第1章數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)知識(shí)

1、教材：教材：SQL Server 2012SQL Server 2012數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用與開發(fā)教程數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用與開發(fā)教程清華大學(xué)出版社清華大學(xué)出版社20152015李春葆等李春葆等 1.1.1 1.1.1 信息與數(shù)據(jù)信息與數(shù)據(jù)l “數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)”是將現(xiàn)實(shí)世界中的各種信息記錄下來(lái)的、可是將現(xiàn)實(shí)世界中的各種信息記錄下來(lái)的、可以識(shí)別的符號(hào)。以識(shí)別的符號(hào)。l 數(shù)據(jù)是信息的載體，是信息的具體表示形式，而信息數(shù)據(jù)是信息的載體，是信息的具體表示形式，而信息是數(shù)據(jù)的內(nèi)涵。是數(shù)據(jù)的內(nèi)涵。l 信息與數(shù)據(jù)是密切相關(guān)聯(lián)的，信息是各種數(shù)據(jù)所包括信息與數(shù)據(jù)是密切相關(guān)聯(lián)的，信息是各種數(shù)據(jù)所包括的意義，數(shù)據(jù)則是載荷信息的物理符號(hào)。的意義

2、，數(shù)據(jù)則是載荷信息的物理符號(hào)。1.1.2 1.1.2 數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理 20 20世紀(jì)世紀(jì)5050年代中期以前，計(jì)算機(jī)主要用于科學(xué)計(jì)算。年代中期以前，計(jì)算機(jī)主要用于科學(xué)計(jì)算。在這一階段，計(jì)算機(jī)除硬件外，沒(méi)有管理數(shù)據(jù)的軟件。在這一階段，計(jì)算機(jī)除硬件外，沒(méi)有管理數(shù)據(jù)的軟件。1.2.1 1.2.1 人工管理階段人工管理階段l 數(shù)據(jù)不保存。數(shù)據(jù)不保存。l 數(shù)據(jù)面向程序。數(shù)據(jù)面向程序。l 編寫程序時(shí)要安排數(shù)據(jù)的物理存儲(chǔ)。編寫程序時(shí)要安排數(shù)據(jù)的物理存儲(chǔ)。此階段的特點(diǎn)：此階段的特點(diǎn)：1.2.2 1.2.2 文件系統(tǒng)管理階段文件系統(tǒng)管理階段 在在2020世紀(jì)世紀(jì)5050年代后期至年代后期至20

3、20世紀(jì)世紀(jì)6060年代中期，計(jì)算機(jī)年代中期，計(jì)算機(jī)外存已有了磁鼓、磁盤等存儲(chǔ)設(shè)備，軟件有了操作系統(tǒng)。外存已有了磁鼓、磁盤等存儲(chǔ)設(shè)備，軟件有了操作系統(tǒng)。 人們?cè)诓僮飨到y(tǒng)的支持下，設(shè)計(jì)開發(fā)了一種專門管人們?cè)诓僮飨到y(tǒng)的支持下，設(shè)計(jì)開發(fā)了一種專門管理數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)軟件，稱之為文件系統(tǒng)。理數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)軟件，稱之為文件系統(tǒng)。此階段的特點(diǎn)：此階段的特點(diǎn)：l 數(shù)據(jù)以文件的形式長(zhǎng)期保存。數(shù)據(jù)以文件的形式長(zhǎng)期保存。l 數(shù)據(jù)的物理結(jié)構(gòu)與邏輯結(jié)構(gòu)有了區(qū)別，但比較簡(jiǎn)單。數(shù)據(jù)的物理結(jié)構(gòu)與邏輯結(jié)構(gòu)有了區(qū)別，但比較簡(jiǎn)單。l 程序與數(shù)據(jù)之間有一定的獨(dú)立性。程序與數(shù)據(jù)之間有一定的獨(dú)立性。1.2.3 1.2.3 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)管理階段

4、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)管理階段 從從2020世紀(jì)世紀(jì)6060年代末期開始，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，年代末期開始，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)據(jù)管理的規(guī)模越來(lái)越大，數(shù)據(jù)量急劇增加，數(shù)據(jù)共享數(shù)據(jù)管理的規(guī)模越來(lái)越大，數(shù)據(jù)量急劇增加，數(shù)據(jù)共享的要求越來(lái)越高。這時(shí)磁盤技術(shù)取得了重要進(jìn)展，為數(shù)的要求越來(lái)越高。這時(shí)磁盤技術(shù)取得了重要進(jìn)展，為數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的發(fā)展提供了物質(zhì)條件。據(jù)庫(kù)技術(shù)的發(fā)展提供了物質(zhì)條件。 人們開發(fā)出了一種新的、先進(jìn)的數(shù)據(jù)管理方法，將人們開發(fā)出了一種新的、先進(jìn)的數(shù)據(jù)管理方法，將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中，由數(shù)據(jù)庫(kù)管理軟件對(duì)其進(jìn)行管理。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中，由數(shù)據(jù)庫(kù)管理軟件對(duì)其進(jìn)行管理。此階段的特點(diǎn)：此階段的特點(diǎn)：l 數(shù)據(jù)共

5、享。數(shù)據(jù)共享。l 面向全組織的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化。面向全組織的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化。l 數(shù)據(jù)獨(dú)立性。數(shù)據(jù)獨(dú)立性。l 可控?cái)?shù)據(jù)冗余度?？煽?cái)?shù)據(jù)冗余度。l 統(tǒng)一數(shù)據(jù)控制功能。統(tǒng)一數(shù)據(jù)控制功能。數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)和文件系統(tǒng)的區(qū)別：數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)和文件系統(tǒng)的區(qū)別： 1.3.1 1.3.1 數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)庫(kù)是至少符合以下特征的數(shù)據(jù)集合：數(shù)據(jù)庫(kù)是至少符合以下特征的數(shù)據(jù)集合：l 數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)是按一定的數(shù)據(jù)模型來(lái)組織的，而不數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)是按一定的數(shù)據(jù)模型來(lái)組織的，而不是雜亂無(wú)章的。是雜亂無(wú)章的。l 數(shù)據(jù)庫(kù)的存儲(chǔ)介質(zhì)通常是硬盤、磁帶和光盤等，故可數(shù)據(jù)庫(kù)的存儲(chǔ)介質(zhì)通常是硬盤、磁帶和光盤等，故可大量地、能夠地存儲(chǔ)及高效地使用。大量地、能夠

6、地存儲(chǔ)及高效地使用。l 數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)能為眾多用戶所共享，能方便地為不數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)能為眾多用戶所共享，能方便地為不同的應(yīng)用服務(wù)。同的應(yīng)用服務(wù)。l 數(shù)據(jù)庫(kù)是一個(gè)有機(jī)的數(shù)據(jù)集成體，它由多種應(yīng)用的數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)是一個(gè)有機(jī)的數(shù)據(jù)集成體，它由多種應(yīng)用的數(shù)據(jù)集成而來(lái)，故具有較少的冗余、較高的獨(dú)立性。據(jù)集成而來(lái)，故具有較少的冗余、較高的獨(dú)立性。數(shù)據(jù)庫(kù)的結(jié)構(gòu)可以分為數(shù)據(jù)庫(kù)的結(jié)構(gòu)可以分為3 3個(gè)層次：個(gè)層次：1.3.2 1.3.2 數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng) 數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)（數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)（Data Base Management SystemData Base Management System，DBMSDBM

7、S）是由一組程序構(gòu)成，其主要功能是完成對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)）是由一組程序構(gòu)成，其主要功能是完成對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)定義和數(shù)據(jù)操作，提供給用戶一個(gè)簡(jiǎn)明的接口，實(shí)現(xiàn)事務(wù)據(jù)定義和數(shù)據(jù)操作，提供給用戶一個(gè)簡(jiǎn)明的接口，實(shí)現(xiàn)事務(wù)處理等。處理等。 這樣，可以把對(duì)這樣，可以把對(duì)“存儲(chǔ)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)”的管理、維護(hù)和使用的復(fù)的管理、維護(hù)和使用的復(fù)雜性都轉(zhuǎn)嫁給雜性都轉(zhuǎn)嫁給DBMSDBMS，以方便數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的開發(fā)。，以方便數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的開發(fā)。1. DBMS1. DBMS的主要功能的主要功能l 數(shù)據(jù)庫(kù)定義功能。數(shù)據(jù)庫(kù)定義功能。l 數(shù)據(jù)操作功能。數(shù)據(jù)操作功能。l 數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)行管理功能。數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)行管理功能。l 數(shù)據(jù)的組織、管理和存儲(chǔ)。數(shù)據(jù)的組

8、織、管理和存儲(chǔ)。l 數(shù)據(jù)庫(kù)的建立和維護(hù)功能。數(shù)據(jù)庫(kù)的建立和維護(hù)功能。l 數(shù)據(jù)通信功能。數(shù)據(jù)通信功能。2. DBMS2. DBMS的組成的組成l 語(yǔ)言編譯處理程序。語(yǔ)言編譯處理程序。l 系統(tǒng)運(yùn)行控制程序。系統(tǒng)運(yùn)行控制程序。l 系統(tǒng)建立、維護(hù)程序。系統(tǒng)建立、維護(hù)程序。l 數(shù)據(jù)字典。數(shù)據(jù)字典。3. 3. 主流的主流的DBMSDBMS排名排名DBMSDBMS數(shù)據(jù)庫(kù)模型數(shù)據(jù)庫(kù)模型1 1ORACLEORACLE關(guān)系型關(guān)系型DBMSDBMS2 2MySQLMySQL關(guān)系型關(guān)系型DBMSDBMS3 3SQL ServerSQL Server關(guān)系型關(guān)系型DBMSDBMS4 4PostgreSQLPostgreS

9、QL關(guān)系型關(guān)系型DBMSDBMS5 5MongoDBMongoDB文檔存儲(chǔ)文檔存儲(chǔ)6 6DB2DB2關(guān)系型關(guān)系型DBMSDBMS7 7AccessAccess關(guān)系型關(guān)系型DBMSDBMS8 8SQLiteSQLite關(guān)系型關(guān)系型DBMSDBMS9 9CassandraCassandra列存儲(chǔ)列存儲(chǔ)1010SybabaeSybabae關(guān)系型關(guān)系型DBMSDBMS 據(jù)權(quán)威的據(jù)權(quán)威的DB-ENGINESDB-ENGINES統(tǒng)計(jì)，至統(tǒng)計(jì)，至20142014年年9 9月，排名前月，排名前1010位的位的DBMSDBMS如表如表1.11.1所示。所示。1.3.3 1.3.3 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng) 數(shù)據(jù)庫(kù)系

10、統(tǒng)（數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)（Database SystemDatabase System，DBSDBS）是數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用）是數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)的簡(jiǎn)稱。數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的組成及其各組件之間的關(guān)系如圖系統(tǒng)的簡(jiǎn)稱。數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的組成及其各組件之間的關(guān)系如圖1.61.6所示。所示。數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)庫(kù)操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)DBMSDBMS應(yīng)用程序應(yīng)用程序用戶用戶1 1 用戶用戶2 2用戶用戶n nDBSDBSDBADBA應(yīng)用程序員應(yīng)用程序員n 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)：由硬件和必需的軟件組成。：由硬件和必需的軟件組成。n 數(shù)據(jù)庫(kù)：數(shù)據(jù)庫(kù)：是指數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中集中存儲(chǔ)的一批數(shù)據(jù)的集是指數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中集中存儲(chǔ)的一批數(shù)據(jù)的集合。合。n DBMSDBMS：用于

11、負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)庫(kù)存取、維護(hù)和管理。用于負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)庫(kù)存取、維護(hù)和管理。 n 應(yīng)用程序：應(yīng)用程序：界于用戶和數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)之間，是指完界于用戶和數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)之間，是指完成用戶操作的程序。成用戶操作的程序。n 用戶：用戶：是指存儲(chǔ)、維護(hù)和檢索數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)的使用人是指存儲(chǔ)、維護(hù)和檢索數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)的使用人員。數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中主要有員。數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中主要有3 3類用戶：終端用戶、應(yīng)用類用戶：終端用戶、應(yīng)用程序員和數(shù)據(jù)庫(kù)管理員。程序員和數(shù)據(jù)庫(kù)管理員。 數(shù)據(jù)模型是描述數(shù)據(jù)及其聯(lián)系的模型，是對(duì)現(xiàn)實(shí)世數(shù)據(jù)模型是描述數(shù)據(jù)及其聯(lián)系的模型，是對(duì)現(xiàn)實(shí)世界數(shù)據(jù)特征與聯(lián)系的抽象反映。界數(shù)據(jù)特征與聯(lián)系的抽象反映。1.4.1 1.4.1 三

12、個(gè)世界及其關(guān)系三個(gè)世界及其關(guān)系客觀客觀世界世界概念概念世界世界DBMSDBMS支持的支持的數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)模型認(rèn)識(shí)、分認(rèn)識(shí)、分析和抽象析和抽象描述、規(guī)描述、規(guī)范和轉(zhuǎn)換范和轉(zhuǎn)換現(xiàn)實(shí)世界現(xiàn)實(shí)世界信息世界信息世界機(jī)器世界機(jī)器世界1. 1. 現(xiàn)實(shí)世界現(xiàn)實(shí)世界 現(xiàn)實(shí)世界就是客觀存在的現(xiàn)實(shí)世界，它由事物及其相現(xiàn)實(shí)世界就是客觀存在的現(xiàn)實(shí)世界，它由事物及其相互之間的聯(lián)系組成的。互之間的聯(lián)系組成的。 如學(xué)生成績(jī)管理中，學(xué)生的特征可用學(xué)號(hào)、姓名和性如學(xué)生成績(jī)管理中，學(xué)生的特征可用學(xué)號(hào)、姓名和性別等來(lái)表示。別等來(lái)表示。2. 2. 信息世界信息世界 信息世界是現(xiàn)實(shí)世界在人們頭腦中反映并用文字或符信息世界是現(xiàn)實(shí)世界在人們頭

13、腦中反映并用文字或符號(hào)記載下來(lái)，是人對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的認(rèn)識(shí)抽象過(guò)程，經(jīng)過(guò)選擇、號(hào)記載下來(lái)，是人對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的認(rèn)識(shí)抽象過(guò)程，經(jīng)過(guò)選擇、命名、分類等抽象工作后進(jìn)入信息世界。命名、分類等抽象工作后進(jìn)入信息世界。 信息世界是一種相對(duì)抽象和概念化的世界，它介于現(xiàn)信息世界是一種相對(duì)抽象和概念化的世界，它介于現(xiàn)實(shí)世界和機(jī)器世界之間。實(shí)世界和機(jī)器世界之間。信息世界的基本概念如下：信息世界的基本概念如下：l 實(shí)體：實(shí)體：現(xiàn)實(shí)世界中存在的且可區(qū)分的事物稱為實(shí)體，它現(xiàn)實(shí)世界中存在的且可區(qū)分的事物稱為實(shí)體，它是信息世界的基本單位。實(shí)體可以是人，也可以是物；是信息世界的基本單位。實(shí)體可以是人，也可以是物；可以指實(shí)際的對(duì)象，也可

14、以指某些概念；可以指事物與可以指實(shí)際的對(duì)象，也可以指某些概念；可以指事物與事物間的聯(lián)系。如學(xué)生和一個(gè)學(xué)生選課都是實(shí)體。事物間的聯(lián)系。如學(xué)生和一個(gè)學(xué)生選課都是實(shí)體。l 屬性：屬性：實(shí)體所具有的某方面的特性。一個(gè)實(shí)體可以由若實(shí)體所具有的某方面的特性。一個(gè)實(shí)體可以由若干個(gè)屬性來(lái)刻畫。如公司員工實(shí)體有干個(gè)屬性來(lái)刻畫。如公司員工實(shí)體有“員工編號(hào)員工編號(hào)”、“姓名姓名”、“年齡年齡”、“性別性別”等屬性。再如學(xué)生實(shí)體等屬性。再如學(xué)生實(shí)體有有“學(xué)號(hào)學(xué)號(hào)”、“姓名姓名”和和“性別性別”等屬性。等屬性。l 屬性域：屬性域：屬性域是指屬性的取值范圍，含值的類型。屬性域是指屬性的取值范圍，含值的類型。如姓名的域?yàn)樽?/p>

15、符串集合，性別的域?yàn)槿缧彰挠驗(yàn)樽址希詣e的域?yàn)椤澳心小?、“女女”等。等。l 實(shí)體型：實(shí)體型：具有相同屬性的實(shí)體必須具有共同的特性。具有相同屬性的實(shí)體必須具有共同的特性。用實(shí)體名及其屬性名集合來(lái)抽象和刻畫同類實(shí)體，稱用實(shí)體名及其屬性名集合來(lái)抽象和刻畫同類實(shí)體，稱為實(shí)體型。例如，學(xué)生（學(xué)號(hào)，姓名，性別，班號(hào)）為實(shí)體型。例如，學(xué)生（學(xué)號(hào)，姓名，性別，班號(hào)）就是一個(gè)實(shí)體型。就是一個(gè)實(shí)體型。l 實(shí)體集：實(shí)體集：同型實(shí)體的集合稱為實(shí)體集。如全體學(xué)生就同型實(shí)體的集合稱為實(shí)體集。如全體學(xué)生就是一個(gè)實(shí)體集。是一個(gè)實(shí)體集。l 碼（或關(guān)鍵字）碼（或關(guān)鍵字）：碼是能唯一標(biāo)識(shí)每個(gè)實(shí)體的屬性集。：碼是能唯一標(biāo)識(shí)每

16、個(gè)實(shí)體的屬性集。例如，例如，“學(xué)號(hào)學(xué)號(hào)”是學(xué)生實(shí)體的碼，每個(gè)學(xué)生的學(xué)號(hào)都是學(xué)生實(shí)體的碼，每個(gè)學(xué)生的學(xué)號(hào)都唯一代表了一個(gè)學(xué)生。唯一代表了一個(gè)學(xué)生。3. 3. 機(jī)器世界機(jī)器世界 用計(jì)算機(jī)管理信息，必須對(duì)信息進(jìn)行數(shù)據(jù)化，數(shù)據(jù)用計(jì)算機(jī)管理信息，必須對(duì)信息進(jìn)行數(shù)據(jù)化，數(shù)據(jù)化后的信息成為機(jī)器世界的是數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)是能夠被計(jì)算化后的信息成為機(jī)器世界的是數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)是能夠被計(jì)算機(jī)識(shí)別、存儲(chǔ)并處理的。機(jī)識(shí)別、存儲(chǔ)并處理的。 數(shù)據(jù)化了的信息世界稱之為機(jī)器世界。數(shù)據(jù)化了的信息世界稱之為機(jī)器世界。機(jī)器世界的基本概念如下：機(jī)器世界的基本概念如下：l 數(shù)據(jù)項(xiàng)（或字段）數(shù)據(jù)項(xiàng)（或字段）：標(biāo)記實(shí)體屬性的命名單位，是數(shù)據(jù)：標(biāo)記實(shí)體屬

17、性的命名單位，是數(shù)據(jù)庫(kù)中的最小信息單位。庫(kù)中的最小信息單位。l 記錄記錄：字段值的有序集合。：字段值的有序集合。l 記錄型記錄型：字段名的有序集合。：字段名的有序集合。l 文件文件：同類記錄的集合。對(duì)應(yīng)于實(shí)體集。：同類記錄的集合。對(duì)應(yīng)于實(shí)體集。l 碼（或關(guān)鍵字）碼（或關(guān)鍵字）：能唯一標(biāo)識(shí)文件中每個(gè)記錄的字段或：能唯一標(biāo)識(shí)文件中每個(gè)記錄的字段或字段集。字段集。 三個(gè)世界的術(shù)語(yǔ)雖各不相同，但存在對(duì)應(yīng)關(guān)系。三個(gè)世三個(gè)世界的術(shù)語(yǔ)雖各不相同，但存在對(duì)應(yīng)關(guān)系。三個(gè)世界術(shù)語(yǔ)之間的關(guān)系如圖界術(shù)語(yǔ)之間的關(guān)系如圖1.81.8所示。所示。10031003事物（學(xué)生）、特征（學(xué)號(hào)、姓名、性別、班號(hào)等）事物（學(xué)生）、特

18、征（學(xué)號(hào)、姓名、性別、班號(hào)等）記錄型記錄型記記錄錄集集實(shí)實(shí)體體集集實(shí)體型實(shí)體型現(xiàn)實(shí)世界現(xiàn)實(shí)世界學(xué)生學(xué)生學(xué)號(hào)學(xué)號(hào)姓名姓名性別性別出生日期出生日期班號(hào)班號(hào)學(xué)生學(xué)生1 1101101李軍李軍男男1993-2-201993-2-20學(xué)生學(xué)生2 2103103陸君陸君男男1991-6-31991-6-310011001學(xué)生學(xué)生3 3105105匡明匡明男男1992-10-201992-10-2010011001學(xué)生學(xué)生4 4107107王麗王麗女女1993-1-231993-1-2310031003學(xué)生學(xué)生5 5108108曾華曾華男男1993-9-11993-9-110031003學(xué)生學(xué)生6 6109

19、109王芳王芳女女1992-2-101992-2-1010011001屬性屬性信息世界信息世界數(shù)據(jù)項(xiàng)數(shù)據(jù)項(xiàng)機(jī)器世界機(jī)器世界實(shí)體實(shí)體記錄記錄 從現(xiàn)實(shí)世界到概念模型的轉(zhuǎn)換是由數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)人員從現(xiàn)實(shí)世界到概念模型的轉(zhuǎn)換是由數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)人員完成的，從概念模型對(duì)數(shù)據(jù)模型的轉(zhuǎn)換可以由數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)完成的，從概念模型對(duì)數(shù)據(jù)模型的轉(zhuǎn)換可以由數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)人員完成，也可以由數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)工具協(xié)助設(shè)計(jì)人員完計(jì)人員完成，也可以由數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)工具協(xié)助設(shè)計(jì)人員完成，從數(shù)據(jù)模型對(duì)物理模型的轉(zhuǎn)換一般是由成，從數(shù)據(jù)模型對(duì)物理模型的轉(zhuǎn)換一般是由DBMSDBMS完成的。完成的。1.4.3 1.4.3 概念模型建模概念模型建模1. 1. 概念模型的特

20、點(diǎn)概念模型的特點(diǎn)l 具有較強(qiáng)的語(yǔ)義表達(dá)能力，能夠方便、直接地表達(dá)應(yīng)具有較強(qiáng)的語(yǔ)義表達(dá)能力，能夠方便、直接地表達(dá)應(yīng)用中的各種語(yǔ)義知識(shí)用中的各種語(yǔ)義知識(shí). . l 簡(jiǎn)單、清晰、易于用戶理解，是用戶與數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)人簡(jiǎn)單、清晰、易于用戶理解，是用戶與數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)人員之間進(jìn)行交流的語(yǔ)言。員之間進(jìn)行交流的語(yǔ)言。2. 2. 兩個(gè)實(shí)體型之間的聯(lián)系兩個(gè)實(shí)體型之間的聯(lián)系（1 1）一對(duì)一聯(lián)系（）一對(duì)一聯(lián)系（1 1：1 1） 對(duì)于實(shí)體集對(duì)于實(shí)體集A A中每一個(gè)實(shí)體，實(shí)體集中每一個(gè)實(shí)體，實(shí)體集B B中至多有一個(gè)中至多有一個(gè)（也可以沒(méi)有）實(shí)體與之聯(lián)系，反之亦然，則稱實(shí)體（也可以沒(méi)有）實(shí)體與之聯(lián)系，反之亦然，則稱實(shí)體A A與實(shí)

21、與實(shí)體體B B具有一對(duì)一聯(lián)系，記為具有一對(duì)一聯(lián)系，記為1 11 1，如圖，如圖1.91.9（a a）所示。）所示。 例如，一個(gè)部門有一個(gè)經(jīng)理，而每個(gè)經(jīng)理只在一個(gè)部門例如，一個(gè)部門有一個(gè)經(jīng)理，而每個(gè)經(jīng)理只在一個(gè)部門任職。這樣部門和經(jīng)理之間就具有一對(duì)一聯(lián)系。任職。這樣部門和經(jīng)理之間就具有一對(duì)一聯(lián)系。（2 2）一對(duì)多聯(lián)系（）一對(duì)多聯(lián)系（1 1：n n） 對(duì)于實(shí)體集對(duì)于實(shí)體集A A中的每一個(gè)實(shí)體，實(shí)體集中的每一個(gè)實(shí)體，實(shí)體集B B中有中有n n個(gè)實(shí)體個(gè)實(shí)體（n n0 0）與之聯(lián)系，反之，對(duì)于實(shí)體集）與之聯(lián)系，反之，對(duì)于實(shí)體集B B中的每一個(gè)實(shí)體，中的每一個(gè)實(shí)體，實(shí)體集實(shí)體集A A中至多只有一個(gè)實(shí)體與之

22、聯(lián)系，則稱實(shí)體中至多只有一個(gè)實(shí)體與之聯(lián)系，則稱實(shí)體A A與實(shí)與實(shí)體體B B具有一對(duì)多聯(lián)系，記為具有一對(duì)多聯(lián)系，記為1 1n n，如圖，如圖1.91.9（b b）所示。）所示。 例如，一個(gè)部門有多個(gè)職工，這樣部門和職工之間例如，一個(gè)部門有多個(gè)職工，這樣部門和職工之間存在著一對(duì)多的聯(lián)系。存在著一對(duì)多的聯(lián)系。（3 3）多對(duì)多聯(lián)系（）多對(duì)多聯(lián)系（mm：n n） 對(duì)于實(shí)體集對(duì)于實(shí)體集A A中的每一個(gè)實(shí)體，實(shí)體集中的每一個(gè)實(shí)體，實(shí)體集B B中有中有n n個(gè)實(shí)體個(gè)實(shí)體（n n0 0）與之聯(lián)系，反之，對(duì)于實(shí)體集）與之聯(lián)系，反之，對(duì)于實(shí)體集B B中的每一個(gè)實(shí)體，實(shí)中的每一個(gè)實(shí)體，實(shí)體集體集A A中有中有m m個(gè)

23、實(shí)體（個(gè)實(shí)體（m m0 0）與之聯(lián)系，則稱實(shí)體）與之聯(lián)系，則稱實(shí)體A A與實(shí)體與實(shí)體B B具有具有多對(duì)多聯(lián)系，記為多對(duì)多聯(lián)系，記為m mn n，如圖，如圖1.91.9（c c）所示。）所示。 例如，學(xué)校中的課程與學(xué)生之間就存在著多對(duì)多的聯(lián)系。例如，學(xué)校中的課程與學(xué)生之間就存在著多對(duì)多的聯(lián)系。每個(gè)課程可以供多個(gè)學(xué)生選修，而每個(gè)學(xué)生又都會(huì)選修多種課每個(gè)課程可以供多個(gè)學(xué)生選修，而每個(gè)學(xué)生又都會(huì)選修多種課程。這種關(guān)系可以有很多種處理的辦法。程。這種關(guān)系可以有很多種處理的辦法。3. 3. 概念模型的表示方法概念模型的表示方法 建立概念模型有多種工具，如建立概念模型有多種工具，如PowerDesigner

24、PowerDesigner就可以用就可以用于概念模型建模。如何表示概念模型是核心，表示概念模型于概念模型建模。如何表示概念模型是核心，表示概念模型的常用方法是實(shí)體聯(lián)系（的常用方法是實(shí)體聯(lián)系（E-RE-R）方法。）方法。 E-R E-R方法是抽象和描述現(xiàn)實(shí)世界的有力工具。用方法是抽象和描述現(xiàn)實(shí)世界的有力工具。用E-RE-R圖圖表示的概念模型與具體的表示的概念模型與具體的DBMSDBMS所支持的數(shù)據(jù)模型相獨(dú)立，是所支持的數(shù)據(jù)模型相獨(dú)立，是各種數(shù)據(jù)模型的共同基礎(chǔ)，因而比數(shù)據(jù)模型更一般、更抽象，各種數(shù)據(jù)模型的共同基礎(chǔ)，因而比數(shù)據(jù)模型更一般、更抽象，更接近現(xiàn)實(shí)世界。更接近現(xiàn)實(shí)世界。E-RE-R圖提供了表

25、示實(shí)體型、屬性和聯(lián)系的方式：圖提供了表示實(shí)體型、屬性和聯(lián)系的方式：l 實(shí)體型：實(shí)體型：用長(zhǎng)方形或矩形表示，框內(nèi)寫明實(shí)體名。用長(zhǎng)方形或矩形表示，框內(nèi)寫明實(shí)體名。l 屬性：屬性：用橢圓形表示，并用無(wú)向邊把實(shí)體型與屬性連用橢圓形表示，并用無(wú)向邊把實(shí)體型與屬性連接起來(lái)。接起來(lái)。l 聯(lián)系：聯(lián)系：用菱形表示，菱形框內(nèi)寫明聯(lián)系名。用無(wú)向邊用菱形表示，菱形框內(nèi)寫明聯(lián)系名。用無(wú)向邊把菱形與有關(guān)實(shí)體型連接起來(lái)，并在無(wú)向邊旁標(biāo)上聯(lián)把菱形與有關(guān)實(shí)體型連接起來(lái)，并在無(wú)向邊旁標(biāo)上聯(lián)系的類型。如果實(shí)體型之間的聯(lián)系也具有屬性，則把系的類型。如果實(shí)體型之間的聯(lián)系也具有屬性，則把屬性和菱形也用無(wú)向邊連接起來(lái)。屬性和菱形也用無(wú)向邊

26、連接起來(lái)。設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)E-RE-R圖的過(guò)程如下：圖的過(guò)程如下： 首先確定實(shí)體：幾個(gè)實(shí)體及相應(yīng)的實(shí)體名。首先確定實(shí)體：幾個(gè)實(shí)體及相應(yīng)的實(shí)體名。 確定實(shí)體之間聯(lián)系類型：各實(shí)體之間是否有聯(lián)系，是確定實(shí)體之間聯(lián)系類型：各實(shí)體之間是否有聯(lián)系，是何種聯(lián)系類型及相應(yīng)的聯(lián)系名。何種聯(lián)系類型及相應(yīng)的聯(lián)系名。 連接實(shí)體和聯(lián)系，組合成連接實(shí)體和聯(lián)系，組合成E-RE-R圖。圖。 確定各實(shí)體型：給出各實(shí)體的實(shí)體型（含實(shí)體的屬確定各實(shí)體型：給出各實(shí)體的實(shí)體型（含實(shí)體的屬性）。性）。 【例例1.11.1】畫出一個(gè)百貨公司的畫出一個(gè)百貨公司的E-RE-R圖。某百貨公司圖。某百貨公司管轄若干連鎖商店，每家商店經(jīng)營(yíng)若干種商品，每家商

27、管轄若干連鎖商店，每家商店經(jīng)營(yíng)若干種商品，每家商店有若干名職工，但每個(gè)職工只能服務(wù)于一家商店。店有若干名職工，但每個(gè)職工只能服務(wù)于一家商店。 解：解：容易看出本例中有商店、商品和職工三個(gè)實(shí)體，容易看出本例中有商店、商品和職工三個(gè)實(shí)體，實(shí)體型的屬性如下：實(shí)體型的屬性如下：商店實(shí)體型：店號(hào)、店名、店址、店經(jīng)理。商店實(shí)體型：店號(hào)、店名、店址、店經(jīng)理。商品實(shí)體型：商品號(hào)、品名、單價(jià)、產(chǎn)地。商品實(shí)體型：商品號(hào)、品名、單價(jià)、產(chǎn)地。職工實(shí)體型：工號(hào)、姓名、性別、工資。職工實(shí)體型：工號(hào)、姓名、性別、工資。各實(shí)體型之間的聯(lián)系如下：各實(shí)體型之間的聯(lián)系如下：l 隸屬聯(lián)系：隸屬聯(lián)系：一家商店有多名職工，每名職工只能在

28、一家一家商店有多名職工，每名職工只能在一家商店工作，所以商店實(shí)體型和職工實(shí)體型是一對(duì)多的聯(lián)商店工作，所以商店實(shí)體型和職工實(shí)體型是一對(duì)多的聯(lián)系，該聯(lián)系反映出職工參加某商店工作的開始時(shí)間。其系，該聯(lián)系反映出職工參加某商店工作的開始時(shí)間。其屬性為：工號(hào)、店號(hào)、開始時(shí)間。屬性為：工號(hào)、店號(hào)、開始時(shí)間。l 經(jīng)營(yíng)聯(lián)系：經(jīng)營(yíng)聯(lián)系：每家商店經(jīng)營(yíng)若干商品，每個(gè)商品也可以在每家商店經(jīng)營(yíng)若干商品，每個(gè)商品也可以在多家商店中銷售，所以商品實(shí)體型和商店實(shí)體型是多對(duì)多家商店中銷售，所以商品實(shí)體型和商店實(shí)體型是多對(duì)多的聯(lián)系，該聯(lián)系反映出某家商店銷售某種商品的月銷多的聯(lián)系，該聯(lián)系反映出某家商店銷售某種商品的月銷售量。其屬性為

29、：商品號(hào)、店號(hào)、月銷售量。售量。其屬性為：商品號(hào)、店號(hào)、月銷售量。職職 工工商商 品品商商 店店經(jīng)營(yíng)經(jīng)營(yíng)隸屬隸屬n n1 1mm店經(jīng)理店經(jīng)理開始時(shí)間開始時(shí)間工號(hào)工號(hào)姓名姓名性別性別工資工資店名店名月銷售量月銷售量店址店址商品號(hào)商品號(hào)店號(hào)店號(hào)品名品名單價(jià)單價(jià)產(chǎn)地產(chǎn)地mm1.4.4 1.4.4 數(shù)據(jù)模型的組成要素?cái)?shù)據(jù)模型的組成要素 數(shù)據(jù)模型是建立于概念模型的基礎(chǔ)上，是一個(gè)適合數(shù)據(jù)模型是建立于概念模型的基礎(chǔ)上，是一個(gè)適合于計(jì)算機(jī)表示的數(shù)據(jù)庫(kù)層的模型。數(shù)據(jù)模型組成的要素：于計(jì)算機(jī)表示的數(shù)據(jù)庫(kù)層的模型。數(shù)據(jù)模型組成的要素：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)操作和數(shù)據(jù)的完整性約束條件。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)操作和數(shù)據(jù)的完整性約束條件

30、。1.1.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是刻畫一個(gè)數(shù)據(jù)模型性質(zhì)最重要的方面，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是刻畫一個(gè)數(shù)據(jù)模型性質(zhì)最重要的方面，通常按數(shù)據(jù)組織結(jié)構(gòu)的類型來(lái)命名數(shù)據(jù)模型，如層次結(jié)通常按數(shù)據(jù)組織結(jié)構(gòu)的類型來(lái)命名數(shù)據(jù)模型，如層次結(jié)構(gòu)、網(wǎng)狀圖結(jié)構(gòu)和關(guān)系結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)模型分別命名為層次構(gòu)、網(wǎng)狀圖結(jié)構(gòu)和關(guān)系結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)模型分別命名為層次模型、網(wǎng)狀模型和關(guān)系模型。模型、網(wǎng)狀模型和關(guān)系模型。 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是對(duì)系統(tǒng)靜態(tài)特性的描述，其描述的內(nèi)容數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是對(duì)系統(tǒng)靜態(tài)特性的描述，其描述的內(nèi)容有兩類：有兩類：l 與所研究的對(duì)象的類型、內(nèi)容和性質(zhì)有關(guān)的。如關(guān)與所研究的對(duì)象的類型、內(nèi)容和性質(zhì)有關(guān)的。如關(guān)系模型中的域、屬性、關(guān)系等。系模型中的域、

31、屬性、關(guān)系等。 l 數(shù)據(jù)之間聯(lián)系的表示方式。通常有隱式和顯式兩種，數(shù)據(jù)之間聯(lián)系的表示方式。通常有隱式和顯式兩種，隱式通過(guò)數(shù)據(jù)自身的關(guān)聯(lián)或位置順序表示，顯式通隱式通過(guò)數(shù)據(jù)自身的關(guān)聯(lián)或位置順序表示，顯式通過(guò)附加指針表示。過(guò)附加指針表示。2.2.數(shù)據(jù)操作數(shù)據(jù)操作 數(shù)據(jù)操作是對(duì)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的描述，是數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)操作是對(duì)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的描述，是數(shù)據(jù)庫(kù)中的各種對(duì)象的實(shí)例（值）允許執(zhí)行的操作的集合。主要有各種對(duì)象的實(shí)例（值）允許執(zhí)行的操作的集合。主要有檢索和更新（插入、刪除、修改）兩類操作。檢索和更新（插入、刪除、修改）兩類操作。 數(shù)據(jù)模型必須定義這些操作的確切含義、操作符號(hào)、數(shù)據(jù)模型必須定義這些操作的確切

32、含義、操作符號(hào)、操作規(guī)則、實(shí)現(xiàn)操作的語(yǔ)言。操作規(guī)則、實(shí)現(xiàn)操作的語(yǔ)言。3.3.數(shù)據(jù)的完整性約束條件數(shù)據(jù)的完整性約束條件 數(shù)據(jù)的完整性約束條件是一組完整性規(guī)則的集合，數(shù)據(jù)的完整性約束條件是一組完整性規(guī)則的集合，給出數(shù)據(jù)及其聯(lián)系所具有的制約、依賴和存儲(chǔ)規(guī)則，用給出數(shù)據(jù)及其聯(lián)系所具有的制約、依賴和存儲(chǔ)規(guī)則，用于限定數(shù)據(jù)庫(kù)的狀態(tài)和狀態(tài)變化，保證數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)于限定數(shù)據(jù)庫(kù)的狀態(tài)和狀態(tài)變化，保證數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)的正確、有效、完全和相容。的正確、有效、完全和相容。1.4.5 1.4.5 常用的數(shù)據(jù)模型常用的數(shù)據(jù)模型1 1層次模型層次模型l 有且僅有一個(gè)結(jié)點(diǎn)沒(méi)有雙親，它就是根結(jié)點(diǎn)。有且僅有一個(gè)結(jié)點(diǎn)沒(méi)有雙親，它就是

33、根結(jié)點(diǎn)。l 其他結(jié)點(diǎn)有且僅有一個(gè)雙親。其他結(jié)點(diǎn)有且僅有一個(gè)雙親。企業(yè)企業(yè)人事處人事處財(cái)務(wù)處財(cái)務(wù)處生產(chǎn)處生產(chǎn)處張明張明李影李影企業(yè)實(shí)體企業(yè)實(shí)體部門實(shí)體部門實(shí)體人員實(shí)體人員實(shí)體2 2網(wǎng)狀模型網(wǎng)狀模型l 可有一個(gè)以上的結(jié)點(diǎn)沒(méi)有雙親?？捎幸粋€(gè)以上的結(jié)點(diǎn)沒(méi)有雙親。l 至少有一個(gè)結(jié)點(diǎn)可以有多于一個(gè)雙親。至少有一個(gè)結(jié)點(diǎn)可以有多于一個(gè)雙親。臺(tái)式計(jì)算機(jī)臺(tái)式計(jì)算機(jī)筆記本筆記本平板電腦平板電腦手機(jī)手機(jī)打印機(jī)打印機(jī)李明李明許飛許飛陸冰陸冰商商品品實(shí)實(shí)體體銷銷售售人人員員實(shí)實(shí)體體3 3關(guān)系模型關(guān)系模型 關(guān)系模型是用二維表格結(jié)構(gòu)來(lái)表示實(shí)體以及實(shí)體之關(guān)系模型是用二維表格結(jié)構(gòu)來(lái)表示實(shí)體以及實(shí)體之間聯(lián)系的數(shù)據(jù)模型。間聯(lián)系的數(shù)據(jù)

34、模型。 關(guān)系模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是關(guān)系模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是“二維表二維表”組成的集合，一個(gè)組成的集合，一個(gè)二維表代表一個(gè)實(shí)體，又可稱為關(guān)系。二維表代表一個(gè)實(shí)體，又可稱為關(guān)系。 表由行和列組成，一行代表一個(gè)對(duì)象，一列代表實(shí)體表由行和列組成，一行代表一個(gè)對(duì)象，一列代表實(shí)體的一個(gè)屬性。因此可以說(shuō)，關(guān)系模型是的一個(gè)屬性。因此可以說(shuō)，關(guān)系模型是“關(guān)系模式關(guān)系模式”組組成的集合。成的集合。1.5.1 1.5.1 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)模式的概念數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)模式的概念 數(shù)據(jù)模式是數(shù)據(jù)庫(kù)中全體數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和特征的描數(shù)據(jù)模式是數(shù)據(jù)庫(kù)中全體數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和特征的描述，它僅僅涉及到型的描述，不涉及到具體的值。模式的述，它僅僅涉及到型的描

35、述，不涉及到具體的值。模式的一個(gè)具體值稱為模式的一個(gè)實(shí)例。同一個(gè)模式可以有很多一個(gè)具體值稱為模式的一個(gè)實(shí)例。同一個(gè)模式可以有很多實(shí)例。模式是相對(duì)穩(wěn)定的，而實(shí)例是相對(duì)變動(dòng)的。模式反實(shí)例。模式是相對(duì)穩(wěn)定的，而實(shí)例是相對(duì)變動(dòng)的。模式反映的是數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)及其關(guān)系，而實(shí)例反映的是數(shù)據(jù)庫(kù)某一映的是數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)及其關(guān)系，而實(shí)例反映的是數(shù)據(jù)庫(kù)某一時(shí)刻的狀態(tài)。時(shí)刻的狀態(tài)。 模型與模式的區(qū)別是：模型是以圖形來(lái)表示的，給人模型與模式的區(qū)別是：模型是以圖形來(lái)表示的，給人以直觀清晰、一目了然之感。但計(jì)算機(jī)是無(wú)法識(shí)別的，必以直觀清晰、一目了然之感。但計(jì)算機(jī)是無(wú)法識(shí)別的，必須用一種語(yǔ)言（如由須用一種語(yǔ)言（如由DBMSDBMS提

36、供的提供的DDLDDL）來(lái)描述它。模式是對(duì)）來(lái)描述它。模式是對(duì)模型的描述。模型的描述。1.5.2 1.5.2 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的三級(jí)組織結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的三級(jí)組織結(jié)構(gòu) 美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)學(xué)會(huì)美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)學(xué)會(huì)（ANSIANSI）所屬標(biāo)準(zhǔn)計(jì)劃和要求委員）所屬標(biāo)準(zhǔn)計(jì)劃和要求委員會(huì)在會(huì)在19751975年公布了一個(gè)關(guān)于數(shù)據(jù)庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)的報(bào)告，提出了數(shù)年公布了一個(gè)關(guān)于數(shù)據(jù)庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)的報(bào)告，提出了數(shù)據(jù)庫(kù)的三級(jí)模式結(jié)構(gòu)，這就是有名的據(jù)庫(kù)的三級(jí)模式結(jié)構(gòu)，這就是有名的SPARCSPARC分級(jí)結(jié)構(gòu)。分級(jí)結(jié)構(gòu)。u 概念模式。概念模式。簡(jiǎn)稱模式、概念視圖或簡(jiǎn)稱模式、概念視圖或DBADBA視圖，是對(duì)數(shù)據(jù)視圖，是對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的整體邏輯結(jié)構(gòu)和特征的描

37、述，并不涉及數(shù)據(jù)的物理庫(kù)的整體邏輯結(jié)構(gòu)和特征的描述，并不涉及數(shù)據(jù)的物理存儲(chǔ)細(xì)節(jié)和硬件環(huán)境，是由多個(gè)概念記錄型組成，還包存儲(chǔ)細(xì)節(jié)和硬件環(huán)境，是由多個(gè)概念記錄型組成，還包括記錄間的聯(lián)系、數(shù)據(jù)的完整性和其他數(shù)據(jù)控制方面的括記錄間的聯(lián)系、數(shù)據(jù)的完整性和其他數(shù)據(jù)控制方面的要求。要求。u 內(nèi)模式。內(nèi)模式。又稱存儲(chǔ)模式，具體描述了數(shù)據(jù)如何組織存儲(chǔ)又稱存儲(chǔ)模式，具體描述了數(shù)據(jù)如何組織存儲(chǔ)在存儲(chǔ)介質(zhì)上。內(nèi)模式是系統(tǒng)程序員用一定的文件形式在存儲(chǔ)介質(zhì)上。內(nèi)模式是系統(tǒng)程序員用一定的文件形式組織起來(lái)的一個(gè)個(gè)存儲(chǔ)文件和聯(lián)系手段。一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)只組織起來(lái)的一個(gè)個(gè)存儲(chǔ)文件和聯(lián)系手段。一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)只有一個(gè)內(nèi)模式。有一個(gè)內(nèi)模式。u 外

38、模式。外模式。外模式通常是模式的一個(gè)子集，故又稱外模式外模式通常是模式的一個(gè)子集，故又稱外模式為子模式。外模式面向用戶，它是數(shù)據(jù)庫(kù)用戶能夠看到為子模式。外模式面向用戶，它是數(shù)據(jù)庫(kù)用戶能夠看到和使用的局部數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和特征的描述，是與某一和使用的局部數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和特征的描述，是與某一應(yīng)用有關(guān)的數(shù)據(jù)的邏輯表示。應(yīng)用有關(guān)的數(shù)據(jù)的邏輯表示。關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的三級(jí)模式示例關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的三級(jí)模式示例概念模式描述的是數(shù)據(jù)的全局邏輯結(jié)構(gòu)，外模式描述概念模式描述的是數(shù)據(jù)的全局邏輯結(jié)構(gòu)，外模式描述的是數(shù)據(jù)的局部邏輯結(jié)構(gòu)。對(duì)應(yīng)于同一個(gè)概念模式可以有的是數(shù)據(jù)的局部邏輯結(jié)構(gòu)。對(duì)應(yīng)于同一個(gè)概念模式可以有任意多個(gè)外模式。對(duì)于每

39、一個(gè)外模式，數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)都有一任意多個(gè)外模式。對(duì)于每一個(gè)外模式，數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)都有一個(gè)外模式個(gè)外模式/ /概念模式映象，它定義了該外模式與概念模式概念模式映象，它定義了該外模式與概念模式之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。這些映象定義通常包含在各自外模式的之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。這些映象定義通常包含在各自外模式的描述中。描述中。當(dāng)概念模式改變時(shí)（例如增加新的關(guān)系、新的屬性、當(dāng)概念模式改變時(shí)（例如增加新的關(guān)系、新的屬性、改變屬性的數(shù)據(jù)類型等），由數(shù)據(jù)庫(kù)管理員對(duì)各個(gè)外模式改變屬性的數(shù)據(jù)類型等），由數(shù)據(jù)庫(kù)管理員對(duì)各個(gè)外模式/ /概念模式的映象作相應(yīng)改變，可以使外模式保持不變。概念模式的映象作相應(yīng)改變，可以使外模式保持不變。應(yīng)用程序是

40、依據(jù)數(shù)據(jù)的外模式編寫的，從而應(yīng)用程序不必應(yīng)用程序是依據(jù)數(shù)據(jù)的外模式編寫的，從而應(yīng)用程序不必修改，保證了數(shù)據(jù)與程序的邏輯獨(dú)立性，簡(jiǎn)稱數(shù)據(jù)的邏輯修改，保證了數(shù)據(jù)與程序的邏輯獨(dú)立性，簡(jiǎn)稱數(shù)據(jù)的邏輯獨(dú)立性。獨(dú)立性。1.5.3 1.5.3 三個(gè)模式之間的兩層映象三個(gè)模式之間的兩層映象1.1. 外模式外模式/ /概念模式映象概念模式映象數(shù)據(jù)庫(kù)中只有一個(gè)概念模式，也只有一個(gè)內(nèi)模式，所以數(shù)據(jù)庫(kù)中只有一個(gè)概念模式，也只有一個(gè)內(nèi)模式，所以概念模式概念模式/ /內(nèi)模式映象是唯一的，它定義了數(shù)據(jù)庫(kù)全局邏輯內(nèi)模式映象是唯一的，它定義了數(shù)據(jù)庫(kù)全局邏輯結(jié)構(gòu)與存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。結(jié)構(gòu)與存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。例如，說(shuō)明邏

41、輯記錄和字段在內(nèi)部是如何表示的。該映例如，說(shuō)明邏輯記錄和字段在內(nèi)部是如何表示的。該映象定義通常包含在概念模式描述中。當(dāng)數(shù)據(jù)庫(kù)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)改象定義通常包含在概念模式描述中。當(dāng)數(shù)據(jù)庫(kù)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)改變了（例如選用了另一種存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)），由數(shù)據(jù)庫(kù)管理員對(duì)概變了（例如選用了另一種存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)），由數(shù)據(jù)庫(kù)管理員對(duì)概念模式念模式/ /內(nèi)模式映象作相應(yīng)改變，可以使概念模式保持不變，內(nèi)模式映象作相應(yīng)改變，可以使概念模式保持不變，從而應(yīng)用程序也不必改變。保證了數(shù)據(jù)與程序的物理獨(dú)立性，從而應(yīng)用程序也不必改變。保證了數(shù)據(jù)與程序的物理獨(dú)立性，簡(jiǎn)稱數(shù)據(jù)的物理獨(dú)立性。簡(jiǎn)稱數(shù)據(jù)的物理獨(dú)立性。2.2.概念模式概念模式/ /內(nèi)模式映象內(nèi)模式

42、映象1.5.4 1.5.4 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)1.1.單用戶數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)單用戶數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng) 整個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)（應(yīng)用程序、整個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)（應(yīng)用程序、DBMSDBMS、數(shù)據(jù)）裝在一臺(tái)、數(shù)據(jù)）裝在一臺(tái)計(jì)算機(jī)上，為一個(gè)用戶獨(dú)占，不同機(jī)器之間不能共享數(shù)據(jù)。計(jì)算機(jī)上，為一個(gè)用戶獨(dú)占，不同機(jī)器之間不能共享數(shù)據(jù)。早期的最簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)便是如此。早期的最簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)便是如此。2.2.主從式結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)主從式結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng) 該結(jié)構(gòu)是一臺(tái)主機(jī)帶多個(gè)終端的多用戶結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)庫(kù)系該結(jié)構(gòu)是一臺(tái)主機(jī)帶多個(gè)終端的多用戶結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)（包括應(yīng)用程序、統(tǒng)（包括應(yīng)用程序、DBMSDBMS、數(shù)據(jù)）都集中存放在主機(jī)

43、上，所、數(shù)據(jù)）都集中存放在主機(jī)上，所有處理任務(wù)都由主機(jī)來(lái)完成，各個(gè)用戶通過(guò)主機(jī)的終端并發(fā)有處理任務(wù)都由主機(jī)來(lái)完成，各個(gè)用戶通過(guò)主機(jī)的終端并發(fā)地存取數(shù)據(jù)庫(kù)，共享數(shù)據(jù)資源。地存取數(shù)據(jù)庫(kù)，共享數(shù)據(jù)資源。3.3.分布式結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)分布式結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng) 該結(jié)構(gòu)中，數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)在邏輯上是一個(gè)整體，但物該結(jié)構(gòu)中，數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)在邏輯上是一個(gè)整體，但物理地分布在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的不同結(jié)點(diǎn)上，網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)結(jié)理地分布在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的不同結(jié)點(diǎn)上，網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)結(jié)點(diǎn)都可以獨(dú)立處理本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)，執(zhí)行局部應(yīng)用點(diǎn)都可以獨(dú)立處理本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)，執(zhí)行局部應(yīng)用同時(shí)也可以同時(shí)存取和處理多個(gè)異地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)，同時(shí)也可以同時(shí)存取

44、和處理多個(gè)異地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)，執(zhí)行全局應(yīng)用。執(zhí)行全局應(yīng)用。4.C/S4.C/S（客戶機(jī)（客戶機(jī)/ /服務(wù)器）結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)服務(wù)器）結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng) 該結(jié)構(gòu)中，把該結(jié)構(gòu)中，把DBMSDBMS功能和應(yīng)用分開，網(wǎng)絡(luò)中某個(gè)（些）功能和應(yīng)用分開，網(wǎng)絡(luò)中某個(gè)（些）結(jié)點(diǎn)上的計(jì)算機(jī)專門用于執(zhí)行結(jié)點(diǎn)上的計(jì)算機(jī)專門用于執(zhí)行DBMSDBMS功能，稱為數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)功能，稱為數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，簡(jiǎn)稱器，簡(jiǎn)稱服務(wù)器服務(wù)器。其他結(jié)點(diǎn)上的計(jì)算機(jī)安裝。其他結(jié)點(diǎn)上的計(jì)算機(jī)安裝DBMSDBMS的外圍應(yīng)的外圍應(yīng)用開發(fā)工具，用戶的應(yīng)用系統(tǒng)，稱為用開發(fā)工具，用戶的應(yīng)用系統(tǒng)，稱為客戶機(jī)客戶機(jī)。（1 1）兩層）兩層C/SC/S結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系

45、統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)客戶機(jī)客戶機(jī)Internet/Internet/IntranetIntranet數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)+ +數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器（2 2）三層）三層C/SC/S結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)客戶機(jī)客戶機(jī)Internet/Internet/IntranetIntranetWebWeb服務(wù)軟件服務(wù)軟件WebWeb服務(wù)器服務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)+ +數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器1.6.1 1.6.1 關(guān)系模式與關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)關(guān)系模式與關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù) 在關(guān)系模型中，實(shí)體以及實(shí)體間的聯(lián)系都是用二維關(guān)在關(guān)系模型中，實(shí)體以及實(shí)體間的聯(lián)系都是用二維關(guān)系表來(lái)

46、表示。關(guān)系實(shí)質(zhì)上就是一個(gè)二維表，關(guān)系模式是這系表來(lái)表示。關(guān)系實(shí)質(zhì)上就是一個(gè)二維表，關(guān)系模式是這個(gè)表的結(jié)構(gòu)，即它由哪些屬性構(gòu)成。在一個(gè)給定的現(xiàn)實(shí)世個(gè)表的結(jié)構(gòu)，即它由哪些屬性構(gòu)成。在一個(gè)給定的現(xiàn)實(shí)世界領(lǐng)域中，相應(yīng)于所有實(shí)體及實(shí)體之間的聯(lián)系的關(guān)系集合界領(lǐng)域中，相應(yīng)于所有實(shí)體及實(shí)體之間的聯(lián)系的關(guān)系集合構(gòu)成一個(gè)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)。構(gòu)成一個(gè)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)。 關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)也有型和值之分。關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的型也稱為關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)也有型和值之分。關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的型也稱為關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)模式，是對(duì)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的描述，是關(guān)系模式的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)模式，是對(duì)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的描述，是關(guān)系模式的集合。關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的值也稱為關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)，是關(guān)系的集合。集合。關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的值

47、也稱為關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)，是關(guān)系的集合。關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)模式與關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)通常統(tǒng)稱為關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)。關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)模式與關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)通常統(tǒng)稱為關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)。1.6.2 1.6.2 關(guān)系及其性質(zhì)關(guān)系及其性質(zhì)1.1.關(guān)系的基本術(shù)語(yǔ)關(guān)系的基本術(shù)語(yǔ)l 關(guān)系：關(guān)系：一個(gè)關(guān)系就是一張二維表，每個(gè)關(guān)系有一個(gè)關(guān)一個(gè)關(guān)系就是一張二維表，每個(gè)關(guān)系有一個(gè)關(guān)系名。在關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中，一個(gè)關(guān)系存儲(chǔ)為一個(gè)數(shù)據(jù)表。系名。在關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中，一個(gè)關(guān)系存儲(chǔ)為一個(gè)數(shù)據(jù)表。l 元組（或記錄）元組（或記錄）：表中的一行即為一個(gè)元組。：表中的一行即為一個(gè)元組。l 屬性：屬性：表中的列稱為屬性，每一列有一個(gè)屬性名。列表中的列稱為屬性，每一列有一個(gè)屬性名。列中的元素為該屬性

48、的值，稱為分量。中的元素為該屬性的值，稱為分量。l 域：屬性的取值范圍，即不同元組對(duì)同一個(gè)屬性的值域：屬性的取值范圍，即不同元組對(duì)同一個(gè)屬性的值所限定的范圍。例如，邏輯型屬性只能從邏輯真（如所限定的范圍。例如，邏輯型屬性只能從邏輯真（如truetrue）或邏輯假（如）或邏輯假（如falsefalse）兩個(gè)值中取值。）兩個(gè)值中取值。l 關(guān)系模式：關(guān)系模式：對(duì)關(guān)系的描述，一般表示為：對(duì)關(guān)系的描述，一般表示為： 關(guān)系名（屬性名關(guān)系名（屬性名1 1，屬性名，屬性名2 2，屬性名，屬性名n n） 例如，一個(gè)學(xué)生關(guān)系模式可描述如下：例如，一個(gè)學(xué)生關(guān)系模式可描述如下： StudentStudent（學(xué)號(hào)，姓

49、名，性別，出生日期，班號(hào)）（學(xué)號(hào)，姓名，性別，出生日期，班號(hào)）l 候選碼（或候選關(guān)鍵字或鍵）候選碼（或候選關(guān)鍵字或鍵）：若一個(gè)屬性或?qū)傩约希喝粢粋€(gè)屬性或?qū)傩约系闹的軌蛭ㄒ坏貥?biāo)識(shí)每一個(gè)元組，即其值對(duì)不同的元組的值能夠唯一地標(biāo)識(shí)每一個(gè)元組，即其值對(duì)不同的元組是不同的，這樣的一個(gè)屬性或?qū)傩约戏Q為候選碼。例是不同的，這樣的一個(gè)屬性或?qū)傩约戏Q為候選碼。例如，在學(xué)生關(guān)系模式中，如，在學(xué)生關(guān)系模式中，“學(xué)號(hào)學(xué)號(hào)”屬性就是一個(gè)候選碼；屬性就是一個(gè)候選碼；通常一個(gè)班沒(méi)有同姓名的學(xué)生，如果這樣，可將（通常一個(gè)班沒(méi)有同姓名的學(xué)生，如果這樣，可將（“班班號(hào)號(hào)”, ,“姓名姓名”）屬性集合作為一個(gè)候選碼。）屬性

50、集合作為一個(gè)候選碼。l 主碼（或主關(guān)鍵字）主碼（或主關(guān)鍵字）：在一個(gè)關(guān)系中可能有多個(gè)候選碼，：在一個(gè)關(guān)系中可能有多個(gè)候選碼，從中選擇一個(gè)作為主碼。例如，在學(xué)生關(guān)系模式中，可從中選擇一個(gè)作為主碼。例如，在學(xué)生關(guān)系模式中，可以將以將“學(xué)號(hào)學(xué)號(hào)”候選碼作為主碼。候選碼作為主碼。l 主屬性：主屬性：包含在任何候選碼中諸屬性稱為主屬性，不包含包含在任何候選碼中諸屬性稱為主屬性，不包含在任何候選碼中諸屬性稱為非主屬性。例如，在學(xué)生關(guān)系在任何候選碼中諸屬性稱為非主屬性。例如，在學(xué)生關(guān)系模式中，模式中，“學(xué)號(hào)學(xué)號(hào)”一定是主屬性，而一定是主屬性，而“性別性別”是非主屬性。是非主屬性。l 外碼：外碼：如果一個(gè)關(guān)系

51、中的屬性或?qū)傩约喜⒎窃撽P(guān)系的候如果一個(gè)關(guān)系中的屬性或?qū)傩约喜⒎窃撽P(guān)系的候選碼，但它是另外一個(gè)關(guān)系的候選碼，則稱其為該關(guān)系的選碼，但它是另外一個(gè)關(guān)系的候選碼，則稱其為該關(guān)系的外碼。外碼提供了一種表示兩個(gè)關(guān)系聯(lián)系的方法。外碼。外碼提供了一種表示兩個(gè)關(guān)系聯(lián)系的方法。l 全碼：全碼：關(guān)系模型的整個(gè)屬性集合是這個(gè)關(guān)系模式的候選碼，關(guān)系模型的整個(gè)屬性集合是這個(gè)關(guān)系模式的候選碼，稱為全碼。稱為全碼。如圖如圖1.171.17所示給出了一個(gè)簡(jiǎn)單的關(guān)系模型。所示給出了一個(gè)簡(jiǎn)單的關(guān)系模型。2.2.關(guān)系的性質(zhì)關(guān)系的性質(zhì)l 列的同質(zhì)性：每一列中的分量是同一類型的數(shù)據(jù)，來(lái)自列的同質(zhì)性：每一列中的分量是同一類型的數(shù)據(jù)，

52、來(lái)自同一個(gè)域。同一個(gè)域。l 列名唯一性：每一列具有不同的屬性名，但不同列的值列名唯一性：每一列具有不同的屬性名，但不同列的值可以來(lái)自同一個(gè)域。可以來(lái)自同一個(gè)域。l 元組相異性：關(guān)系中任意兩個(gè)元組不能完全相同，至少元組相異性：關(guān)系中任意兩個(gè)元組不能完全相同，至少主碼值不同。主碼值不同。l 行序的無(wú)關(guān)性：行的次序可以互換。行序的無(wú)關(guān)性：行的次序可以互換。l 列序的無(wú)關(guān)性：列的次序可以互換。列序的無(wú)關(guān)性：列的次序可以互換。l 分量原子性：分量值是原子的，即每一個(gè)分量都必須是分量原子性：分量值是原子的，即每一個(gè)分量都必須是不可分的數(shù)據(jù)項(xiàng)。不可分的數(shù)據(jù)項(xiàng)。1.6.3 1.6.3 關(guān)系代數(shù)關(guān)系代數(shù)1.1.

53、傳統(tǒng)的集合運(yùn)算傳統(tǒng)的集合運(yùn)算 設(shè)關(guān)系設(shè)關(guān)系R R和和S S具有相同的具有相同的n n目（即兩個(gè)關(guān)系都有目（即兩個(gè)關(guān)系都有n n個(gè)屬個(gè)屬性），且相應(yīng)的屬性取自同一個(gè)域。性），且相應(yīng)的屬性取自同一個(gè)域。（1 1）并運(yùn)算）并運(yùn)算 并運(yùn)算表示為：并運(yùn)算表示為：R RS S= = t t | | t t R R t t S S 。其結(jié)果仍為。其結(jié)果仍為n n目關(guān)系，其數(shù)據(jù)由屬于目關(guān)系，其數(shù)據(jù)由屬于R R或?qū)儆诨驅(qū)儆赟 S的元組組成。其中，的元組組成。其中，t t表示表示R R或或S S中的元組。中的元組。（2 2）差運(yùn)算）差運(yùn)算 差運(yùn)算表示為：差運(yùn)算表示為：R R S S = = t t | | t t

54、 R R t t S S 。其結(jié)果關(guān)系仍。其結(jié)果關(guān)系仍為為n n目關(guān)系，其數(shù)據(jù)由屬于目關(guān)系，其數(shù)據(jù)由屬于R R而不屬于而不屬于S S的所有元組組成。的所有元組組成。（3 3）交運(yùn)算）交運(yùn)算 交運(yùn)算表示為：交運(yùn)算表示為：R R S S = = t t | | t t R R t t S S 。其結(jié)果關(guān)系仍。其結(jié)果關(guān)系仍為為n n目關(guān)系，其數(shù)據(jù)由既屬于目關(guān)系，其數(shù)據(jù)由既屬于R R同時(shí)又屬于同時(shí)又屬于S S的元組組成。的元組組成。（4 4）笛卡爾積）笛卡爾積 R R、S S可以為不同的關(guān)系，可以為不同的關(guān)系，R R、S S的笛卡爾積表示為：的笛卡爾積表示為：R RS S= tr ts | tr= t

55、r ts | trR Rts tsS S 。 設(shè)設(shè)n n目和目和mm目的關(guān)系目的關(guān)系R R和和S S，它們的笛卡兒積是一個(gè)（，它們的笛卡兒積是一個(gè)（n n+ +mm）目的元組集合。元組的前目的元組集合。元組的前n n列是關(guān)系列是關(guān)系R R的一個(gè)元組，后的一個(gè)元組，后mm列是關(guān)列是關(guān)系系S S的一個(gè)元組。若的一個(gè)元組。若R R有有k k1 1個(gè)元組，個(gè)元組，S S有有k k2 2個(gè)元組，則關(guān)系個(gè)元組，則關(guān)系R R和和關(guān)系關(guān)系S S的笛卡兒積應(yīng)當(dāng)有的笛卡兒積應(yīng)當(dāng)有k k1 1k k2 2個(gè)元組。個(gè)元組。2. 2. 專門的關(guān)系運(yùn)算專門的關(guān)系運(yùn)算（1 1）選擇運(yùn)算）選擇運(yùn)算 從一個(gè)關(guān)系中選出滿足給定條

56、件的記錄的操作稱為選擇或從一個(gè)關(guān)系中選出滿足給定條件的記錄的操作稱為選擇或篩選。選擇是從行的角度進(jìn)行的運(yùn)算，選出滿足條件的那些記篩選。選擇是從行的角度進(jìn)行的運(yùn)算，選出滿足條件的那些記錄構(gòu)成原關(guān)系的一個(gè)子集。其表示如下：錄構(gòu)成原關(guān)系的一個(gè)子集。其表示如下： F F( (R R)=)=t t | | t tR RF F( (t t)=true)=true即由關(guān)系即由關(guān)系R R中滿足中滿足F F條件的元組組成，其中條件的元組組成，其中F F由屬性名（值）、由屬性名（值）、比較符、邏輯運(yùn)算符組成，比較符、邏輯運(yùn)算符組成，t t表示表示R R中的元組，中的元組，F(xiàn) F( (t t) )表示表示R R中滿

57、足中滿足F F條件的元組。條件的元組。（2 2）投影運(yùn)算）投影運(yùn)算 從一個(gè)關(guān)系中選出若干指定列的值的操作稱為投影。投從一個(gè)關(guān)系中選出若干指定列的值的操作稱為投影。投影是從列的角度進(jìn)行的運(yùn)算，所得到的列個(gè)數(shù)通常比原關(guān)系影是從列的角度進(jìn)行的運(yùn)算，所得到的列個(gè)數(shù)通常比原關(guān)系少，或者列的排列順序不同。其表示如下：少，或者列的排列順序不同。其表示如下： L L( (R R)= )= t t A A | | t tR R 即在即在R R中取屬性名列表中取屬性名列表L L中指定的列，并消除重復(fù)元組。中指定的列，并消除重復(fù)元組。（3 3）連接運(yùn)算）連接運(yùn)算 連接是把兩個(gè)關(guān)系中的記錄按一定的條件橫向結(jié)合，連接是

58、把兩個(gè)關(guān)系中的記錄按一定的條件橫向結(jié)合，生成一個(gè)新的關(guān)系。最常用的連接運(yùn)算是自然連接，它是生成一個(gè)新的關(guān)系。最常用的連接運(yùn)算是自然連接，它是利用兩個(gè)關(guān)系中共有的列，把該列值相等的記錄連接起來(lái)。利用兩個(gè)關(guān)系中共有的列，把該列值相等的記錄連接起來(lái)。其表示如下：其表示如下： 即從即從R RS S中選取中選取R R關(guān)系在關(guān)系在A A屬性組上的值與屬性組上的值與S S關(guān)系在關(guān)系在B B屬性組上值滿足屬性組上值滿足 條件的元組。根據(jù)條件的元組。根據(jù) 條件不同，連接運(yùn)算條件不同，連接運(yùn)算又分為多種類型，這里不再討論。又分為多種類型，這里不再討論。（4 4）除運(yùn)算）除運(yùn)算 給定關(guān)系給定關(guān)系R R（X X，Y

59、Y）和）和S S（Y Y，Z Z），其中），其中X X、Y Y、Z Z為屬性為屬性組。組。R R中的中的Y Y與與S S中的中的Y Y可以有不同的屬性名，但必須出自相同可以有不同的屬性名，但必須出自相同的域集。的域集。R R與與S S的除運(yùn)算得到一個(gè)新的關(guān)系的除運(yùn)算得到一個(gè)新的關(guān)系P P（X X），），P P是是R R中滿中滿足下列條件的元組在足下列條件的元組在X X屬性列上的投影，元組在屬性列上的投影，元組在X X上的分量值上的分量值x x的象集的象集YxYx包含包含S S在在Y Y上的投影，即：上的投影，即： R RS S=tr =tr X X | tr | tr R R Y Y( (S

60、S) ) YxYx 其中的其中的YxYx為為x x在在R R中的象集，中的象集，x x=tr=trX X 。1.6.4 SQL1.6.4 SQL語(yǔ)言簡(jiǎn)介語(yǔ)言簡(jiǎn)介 SQL SQL語(yǔ)言是一種關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的結(jié)構(gòu)化查詢語(yǔ)言，集數(shù)據(jù)定語(yǔ)言是一種關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的結(jié)構(gòu)化查詢語(yǔ)言，集數(shù)據(jù)定義、操縱和控制功能于一體，語(yǔ)言風(fēng)格統(tǒng)一。義、操縱和控制功能于一體，語(yǔ)言風(fēng)格統(tǒng)一。 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)人員可以直接使用數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)人員可以直接使用SQLSQL語(yǔ)言定義關(guān)系模式、錄語(yǔ)言定義關(guān)系模式、錄入數(shù)據(jù)以建立數(shù)據(jù)庫(kù)、查詢、更新、維護(hù)、數(shù)據(jù)庫(kù)重構(gòu)、數(shù)入數(shù)據(jù)以建立數(shù)據(jù)庫(kù)、查詢、更新、維護(hù)、數(shù)據(jù)庫(kù)重構(gòu)、數(shù)據(jù)庫(kù)安全性控制等一系列操作。據(jù)庫(kù)安全性控制