数据库系统原理.ppt
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数据库系统原理课件
CONSTRAINT C3 CHECK(成绩 BETWEEN 0 AND 100)， CONSTRAINT C4 PRIMARY KEY(学号，课程号)， CONSTRAINT C5 FOREIGN KEY(学号) REFERENCES 学生(学号)， CONSTRAINT C6 FOREIGN KEY(课程号) REFERENCES
[WITH CHECK OPTION]；
视图举例
【例5-6】建立计算机系学生的视图。 CREATE VIEW 计算机系学生 AS SELECT 学号，姓名，年龄 FROM 学生 WHERE 所在系=‘计算机系’；
【例5-7】由学生、课程和选课三个表，定义一个计算机系的 学生成绩视图，其属性包括学号、姓名、课程名和成绩。
DATE TIME TIMESTAMP
类型说明
半字长二进制整数。15bits数据 全字长（四字长）整数。31bits数据 十进制数，共p位，其中小数点后q位。
0≤q≤p，q=0时可省略不写 双字长浮点数
长度为n的定长字符串 最大长度为n的变长字符串 长度为n的定长图形字符串 最大长度为n的变长图形字符串 日期型，格式为YYYY-MM-DD 时间型，格式为HH.MM.SS
DEFAULT C1 20 FOR 年龄， CONSTRAINT C2 CHECK(性别 IN (‘男’，‘女’)))；
CREATE TABLE 课程(课程号 CHAR(5) PRIMARY KEY， 课程名 CHAR(20)，先行课 CHAR(5))；
CREATE TABLE 选课(学号 CHAR(5)，课程号 CHAR(5)， 成绩 SMALLINT，
〈字段〉 BETWEEN 小值 AND 大值 〈字段〉 IS [NOT] NULL
[WITH CHECK OPTION]；
视图举例
【例5-6】建立计算机系学生的视图。 CREATE VIEW 计算机系学生 AS SELECT 学号，姓名，年龄 FROM 学生 WHERE 所在系=‘计算机系’；
【例5-7】由学生、课程和选课三个表，定义一个计算机系的 学生成绩视图，其属性包括学号、姓名、课程名和成绩。
DATE TIME TIMESTAMP
类型说明
半字长二进制整数。15bits数据 全字长（四字长）整数。31bits数据 十进制数，共p位，其中小数点后q位。
0≤q≤p，q=0时可省略不写 双字长浮点数
长度为n的定长字符串 最大长度为n的变长字符串 长度为n的定长图形字符串 最大长度为n的变长图形字符串 日期型，格式为YYYY-MM-DD 时间型，格式为HH.MM.SS
DEFAULT C1 20 FOR 年龄， CONSTRAINT C2 CHECK(性别 IN (‘男’，‘女’)))；
CREATE TABLE 课程(课程号 CHAR(5) PRIMARY KEY， 课程名 CHAR(20)，先行课 CHAR(5))；
CREATE TABLE 选课(学号 CHAR(5)，课程号 CHAR(5)， 成绩 SMALLINT，
〈字段〉 BETWEEN 小值 AND 大值 〈字段〉 IS [NOT] NULL
数据库原理PPT课件
模式
也称为逻辑模式或概念模 式，定义了数据库中所有 数据的逻辑结构和关系。
内模式
也称为物理模式或存储模 式，描述了数据在物理存 储介质上的组织结构和存 储方式。
数据库管理系统
数据定义语言（DDL）
数据控制语言（DCL）
用于定义数据库中的各种对象，如表、 视图、索引等。
用于控制对数据库中数据的访问权限 和安全控制。
数据库原理ppt课件
目录
• 数据库概述 • 数据库系统结构 • 数据库设计 • 关系数据库 • 数据库管理系统实现技术 • 数据库新技术与发展趋势
01 数据库概述
数据库的定义与作用
数据库的定义
数据库是一个长期存储在计算机 内的、有组织的数据集合，它能 为多种应用提供数据服务。
数据库的作用
数据库用于存储、检索、更新和 管理大量数据，支持企业或组织 的运营和决策。
NoSQL数据库具有可伸缩性强、灵活 性高和可靠性好等优点，可以满足大 规模数据处理和实时分析的需求。
03
NoSQL数据库的挑 战
NoSQL数据库面临着数据一致性、查 询效率和标准化等挑战，需要进一步 研究和标准化工作。
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关系数据库标准语言SQL
SQL定义
SQL（Structured Query Language）是用于管理关系数 据库的标准编程语言，它包括数 据查询、数据操作、数据定义等
方面的命令。
SQL的主要功能
SQL的主要功能包括表格的定义 和维护、数据的查询和检索、数 据的插入和更新、数据的删除等。
SQL的特点
数据操纵语言（DML）
用于对数据库中的数据进行查询、插 入、更新和删除等操作。
《数据库系统原理》课件
数据库系统原理1. 概述数据库系统是计算机科学中一个非常重要的研究方向。
它涉及了数据库的设计、管理和使用等方面的知识，是支撑现代计算机应用的基础。
本课件将介绍数据库系统原理的基本概念、架构和关键技术，帮助读者全面了解数据库系统的工作原理和应用技巧。
2. 数据库系统基础2.1 数据库概念•数据库的定义和特点•数据模型和数据模型的分类•数据库实例和数据库模式2.2 数据库系统架构•三级模式与模式映像•数据独立性•数据库管理系统的功能和组成部分2.3 数据库语言•数据库查询语言的分类•结构化查询语言（SQL）的•SQL语句的基本语法和常用操作3. 数据库设计3.1 概念设计•概念设计的目标和过程•实体-关系模型（ER模型）的基本概念和表示方法•ER模型到关系模式的转换3.2 逻辑设计•关系数据库的基本概念和特点•关系数据库设计的一般原则和步骤•函数依赖和正规化理论3.3 物理设计•文件组织和索引结构•存储结构和存储设备的选择•数据库性能优化技术4. 数据库查询与操作4.1 数据查询•数据查询的基本概念和语句•查询优化和执行计划•查询结果的排序和分组4.2 数据操作•数据插入、删除和更新操作•事务的概念和特性•并发控制和恢复5. 数据库安全与完整性5.1 数据库安全•访问控制和权限管理•数据加密和解密•安全审计和日志系统5.2 数据库完整性•实体完整性和参照完整性•数据库约束和触发器•数据库备份和恢复策略6. 数据库系统应用6.1 数据仓库与数据挖掘•数据仓库的定义和特点•数据仓库架构和设计•数据挖掘的基本概念和方法6.2 分布式数据库系统•分布式数据库系统的特点和架构•分布式数据库设计和管理•分布式数据库的一致性和容错通过本课程的学习，读者可以掌握数据库系统的基本概念、架构和关键技术。
数据库系统是计算机科学中的重要领域，它在各个行业和领域都有广泛的应用，对于数据的管理和利用具有重要的意义。
深入了解数据库系统原理可以帮助读者更好地设计、管理和使用数据库系统，提高数据处理的效率和质量。
《数据库系统原理》幻灯片
cot(R s) ficot(T si) i1
2021/5/21
HD-ITR
10
7.2 为关系模式选择存取方
法
• 索引存取方法的选择
• (1) 根据在R上事务T1、T2、...、Tk的信息确 定候选索引，规那么如下：
• ① 如果一个(或一组)属性经常在操作条件中出 现，那么考虑在这个(或这组)属性上建立索引;
• 考可虑运相行交的聚事集务关是c系Tot(组1C s、)C=. .i n .{1、Cfi1c T、kot.，(.T .si、)其C使n用}。频设率C上为
f1、...、fk。对每种聚集方案(包括不建立聚集), 计算C上的操作代价
2021/5/21
HD-ITR
15
第七章 物理数据库设计
• 7.1 影响物理数据库设计的因素分析 • 7.2 为关系模式选择存取方法 • 77..33 物物理理存存储储构构造造的的设设计计
《数据库系统原理》幻灯 片
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第二篇 设计篇
2021/5/21
HD-ITR
2设Biblioteka 篇• 第四章 数据库设计概述与需求分析 • 第五章 概念数据库设计 • 第六章 逻辑数据库设计 • 第第七七章章 物物理理数数据据库库设设计计
2021/5/21
HD-ITR
3
第七章 物理数据库设计
• 物理数据库设计的任务：
– 在逻辑数据库设计根底上，为每个关系模式 选择适宜的存储构造和存取方法，使得数据 库上的事务能够高效率的运行。
2021/5/21
HD-ITR
10
7.2 为关系模式选择存取方
法
• 索引存取方法的选择
• (1) 根据在R上事务T1、T2、...、Tk的信息确 定候选索引，规那么如下：
• ① 如果一个(或一组)属性经常在操作条件中出 现，那么考虑在这个(或这组)属性上建立索引;
• 考可虑运相行交的聚事集务关是c系Tot(组1C s、)C=. .i n .{1、Cfi1c T、kot.，(.T .si、)其C使n用}。频设率C上为
f1、...、fk。对每种聚集方案(包括不建立聚集), 计算C上的操作代价
2021/5/21
HD-ITR
15
第七章 物理数据库设计
• 7.1 影响物理数据库设计的因素分析 • 7.2 为关系模式选择存取方法 • 77..33 物物理理存存储储构构造造的的设设计计
《数据库系统原理》幻灯 片
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第二篇 设计篇
2021/5/21
HD-ITR
2设Biblioteka 篇• 第四章 数据库设计概述与需求分析 • 第五章 概念数据库设计 • 第六章 逻辑数据库设计 • 第第七七章章 物物理理数数据据库库设设计计
2021/5/21
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3
第七章 物理数据库设计
• 物理数据库设计的任务：
– 在逻辑数据库设计根底上，为每个关系模式 选择适宜的存储构造和存取方法，使得数据 库上的事务能够高效率的运行。
数据库原理及其应用.ppt
数据库管理系统 （DBMS）
数据定义功能
供用户建立、修改或删除数据库的二维表结构 Create table /index
供用户定义或删除数据库的索引(index)
alter table
向用户提供数据定义语言DDL
drop table/index……
数据操作功能
Select <查询的字段名>
进行数据进行检索和查询，是数据库的主要应用 向用户提供数据定义语言DDL
返回
1.5.2 VFP的两类工作方式
一、交互式工作方式 通过命令窗口和应用界面操作
二、程序执行方式 命令程序文件执行，批运行方式。
1.6 VFP的辅助设计工具
向导
表向导 报表向导
设计器
表设计器 表单设计器
生成器：它规定只对满足条件的记录进行操作 。
WHILE <条件>：从当前记录开始，按记录顺序从上向下处理， 一旦遇到不满足条件的记录，就停止搜索并结束该命令的执行。 TO子句：它控制操作结果的输出去向。
ALL [LIKE/EXCEPT <通配符>]：它指出包括或不包括与通配 符相匹配的文件、字段或内存变量。 IN <别名/工作区>： 它允许在当前工作区操作指定工作区。
数据库系统的特点
数据共享 可控冗余度 数据独立性 数据的结构化
数据库系统与一般文件应用系统性能对照
序号 文 件 应 用 系 统
数据库系统
1
文件中的数据由特定 库内数据由多个用
的用户专用
户共享
每个用户拥有自己的 原则上可消除重复。
2
数据，导致数据重复 为方便查询允许少
存储
量数据重复存储，
但冗余度可以控制
数据库系统原理讲义课件
01
索引类型
常见的索引类型包括B树索引、哈希索 引、位图索引等，每种索引类型都有其 适用的场景和优缺点。
02
03
索引维护
索引的维护也是非常重要的，定期对 索引进行重建和优化可以提高其性能。
数据库系统硬件优化
硬件优化概述
除了软件层面的优化外，硬件层 面的优化也是必不可少的，尤其
是对于大规模的数据库系统。
数据库性能调优
通过优化数据库设计、查询语句和物理存储等手段，提高数据库性能 的过程。
03
数据库系统操作与管理
数据库的创建与维护
数据库的创建
选择合适的数据库管理系统（如MySQL、Oracle、SQL Server等），根据需求设计数据库结构，创建数据库实 例。
数据库的维护
定期备份数据库，监控数据库性能，进行数据库优化和修复，确保数据库的正常运行。
关系数据库
关系数据库
关系完整性
一种基于关系的数据库，使用表格形式存 储数据，每个表格由行和列组成，每列代 表一个属性，每行代表一个记录。
关系数据库中数据的完整性约束，包括实 体完整性、参照完整性和用户自定义完整 性。
关系代数
关系数据库管理系统（RDBMS）
一种用于描述关系数据库操作的数学模型 ，包括选择、投影、连接等操作。
云计算
云计算技术的发展推动了数 据库技术的云化，使得数据 库服务能够更加灵活地部署 和扩展。
智能化
数据库技术正与人工智能技 术相结合，实现数据挖掘、 智能推荐等功能，提高数据 利用价值。
分布式
分布式数据库技术能够支持 大规模数据的存储和管理， 提高数据库系统的可扩展性 和可靠性。
NoSQL数据库简介
存储设备
《数据库系统原理》PPT电子课件教案-第五章 数据库保护
四、用户定义的安全性措施 除了系统级的安全性措施外，Oracle还允许用户用数 据库触发器定义特殊的更复杂的用户级安全性措施。例 如，规定只能在工作时间内更新Student表，可以定义如 下触发器，其中sysdate为系统当前时间： CREATE OR REPLACE TRIGGER secure student BEFORE INSERT OR UPDATE OR DELETE ON Student BEGIN IF(TO_CHAR(sysdate，’DY’) IN(‘SAT’,’SUN’)) OR(TO_NUMBER(sysdate HH24') NOT BETWEEN 8 AND l7) THEN
常用的方法：
1）用一个用户名或者用户标识号来标明用户身份， 系统鉴别此用户是否是合法用户。 2）口令(Password)。为进一步核实用户，系统要求 用户输入口令 3）系统提供一个随机数，用户根据预先约定好的某 一过程或函数进行计算，系统根据计算结果是否正 确进一步鉴定用户身份。
2. 存取控制
(2)行级安全性 Oracle行级安全性由视图实现。用视图定义表的水 平子集，限定用户在视图上的操作，就为表的行级提供 了保护。视图上的授权与回收与表级完全相同。 例如，只允许用户U2查看Student表中信息系学生的 数据，则首先创建信息系学生视图S_ IS，然后将该视图 的SELECT权限授予U2用户。 (3)列级安全性 Oracle列级安全性可以由视图实现，也可以直接在基 本表上定义。 用视图定义表的垂直子集就可以实现列级安全性，方 法与上面类似。
Oracle对数据库对象的权限采用分散控制方式， 允许具有WITH GRANTOPTION的用户把相应权限或 其子集传递授予其他用户，但不允许循环授权，即被 授权者不能把权限再授回给授权者或其祖先， U1 U2 U3 U4 × 循环授权 Oracle把所有权限信息记录在数据字典中。当用 户进行数据库操作时，Oracle首先根据数据字典中的 权限信息，检查操作的合法性。在Oracle中，安全性 检查是任何数据库操作的第一步。
《数据库系统原理》课件
确保引用完整性，即外键的值必须是所引用表中存在的记录。
域完整性约束
确保数据的合法性，如非空约束、数据类型约束等。
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEWERA
数据库系统查询语言SQL
总结词：了解SQL的基本语法和功能是使用SQL进行数据库操作的基础。
VS
SQL的数据更新功能允许用户修改数据库表中的现有数据。
随着互联网和大数据技术的发展，出现了分布式数据库、NoSQL数据库、实时数据库等新一代数据库技术。
新一代数据库技术
数据模型是描述数据、数据关系和数据操作的抽象表示，是数据库系统的核心组成部分。
数据模型
关系数据库是使用关系数据模型组织的数据库，是最常见的数据库类型之一。
关系数据库
数据库模式是数据库中数据的逻辑结构，包括数据类型、数据关系和完整性约束等。
数据库系统提供数据完整性机制，确保数据的准确性和可靠性。
早期的计算机系统通过人工管理数据，缺乏有效的数据组织和检索手段。
人工管理阶段
随着计算机技术的发展，出现了文件管理系统，实现了数据的集中存储和检索。
文件管理阶段
随着关系数据库技术的发展，出现了数据库管理系统，实现了数据的结构化存储和高效检索。
数据库管理系统阶段
03
02
01
事务隔离
锁机制
乐观并发控制
03
恢复策略
根据数据备份和日志记录，制定合适的恢复策略，确保数据库能够快速恢复正常运行。
01
数据备份
定期对数据库进行备份，以便在数据丢失或损坏时能够恢复数据。
02
日志记录
记录数据库的变更日志，以便在数据出现问题时能够回溯和恢复数据。
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEWERA
域完整性约束
确保数据的合法性，如非空约束、数据类型约束等。
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEWERA
数据库系统查询语言SQL
总结词：了解SQL的基本语法和功能是使用SQL进行数据库操作的基础。
VS
SQL的数据更新功能允许用户修改数据库表中的现有数据。
随着互联网和大数据技术的发展，出现了分布式数据库、NoSQL数据库、实时数据库等新一代数据库技术。
新一代数据库技术
数据模型是描述数据、数据关系和数据操作的抽象表示，是数据库系统的核心组成部分。
数据模型
关系数据库是使用关系数据模型组织的数据库，是最常见的数据库类型之一。
关系数据库
数据库模式是数据库中数据的逻辑结构，包括数据类型、数据关系和完整性约束等。
数据库系统提供数据完整性机制，确保数据的准确性和可靠性。
早期的计算机系统通过人工管理数据，缺乏有效的数据组织和检索手段。
人工管理阶段
随着计算机技术的发展，出现了文件管理系统，实现了数据的集中存储和检索。
文件管理阶段
随着关系数据库技术的发展，出现了数据库管理系统，实现了数据的结构化存储和高效检索。
数据库管理系统阶段
03
02
01
事务隔离
锁机制
乐观并发控制
03
恢复策略
根据数据备份和日志记录，制定合适的恢复策略，确保数据库能够快速恢复正常运行。
01
数据备份
定期对数据库进行备份，以便在数据丢失或损坏时能够恢复数据。
02
日志记录
记录数据库的变更日志，以便在数据出现问题时能够回溯和恢复数据。
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEWERA
数据库原理及应用PPT课件
实践案例三
总结词
综合性强的案例
详细描述
企业资源计划系统（ERP）的数据库应用是一个综合性强的案例，它涵盖了企业的各个业务领域，如财务、人力 资源、供应链等。这个案例可以帮助学习者理解如何将数据库应用于企业的实际业务中，提高企业的运营效率。
THANKS
感谢观看
大数据处理
02
需要使用特定的技术和工具来处理大数据，包括分布式计算、
流处理、数据挖掘等技术。
大数据与数据库关系
03
大数据需要数据库来存储和管理，同时数据库技术也在不断发
展以适应大数据处理的需求。
NoSQL数据库
NoSQL定义
NoSQL是指非关系型数据库，它 们不遵循传统的关系型数据库的 规范，而是采用其他数据结构和
系统测试
对开发完成的系统进行测试， 确保各项功能正常运行。
需求分析
明确系统需求，收集和分析用 户需求，确定系统目标和功能。
系统开发
依据系统设计，编写代码实现 各项功能。
系统部署与维护
将系统部署到实际运行环境中， 并进行持续的维护和升级。
数据库应用系统的设计
数据库结构设计
根据系统需求，设计合 理的数据库表结构、字
关系型数据库的特点
关系型数据库的优点
易用性、可靠性和可用性高、可维护 性强等。
数据结构化、数据冗余小、数据独立 性强、数据共享性好等。
数据库设计
数据库设计的基本步骤
需求分析、概念设计、逻辑设计、物理设计、数据库实施和 维护。
数据库设计的基本原则
满足用户需求、保持数据一致性、保证数据安全性、优化数 据库性能等。
访问控制
根据用户的角色和权限，限制 其对数据库中不同数据和功能 的访问。
数据库系统原理PPT课件
数据库系统原理
答题纸：
题号 1 2 3
总分（答对题数）：
4 5 6 7 8 9 10
答案 对错
题号 答案 对错 题号 答案 对错 题号 答案 对错 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
8
武汉大学国际软件学院
问题7：
当数据库遭到破坏时，为了能迅速恢复，在进行 事务处理过程中将对数据库更新的全部内容写入 以下哪项？ A．副本文件 B．日志文件 C．检查点文件 D．死锁文件
9
武汉大学国际软件学院
问题8：
并发控制的主要方法是采用以下哪种机制？ A．口令 B．锁 C．副本 D. 检查点
7
武汉大学国际软件学院
问题6：
下面定义的4个视图，哪些不能进行更新操作？
A. CREATE VIEW S_G(S#,SNAME,CNAME,GRADE) AS SELECT S.S#,SNAME,CNAME,GRADE FROM S,SC,C WHERE S.S#=SC.S# AND SC.C#=C.C# B. CREATE VIEW S AVG_G(S#,AVG_GRADE) AS SELECT S#,AVG(GRADE) FROM SC WHERE GRADE IS NOT NULL GROUP BY S# C. CREATE VIEW S_MALE(S#,SNAME) AS SELECT S#,SNAME FROM S WHERE AGE>=20 D. CREATE VIEW S_FEMALE(SNAME,AGE) AS SELECT SNAME,AGE FROM S WHERE SEX=’女’
答题纸：
题号 1 2 3
总分（答对题数）：
4 5 6 7 8 9 10
答案 对错
题号 答案 对错 题号 答案 对错 题号 答案 对错 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
8
武汉大学国际软件学院
问题7：
当数据库遭到破坏时，为了能迅速恢复，在进行 事务处理过程中将对数据库更新的全部内容写入 以下哪项？ A．副本文件 B．日志文件 C．检查点文件 D．死锁文件
9
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问题8：
并发控制的主要方法是采用以下哪种机制？ A．口令 B．锁 C．副本 D. 检查点
7
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问题6：
下面定义的4个视图，哪些不能进行更新操作？
A. CREATE VIEW S_G(S#,SNAME,CNAME,GRADE) AS SELECT S.S#,SNAME,CNAME,GRADE FROM S,SC,C WHERE S.S#=SC.S# AND SC.C#=C.C# B. CREATE VIEW S AVG_G(S#,AVG_GRADE) AS SELECT S#,AVG(GRADE) FROM SC WHERE GRADE IS NOT NULL GROUP BY S# C. CREATE VIEW S_MALE(S#,SNAME) AS SELECT S#,SNAME FROM S WHERE AGE>=20 D. CREATE VIEW S_FEMALE(SNAME,AGE) AS SELECT SNAME,AGE FROM S WHERE SEX=’女’
数据库系统原理教学PPT课件
• 计算函数= • 集合函数= • 聚合函数= • 聚集函数 • 对一组值进行计算并返回一个单值
40
第40页/共128页
SQL提供的计算函数
• COUNT（ * ）: 统计表中元组个数 • COUNT（<列名> ）: 统计本列列值个数 • MAX（<列名> ）：求列值最大值 • MIN（<列名> ）：求列值最小值 • SUM（<列名> ）: 计算列值总和 • AVG（<列名> ）: 计算列值平均值
年代 1994 1998 1998 2000
出演
工号
片名
年代
片酬
A120 红河谷 1998
50k
A231 花样年华 2000
100k
A751 不见不散 1998
120k
13
第13页/共128页
查询结果中相同行被自动消除
• 查询数据库中的电影拍摄年代 • SELECT
year(年代) AS 拍摄年代 FROM 电影 • 查询结果
)
CREATE TABLE 电影( 片名 char ( 60 ), 导演 char ( 20 ), 年代 datetime, PRIMARY KEY (片名，年代 )
)
CREATE TABLE 出演( 工号 char ( 10 ), 片名 char ( 60 ), 年代 datetime, 片酬 money, PRIMARY KEY (工号,片名,年代 )
查询条件：比较运算2
• 查询拍摄距今超过10年电影的片名 • SELECT 片名
FROM 电影 WHERE year(getdate())-year(年代) > 10 • 查询结果
片名 重庆森林
40
第40页/共128页
SQL提供的计算函数
• COUNT（ * ）: 统计表中元组个数 • COUNT（<列名> ）: 统计本列列值个数 • MAX（<列名> ）：求列值最大值 • MIN（<列名> ）：求列值最小值 • SUM（<列名> ）: 计算列值总和 • AVG（<列名> ）: 计算列值平均值
年代 1994 1998 1998 2000
出演
工号
片名
年代
片酬
A120 红河谷 1998
50k
A231 花样年华 2000
100k
A751 不见不散 1998
120k
13
第13页/共128页
查询结果中相同行被自动消除
• 查询数据库中的电影拍摄年代 • SELECT
year(年代) AS 拍摄年代 FROM 电影 • 查询结果
)
CREATE TABLE 电影( 片名 char ( 60 ), 导演 char ( 20 ), 年代 datetime, PRIMARY KEY (片名，年代 )
)
CREATE TABLE 出演( 工号 char ( 10 ), 片名 char ( 60 ), 年代 datetime, 片酬 money, PRIMARY KEY (工号,片名,年代 )
查询条件：比较运算2
• 查询拍摄距今超过10年电影的片名 • SELECT 片名
FROM 电影 WHERE year(getdate())-year(年代) > 10 • 查询结果
片名 重庆森林
数据库系统ppt课件(完整版)pptx
20世纪60年代后期出现了一种新 型的数据管理技术——数据库技 术，它解决了数据的组织、存储 和管理问题，实现了数据的共享
和高效处理。
数据库系统组成与结构
数据库系统组成
数据库系统由数据库、数据库管理系统 （DBMS）、应用系统和用户构成。
VS
数据库系统结构
数据库系统的结构可以分为三级模式结构 ，包括外模式、模式和内模式。其中，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 模式是模式的子集，是用户与数据库的接 口；内模式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。
用户自定义完整性
根据业务需求，设置自定义的约束条件，如 字段值范围、格式等。
级联操作
在更新或删除记录时，自动更新或删除相关 联的数据，保持数据一致性。
并发操作带来问题及解决方法
丢失更新
两个事务同时更新同一数据，后提交的事务会覆盖先提交 的事务的更新结果。解决方法包括使用锁机制、时间戳等 。
脏读
一个事务读取了另一个未提交事务的修改数据，可能导致 数据不一致。解决方法包括使用隔离级别、锁机制等。
考虑系统的性能、稳定性 、可扩展性和易用性
确保系统具有良好的技术 支持和社区资源
05
数据库安全、完整性与并发控制
数据库安全性保护措施
用户身份鉴别
通过用户名/密码、数字证书等方式 验证用户身份，防止非法用户访问。
访问控制
根据用户角色和权限，限制对数据库 对象的访问和操作，确保数据不被越 权访问。
数据加密
未来发展趋势预测和挑战应对
多模数据管理
未来数据库将支持多种数据模型的管理 和访问，以满足不同应用的需求。
文档存储数据库
和高效处理。
数据库系统组成与结构
数据库系统组成
数据库系统由数据库、数据库管理系统 （DBMS）、应用系统和用户构成。
VS
数据库系统结构
数据库系统的结构可以分为三级模式结构 ，包括外模式、模式和内模式。其中，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 模式是模式的子集，是用户与数据库的接 口；内模式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。
用户自定义完整性
根据业务需求，设置自定义的约束条件，如 字段值范围、格式等。
级联操作
在更新或删除记录时，自动更新或删除相关 联的数据，保持数据一致性。
并发操作带来问题及解决方法
丢失更新
两个事务同时更新同一数据，后提交的事务会覆盖先提交 的事务的更新结果。解决方法包括使用锁机制、时间戳等 。
脏读
一个事务读取了另一个未提交事务的修改数据，可能导致 数据不一致。解决方法包括使用隔离级别、锁机制等。
考虑系统的性能、稳定性 、可扩展性和易用性
确保系统具有良好的技术 支持和社区资源
05
数据库安全、完整性与并发控制
数据库安全性保护措施
用户身份鉴别
通过用户名/密码、数字证书等方式 验证用户身份，防止非法用户访问。
访问控制
根据用户角色和权限，限制对数据库 对象的访问和操作，确保数据不被越 权访问。
数据加密
未来发展趋势预测和挑战应对
多模数据管理
未来数据库将支持多种数据模型的管理 和访问，以满足不同应用的需求。
文档存储数据库
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公信息系统(OIS)、地理信息系统(GIS)…..and … Internet !!!
2019 引言
1.1.1 数据、数据库、数据库管理系统、数据库系统
数据(Data): 描述事物的符号记录。数据与其语义是不可分的。
数据库(DataBase，DB) 长期储存在计算机内的、有组织的、可共享的数据集合。
空间的、时间的、多媒体的、 主动的、科学的、知识库
基于Web的数据库系统 （90年代－现在） －基于XML的数据库系统 － Web挖掘
数据仓库和数据挖掘 （ 80年代后期－现在） －数据仓库和OLAP技术 －数据挖掘和知识发现
新一代综合信息系统 （ 2000－…）
2019-9-5
谢谢欣赏
23
新一代数据库系统及其相互关系
谢谢欣赏
13
数据库系统阶段(60年代－ ）
特点：
(1)数据结构化 数据结构化是数据库与文件系统的根本区别。
文件系统中，尽管其记录内部已有了某些结构，但记录之 间没有联系。数据的最小存取单位是记录。
数据库系统实现整体数据的结构化，描述数据时不仅要描 述数据本身，还要描述数据之间的联系。数据不再针对其 一应用，是面向全组织，具有整体的结构化。数据的最小 存取单位是数据项。
(3)码(Key) 唯一标识实体的属性集称为码。
2019-9-5
谢谢欣赏
31
(4)域(Domain) 属性的取值范围称为该属性的域。
例如，学号的域为8位整数，姓名的域为字符串集合，年龄的域为 小于38的整数，性别的域为(男，女)。
(5)实体型(EntityType) 用实体名及其属性集合来抽象和刻画同类实体，称 为实体型。
2019-9-5
谢谢欣赏
24
1.2 数据模型(Data Model)
• 数据库技术的发展是沿着数据模型的主线展开的。 •数据模型是现实世界数据特征的抽象。
数据库中用数据模型这个工具来抽象、表示和处理现实世界 中的数据和信息。通俗地讲数据模型就是现实世界的模拟。 • 数据模型应满足三方面要求：一是能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。
2019-9-5
谢谢欣赏
20
1.1.3 数据库技术的研究领域
1.数据库管理系统软件的研制 2.数据库设计 3.数据库理论
2019-9-5
谢谢欣赏
21
数
数据收集和数据库创建
据
（20世纪60年代和更早） －原始文件处理
库
技
数据库管理系统
术
（70年代）
的
－层次和网状数据库系统 －关系数据库系统
演
－数据建模工具：E-R模型等
2.4 关系代数
5.1 数据库设计的步骤
2.5 关系数据库管理系统
5.2 需求分析
5.3 概念结构设计
第三章 关系数据库标准语言SQL
3.1 SQL的数据定义
5.4 逻辑结构设计
3.2 SQL的查询语句
5.5 数据库物理设计
2019-9-5
谢谢欣赏
2
第 1 章 绪论
1.1 引言 1.2 数据模型 1.3 数据库系统结构
3.数据的约束条件
是一组完整性规则的集合。
完整性规则是给定的数据模型中数据及其联系所具有的制约
和依存规则，用以限定符合数据模型的数据库状态以及状态 的变化，以保证数据的正确、有效、相容。
2019-9-5
谢谢欣赏
29
1.2.2 概念模型
概念模型是现实世界到机器世界的一个中间层次 概念模型用于信息世界的建模
文件仍然是面向应用的;数据的冗余度大;数据的修改和维护困难
(4)数据独立性差
不容易扩充；数据与程序之间仍缺乏独立性；是一个无弹性的无结构 的数据集合。
2019-9-5
谢谢欣赏
12
应用程序1
文件1
… …
应用程序2 应用程序n
存取方法
文件2 文件n
图1-4 文件系统阶段应用程序与数据之间的对应关系
2019-9-5
数据管理技术经历了人工管理、文件系统、数据库系 统三个阶段。
2019-9-5
谢谢欣赏
9
人工管理阶段(20世纪50年代中期以前）
特点：
(1)数据不保存 (2)应用程序管理数据
数据需要由应用程序自己管理，没有相应的软件系统负责数据的管 理工作。应用程序中不仅要规定数据的逻辑结构，而且要设计物理结构， 包括存储结构、存取方法、输入方式等。因此程序员负相很重。
数据库系统原理
教材：
• 王珊、陈红，《数据库系统原理教程》，清华大学出版社， 1998
参考书籍：
• 萨师煊 、王珊，《数据库系统概论（第三版） 》 ，高等 教育出版社，2000 • C.J. Date（孟小峰等译），《数据库系统导论》 ，机械 工业出版社，2000
2019-9-5
谢谢欣赏
1
课程讲授的内容
2019-9-5
谢谢欣赏
7
用户 用户 用户
应用系统 应用开发工具
DBMS OS
DBA
DB 图1 数据库系统(DBS)
2019-9-5
图2 数据库在计算机系统中的地位
谢谢欣赏
8
1.1.2 数据管理技术的产生和发展
数据库技术是应数据管理任务的需要而产生的。
数据的处理是指对各种数据进行收集、存储、加工和传播的一系列 活动的总和。数据管理则是指对数据进行分类、组织、编码、存储、 检索和维护，它是数据处理的中心问题。
数据结构是对系统静态特性的描述。数据结构是刻画一个数据 模型性质最重要的方面。
2019-9-5
谢谢欣赏
28
2. 数据操作
是指对数据库中各种对象(型)的实例(值)允许 执行的操作的集合，包括操作及有关的操作规则。
• 数据库主要有检索和更新(包括插入、删除、修改)两大类 操作。
• 数据操作是对系统动态特性的描述
信息世界 概念模型
转换
机器世界 DBMS支持的数据模型
图1-10 对象的抽象过程
2019-9-5
谢谢欣赏
27
1.2.1 数据模型的三个要素
1. 数据结构
是所研究的对象类型的集合。
• 与数据类型、内容、性质有关的对象（例如网状模型中的数据项、记
录，关系模型中的域、属性、关系等）。 • 与数据之间联系有关的对象（例如网状模型中的系型）。
谢谢欣赏
11
文件系统阶段(50年代后期－60年代中期）
特点：
(1)数据可长期保存 (2)由文件系统管理数据
相互独立的数据文件; “按文件名访问，按记录进行存取”的管理技 术;记录内的结构性而整体无结构；存取方法转换使应用程序与数据之 间有了一定的独立性；数据在存储上的改变不一定反映在程序上。
(3)数据共享性差,冗余度大
4.数据库的建立和维护功能：数据库初始数据的输入、转换功能，
重组织、性能监视、分析功能等
2019-9-5
谢谢欣赏
6
数据库系统(DataBase System，DBS)
指在计算机系统中引入数据库后的系统，一般由数据库、 数据库管理系统(及其开发工具)、应用系统、数据库管理 员和用户构成。
数据库管理员(DataBase Administrator,DBA)
数据库中的数据按一定的数据模型组织、描述和储存，具有较 小的冗余度、较高的数据独立性和易扩展性，并可为各种用户 共享。
2019-9-5
谢谢欣赏
5
数据库管理系统(DataBase Management System，DBMS)
位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件。主要功能 包括以下几个方面：
1.数据定义功能：数据定义语言(Data Definition Language,DDL) 2.数据操纵功能: 数据操纵语言(Data Manipulation Language,DML) 3.数据库的运行管理:
统一管理、统—控制，以保证数据的安全性、完整性、多用户对数据 的并发使用及发生故障后的系统恢复。
(3)数据不共享
数据是面向应用的，一组数据只能对应一个程序。
(4)数据不具有独立性
数据的逻辑结构或物理结构发生变化后，必须对应用程序做相应的 修改。
2019-9-5
谢谢欣赏
10
应用程序1 应用程序2
数据集1 数据集2
… …
应用程序n
数据集n
图1-3 人工管理阶段应用程序与数据之间的对应关系
2019-9-5
两个实体型之间的联系可以分为三类：
• 一对一联系(1:1) ，如“班级－班长”
• 一对多联系(1:n)，如“班级－学生”
• 多对多联系(m:n)，如“课程－学生”
2019-9-5
谢谢欣赏
33
实体型A 1
数据独立性是由DBMS的二级映象功能来保证的。
2019-9-5
谢谢欣赏
17
(4)数据由DBMS统一管理和控制 数据库的共享是并发的(Concurrency) 。 DBMS还必须提供的数据控制功能：
(1)数据的安全性（Security) (2)数据的完整性(Integrity)
正确性、有效性和相容性
应该具有较强的语义表达能力 应该简单、清晰、易于用户理解。
2019-9-5
谢谢欣赏
30
1. 信息世界中的基本概念 (1)实体(Entity) 客观存在并可相互区别的事物称为实体。 (2)属性(Attribute) 实体所具有的某一特性称为属性。一个实体可以由
若干个属性来刻画。例如：
(94002268，张山，男，1976，计算机系，1994)
2019-9-5
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2019 引言
1.1.1 数据、数据库、数据库管理系统、数据库系统
数据(Data): 描述事物的符号记录。数据与其语义是不可分的。
数据库(DataBase，DB) 长期储存在计算机内的、有组织的、可共享的数据集合。
空间的、时间的、多媒体的、 主动的、科学的、知识库
基于Web的数据库系统 （90年代－现在） －基于XML的数据库系统 － Web挖掘
数据仓库和数据挖掘 （ 80年代后期－现在） －数据仓库和OLAP技术 －数据挖掘和知识发现
新一代综合信息系统 （ 2000－…）
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新一代数据库系统及其相互关系
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数据库系统阶段(60年代－ ）
特点：
(1)数据结构化 数据结构化是数据库与文件系统的根本区别。
文件系统中，尽管其记录内部已有了某些结构，但记录之 间没有联系。数据的最小存取单位是记录。
数据库系统实现整体数据的结构化，描述数据时不仅要描 述数据本身，还要描述数据之间的联系。数据不再针对其 一应用，是面向全组织，具有整体的结构化。数据的最小 存取单位是数据项。
(3)码(Key) 唯一标识实体的属性集称为码。
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(4)域(Domain) 属性的取值范围称为该属性的域。
例如，学号的域为8位整数，姓名的域为字符串集合，年龄的域为 小于38的整数，性别的域为(男，女)。
(5)实体型(EntityType) 用实体名及其属性集合来抽象和刻画同类实体，称 为实体型。
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1.2 数据模型(Data Model)
• 数据库技术的发展是沿着数据模型的主线展开的。 •数据模型是现实世界数据特征的抽象。
数据库中用数据模型这个工具来抽象、表示和处理现实世界 中的数据和信息。通俗地讲数据模型就是现实世界的模拟。 • 数据模型应满足三方面要求：一是能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。
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1.1.3 数据库技术的研究领域
1.数据库管理系统软件的研制 2.数据库设计 3.数据库理论
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数
数据收集和数据库创建
据
（20世纪60年代和更早） －原始文件处理
库
技
数据库管理系统
术
（70年代）
的
－层次和网状数据库系统 －关系数据库系统
演
－数据建模工具：E-R模型等
2.4 关系代数
5.1 数据库设计的步骤
2.5 关系数据库管理系统
5.2 需求分析
5.3 概念结构设计
第三章 关系数据库标准语言SQL
3.1 SQL的数据定义
5.4 逻辑结构设计
3.2 SQL的查询语句
5.5 数据库物理设计
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2
第 1 章 绪论
1.1 引言 1.2 数据模型 1.3 数据库系统结构
3.数据的约束条件
是一组完整性规则的集合。
完整性规则是给定的数据模型中数据及其联系所具有的制约
和依存规则，用以限定符合数据模型的数据库状态以及状态 的变化，以保证数据的正确、有效、相容。
2019-9-5
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29
1.2.2 概念模型
概念模型是现实世界到机器世界的一个中间层次 概念模型用于信息世界的建模
文件仍然是面向应用的;数据的冗余度大;数据的修改和维护困难
(4)数据独立性差
不容易扩充；数据与程序之间仍缺乏独立性；是一个无弹性的无结构 的数据集合。
2019-9-5
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12
应用程序1
文件1
… …
应用程序2 应用程序n
存取方法
文件2 文件n
图1-4 文件系统阶段应用程序与数据之间的对应关系
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数据管理技术经历了人工管理、文件系统、数据库系 统三个阶段。
2019-9-5
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9
人工管理阶段(20世纪50年代中期以前）
特点：
(1)数据不保存 (2)应用程序管理数据
数据需要由应用程序自己管理，没有相应的软件系统负责数据的管 理工作。应用程序中不仅要规定数据的逻辑结构，而且要设计物理结构， 包括存储结构、存取方法、输入方式等。因此程序员负相很重。
数据库系统原理
教材：
• 王珊、陈红，《数据库系统原理教程》，清华大学出版社， 1998
参考书籍：
• 萨师煊 、王珊，《数据库系统概论（第三版） 》 ，高等 教育出版社，2000 • C.J. Date（孟小峰等译），《数据库系统导论》 ，机械 工业出版社，2000
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课程讲授的内容
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用户 用户 用户
应用系统 应用开发工具
DBMS OS
DBA
DB 图1 数据库系统(DBS)
2019-9-5
图2 数据库在计算机系统中的地位
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8
1.1.2 数据管理技术的产生和发展
数据库技术是应数据管理任务的需要而产生的。
数据的处理是指对各种数据进行收集、存储、加工和传播的一系列 活动的总和。数据管理则是指对数据进行分类、组织、编码、存储、 检索和维护，它是数据处理的中心问题。
数据结构是对系统静态特性的描述。数据结构是刻画一个数据 模型性质最重要的方面。
2019-9-5
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28
2. 数据操作
是指对数据库中各种对象(型)的实例(值)允许 执行的操作的集合，包括操作及有关的操作规则。
• 数据库主要有检索和更新(包括插入、删除、修改)两大类 操作。
• 数据操作是对系统动态特性的描述
信息世界 概念模型
转换
机器世界 DBMS支持的数据模型
图1-10 对象的抽象过程
2019-9-5
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27
1.2.1 数据模型的三个要素
1. 数据结构
是所研究的对象类型的集合。
• 与数据类型、内容、性质有关的对象（例如网状模型中的数据项、记
录，关系模型中的域、属性、关系等）。 • 与数据之间联系有关的对象（例如网状模型中的系型）。
谢谢欣赏
11
文件系统阶段(50年代后期－60年代中期）
特点：
(1)数据可长期保存 (2)由文件系统管理数据
相互独立的数据文件; “按文件名访问，按记录进行存取”的管理技 术;记录内的结构性而整体无结构；存取方法转换使应用程序与数据之 间有了一定的独立性；数据在存储上的改变不一定反映在程序上。
(3)数据共享性差,冗余度大
4.数据库的建立和维护功能：数据库初始数据的输入、转换功能，
重组织、性能监视、分析功能等
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数据库系统(DataBase System，DBS)
指在计算机系统中引入数据库后的系统，一般由数据库、 数据库管理系统(及其开发工具)、应用系统、数据库管理 员和用户构成。
数据库管理员(DataBase Administrator,DBA)
数据库中的数据按一定的数据模型组织、描述和储存，具有较 小的冗余度、较高的数据独立性和易扩展性，并可为各种用户 共享。
2019-9-5
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5
数据库管理系统(DataBase Management System，DBMS)
位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件。主要功能 包括以下几个方面：
1.数据定义功能：数据定义语言(Data Definition Language,DDL) 2.数据操纵功能: 数据操纵语言(Data Manipulation Language,DML) 3.数据库的运行管理:
统一管理、统—控制，以保证数据的安全性、完整性、多用户对数据 的并发使用及发生故障后的系统恢复。
(3)数据不共享
数据是面向应用的，一组数据只能对应一个程序。
(4)数据不具有独立性
数据的逻辑结构或物理结构发生变化后，必须对应用程序做相应的 修改。
2019-9-5
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10
应用程序1 应用程序2
数据集1 数据集2
… …
应用程序n
数据集n
图1-3 人工管理阶段应用程序与数据之间的对应关系
2019-9-5
两个实体型之间的联系可以分为三类：
• 一对一联系(1:1) ，如“班级－班长”
• 一对多联系(1:n)，如“班级－学生”
• 多对多联系(m:n)，如“课程－学生”
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33
实体型A 1
数据独立性是由DBMS的二级映象功能来保证的。
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17
(4)数据由DBMS统一管理和控制 数据库的共享是并发的(Concurrency) 。 DBMS还必须提供的数据控制功能：
(1)数据的安全性（Security) (2)数据的完整性(Integrity)
正确性、有效性和相容性
应该具有较强的语义表达能力 应该简单、清晰、易于用户理解。
2019-9-5
谢谢欣赏
30
1. 信息世界中的基本概念 (1)实体(Entity) 客观存在并可相互区别的事物称为实体。 (2)属性(Attribute) 实体所具有的某一特性称为属性。一个实体可以由
若干个属性来刻画。例如：
(94002268，张山，男，1976，计算机系，1994)
2019-9-5
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