第二讲关系数据库

关系模型的基本术语


(9) 主键/主关键字/主码 在一个关系的多个候选关键字中指定其中一个作为该 关系的关键字，则称它为主关键字或主键、主码。 (10)外键/外关键字/外码 如果一个关系R中的某个属性或属性组F并非该关系的 关键字，但它和另外一个关系S的关键字K相对应，则 称F为关系R的外键，同时要求外键F的值要参照关系S 中主键K的值。有时，R和S可能为同一个关系。
（2）记录（Record）

记录是有一定逻辑关系的字段的组合。它 与信息世界中的实体相对应，一个记录可 以描述一个实体。例如一个学生的记录由 学号、姓名、性别、出生日期等字段组成。
（3）文件（File）

文件（在关系型数据库中的数据表）是同 一类记录的集合。文件的存储形式有很多 种，比如顺序文件、索引文件等。
2.3内模式

内模式，又称为存储模式，是数据在数据 库系统内部的表示，即对数据物理结构和 存储方式的描述。内模式是全体数据库数 据的内部表示或者低层描述用来定义数据 的存储方式和物理结构。
3.数据模型
3.1 数据模型

在数据库中用数据模型来抽象、表示和处理现实世 界中的数据和信息。根据数据抽象层次，针对不同的 数据对象和应用目的，可以分为三类：
文件系统阶段程序与数据的关系
特点：


数据与程序缺乏独立性。 数据的冗余和不一致性。
数据的无结构性。
(3) 数据库系统阶段
为了从根本上解决数据与程序的相关性， 把数据作为一种共享的资源进行集中管理， 为各种应用系统提供共享服务，数据库技术 应运而生，使信息管理系统的重心从以加工 数据的程序为中心转向以数据共享、统一管 理为核心。

Student 表
关系模型的基本术语



(6) 关系数据库 使用关系模型表示和处理数据的数据库，是一些相关 的表和其他数据库对象的集合。 (7) 关键字/码 若关系中的某一个属性或属性组的值惟一地决定其它 所有属性，则这个属性或属性组称为该关系的关键字。 (8) 候选键/候选关键字/侯选码 如果一个关系中有多个属性或属性组都能用来标识该 关系的元组，那么这些属性或属性组都称为该关系的 候选关键字。
3.2 现实世界

现实世界存在无数事物，每一个客观存在 的事物可以看做是一个个体，个体有多项 特征和属性。比如，“人”有姓名、性别、 年龄等特征；“电视”就有大小、色彩、 型号等特征。
3.3 信息世界

信息世界是对现实世界的数据抽象化和概 念化描述，并用文字符号表示出来，就形 成了信息世界。下面是人们在研究现实世 界过程中常用术语：
关系数据库的设计是有方法的，我们以后详细讲述。
5.5 关系与表格
关系模型是建立在集合代数基础上的，关系 是有严格的数学定义的，并不是所有的二维表 格都可以称为关系，这个表格应该具有如下一 些性质。 (1) 关系必须是规范化的关系 (2) 表中的“行”是惟一的 (3) 行的次序可以任意 (4) 表中的“列名”是惟一的 (5) 列的次序可以任意 (6) 必须满足完整性约束条件
数据库三级模式

数据库系统的三级模式结构，由外模式、 模式和内模式组成。
2.1 模式

模式，又称为概念模式，是数据库中全体 数据的逻辑结构和特性的描述，是所有用 户的公共数据视图，它描述的是数据的全 局逻辑结构。
2.2 外模式

外模式，又称为子模式或用户模式，是数 据库用户看到的数据视图，它涉及的是数 据的局部逻辑结构，通常是模式的子集。
三个“世界”的信息转换

由以上对三个“世界”的描述可以看到， 从现实世界到信息世界再到机器世界，事 物被一层层抽象、加工、符号化和逻辑化， 最终将现实世界的事务转换为具有某种逻 辑结构和物理结构的数据形式存储到数据 库中。如图1-6所示。
图1-6 数据处理的抽象与转换过程示意图
三个世界概念的转换
数据不能单独保存。 数据无独立性。 数据冗余不能共享。

(2) 文件系统阶段
在文件系统中，把数据组织成相互独立的数据文 件，利用“按文件名访问，按记录存取”的管理技术， 程序和数据分别存储为程序文件和数据文件。数据文 件是独立的，可以长期保存在外存储器上多次存取。 数据的存取以记录为基本单位，并出现了多种文件组 织形式，如顺序文件、索引文件、随机文件等。
请完成以下任务：关于现实到信息
项目中的主实体及特征； 分析门诊系统的主实体及特征,用数据字典 表现处理； 用E-R图来表示以上内容，建立简单的概念 模型； 画出病人二维表；并填充至少五条记录； 指出关键字（码）；

1. 数据库技术的产生与发展
(1) 人工管理阶段程序与数据的 关系
特点：
学生实体
通常在表示单个实体的E-R图中，除 了要标明实体名外，还要标明实体所具 有的属性。例如学生实体具有学号、姓 名、性别、出生日期和实体之间的联系时，每个实体只标明其实 体名，而把实体属性单独用图表示或把所有实体集用 列表表示。
两个以上的实体集之间联系的表示
关系模型的特点（2）

关系必须是规范的关系 所谓规范关系，是指关系模型中的每一个 关系都要满足一定的要求或规范条件。最 基本的规范是每一个分量都是不可分的数 据项，即表中不允许存在另外的表。
关系模型的特点（3）

在关系模型中，用户对数据的检索操作就 是从原来的表中得到一张新表。
从示例数据库中检索 出某些需要的信息
4. 概念模型
4. 概念模型
具体的数据库管理系统 DBMS所支持的逻辑数据模型不 便于非计算机专业人员理解和应 用，在开始设计数据模型时，可 以先用概念数据模型将现实世界 中的客观事物用某种信息结构表 示出来，再转化为用计算机表示 的逻辑数据模型，如图所示。
4.1概念模型涉及的概念
(1) 实体：现实世界中客观存在并可相互区分的事物称 为实体。 (2) 属性：实体所具有的某一特性称为属性。 (3) 实体和属性的型与值：型是结构，用实体名及其属性 名集合描述同类实体，称为实体型；值是数据，不同 的实体有不同的属性内容（属性值）。 (4) 实体集：具有相同实体型的实体值的集合称为实体 集。 (5) 关键字：在实体属性中，能区别实体集合中不同个 体的某一个或某几个属性的组合，称为关键字。
同一个实体集内部联系的表示
5. 关系模型
5.1 关系模型
关系模型是当前使用最广泛的数据模 型,它是一种特殊的概念模型。Microsoft SQL Server 2005数据库管理系统也是 基于关系模型的。
关系模型的特点（1）

概念单一 无论实体还是实体之间的联系都是用关系来 表示。关系就是一张二维表，无论是实体 集的信息或者是实体集之间的关系，都存 在二维表中。
5.2. 关系模型三要素
（1） 数据结构——关系 关系模型中数据的逻辑结构就是一张二维表格。关系模 式必须指出这个元组集合的结构，即它由哪些属性构成， 这些属性采用何种类型、来自哪些域，以及属性与域之 间的映像关系。 （2） 关系操作 关系模型中常用的关系操作有数据查询和数据更新两大 部分，其中数据查询包括选择、投影、连接、除、并、 交、差；数据更新包括插入、删除、修改操作。 （3） 关系完整性约束 关系模型允许定义三类完整性约束：实体完整性、参照 完整性和数据类型的域完整性。实体完整性和参照完整 性是关系模型必须满足的约束条件，由关系系统自动支 持；数据类型的域完整性是数据取值要遵循的约束条件。
现实世界 信息世界
实体集 事物
机器世界
文件（表） 记录（行）
实体 特征 唯一特征 属性 键
数据项（列） 关键字
任务

请描述你的从现实世界到信息世界的抽象过程？ 请完成门诊系统的数据字典（至少5个） 请建立门诊系统的一个概念模型？请用画出实体 联系的E-R图？ 请建立一个病人或者医生的二维表？并填写不少 于5条记录，设置关键字和外关键字？
关系数据库
主讲人:王无恙
E-mail:wangwy@
2009.03
要求完成以下任务

现实世界、信息世界、机器世界的转换？（掌握） 数据库的三级模式？（了解） 概念模型，实体，实体集，属性，实体的三种联系； 关键字或者码请举例说明？（精通） 关系模型：表，元组（记录），属性（字段），域， 关键字（码），候选键/候选关键字/侯选码 概念模型的表示方法？掌握 关系模型的三要素？了解 2009.03.26
操作演示！
5.2 关系模型的基本术语
(1) 关系 一个关系模型的逻辑结构是二维表，它由行和列组成。 (2) 元组 表中的一行称为一个元组，在数据库中也称为记录。 (3) 属性 表中的一列称为一个属性，用来描述事物的特征，属性 分为属性名和属性值。在数据库中属性也称为字段。 (4) 域 属性的取值范围。 (5) 关系模式 关系模式描述关系的信息结构和语义限制，是型的概念； 而关系是关系模式中的—个实例，是值的概念。关系模 式的描述形式---关系名（属性1，属性2，…，属性n）。
5.4 数据表基本概念
关系数据库中包含若干关系——二维数据表，可分为基本的数据 表、查询结果集、视图等，其中数据表是最重要的一类关系，其它的 对象大都依附于数据表。 数据表是数据库中最基本的对象，用来在数据库中存储用户的全 部数据。数据库中可以有多个数据表，每个数据表可代表用户某类有 意义的需求信息。例如在一个学校“教学管理”数据库中有“教师信 息表”、“学生信息表”和“课程成绩表”等。 数据表中的每一行代表不同需求的一个实体对象。例如“学生信 息表”中用一个学生的档案信息属性作为一个实体；而在“课程成绩 表”中用一个学生的课程成绩信息属性作为一个实体。 数据表中的每一列都代表实体对象的一个属性特征，如学生的姓 名、住址等。数据表经设计完成并创建之后，就一直存储在数据库文 件中，直到被删除为止。