《SQL Server应用教程 教学课件 ppt 作者 郑阿奇 刘启芬 顾韵华 第1章 数据库基本概念和SQL》由会员分享，可在线阅读，更多相关《SQL Server应用教程 教学课件 ppt 作者 郑阿奇 刘启芬 顾韵华 第1章 数据库基本概念和SQL（45页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第1章 数据库基本概念和SQL Server环境,1.1 数据库基本概念,1.2 数据库设计,1.3 数据库应用系统,1.4 SQL Server 2000操作环境,1.1.1数据库,数据库中的数据按一定的数据模型组织、描述和存储，具有较小的冗余度、较高的数据独立性和易扩展性，并可供各种用户使用。简单地说，数据库中的数据具有永久存储、有组织和可共享三个特点。 数据库管理系统一般提供如下功能： (1) 数据定义功能可定义数据库中的数据对象。 (2) 数据操纵功能可对数据库进行基本操作，如：插入、删除、修改、查询。 (3) 数据库的安全保护功能保证只有赋予权限的用户才能访问数据库中的数据。 (4)
2、 数据库的并发控制功能使多个应用程序可在同一时刻并发地访问数据库的数据。 (5) 数据的完整性检查功能保证用户输入的数据应满足相应的约束条件。 (6) 数据库系统的故障恢复功能使数据库运行出现故障时进行数据库恢复，以保证数据库可靠运行。 (7) 在网络环境下访问数据库的功能。 (8) 方便、有效地存取数据库信息的接口和工具。,1.1.1数据库,图1.1 数据库系统的构成,1.1.2关系模型,1数据模型 数据库管理系统根据数据模型对数据进行存储和管理，数据库管理系统采用的数据模型主要有：层次模型、网状模型和关系模型。 层次模型 以树型层次结构组织数据。图1.2为某学校按层次模型组织的数据示例。,
3、图1.2 按层次模型组织的数据示例,1.1.2关系模型, 网状模型 每一个数据用一个节点表示，每个节点与其它节点都有联系，这样数据库中的所有数据节点就构成了一个复杂的网络。图1.3为按网状模型组织的数据示例。,图1.3 按网状模型组织的数据示例,1.1.2关系模型, 关系模型 以二维表格（关系表）的形式组织数据库中的数据。例如：学生成绩管理系统涉及的学生、课程和成绩三个表。“学生”表涉及的主要信息有：学号、姓名、专业名、性别、出生时间、总学分、备注；“课程”表涉及的主要信息有：课程号、课程名、类别、开课学期、学时和学分。“成绩”表涉及的主要信息有：学号、课程号和成绩。 2关系运算 SQL Se
4、rver2000是一个关系数据库管理系统，关系数据库建立在关系模型基础之上，具有严格的数学理论基础。关系数据库对数据的操作除了包括集合代数的并、差等运算之外，更定义了一组专门的关系运算：连接、选择和投影，关系运算的特点是运算的对象和结果都是表。,1.1.2关系模型, 选择(Selection) 选择是单目运算，其运算对象是一个表。该运算按给定的条件，从表中选出满足条件的行形成一个新表作为运算结果。 选择运算的记号为 F(R)。 其中是选择运算符，下标F是一个条件表达式，R是被操作的表。 例如：若要在学生情况表中找出学生表中性别为女的行形成一个新表，则运算式为： F(学生) 上式中F：性别=“女
5、”，该选择运算的结果如表1.4所示。,表1.4 F(学生),1.1.2关系模型, 投影(Projection) 投影也是单目运算，该运算从表中选出指定的属性值组成一个新表，记为：A(R)。 其中A是属性名（即列名）表，R是表名。 例如，在学生表中对学号、姓名和总学分投影，运算式为： 学号，姓名，总学分（学生） 该运算得到如表1.5所示的新表。,表1.5 学号，姓名，总学分（学生）,1.1.2关系模型,1.1.2关系模型,表的选择和投影运算分别从行和列两个方向上分割表，而下面要讨论的连接运算则是对两个表的操作。 连接(JOIN) 连接是把两个表中的行按照给定的条件进行拼接而形成新表，记为：R S
6、 。 F 其中，R、S是被操作的表，F是条件。 例如，若表A和B分别如表1.6和表1.7所示，则A B如表1.8所示，其中： F F为：T1=T3。,表1.6 A表,1.1.2关系模型,表1.7 B表,表1.8 A B F,数据库应用中最常用的是“自然连接”。进行自然连接运算要求两个表有共同属性（列），自然连接运算的结果表是在参与操作两个表的共同属性上进行等值连接后再去除重复的属性后所得的新表。自然连接运算记为：R S ，其中R和S是参与运算的两个表。,1.1.2关系模型,表1.9 A表,表1.10 B表,表1.11 A B,1.2.1概念结构设计,实体集中的实体彼此是可区别的，如果实体集中的
7、属性或最小属性组合的值能唯一标识其对应实体，则将该属性或属性组合称为码。对于每一个实体集，可指定一个码为主码。如果用矩形框表示实体集，用带半圆的矩形框表示属性，用线段连接实体集与属性，当一个属性或属性组合指定为主码时，在实体集与属性的连接线上标记一斜线，则可以用图1.4描述学生成绩管理系统中的实体集及每个实体集涉及的属性。,图1.4 学生和课程实体集属性的描述,1.2.1概念结构设计,1一对一的联系（1 : 1） A中的一个实体至多与B中的一个实体相联系，B中的一个实体也至多与A中的一个实体相联系。例如：“班级”与“正班长”这两个实体集之间的联系是一对一的联系，因为一个班只有一个班长，反过来，
8、一个正班长只属于一个班。“班级”与“正班长”两个实体集的E-R模型如图1.5所示。,图1.5 “班级”与“正班长”实体集E-R模型,1.2.1概念结构设计,2一对多的联系（1 : n） A中的一个实体可以与B中的多个实体相联系，而B中的一个实体至多与A中的一个实体相联系。例如：“班级”与“学生”这两个实体集之间的联系是一对多的联系，因为，一个班可有若干学生，反过来，一个学生只能属于一个班。“班级”与“学生”两个实体集的E-R模型如图1.6所示。,图1.6 “学生”与“班级”两个实体集的E-R模型,1.2.1概念结构设计,3多对多的联系（m : n） A中的一个实体可以与B中的多个实体相联系，而
9、B中的一个实体也可与A中的多个实体相联系。例如：“学生”与“课程”这两个实体集之间的联系是多对多的联系，因为，一个学生可选多门课程，反过来，一门课程可被多个学生选修。“学生”与“课程”两个实体集的E-R模型如图1.7所示。,图1.7 “学生”与“课程”实体集间的E-R模型,1.2.2 逻辑结构设计,用E-R图描述学生成绩管理系统中实体集与实体集之间的联系，目的是以E-R图为工具，设计关系型的数据库,下面将根据三种联系从E-R图获得关系模式的方法。 1（1 : 1）联系的E-R图到关系模式的转换 对于（11）的联系既可单独对应一关系模式，也可以不单独对应一个关系模式。 (1) 联系单独对应一关系
10、模式，则由联系属性、参与联系的各实体集的主码属性构成关系模式，其主码可选参与联系的实体集的任一方的主码。例如：考虑图1.5描述的“班级(BJ)”与“正班长(BZ)”实体集通过属于(SY)联系E-R模型可设计如下关系模式(下横线表示该字段为主码)： BJ（班级编号，院系，专业名，人数） BZ（学号，姓名） SY（学号，班级编号）,1.2.2 逻辑结构设计,(2) 联系不单独对应一关系模式，联系的属性及一方的主码加入另一方实体集对应的关系模式中。 例如：考虑图1.5描述的“班级(BJ)”与“正班长(BZ)”实体集通过属于(SY)联系E-R模型可设计如下关系模式： BJ（班级编号，院系，专业名，人数
11、） BZ（学号，姓名，班级编号） 或者 BJ（班级编号，院系，专业名，人数，学号） BZ（学号，姓名） 2（1 : n）联系的E-R图到关系模式的转换 对于（1n）的联系既可单独对应一关系模式，也可以不单独对应一个关系模式。 (1) 联系单独对应一关系模式，则由联系的属性、参与联系的各实体集的主码属性构成关系模式，n端的主码作为该关系模式的主码。例如：考虑图1.6描述的“班级(BJ)”与“学生(XS)”实体集E-R模型可设计如下关系模式： BJ（班级编号，院系，专业名，人数） XS (学号，姓名，专业名，性别，出生时间，总学分，备注) SY（学号，班级编号）,1.2.2 逻辑结构设计,(2)
12、联系不单独对应一个关系模式，则将联系的属性及1端的主码加入n端实体集对应的关系模式中，主码仍为n端的主码。例如：图1.6“班级(BJ)”与“学生(XS)”实体集E-R模型可设计如下关系模式： BJ（班级编号，院系，专业名，人数） XS (学号，姓名，专业名，性别，出生时间，总学分，备注，班级编号) 3（m : n）联系的E-R图到关系模式的转换 对于（m : n）的联系，单独对应一关系模式，该关系模式包括联系的属性、参与联系的各实体集的主码属性，该关系模式的主码由各实体集的主码属性共同组成。例如：图1.7描述的“学生(XS)”与“课程(KC)”实体集之间的联系可设计如下关系模式： XS (学号
13、，姓名，专业名，性别，出生时间，总学分，备注) KC（课程号，课程名称，类别，开课学期，学时，学分） XS_KC (学号，课程号，成绩) 关系模式XS_KC的主码是由“学号”和“课程号”两个属性组合起来构成的一个主码，一个关系模式只能有一个主码。 至此，已介绍了根据E-R图设计关系模式的方法，通常这一设计过程称为逻辑结构设计。,1.2.3 数据库物理设计,数据的物理模型即指数据的存储结构，如对数据库物理文件、索引文件的组织方式、文件的存取路径，内存的管理，等。物理模型不仅与数据库管理系统有关，还和操作系统甚至硬件有关，物理模型对用户是不可见的。 从上面看出，按关系模型组织的数据表达方式简洁、直
14、观，插入、删除、修改操作方便，而按层次、网状模型组织的数据表达方式复杂，插入、删除、修改操作复杂。因此，关系模型得到了广泛应用，SQL Server是一个典型的支持关系数据模型的数据库管理系统。,1.3.1 数据库的连接方式,1. ODBC数据库接口 ODBC即开放式数据库互连（Open Database Connectivity），是微软公司推出的一种实现应用程序和关系数据库之间通讯的接口标准。符合标准的数据库就可以通过SQL语言编写的命令对数据库进行操作，但只针对关系数据库。目前所有的关系数据库都符合该标准（如SQL Server，Oracle，Access，Excel等）。ODBC本质上
15、是一组数据库访问API（应用程序编程接口），由一组函数调用组成，核心是SQL语句，其结构如图1.8所示：,图 1.8 ODBC数据库接口,1.3.1 数据库的连接方式,2. OLE DB数据库接口 OLE DB即数据库链接和嵌入对象（Object Linking and Embedding DataBase）。OLE DB是微软提出的基于COM思想且面向对象的一种技术标准，目的是提供一种统一的数据访问接口访问各种数据源，这里所说的“数据”除了标准的关系型数据库中的数据之外，还包括邮件数据、Web上的文本或图形、目录服务(Directory Services)、以及主机系统中的文件和地理数据以及
16、自定义业务对象等。OLE DB标准的核心内容就是提供一种相同的访问接口，使得数据的使用者(应用程序)可以使用同样的方法访问各种数据，而不用考虑数据的具体存储地点、格式或类型，其结构图如图1.9所示：,图1.9 OLE DB数据库接口,1.3.1 数据库的连接方式,3. ADO数据库接口 ADO（ActiveX Data Objects）是微软公司开发的基于COM的数据库应用程序接口，通过ADO连接数据库，可以灵活地操作数据库中的数据。 图1.10展示了应用程序通过ADO访问SQL Server数据库接口。从图中可看出，使用ADO访问SQL Server数据库有两种途径：一种是通过ODBC驱动程序，另一种是通过SQL Server专用的OLE DB Provider，后者有更高的访问效率。,1.3.1 数据库的连接方式,4. ADO.NET数据库接口 ASP.NET 使用 ADO.NET 数据模型。该模型从 ADO 发展而来，但它不只是对 ADO的改进，而是采用了一种全新的技术。主
