数据库原理和应用

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1、目录一、课程综述 2第一章 绪论 3第二章 关系数据库 3第三章 关系数据库标准语言 SQL 4第四章 数据库安全性 4第五章 数据库完整性 5第六章 关系数据理论 5第七章 数据库设计 6第八章 数据库编程 6第九章 关系查询处理和查询优化 7第十章 数据库恢复技术 7二、学习心得与体会 8三、ER模型101、基本概念 102、E-R 模型的结构 11E-R 模型的构成成分是实体集、属性和联系集，其表示方法如下： 11因此， E-R 模型也称为 E-R 图。 113、E-R 模型对几种特殊的实体联系的表示 114、E-R 模型的特点 135、ER 图的设计方法： 146、设计实例： 14四、

2、研究与应用 参考文献 19一、课程综述数据库是数据管理的最新技术，是计算机科学的分支。数据库具 有数据结构化、最低冗余度、较高的程序与数据独立性、易于扩充、 易于编制应用程序等优点，较大的信息系统都是建立在数据库设计之 上的。本课程系统地介绍数据库的基础理论、数据库系统设计与数据库 应用技术三方面的内容。数据库基础理论知识部分主要内容包括 绪 论、关系理论、SQL语言及其操作、关系规范化、与保护。数据库系 统设计部分详细介绍的、概要设计、详细设计和物理设计。数据库原 理及应用以数据库系统的核心一一DBMS的出现背景为线索，引出数 据库的相关概念及数据库的整个框架体系，理顺数据库原理、应用与 设

3、计之间的有机联系。数据库理论基础，系统设计与应用技术，三者 逐次递进，将数据库从原理走向了应用层面。本课程主要有十章内容，每个章节都从不同的某个方面介绍了数据库的相关知识。第一章 绪论本章从数据这个最基本的概念入手，介绍了数据处理中常用的实 体集、实体和属性，文件、记录和数据项等基本概念，同时指出技术 是用于数据处理的技术，技术的核心是管理系统，介绍了 DBMS的功 能和组成，特别是介绍了数据字典，以期帮助理解DBMS的复杂功能， 同时简单介绍流行的关系型DBMS，同时也简单地介绍了系统的各个 部分的作用及相互的关系，是我们对系统从总体上有所认识。随着介绍了数据管理技术的发展阶段,着重说明中数

4、据的三 级模式和二级映射的组织方式，以阐述技术和文件系统的本质区别， 同时为技术的特点做铺垫。还从数据模型是对现实世界的事物及其联 系的模拟和抽象的基本观点出发，分两类介绍常用的数据模型：一类 是和无关的概念模型一一ER模型，主要用于设计；另一类是面向 的实施模型一一层次模型、网络模型及关系模型，它们不仅描述了的 逻辑结构也描述了高层的物理结构。第二章 关系数据库本章主要是讲解关系模型的基本概念，即关系模型的数据结构、 关系操作和关系的完整性。关系数据库系统是支持关系模型的数据库系统，关系模型由三个 部分组成：关系数据结构、关系操作集合、关系完整性约束，其中关 系数据结构包括关系的形式化定义及

5、有关概念。另外几节则讲解了关 系代数，关系演算，重点讲述了关系代数中的各种运算，元组关系演 算语言，怎样使用这些语言完成各种数据操纵。本章从具体到抽像，先讲解了实际的语言ALPHA和QBE，然后是 元组的关系演算。第三章关系数据库标准语言SQL本章主要是详细介绍了 SQL，并对关系数据库的基本概念作进一 步讲述。SQL，即结构化查询语言，是关系数据库的标准语言，它是一个 通用的、功能极强的关系数据库语言，具有综合统一、高度非过程化、 面向集合的操作方式、以同一种语法结构提供多种使用方式、语言简 洁、易学易用等特点。本章系统而详尽的讲解了数据定义、数据查询、 数据更新、数据控制四部分。第四章 数

6、据库安全性数据库的特点之一就是DBMS提供统一的数据保护功能来保证数 据的安全可靠性和正确有效性。数据库的数据保护包括数据的安全性 和数据的完整性。数据的安全性是保护数据库以防止不合法的使用所造成的的数 据泄露、更改或破坏。实现数据库的系统安全性的技术和方法有多种， 最重要的是存取控制技术、视图技术和审计技术。自主存取功能一般 是通过SQL的GREATE USER来实现得。随着计算机的网络的发展，数据的共享日益加强，数据的安全保 密越来越重要。第五章数据库完整性本章为我们详尽的介绍了数据库完整性的概念和相关知识。数据 库的完整性是指数据的正确性和相容性，它是为了防止数据库中存在 不符合语义的数

7、据，即是防止数据库中存在不正确的的数据。在RDBMS完整性实现的机制中，包括完整性约束定义机制、完整 性检查机制和违背完整性约束条件时RDBMS应采取的动作等。在关系 系统中，最重要的完整性约束是实体完整性和参照完整性，其它完整 性的约束条件则可归入用户定义的完整性。这些数据库的完整性的定 义一般由SQL的DDL语句来实现。第六章关系数据理论本章讨论的是关系数据理论，并从数据库逻辑设计中如何构造一 个好的数据库模式这一问题发出，阐明了关系规范化理论研究的实际 背景，另外还介绍了规范化理论，讨论各种规范式及可能存在的插入、 删除的毛病，并直观的描述解决办法。规范化理论为数据库设计提供了理论的指南

8、和工具，但仅仅是指 南和工具。并不是规范化程度越高，模式就越好，而是我们必须结合 应用环境和现实世界的具体情况合理的选择数据库模式。第七章 数据库设计本章讨论数据库的设计方法和技术，主要讨论教基于RDBMS的关 系数据库设计的问题。数据库设计是指对于一个给定的应用环境，构造优化的数据库逻 辑模式和物理结构，并据此建立数据库及其应用系统。它具有三分 技术，七分管理，十二分基础依据”以及结构设计和行为设计相结合 的特点。本章运用实例详细地介绍了数据库设计各个阶段的目标、方 法、注意事项。其中重点是概念结构的设计和逻辑结构的设计，这也 是数据库设计过程中最重要的两个环节。第八章 数据库编程本章讲解应

9、用系统如何使用编程方法对数据库进行操纵的技术。 ODBC 提出的目的是为了提高应用系统与数据库平台的独立性，使用 ODBC 使得应用系统的移植变得容易，当一个应用系统从一个数据库 平台移植到另一个数据库平台时只要改换ODBC至RDBMS驱动程序就 行了。使用ODBC可以使得应用系统的开发与数据库平台的选择、数据库设计等工作并行进行。你可以在现有的数据库平台上开发应用系 统，然后方便移植到选择的数据库平台上，从而大大缩短整个系统的 开发时间。第九章 关系查询处理和查询优化本章介绍关系数据库的查询优化技术。首先介绍的是 RDBMS 的查 询处理步骤，然后介绍查询优化技术。查询优化分为代数优化和物理

10、 优化；代数优化是指关系代数表达式的优化；物理优化是指存取路径 和底层操作算法的选择。查询处理是RDBMS的核心，而查询优化又是查询处理的关键技 术。其中查询语句是 RDBMS 语言处理和技术中最重要、最复杂的部分。 通过这一章的学习，我初步了解了 RDBMS的查询处理的基本步骤，查 询优化的概念、基本方法。第十章 数据库恢复技术本章讨论的是事务处理技术。事物是处理一系列的数据库操作， 是数据库应用程序中的基本逻辑单元。它主要包括数据恢复技术和并 发控制技术，数据库恢复机制和并发控制机制是数据库管理系统中的 重要组成部分。保证数据的一致性是对数据库的最基本的要求。为了保证事物的 原子性、一致性

11、于持续性，DBMS必须对事物故障、系统故障和介质 故障进行恢复。数据库转存和登记日志是恢复中最经常使用的技术。 恢复的基本原理就是利用储存在后备副本，日志文件和数据库镜像中 的冗余数据来重建数据库。二、学习心得与体会在刚开始选课的时候就注意到了这门课程，觉得它的应用范围比 较广泛，能够学以致用，所以毫不犹豫的选择了这门课。刚学了数据 库这门课，对这门课的第一印象是学起来应该挺轻松的。但是对数据 库这门课并没有系统而具体的认识，也只是有一些懵懂的感知，然而 在学习这门课的过程中，在对数据库的了解过程中，慢慢对数据库有 了感观。数据库这一词并不是很难想象，并不是像外人看来很神奇 学习这门课程不仅可

12、以增加自己的知识储备，扩展自己的专业方向 另外还可以增强我的实践技能，对于我的日常生活也是相当的有用 的。经过一个学期的数据库课程的学习，我掌握了创建数据库以及对 数据库的操作的基础知识。数据库这门课涉及到以前的知识不多，是 一门从头学起的课程，即使基础不是很好，只要认真听讲、复习功课， 还是一门比较容易掌握的课。课堂上讲的知识比较理论化，如果不动手就无法将知识转化为技 能，而动手去做能够让我们将学过的知识在实践中运用，找到知识漏 洞，并且能学到更多关于实际操作的知识和技巧，并且培养了我们的 自学能力。因此，除了基础知识的学习，上机练习对于自己来说才会 最为重要的，因为个人觉得学以致用比学会更

13、有效，在上机的过程中 自己才最为真实地感受了数据库，怎样去建立数据库系统、去应用它， 也在上机练习中了解了数据库课程学习中的一些抽象的概念。我们的选课系统，教务系统等等，这些我们学习生活中无处不 在的东西就隐藏着数据库的应用，因而通过对数据库的学习，我也明 白了各行各业都离不开数据库，也明白了数据库这门课的广泛性，如 果能够认真学好它，那么将来不管是在自己的工作中还是自己的生活 中都是百利而无害的。虽然刚开始学习的时候，很多刚接触的名词搞 得自己一头雾水，但是学习久了也就明白了。这门课的学习使自己收获了很多，其中最为重要的莫过于建立 数据库系统。三、ER模型1、基本概念E-R模型（实体-联系模

14、型）提供不受任何DBMS约束的面向用 户的表达方法，在数据库设计中被广泛用作数据建模的工具 。该 模型现已广泛应用于数据库设计中，该模型通过E-R图表示实体集及实体集之间的联系，用于实现数据的第一次抽象，即把现实世界转换 为信息世界。在设计数据库时，人们往往把 E-R 图作为中间步骤，用 E-R图准确地反映出信息，再从E-R图构造出实施数据模型，从而使 问题变得简单，不易犯错。2、E-R模型的结构E-R模型的构成成分是实体集、属性和联系集，其表示方法如下：（1）实体集用矩形框表示，矩形框内写上实体名。（2）实体的属性用椭圆框表示，框内写上属性名，并用无向边与其实体集相连。（3）实体间的联系用菱

15、形框表示，联系以适当的含义命名，名字写在菱形框中，用无向连线将参加联系的实体矩形框 分别与菱形框相连，并在连线上标明联系的类型，即 11、1N 或 MN。因此，E-R模型也称为E-R图。3、E-R模型对几种特殊的实体联系的表示E-R模型在表示复杂实体和实体之间的复杂联系方面有较强 的能力。除了可以明确表示二个实体集之间1 1、1N或MN 的联系。还可以：（1）表示三个以上的实体集之间的联系。例如，一个售货员（Salesperson ）可以将多种商品（Goods） 售给一个顾客（Customer ），而一个售货员也可以将 一种商品售给多个顾客；一个顾客的一种商品可以由 多个售货员经售。售货员、商品和顾客三个实体集之 间的联系是多对多的三元联系。（2）表示一个实体集内部的联系例如，雇员（EMP）这个实体集中，总经理下设多个部门经 理，而部门经理下面有多个雇员。因此，雇员这个实 体集中实体之间存在一对多的联系。（3）表示二个实体集之间的多种联系例如，雇员（EMP ）和设备（EQUIP ）之间可以有多种联系，一种联系是一个设备可以由多个雇员操作（operation），另一种联系是一个雇员可以维修（maintain）多个设备。作E-R图的步骤：（1）确定实体和实体的属性（2 ）确定实体之间的联系及联系的类型（3