，表3- 5，表3- 6,第二节 关系模型概述,2019年5月22日,数据库应用电子商务,27,表3- 4 关系实例2,第二节 关系模型概述,2019年5月22日,数据库应用电子商务,28,表3- 5 关系实例3,第二节 关系模型概述,2019年5月22日,数据库应用电子商务,29,表3- 6 关系实例4,第二节 关系模型概述,2019年5月22日,数据库应用电子商务,30,二、 第二范式（2NF） 如果关系模式R满足第一范式，且它的任何一个非主属性都完全函数依赖于任一个候选码，则R满足第二范式（简记为2NF）。
16、,第二节 关系模型概述,2019年5月22日,数据库应用电子商务,31,例31：是1NF但不是2NF的关系模式。设有关系模式如下： REPORT(S#, C#, TITLE, LNAME, ROOM#, MARKS), 其中S#是学号，C#是课程号，TITLE为课程名，LNAME是教师名，ROOM#是教室号，MARKS是分数。 关系中的一个元组表示学生s在课程c中的得分为m，课程名为t, 由教师 l 讲授，其教室编号为r。 若每门课只由一位教师讲授，每位教师可讲授多门课程，但只有一个教室，即只在一个教室中讲课，则REPORT的函数依赖如下： (S#, C#) MARKS C#TITLE C#LNAME LNAMEROOM#,第二节 关系模型概述,2019年5月22日,数据库应用电子商务,32,关
