02第二章.数据库.2017.03.08.1112
第二章 大学数据库技术课件
传统的集合运算：
• 并、交、差、笛卡儿积 • 将关系看成元组的集合，其运算是从关系的“水平”方向 即行的角度来进行的。
专门的关系运算：
• 选择、投影、连接、除 • 这类运算不仅涉及行，而且涉及列。
关系运算的运算对象是关系，结果也是关系
S
M
E
.
U
S
Hale Waihona Puke TB§2.2.1传统的集合运算
笛卡尔积
α α α α β β β β
α β β γ α β β γ
S
M
E
.
U
S
T
B
§2.2.2专门的关系运算
专门的关系运算 • 选择σ • 投影π • 连接 ⋈ • 除÷
S
M
E
.
U
S
T
B
§2.1 关系模型
关系模型是一种逻辑数据模型 组成要素： 关系数据结构 关系数据操作 完整性约束
S
M
E
.
U
S
T
B
§2.1.1关系数据结构
在关系模型中，无论是实体还是实体间的各种联系均用关系(Relation)来 表示。在用户看来，关系模型中数据的逻辑结构是一张二维表。 1．二维表及特点： (3)从垂直方向看，表有若干
注意：实体完整性规则规定关系的所有主属性都不能取空 值，而不仅是主码整体不能取空值。
学号 Sno 2000012 2000015 2000015 2000017 课程号 Cno C01 C02 C03 C04 成绩 Grade 98 80 76 90 2000017 学号 Sno 2000012 2000015 C02 C03 C04 课程号 Cno 成绩 Grade 98 80 76 90
数据库每章知识点总结
数据库每章知识点总结第一章数据（Data）是数据库中存储的基本对象；描述事物的符号记录称为数据。
数据库（DataBae）的特点：永久存储、有组织和可共享三个基本特点。
数据库管理系统的功能：①数据定义功能②数据组织、存储和管理③数据操纵功能④数据库的事务管理和运行管理⑤数据库的建立和维护功能⑥其他功能。
数据库系统（DBS）的特点：数据模型：应满足三方面的要求：一是能够比较真实地模拟现实世界；二是容易为人所理解；三是便于在计算机上实现。
数据模型组成三要素：数据结构；数据操作；数据的完整性约束条件。
数据模型分两类：概念模型；逻辑模型。
信息世界中的基本概念：实体：客观存在并可相互区别的事物称为实体。
属性：实体所具有的某一特性称为属性。
码：唯一标识实体的属性称为码。
域：域是一组具有相同数据类型的值的集合。
实体型：具有相同属性的实体必然具有共同的特征而后性质。
用实体名及其属性名集合来抽象和刻画同类实体，称为实体型。
实体集合：同意类型实体的集合称为实体集。
联系：在现实世界中，事物内部以及事物之间是有联系的，这些联系就在联系在信息世界中反映为实体（型）内部的联系和实体（型）之间的联系。
数据库系统的三级模式结构：数据库系统的三级模式结构是指数据库系统是由外模式、模式和内模式三级构成。
模式也称逻辑模式，是数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述，是所有用户的公共数据视图外模式也称子模式或用户模式，它是数据库用户能够看见和使用的局部数据的逻辑结构和特征的描述，是数据库用户的数据视图，是与某一应用有关的数据的逻辑表示。
内模式也称存储模式，一个数据库只有一个内模式。
它是数据物理结构和存储方式的描述，是数据在数据库内部的表示方式。
数据库的二级映像功能与数据独立性外模式/模式映像：模式描述的是数据的全局逻辑结构，外模式描述的是数据的局部逻辑结构。
模式/内模式映像：数据库中只有一个模式，也只有一个内模式，所以模式/内模式映像是唯一的，它定义了数据全局逻辑结构之间的对应关系。
数据库原理第2章
图号总号 分号 书 书 编 类 名
作 出单 者 版位
单 价
450 T35 操系 王 高教出社1.0 453 P1 作统 生 等育版 22
数据库系统基础
27
2.投影 2.投影 从关系模式中挑选若干属性组成新的关 系称为投影。这是从列的角度进行的运 算，相当于对关系进行垂直分解。经过 投影运算得到一个新关系，其关系模式 所包含的属性个数比原关系少，或者属 性的排列顺序不同。 PROJECT <关系名> （属性1，属性 <关系名> （属性1 2，...） ...）
数据库系统基础
19
§2.2关系运算 2.2关系运算 关系是由若干个元组组成，每个元组 有若干个属性。关系的基本运算有两 类：
一类是传统的集合运算（并、交、差 等）； 一类是专门的关系运算（选择、投影、 联接等）有些查询需要几个基本运算的 组合。 1.并
数据库系统基础
3
2.笛卡尔积 2.笛卡尔积
D1 × D2 × ... × DN = {(d1 , d 2 ,..., d n ) d i ∈ DI , i =1,2,..., n}
例：给出下面三个域 例：给出下面三个域
D1=教师名={张辉，李晓云，王东} 教师名={张辉，李晓云，王东} D2=性别={男，女} 性别={男，女} D3=职称={副教授，讲师，助教} 职称={副教授，讲师，助教} 则它们的笛卡儿积也是一个域，表示为: 则它们的笛卡儿积也是一个域，表示为: D1×D2×D3={（张辉，男，副教授），（张辉， ={（ 男，讲师），（张辉，男，助教），（张辉， 女，副教授），（张辉，女，讲师），
数据库系统基础 28
例3.从图书中列出所有书的书名、作者、出版 3.从图书中列出所有书的书名、作者、出版 社、单价。 PROJECT 图书（书名，作者，出版单位，单价）
数据库第2章2.1-2.3
候选码主码Fra bibliotek有意义的关系及其值：
导师 专业 研究生姓名 研究生学号 1001 1002 1003
张清玫 信息专业 李 勇 张清玫 信息专业 刘 晨 刘 逸 信息专业 王 敏
关系（续）
2) 关系的表示
关系也是一个二维表，表的每行对应一个元 组，表的每列对应一个域（属性）。
表 2.2 SAP 关系
SUPERVISOR 张清玫 张清玫 刘逸 SPECIALITY 信息专业 信息专业 信息专业 POSTGRADUATE 李勇 刘晨 王敏
是 型
是值 关系模式是对关系的描述
数据库系统型与值的概念
5) 基本关系的性质
① 同列同质性，不同列可同域，不同名 ② 主码唯一性 ③ 行列无序性 ④ 分量原子性
2.1 关系数据结构
2.1.1 关系
2.1.2 关系模式 2.1.3 关系数据库
2.1.2 关系模式
1．什么是关系模式 2．定义关系模式
3. 关系模式与关系
1．什么是关系模式
关系模式 关系
第二章 关系数据库
2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 关系数据结构及形式化定义 关系操作 关系的完整性 关系代数 小结
第二章 关系数据库
2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 关系数据结构及形式化定义 关系操作 关系的完整性 关系代数 小结
2.1 关系数据结构
关系数据库系统是支持关系模型 的数据库系统 关系模型的三大组成部分 关系数据结构 关系操作集合 关系完整性约束
4）对关系的几点说明
笛卡尔积不满足交换律，即
(d1，d2，…，dn )≠(d2，d1，…，dn ) 但关系附加的属性名使得关系满足交换律， （d1，d2, …，di，dj ,…，dn）= （d1, d2, …，dj，di ，…，dn） （ i ， j = 1 ， 2 ， …， n ） 例如 : （学号，姓名，性别，年龄）＝ （学号，姓名，年龄，性别）
第2章 数据库基础知识
转换
机器世界 DBMS 支持的数据模型
图2-5 现实世界中客观对象的抽象过程
2.5.1 数据模型的三要素
数据模型是模型中的一种，是对现实世 界数据特征的抽象，它描述了系统的３ 个方面：静态特性、动态特性和完整性 约束条件。因此数据模型一般由数据结 构、数据操作和数据完整性约束３部分 组成，是严格定义的一组概念的集合。
2.3.2 两级模式映射及数据独立性
2. 模式／内模式映射 数据库中只有一个模式，也只有一个内模式， 所以模式／内模式映像只有一个，它定义数据 的全局逻辑结构与存储结构之间的对应关系。 例如，说明逻辑记录和字段在内部是如何表示 的．该映像定义通常包含在模式描述部分。 当数据库的存储结构改变了（例如选用了另一 种存储结构），由数据库管理员对模式/内模 式映象作相应改变，可以使模式保持不变，从 而应用程序也不必改变。保证了数据与程序的 物理独立性，简称数据的物理独立性。
2.5.2 概念模型
多对多联系（m:n）
如果对于实体集A中的每一个实体，实体集B中 有n个实体（n>=0）与之联系，反之, 对于实体 集B中的每一个实体，实体集A中也有m（m>=0） 个实体与之联系。则称实体集A和实体集B具有 多对多联系，记为m：n。 例如，有如学生与课程、商品与顾客等都是多对 多联系。
2.5.4 层次模型
层次模型是数据库系统中最早出现的数据模型， 它用树形结构表示各类实体以及实体间的联系。 层次模型数据库系统的典型代表是IBM公司的IMS （Information Management System）数据库管理 系统，这是一个曾经广泛使用的数据库管理系统。 层次模型用树形结构来表示各类实体以及实体间 的联系。现实世界中许多实体之间的联系本来就 呈现出一种很自然的层次关系，如行政关系、家 族关系等。
数据库技术及应用教程各章节知识点
数据库技术及应用教材（第2版）各章节知识点第1章数据库系统概述1.1数据库管理技术的产生和发展1.1.1人工管理阶段(20世纪50年代之前)特点：①数据不保存②数据不具独立性③数据不共享1.1.2文件管理／系统阶段（20世纪50年代-60年代中期）特点: ①数据可以保存②独立性依然差③冗余量大1.1.3数据库管理阶段20世纪60年代以后1.2.1基本概念1.数据Data2.数据库Database, DB3.数据库管理系统Database Management System, DBMS功能:数据定义、数据操纵、数据控制、数据通信4.数据库系统Database System, DBS包括数据库、数据库管理系统、应用系统、数据库管理员(Database Administrator, DBA)和用户1.2.2数据库系统的特点1.数据共享性好2.数据独立性强3.数据结构化4.统一的数据控制功能1.2.3数据库系统的组成(同上)1.2.4数据库系统的抽象级别DBMS中的数据被描述为逻辑模式、物理模式和外模式三级抽象1.3数据模型(概念模型、逻辑模型和物理模型)1.3.1基本组成1.数据结构2.数据操作3.数据约束1.3.2层次模型1.3.3网状模型1.3.4关系模型(应用最广泛)1.3.5面向对象模型1.3.6对象关系模型第2章关系数据库2.1关系数据模型的基本概念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数据结构、关系操作和完整性约束3部分组成1.数据结构(二维表)(1关系(2元组(3属性(4键((1)超键：能唯一标识元组的属性过属性集((2)候选键((3)主键((4)外键(5域(6分量(7关系模型关系数据库：有若干个关系或二维表彼此关联组成的数据库。
2.关系操作(一次一集合)查询(最主要)：选择、投影、连接、除、并、交、差更新：插入、删除、更新3.完整性约束(1实体完整性(对主键的约束：不能空不能重)(2参照完整性(对外键的约束)(3用户自定义完整性(删除约束、更新约束、插入约束)2.2关系代数2.2.1传统的集合运算1.并∪2.差-3.交∩4.笛卡尔积2.2.2专门的关系运算1.选择（水平分割）2.投影（垂直分割）∏3.连接∞第3章Access数据库管理系统3.1Access简介3.1.1Access功能及特性1.界面友好、易操作2.方便数据共享3.简化安全设置4.SharePoint高速在线以及离线应用5.走向网络3.1.2Access的安装1.安装环境(office)2.安装方法3.1.3Access的集成环境3.1.4Access数据对象1.表Table(其他对象的基础)2.查询Query3.窗体Form4.报表Report(使数据处理的结果多样化)5.宏Macro6.页Web7.模块Module3.2创建数据库3.2.1直接创建空数据库3.2.2利用模块创建数据库3.2.3Access数据库的打开方式①以只读方式打开②以独占方式打开③以独占只读方式打开第4章表的操作4.1表的结构与创建4.1.1表的构成(1)约束条件1.列级约束1.非空约束2.唯一约束(也可以是表级约束)3.检查约束4.主键约束(也可以是表级约束)5.外键约束(也可以是表级约束) 2.表级约束(主键约束)(2)索引(3)关联关系4.1.2Access中的数据类型4.1.3创建表结构(1)数据表视图(2)利用表设计视图(3)使用导入表创建表4.2表结构的维护4.2.1字段名、类型和长度的修改与插入、删除和移动字段1.删除字段Delete2.插入字段3.移动字段4.修改字段名、长度或数据类型4.2.2字段标题与输入输出格式设置1.字段标题设置2.输入/输出格式设置3.自定义格式输入/输出格式4.输入掩码的设置输入掩码的格式符号4.2.3有效性规则与有效性文本Access表达式中使用的运算符Access表达式中常用函数4.2.4其他约束1.设置字段必填2.“小数位数”属性3.指定主键4.在“数据表”视图中改变字段名称4.3表数据的输入与维护4.3.1数据录入与编辑1.数据修改2.数据复制3.数据的查找操作(1)按记录号查找数据(2)查找指定内容(3)查找空字段或空字符串(4)使用通配符4.3.2导入与导出数据及链接外部数据1.导入Excel表2.导出表操作4.3.3格式化数据表1.更改行高和列宽2.改变字段次序3.隐藏/显示列4.冻结/解冻列5.设置数据表格式4.4记录操作4.4.1记录排序4.4.2筛选记录4.5表的索引与关联4.5.1索引相关知识1.索引的概念2.索引的分类(聚集/非聚集)3.索引的创建方法4.5.2创建表间的关联关系1.关联关系分类(1)一对一(2)一对多(3)多对多2.关联关系的建立方法4.5.3子表第5章数据库设计5.1数据库设计概述5.1.1数据库设计的方法5.1.2数据库设计的步骤(1)需求分析阶段(2)概念结构设计阶段(3)逻辑结构设计阶段(4)物理结构设计阶段(5)数据库实施阶段(6)数据库运行维护阶段5.2需求分析(1)用户的信息要求(2)处理要求(3)安全性要求(4)完整性要求5.3概念结构设计5.3.1E-R模型(实体-联系模型Entity-Relationship Model)1.实体:客观存在并能够相互区别的事物2.属性:实体用来刻画的一组特性3.实体集:表示具有相同属性的同一类事物2.联系与联系集5.2.3E-R图（矩形：实体集；椭圆形：属性；菱形：联系集）5.4逻辑结构设计5.4.1E-R模型与关系模型的转换5.4.2规范化基础1.数据库设计中的问题2.函数依赖的基本概念3.范式及其关系4.规范化方法5.4.3逻辑结构详细设计5.5物理结构设计5.6数据库实施5.7数据库维护第6章数据查询6.1查询概述1.选择查询2.生成表查询3.追加查询4.更新查询5.交叉表查询6.删除查询6.2创建与维护查询6.2.1使用查询向导创建查询6.2.2使用设计视图创建查询6.3查询条件6.3.1查询条件的设置6.3.2在查询中执行计算6.4动作查询(操作查询)的设计6.4.1追加查询6.4.2更新查询6.4.3删除查询6.4.4生成表查询6.5SQL特定查询的设计(1)联合查询(2)传递查询(4)子查询第7章SQL关系数据库标准语言7.1SQL的概述7.1.1SQL的特点结构化查询语言(Structured Query Language)1.高度综合2.非过程化3.采用面向集合的操作方式7.1.2SQL的功能7.2SQL的数据定义7.2.1SQL的数据类型1.建立数据表(1)NOT NULL是列级约束(2)PRIMARY KEY是表级或列级约束(3)FOREIGN KEY是外键约束(4)CHECK是域完整性约束(5)UNIQUE是唯一性约束创建此表的SQL语句如下：CREAT TABLE staff（staffID TEXT(12) PRIMARY KEY,name TEXT(8) UNIQUE,birthdate DATE,married LOGICAL NOT NULL,salary MONEY,resume MEMO);2.修改数据表ALTER TABLE <表名>[ ADD <列名> <数据类型>[<完整性约束> ] [ ，…] ][ DROP [ [ CONSTARINT ]<约束名>] I [ COLUMN <列名> ] ] [，…] [ALTER <列名> <数据类型> [，…] ] ;3.删除数据表4.索引操作语句7.3SQL语言的数据查询1.Select语句格式：SELECT [ALL I DISTINCT ] <列名> I <目标列表达式> I <函数> [，…]FROM <表名或视图名> [，…][ WHERE <条件表达式> ][ GROUP BY <列名1> [ HAVING <条件表达式> ]][ ORDER BY <列名2> [ ASC ] I [ DESC ]]7.3.2简单查询语句Select * FromSelect 学号As 学生号码，姓名，Year(Now())-Year(出生年月) As 年龄From 学生Select 学号，课程编号，成绩From 学生Where 成绩<607.3.3连接查询7.3.4其他查询7.4SQL的数据更新7.4.1INSERT命令格式：INSERT INTOVALUES7.4.2UPDATE命令UPDATESETWHERE7.4.3DELETE命令DELETE FROM WHERE第8章数据库应用开发技术8.1窗体8.1.2窗体的类型逻辑:主窗体、子窗体功能：命令式选择窗体、数据交互式窗体8.1.3窗体视图8.1.4创建窗体8.1.5窗体控件8.1.6窗体控件的使用8.2报表8.2.1报表的组成1.报表页眉2.页面页眉3.主体4.页面页脚5.报表页脚8.2.2创建报表8.2.3报表编辑8.2.4其他报表8.3宏8.3.1宏的概念8.3.2宏的设计8.3.3宏的运行第9章VBA程序设计9.1VBA概述1.类模块2.标准模块9.2VBA编程9.2.1面向对象程序设计概念9.2.2对象和类9.2.3VBA编程基础9.2.4运算符与表达式及函数算术运算符>字符运算符>关系运算符>逻辑运算符Abs（N）取绝对值Int（N）取整Exp（N）以e为底数的指数函数Log（N）以e为底的自然对数Sqr（N）计算数值表达式的平方根Asc（C）返回字符串首字符的ASCⅡ值Chr（N）ASCⅡ值转换为字符串Str（N）将数值表达式转换为字符串Val（C）将数字字符串转换为数值型数据9.2.5程序语句声明语句（Private、Dim、Public、Stastic）赋值语句执行语句9.2.6程序基本结构1.顺序结构2.选择结构(1)If语句(单路分支/双路分支)If Then(Else) End If(2)Select Case语句(多路分支)Select CaseCaseCaseEnd Select3.循环结构(1)For...Next(2)While语句WhileExit DoWend9.2.7过程创建和调用(1)子过程(2)函数9.3程序调试。
数据库课后答案 第二章(数据库系统基本原理)
《数据库技术及应用基础教程》第二章参考答案--责任人：袁圆、董婧灵、娄振霞一、选择题1~5：CDCCD 6~10：BDCCA 11~15：AD，ABCA 16：B二、填空题：1.数据库、数据库系统软件、数据库系统用户2. 关系名（属性名1，属性名2，属性名3,…）3.列4. 能标识独一实体的属性或属性组5.一张或几张表（或视图），结构，数据6. 使关系中的每一个属性为不可再分的单纯形域(消除“表中表”)，使关系中所有非主属性对任意一个侯选关键字不存在部分函数依赖（使关系中所有非主属性都完全函数依赖于任意一个侯选关键字），使关系中所有非主属性对任意一个侯选关键字不存在传递函数依赖7.需求分析阶段，概念结构设计阶段，逻辑结构设计阶段，数据库物理设计阶段，数据库实施阶段，数据库运行和维护阶段8.数据库应用系统（DBAS）9.安全性、完整性、并发控制和数据恢复10.发生故障后，故障前状态11.授权12.事务13.事务中包括的各个操作一旦开始执行，则一定要全部完成14.封锁，共享锁，排他锁15. 一致性，正确性16.系统自动完成三、简答题1、试述数据模型的概念、数据模型的作用和数据模型的三个要素。
答：数据模型是现实世界数据特征的一种抽象，一种表示实体类型及实体类型间联系的模型。
数据模型可以抽象、表示、处理现实中的数据和信息。
数据模型的三要素分别是：(1)数据结构：是所研究的对象类型的集合，是对系统静态特性的描述。
(2)数据操作：对数据库中各种对象(型)的实例(值)允许执行的操作的集合，操作及操作规则。
(3)数据的约束条件：是一组完整性规则的集合。
也就是说，对于具体的应用娄必须遵循特定的语义约束条件，以保证数据的正确、有效和相容。
2、试述网状、层次数据库的优缺点。
答：网状数据库的优点：（1）能更直接的描述现实世界；（2）具有良好的性能，存取效率更好。
网状数据库缺点：（1）结构复杂，应用系统越大数据库结构越复杂；（2）用法复杂，用户不易理解。
数据库系统概论第2章关系数据库精品PPT课件
Supervisor
张清政 张清政 刘逸
speciality
信息 信息 信息
postgraduate
李勇 刘晨 王敏
关系SAP的候选码: （postgraduate） 关系SAP的主码: （postgraduate） 关系SAP的主属性： postgraduate 关系SAP的非码属性：Supervisor ， speciality
主码：选定的一个 候选码。 主属性：候选码的诸属性。 非主码属性：不包含在任何候选码中的属性。
8
例子1：
关系 S（S#，SN，SD，SA）
关系S的候选码：（S#） , （SN）
关系S的主码：（S#）
关系S的主属性：S#
关系S的非码属性：SD , SA
例子2：
例子3：
全码
关系SC（S#，C#，G）
关系R（P，W，A）
11
p46
2.2.2关系模式 关系模式简记为： R（A1，A2，…，An） 形式化表示为：五元组 R( U, D, dom，F）
关系名 属性集合 域集合 属性向域的 属性间数据的 映象集合 依赖关系集合
例子：选修关系 可简记为：SC（Sno,Cno,G)
形式化表示为：SC ( U, D, dom，F）
第二章 关系数据库
2.1 关系模型概述 2.2 关系数据结构及形式化定义 2.3 关系的完整性 2.4 关系代数 2.5 关系演算
1
2.1 关系模型概述
（1）单一的数据结构——关系
（2）关系操作
关系模型的操作包括：查询和更新
关系操作的特点：一次一集合方式
非关系操作的特点：一次一记录方式
关系代数语言 关系数据语言 关系演算语言
数据库系统概论第二章笔记
数据库系统概论第二章笔记一、关系数据结构及形式化定义。
1. 关系的定义。
- 关系是一个元组的集合。
在关系数据库中，关系以二维表的形式表示。
例如，一个学生关系（表）可能包含学号、姓名、年龄等列，每一行（元组）代表一个学生的信息。
- 关系模式是对关系的描述，包括关系名、组成该关系的属性名集合等。
例如，学生（学号，姓名，年龄）就是一个关系模式。
2. 关系的性质。
- 列是同质的，即每一列中的数据类型相同。
比如学生关系中的年龄列都是数值类型。
- 不同列可出自同一个域，例如学生关系中的性别列和另一个关系中的人员性别列都来自{男，女}这个域。
- 列的顺序无所谓，行的顺序也无所谓。
这意味着在关系中调整列或行的顺序不影响关系的本质。
- 关系中的任意两个元组不能完全相同。
3. 关系的完整性约束。
- 实体完整性。
- 主属性（组成主键的属性）不能为空值（NULL）。
例如在学生关系中，如果学号是主键，那么每个学生的学号必须有确定的值，不能为NULL。
这是为了保证实体的可区分性。
- 参照完整性。
- 设F是基本关系R的一个或一组属性，但不是关系R的码，K是基本关系S的主码。
如果F与K相对应，则称F是R的外码，并称基本关系R为参照关系，基本关系S为被参照关系。
参照关系中的外码值或者为空值，或者是被参照关系中某个元组的主码值。
例如，选课关系（学号，课程号，成绩）中的学号是参照学生关系（学号，姓名，年龄）中学号的外码，选课关系中的学号值必须是学生关系中存在的学号或者为空值（如果允许未注册学生选课的特殊情况）。
- 用户定义完整性。
- 这是针对某一具体应用环境下的关系数据库所制定的约束条件。
例如，学生的年龄可能被限制在一定范围内（如15 - 40岁），成绩可能被限制在0 - 100分之间等。
二、关系代数。
1. 传统的集合运算。
- 并（Union）- 关系R和关系S具有相同的目n（即两个关系都有n个属性），相应的属性取自同一个域。
R∪S是由属于R或属于S的元组组成的集合。
数据库系统第二章2.1-2.2
数据库系统 2.1 关系模型简述
--关系模型与关系运算概览 形象地说，一个关系(relation)就是一个Table 关系模型就是处理Table的，它由三个部分组成： (详细内容在后面讲述)
描述DB各种数据的基本结构形式(采用Table描述) 描述Table与Table之间所可能发生的各种操作(采用关系 运算等描述) 描述这些操作所应遵循的约束条件(被称为完整性条件)
笛卡儿积 男人 李德 李德 李德 李德 钱进 钱进 钱进 钱进 女人 王芳 王芳 范燕美 范燕美 王芳 王芳 范燕美 范燕美 儿童 李蓉 冯月 李蓉 冯月 李蓉 冯月 李蓉 冯月
第13页
数据库系统 2.2 关系与关系模型
--关系: Table的严格定义(续) 再定义“元组”及所有可能组合成的元组:笛卡尔积 笛卡尔积(Cartesian Product)
表/关系
列/字段/属性 /数据项
家庭
列名
丈夫
李德
妻子
王芳
子女
李蓉
标题/模式
钱进
张靖
范燕美
谢婷
钱童
张强 列值 第9页 行/元组/记录
数据库系统 2.2 关系与关系模型
--关系: Table的严格定义(续) 首先定义“列”的取值范围“域(Domain)” 域(Domain) 一组值的集合，这组值具有相同的数据类型 如整数的集合、字符串的集合、全体学生的集合 再如, 由8位数字组成的数字串的集合，由0到 100组成的整数集合 集合中元素的个数称为域的基数(Cardinality)
数据库系统
第2章 关系模型与关系运算
第1页
数据库系统 第2章 关系模型与关系运算
数据库原理2 关系数据库.ppt
3. 列的顺序可任意交换； 4. 任意两个元组不能完全相同； 5. 行的顺序可任意交换； 6. 每一分量是不可分的数据项。
记忆方法：三列两行一分量。
注意：在许多实际关系数据库产品中，基
本表并不完全具有这六条性质，例如， 有的数据库产品（如FoxPro）仍然区分 了属性顺序和元组的顺序；许多关系数 据库产品中，例如Oracle，FoxPro等，它 们都允许关系表中存在两个完全相同的 元组。
三种具有相同表达能力的抽象查询语言：
关系代数 元组关系演算语言 域关系演算语言
ISBL ALPHA，QUEL QBE
SQL则是介于关系代数和关系演算之间的 标准查询语言。
由IBM提出，是应用得最广泛的关系数据 库标准语言。
三. 关系的三类完整性约束条件 关系模型必须满足：实体完整性和参照完
整性约束。
则D1×D2×… ×Dn的基数为： |D1|×|D2|×… ×|Dn|
3. 关系
定义2.3 D1×D2×… ×Dn的任意子集叫 做在域D1,D2,… ,Dn上的关系，可记做：
R(D1,D2,… ,Dn)，R为关系名，n是关系的 目或度(degree)。
注意：
1. 这里的“子集”是“任意子集”，包括 空集。
例如学生选课关系“选修（学号，课程号， 成绩）”中，“学号、课程号”为主码， 则“学号”和“课程号”都不能取空值， 而不是整体不为空。
实体完整性可以引申一下，主码也不能取 重复值。
有关实体完整性的说明：
(1)实体完整性规则是针对基本关系而言的。 一个基本表通常对应现实世界的一个实 体集。(名字怎么来的）
数据库系统原理(第2章)
第二章 关系数据库
数据库原理第2章精品PPT课件
2.1.3 逻辑结构设计
1.关系模型数据结构 主属性：所有候选码中的属性。 例题：指出关系模式：成绩表（学号，姓名，课程号，成绩）的 主属性和非主属性。注：学生无同名。 这里的候选键有： （学号，课程号），（姓名，课程号）。则这 些属性都是主属性。“成绩”为非主属性 超码（键） ，候选码（键） ，主码（键）的异同点： 相同：都可以唯一标识一个元组。 区别：是否有多余的属性。主码和候选码中的属性都是必要的。 （6）关系数据库：由一个或一个以上的“关系”彼此关联组成的 数据集合可称为关系数据库（Relational Data Base）。 “关系 ”之间的联系是通过“关系”之间的主码，外码关联的
2.1.3 逻辑结构设计
1.关系模型
数据模型是在“数据”的意义或层面上描述事物及其联系 。而非“概念”上的层面，更能反映事物的“逻辑”性质。
数据模型由数据结构，数据操作和完整性约束三部分构 成。在关系数据库里，数据模型即关系模型。
学生表（学生关系）
学号
姓名
系名
班主任教工号
001
张三
计算机
999
002
2.1.2 概念结构设计
1. 概念模型中用于描述数据的结构的概念 ②多对多联系，实体集A中每个实体和实体集B中任意多个实
体有联系（0个到多个），反之亦然，则称为多对多（m:n ）联系。
1.5.2 概念结构设计
2. 概念模型中数据的结构用 “实体-联系”图（E-R图）表 示，图中有3个主要的元素，即实体集、属性和联系，它们分 别用“矩形”、“椭圆形”、“菱形”框表示。
2.1.3 逻辑结构设计
1.关系模型数据结构 （5）码（键）是能唯一标识元组的属性或属性集称为码（ Key） 。 分别是：超码（键），候选码（键）， 主码（键），外码（键 ）。 超码（键）：能唯一确定一个元组的码（键） 。 候选码（键）：能唯一确定一个元组且不包含多余属性的码（键 ）。 主码（键）：被选中作为码（键）的候选码（键） 。 例子：学生（学号，姓名，性别，专业号，年龄） 学号+姓名 是一个超码，但不是候选码。学号 是候选码。如果 姓 名 是唯一的，姓名 也可以是候选码。当前的主码是 学号。
LIS2(2)- 数据库技术
C B
E D A
关键字学号与学生记 录地址的对应表
2.1数据概述
• 链表文件
入口
记录
记录
记录
记录
^
• 直接存取文件
直接存取文件没有索引，而是通过一些寻址方法找到记录 的关键字与存储地址之间的相应关系，然后进行直接的存 取。
2.1数据概述
• 几种文件组织方式的比较
• 数据库管理系统（DBMS）
– 数据库开发：
• 利用数据定义语言（DDL）开发与说明数据内容、相互关系及 每个数据库的结构。并把这些信息存储在一个专用的数据定义 和说明的数据库中，称为数据字典。数据字典由数据库管理员 控制、管理和维护。
– 数据库查询：
• 用户使用DBMS的查询语言询问数据库中的数据。最常用的查 询语言是结构化查询语言（SQL）。
2.1数据概述
• 文件组织形式
– 建立并确定数据记录的物理顺序和逻辑顺序之间的对 立关系。
逻辑 数据记录
顺序文件 索引文件 链表文件 直接存取 文件
物理 存储方式
顺序映射关系
2.1数据概述
• 顺序文件
– 文件中数据记录的物理顺序与逻辑顺序一致，文件记 录按关键字值的递增（或递减）次序排序，形成其逻 辑顺序。
– 数据库维护 – 应用开发
2.1数据概述
• 数据库有哪些类型？
– 企业数据库的种类
• • • • • 操作数据库 管理数据库 信息仓库 分布式数据库 外部数据库
– 文本数据库 – 多媒体数据库
2.2数据模型
• 2.2数据模型
数据模型是现实世界数据特征的抽象。 – 模型的类型
• 网状型 • 层次型 • 关系型（目前最流行的是关系型数据库）
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已经完成测序的基因组（截止2009年5月） 古细菌（archaea）染色体（63） 细菌（bacteria）染色体（989） 真核生物（eukaryota）染色体（1038） 病毒（viruses）（2790) 噬菌体（phages）（536） 类病毒（viroids）（39）
（一）数据库工具
建立纯文本数据库
GenBank 数据库、EMBL 核苷酸数据库
MySQL 数据库工具
SQL（结构化查询语言）是世界上流行的和 标准化的数据库语言
能够快速灵活存储记录文件和图像
AceDB 数据库工具 AceDB：A C. elegans DataBase （线虫数据库） 被广泛应用的管理和提供基因组 数据的工具
(zebrafish，斑马鱼)
每个序列有一个flat file (AF392820或EF143611) 每条序列有三个专有的编号或标识（identifier） Locus name（位点名） Accession number （注册号或登陆号） GI（GenInfo identifier
国际核苷酸序列数据库合作协议（International Nucleotide Sequence Database Collaboration）收集 的核苷酸来源
（1）GenBank
/ 美国NCBI的数据库
生物信息学领域的一个重要的管理机构
（4）dbSTS (Database of Sequence Tagged Sites)
/dbSTS/index.html GenBank的二级数据库 短序列（200-500 bp）（设计引物，以基因组为模 板扩增，找到一个片段）
已定位于染色体上（哪条染色体、哪个位点） 检索：GenBank主页选择UniSTS后输入关键词 检索到的条目 每一条目详细内容 点击“mv”查看染色体定位
• 缺点：有些组织、细胞不容易得到mRNA，EST无 法得到；EST只是2%里面的相关数据，98%碱基 的研究在EST中没有，而这98%也是有功能的，如 调控的功能。
（3）UniGene 数据库 /UniGene/ NCBI 的另一个核苷酸数据库
Single-pass (单次测序) sequence
GenBank 中大约44％的序列是 EST，来源 于 > 1370个物种
• 如看文章不用看全部，只看开头和结尾就大致知道 其内容——EST大致代表这些mRNA的特性，从而 发现基因。 • 来源于mRNA的一个标签，寻找与性状相关的EST 信息，检索EST数据库，从而快速获得相关的基因 信息及其在染色体上的定位。
• 发现基因及基因定位（传统的方法）：
– 研究性状（突变体）
– 家族分析或连锁分析
– 确定基因在某条染色体上的某一区段内
– 其他方法：分离基因及基因产物
• 通过检索，判断未知DNA片段的位臵（新方 法）。
（5）dbGSS (Database of Genome Survey Sequences)
第二章 数据库
本章主要内容：
1. 2. 3. 4. 5. 6. 核苷酸数据库 蛋白质数据库 结构数据库 酶和代谢数据库 文献数据库 向数据库提交、修改核苷酸和蛋白质序列 各种数据库包含数据的种类。
本章重点难点：
数据库（Database）
用于收集、整理、储存、加工、发布和 检索数据的系统。
生物类的数据库种类很多
向国际刊物投稿文章首先要将核苷酸序列或 蛋白质序列提交到指定的数据库中
数据库记录通常包括两部分 原始数据
对这些数据进行的生物学意义的注释
一个数据库通常链接了多个相关数据库
核苷酸数据库－水稻抗病相关基因OsDR8
DQ176424
Taxonomy 数据库
Pubmed 数据库 NCBI-Protein 数据库
GenBank in USA ( ) EMBL in Europe () DDBJ in Japan (http://www.ddbj.njg.ac.jp) 信息资源共享：1998年，实现数据库之间的序列数据交 换、共享 。
cosmid / BAC / YAC
（6）HTGS (High-Throughput Genomic Sequences)
/HTGS/
GenBank 的二级数据库
尚未完成测序的重叠群（> 2 kb）的序列
新序列的增加速度很快
cosmid / BAC / YAC
生物信息数据库可以分为一级数据库和二级 数据库: • 一级数据库的数据都直接来源于实验获得的 原始数据，只经过简单的归类整理和注释 • 二级数据库是在一级数据库、实验数据和理 论分析的基础上针对特定目标衍生而来，是 对生物学知识和信息的进一步整理。 • 国际上著名的一级核酸数据库有Genbank数 据库、EMBL核酸库和DDBJ 库等；蛋白质序 列数据库有 SWISS-PROT、PIR 等；蛋白质 结构库有PDB等。国际上二级生物学数据库 非常多，它们因针对不同的研究内容和需要 而各具特色。
/dbGSS/index.html
GenBank的二级数据库
基因组短序列
cosmid / BAC / YAC 外源插入片段的末端序列
Alu PCR 序列
11 0.42 0.84 0.21 0.21 0.00 1.47 0.00 0.63 NBS119 RM224 R1506 Xa26 Y6855RA S12886 RM144 G181 L1044
未知序列
Phase 0
cosmid / BAC / YAC
Phase 1
a
b
c
Phase 2
b e
a d
c
Phase 3
（7）基因组数据库
/entrez/query.fcgi?db=Genome
NCBI 的另一个数据库 测序完成和正在测序物种基因组序列、遗传图、 物理图等 序列收集在GenBank
– 不同的Unigene簇可能对应一个基因的不同部分。随着基 因组测序变得更完全，两个簇可能会被合并，这样 Unigene簇可能随时间推移逐渐变少。 – 有些基因表达水平很低， 一些Unigene簇可能反映了一些 还无法用其他基因识别方法识别出来的真因，可能是克隆过程中的副产品。
来源于同一基因的非重复 EST 组成gene-oriented sequence cluster（基因序列群） 人、大鼠、小鼠、斑马鱼、牛、蛙等 拟南芥、水稻、小麦、大麦、玉米等 大约150万个基因序列群 共计85个物种
UniGene主页输入关键词检索
• 按物种分类，为每个基因创造一个唯一的条目，收 集对应于这个基因的所有EST。 • 冲突：人类基因大约3万个，而人类的Unigene簇有 12万个。 • Unigene簇多于基因总数的可能原因：
（二）各种生物数据库
1、核苷酸数据库
DNA、mRNA、tRNA、rRNA序列
RNA序列以cDNA序列的形式收集 核苷酸序列直接来源于实验数据 大量氨基酸序列 主要是非实验来源数据 coding sequence (CDS，编码序列)
核苷酸数据库种类很多
三大核苷酸数据库
ENV
（2）dbEST (Database of Expressed Sequence Tags) /dbEST/index.html GenBank的二级数据库 5’ 端或3’ 端的cDNA 序列（EST）
300－400~ (800) bp
建立和管理分子生物学和生物医学领域的公共 数据库
发展新的分析软件 NCBI site map
http://www.ncbi.nlm.nih.g ov/Sitemap/index.html
GenBank数据库中有部分蛋白质序列 数据每天更新，每年发行（release）六版 Release 171 181 129,902,276 sequence
分支缩 写 SYN UNA EST PAT STS GSS HTG HTC
分支全称
合成序列 (synthetic sequence) 未注释的序列 (unannotated sequence)
表达序列标签 (expressed sequence tag)
已专利的序列 (patent sequence) 序列标签位点 (sequence tagged site) 基因组序列 (genome survey sequence) 高产出基因组序列 (high throughput genomic sequence) 高产出cDNA序列 (high throughput cDNA sequence) 环境样品 (environmental sample)
/Sitemap/sequenceIDs.html）
NID（Nucleotide ID） LOCUS line
The divisions（分支） of GenBank 分支缩 写 PRI ROD MAM VRT INV PLN BCT VRL PHG 分支全称
灵长类序列 (primate sequence) 啮齿类序列 (rodent sequence) 其它哺乳类序列 (other mammalian sequence)
其它脊椎动物序列 (other vertebrate sequence)
无脊椎动物序列 (invertebrate sequence) 植物、真菌和海藻类序列 (plant, fungal, and algal sequence) 细菌序列 (bacterial sequence) 病毒序列 (viral sequence) 噬菌体序列 (bacteriophage sequence)
122,082,812,719 bases