(数据库原理课件)Chapter3-1 Relational Theory
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数据库原理三章节关系数据库标准语言SQL
例3：将学号为200515001的记录的姓名赋值给变量@name。 DECLARE @name char(8) Set @name= (Select sname from student where sno='200518001') select @name as 姓名 Go
例4：将学号为的记录的姓名赋值给变量@name。 DECLARE @sno char(9) set @sno=‘200515001’ Select sname as 姓名 from xs where sno= @sno Go数Fra bibliotek操纵语言（DML）
❖ 数据操纵语言是指用来查询、添加、修改和删除数据库中数据的 语句，这些语句包括SELECT、INSERT、UPDATE、DELETE等。 在默认情况下，只有sysadmin、dbcreator、db_owner或 db_datawriter等角色的成员才有权利执行数据操纵语言。
例1：列出student表中记录，其中姓名和院系显示在一列。 use stu select sno, sname+sdept, sage from student go
精选ppt课件
❖ 例2：显示xs表中记录，其中姓名和院系名显示在一列，以 逗号隔开。 use stu select sno, sname+‘，’+sdept, sage from student go
❖ 在SQL Server 2005中，运算符主要有以下六大类：算术 运算符、赋值运算符、位运算符、比较运算符、逻辑运算 符以及字符连接运算符、赋值运算符。
精选ppt课件
1）字符串连接运算符
❖ 字符串串联运算符允许通过加号 (+) 进行字符串串联，这 个加号即被称为字符串串联运算符。例如对于语句 SELECT ‘abc’+’def’，其结果为abcdef。
09101数据库系统原理及应用(3-1)
28
创建和删除数据库
• 使用CREATE DATEBASE语句创建数据库 • 使用SQL Server Enterprise Manager创建
数据库
29
• 数据库文件的组成：
建立数据库
主数据文件：*.mdf 次要数据文件：*.ndf 日志文件：*.ldf • 数据库的其他属性： 文件存放位臵，分配的初始空间，属于哪个文 件组 文件增长：可以按百分比或实际大小指定增长 速度 文件容量设臵：可以指定文件增长的最大值或 不受限
1 2 3 4 5 6 7
数据库 数学 信息系统 操作系统 数据结构 数据处理 PASCAL语言
5
1 6 7 6
4 2 4 3 4 2 4
18
SC表
学号 Sno 200215121 200215121 200215121 200215122 200215122 课程号 Cno 1 2 3 2 3 成绩 Grade 92 85 88 90 80
16
Student表
学 号 Sno 200215121 200215122 200215123 200515125
姓 名 Sname 李勇 刘晨 王敏 张立
性 别 Ssex 男 女 女 男
年 龄 Sage 20 19 18 19
所在系 Sdept CS CS MA IS
17
Course表
课程号 Cno 课程名 Cname 先行课 Cpno 学分 Ccredit
19
第三章 关系数据库标准语言SQL
3.1 SQL概述
3.2 学生-课程数据库
3.3 数据定义
3.4 数据查询
3.5 数据更新
3.6 视图
3.7 小结
创建和删除数据库
• 使用CREATE DATEBASE语句创建数据库 • 使用SQL Server Enterprise Manager创建
数据库
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• 数据库文件的组成：
建立数据库
主数据文件：*.mdf 次要数据文件：*.ndf 日志文件：*.ldf • 数据库的其他属性： 文件存放位臵，分配的初始空间，属于哪个文 件组 文件增长：可以按百分比或实际大小指定增长 速度 文件容量设臵：可以指定文件增长的最大值或 不受限
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数据库 数学 信息系统 操作系统 数据结构 数据处理 PASCAL语言
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SC表
学号 Sno 200215121 200215121 200215121 200215122 200215122 课程号 Cno 1 2 3 2 3 成绩 Grade 92 85 88 90 80
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Student表
学 号 Sno 200215121 200215122 200215123 200515125
姓 名 Sname 李勇 刘晨 王敏 张立
性 别 Ssex 男 女 女 男
年 龄 Sage 20 19 18 19
所在系 Sdept CS CS MA IS
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Course表
课程号 Cno 课程名 Cname 先行课 Cpno 学分 Ccredit
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第三章 关系数据库标准语言SQL
3.1 SQL概述
3.2 学生-课程数据库
3.3 数据定义
3.4 数据查询
3.5 数据更新
3.6 视图
3.7 小结
第3章 关系数据库的基本理论PPT课件
31.10.2020
5
关系模式(4)
关系是一种规范化了的二维表格，具有如下性质： ➢ 属性值是原子的，不可分解。 ➢ 没有重复元组。 ➢ 没有行序。 ➢ 理论上没有列序，但一般使用时都有列序。
❖ 关键码和表之间的联系
超键：在一个关系中，能惟一标识元组的属性或属性集称为关系的超键。
候选键：如果一个属性集能惟一标识元组，且又不含有多余的属性，那 么这个属性集称为关系的候选键。
学生关系模式 S(SNO，SNAME，SEX，AGE，SDPET) 选修关系模式 SC( SNO，CNO，GRADE) 课程关系模式 C(CNO，CNAME，CDEPT，TNAME)
SNO CNO GRADE
学生关系实例如下表；选修关系实例如右表。 S1 C1
87
S1 C2
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SNO SNAME SEX AGE SDEPT
主键：若一个关系中有多个候选键，则选其中的一个为关系的主键。
外键：若一个关系R中包含有另一个关系S的主键所对应的属性组F，则 称F为R的外键。并称关系S为参照关系，关系R为依赖关系。
31.10.2020
6
关系模式(5)
例如，学生关系和系部关系分别为： 学生（SNO，SNAME，SEX，AGE，SDNO） 系部（SDNO，SDNAME，CHAIR） 学生关系的主键是SNO，系部关系的主键为SDNO，在学生关系 中，SDNO是它的外键。更确切地说，SDNO是系部表的主键，将它 作为外键放在学生表中，实现两个表之间的联系。在关系数据库中， 表与表之间的联系就是通过公共属性实现的。我们约定，在主键的属 性下面加下划线，在外键的属性下面加波浪线。
GRADE 87 67 …
11
关系模式(10)
第3章关系数据库设计原理精品PPT课件
数据库管理系统
现实世界随着时间在不断地变化，因而在不同的时 刻，关系模式的关系也会有所变化。但是，现实世界的 许多已有事实限定了关系模式所有可能的关系必须满足 一定的完整性约束条件。
这些约束或者通过对属性取值范围的限定，或者通过 属性值间的相互关连(主要体现于值的相等与否)反映出 来。后者称为数据依赖，它是数据模式设计的关键，关 系模式应当刻划这些完整性约束条件。
数据的冗余度尽量低。 不出现插入、删除等操作异常； 能尽量如实反映现实世界的实际情况，而且又 易懂。 这就要求研究关系模式中各属性之间的依赖关 系，及其对关系模式性能的影响，探讨关系模式应 满足什么样的约束，这就是关系规范化的目的。
数பைடு நூலகம்库管理系统
关键字
学号 姓名 SNO sname
2001 李样
年龄 系 系主任 课程号
Cname)→Grade }
数据库管理系统
我们就得到了一个描述学校的数据库模式S〈U，F 〉：
U = { Sno，Sdept，Mname，Cname， Grade }
F = { Sno→Sdept，Sdept→Mname，(Sno ，Cname)→Grade }
数据库管理系统
3.2关系的规范化
设计一个的关系数据库，首先要定义一组关系， 这组关系定义的好，系统的性能就好，定义的差， 系统的性能就差。一般的设计原则是：
同样课程信息的操作也存在着插入异常、删除异常和数 据冗余。
数据库管理系统
上述问题出现的原因
上述问题的出现是因为在学生关系的属性之间存在
着数据依赖。
该关系的关键字是SNO（学号）+CNO（课程号）
属性dept(系)和mn（系主任）仅与SNO（学号）有关
《数据库原理》课件
大数据存储与管理技术
1 2
大数据存储与管理技术概述
大数据是指数据量巨大、复杂度高、处理难度大 的数据集合，需要采用特定的技术和工具进行存 储和管理。
大数据存储与管理技术的挑战
数据存储容量、数据处理速度、数据质量和数据 价值挖掘。
3
大数据存储与管理技术的实践
分布式文件系统、列式存储、实时流数据处理等 技术。
数据库设计
根据用户需求，规划、创建和管理数据库的过 程。
数据模型
描述数据、数据关系以及数据操作的抽象表示 ，分为概念模型、逻辑模型和物理模型。
数据库模式
数据库中数据的组织形式，包括表、视图、索引等。
数据库设计的过程
需求分析
收集、分析和整理用户需求，明确数据库的目的和功能。
概念设计
根据需求分析结果，设计概念数据模型，如实体关系图（ER图）。
数据库管理系统简介
• 数据库管理系统（DBMS）：是 一种用于管理数据库的软件，它 提供了一组功能，用于创建和管 理数据库、定义数据结构、执行 数据操作以及保证数据完整性、 安全性和可靠性等。常见的 DBMS包括MySQL、Oracle、 SQL Server等。
02
数据库设计
数据库设计的基本概念
数据库的备份与恢复
定期备份
按照计划定期备份数据库，确保数据不会丢失。
增量备份
只备份自上次备份以来发生变化的数据库部分，减少备份时间和 空间。
恢复策略
制定详细的恢复策略，以便在数据丢失时能够快速恢复。
数据库的性能优化与维护
查询优化
优化查询语句，减少不必要的计算和数据检 索。
索引优化
合理使用索引，提高查询速度和效率。
随着云计算和大数据技术的发展，数据库管理系统正朝着云端部署、 分布式存储和实时分析的方向发展。
第三章关系数据库理论PPT课件
பைடு நூலகம்
2020/8/18
18
六、关系操作
1、关系操作的基本内容
• 关系操作包括数据查询、数据维护和数据控制三大功 能。
– 数据查询指数据检索、统计、排序、分组等功能； – 数据维护指数据增加、删除、修改等数据自身更新的功能； – 数据控制是为了保证数据的安全性和完整性而采用的数据存
取控制及并发控制等功能。
3
第一节 关系数据库的基本概念
一、关系的定义
1． 相关术语
（1）域(Domain)
• 域（对应于实体中的元组）是一组具有相同数据类型的值的集 合。
例如：
• 性别={男，女}
• 职称={教授，副教授，讲师，助教}
• 系名={计算机科学与技术系，工商管理系，公共管理系}
都是域。在关系数据库中，域必须命名。其中，性别、职称、 系名等都是域名。
数据库系统基础
第一部分 数据库基本原理
第三章 关系数据库原理
2020/8/18
1
第一部分
整体概述
THE FIRST PART OF THE OVERALL OVERVIEW, PLEASE SUMMARIZE THE CONTENT
2
主要内容：
• 关系数据库的基本概念 • 关系代数
2020/8/18
2020/8/18
9
表3-2 eat关系
animal
food
猫
鱼
狗
骨头
猪
2020/8/18
白菜
10
（4）关键字
• 关键字：用来标识某个记录的一个或一组属性。 • 侯选关键字：能作为关键字的属性可能不只一个，这些属
性称为侯选关键字。 • 主关键字：能唯一标识一个元组的侯选关键字。如：学号、
2020/8/18
18
六、关系操作
1、关系操作的基本内容
• 关系操作包括数据查询、数据维护和数据控制三大功 能。
– 数据查询指数据检索、统计、排序、分组等功能； – 数据维护指数据增加、删除、修改等数据自身更新的功能； – 数据控制是为了保证数据的安全性和完整性而采用的数据存
取控制及并发控制等功能。
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第一节 关系数据库的基本概念
一、关系的定义
1． 相关术语
（1）域(Domain)
• 域（对应于实体中的元组）是一组具有相同数据类型的值的集 合。
例如：
• 性别={男，女}
• 职称={教授，副教授，讲师，助教}
• 系名={计算机科学与技术系，工商管理系，公共管理系}
都是域。在关系数据库中，域必须命名。其中，性别、职称、 系名等都是域名。
数据库系统基础
第一部分 数据库基本原理
第三章 关系数据库原理
2020/8/18
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第一部分
整体概述
THE FIRST PART OF THE OVERALL OVERVIEW, PLEASE SUMMARIZE THE CONTENT
2
主要内容：
• 关系数据库的基本概念 • 关系代数
2020/8/18
2020/8/18
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表3-2 eat关系
animal
food
猫
鱼
狗
骨头
猪
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白菜
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（4）关键字
• 关键字：用来标识某个记录的一个或一组属性。 • 侯选关键字：能作为关键字的属性可能不只一个，这些属
性称为侯选关键字。 • 主关键字：能唯一标识一个元组的侯选关键字。如：学号、
第3章 关系数据理论
2018/11/13 25
6.2.2 码
定义6.4 设K为关系模式R<U,F>中的属性或属性组合。 若K
ｆ
U，则K称为R的一个侯选码（Candidate
Key）。若关系模式R有多个候选码，则选定其中的一
个做为主码（Primary key）。
主属性与非主属性 ALL KEY
26
2018/11/13
2018/11/13
11
数据依赖对关系模式的影响（续）
属性组U上的一组函数依赖F：
F ＝｛ Sno → Sdept, Sdept → Mname, (Sno, Cname) → Grade ｝
Sno Cname Grade
Sdept
2018/11/13
Mname
12
关系模式Student<U, F>中存在的问题
14
数据依赖对关系模式的影响（续）
结论：
Student关系模式不是一个好的模式。 “好”的模式：
不会发生插入异常、删除异常、更新异常， 数据冗余应尽可能少。
原因：由存在于模式中的某些数据依赖引起的 解决方法：通过分解关系模式来消除其中不合适 的数据依赖。
2018/11/13 15
6.2 规范化
第一范式(1NF) 第二范式(2NF) 第三范式(3NF) BC范式(BCNF) 第四范式(4NF) 第五范式(5NF)
2018/11/13
28
6.2.3 范式
各种范式之间存在联系：
1NF 2 NF 3 NF BCNF 4 NF 5 NF
某一关系模式R为第n范式，可简记为
函数依赖（续）
例: Student(Sno, Sname, Ssex, Sage, Sdept) 假设不允许重名，则有: Sno → Ssex， Sno → Sage , Sno → Sdept， Sno ←→ Sname, Sname → Ssex， Sname → Sage Sname → Sdept 但Ssex →Sage 若X→Y，并且Y→X, 则记为X←→Y。 若Y不函数依赖于X, 则记为X─→Y。
6.2.2 码
定义6.4 设K为关系模式R<U,F>中的属性或属性组合。 若K
ｆ
U，则K称为R的一个侯选码（Candidate
Key）。若关系模式R有多个候选码，则选定其中的一
个做为主码（Primary key）。
主属性与非主属性 ALL KEY
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2018/11/13
2018/11/13
11
数据依赖对关系模式的影响（续）
属性组U上的一组函数依赖F：
F ＝｛ Sno → Sdept, Sdept → Mname, (Sno, Cname) → Grade ｝
Sno Cname Grade
Sdept
2018/11/13
Mname
12
关系模式Student<U, F>中存在的问题
14
数据依赖对关系模式的影响（续）
结论：
Student关系模式不是一个好的模式。 “好”的模式：
不会发生插入异常、删除异常、更新异常， 数据冗余应尽可能少。
原因：由存在于模式中的某些数据依赖引起的 解决方法：通过分解关系模式来消除其中不合适 的数据依赖。
2018/11/13 15
6.2 规范化
第一范式(1NF) 第二范式(2NF) 第三范式(3NF) BC范式(BCNF) 第四范式(4NF) 第五范式(5NF)
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28
6.2.3 范式
各种范式之间存在联系：
1NF 2 NF 3 NF BCNF 4 NF 5 NF
某一关系模式R为第n范式，可简记为
函数依赖（续）
例: Student(Sno, Sname, Ssex, Sage, Sdept) 假设不允许重名，则有: Sno → Ssex， Sno → Sage , Sno → Sdept， Sno ←→ Sname, Sname → Ssex， Sname → Sage Sname → Sdept 但Ssex →Sage 若X→Y，并且Y→X, 则记为X←→Y。 若Y不函数依赖于X, 则记为X─→Y。
关系型数据库基本原理.ppt
2019/3/21
2.3.4 完整性规则检查 为了维护数据库中数据的完整性，在对关系数据库执行插入、 删除和修改操作时，就要检查是否满足以上三类完整性规则。 当执行插入操作时 首先检查实体完整性规则，插入行的主码属性上的值，是否已 经存在。若不存在，可以执行插入操作；否则不可以执行插入操作。 再检查参照完整性规则，如果是向被参照关系插入，不需要考 虑参照完整性规则；如果是向参照关系插入，插入行在外码属性上 的值是否已经在相应被参照关系的主码属性值中存在。若存在，可 以执行插入操作；否则不可以执行插入操作，或将插入行在外码属 性上的值改为空值后再执行插入操作(假定该外码允许取空值)。 最后检查用户定义完整性规则，检查被插入的关系中是否定义 了用户定义完整性规则，如果定义了，检查插入行在相应属性上的 值是否符合用户定义完整性规则。若符合，可以执行插入操作；否 则不可以执行插入操作。
2019/3/21
当执行删除操作时 一般只需要检查参照完整性规则。如果是删除被参照关系中的 行，则应检查被删除行在主码属性上的值是否正在被相应的参照 关系的外码引用，若没被引用，可以执行删除操作，若正在被引 用，有三种可能的做法：不可以执行删除操作(拒绝删除)，或将 参照关系中相应行在外码属性上的值改为空值后再执行删除操作 (空值删除)，或将参照关系中相应行一起删除(级联删除)。 当执行修改操作时 因为修改操作可看成先执行删除操作，再执行插入操作，因此 是上述两种情况的综合。
表2-1给出了实体集、关系、表等一系列术语之间的对照关系
概念模型中 关系理论中 关系数据库中 表(Table) 某些软件中 表（或数据库文件）
实体集(Entity set) 关系(relation)
实体(Entity)
属性(Attribute) 主码(Primary key)
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Database Design. School of software
5
Many-to-Many Relationships
A many-to-many relationship is represented by creating an associative entity.
Database Design. SchoEoxlhoibf ist o2f-t3w:aMreany-to-Many Relationships
Computer-generated keys are often formed by adding one to the last number assigned.
Primary keys might also be computer generated to establish
a single-field primary key, as opposed to one formed of
Database Design. SchoEoxlhoibf ist o2f-t1w0a:rWe eak Entity
14
Primary Key for an Associative Entity
An associative table is a child of two parent tables that are in a many-to-many relationship.
multiple fields.
Database Design. School of software
12
Foreign Keys Create Relationships
A parent table reproduces its primary key values in every child table to which it connects. Because these reproduced values originate outside of the child table, they are called foreign keys.
To form its primary key, LINEITEM uses both ORDER$id and PRODUCT$id.
Database Design. SchoEoxlhoibf ist o2f-t1w1a:rPerimary Key for an Associative
15
Entity
Data Integrity
Entity integrity: Every table must have a valid primary key.
Referential integrity: No unmatched foreign key values. Referential integrity requires that foreign key values match existing primary key values in the table to which they refer.
Chapter 3 Relational Theory
任课教师：何婧 hejing@
Database Design. School of software
2
3
Equivalent Terms
Database Design. SchoEoxlhoibf ist o2f-t1w:aRreelational Model-Equivalent Terms 4
Entity Relationship Diagrams
One-to-Many Relationships: Parent vs. Child The crows foot points to the child.
Exhibit 2-2: One-to-Many Relationships
One customer places many orders; One employee has many dependents; Each order belongs to one customer. Each dependent belongs to one empesign. SchoEoxlhoibf ist o2f-t4w:aArettributes
7
Primary Keys
A primary key uniquely identifies each record in a table.
Unique Minimal Not Null Nonupdateable
Database Design. SchoEoxlhoibf ist o2f-t9w:aFreoreign Keys Create Relationships 13
Weak Entity
A dependent table (also called a weak entity) is a child table that requires a parent table for identification.
Unique and Minimal Primary Keys
Database Design. SchoEoxlhoibf ist o2f-t6w:aEremail Is a Unique AND Minimal
10
Primary Key
Primary Keys Formed from Existing Fields
Database Design. SchoEoxlhoibf ist o2f-t7w:aPrerimary Keys Formed from
11
Existing Fields
Computer-Generated Primary Keys
Exhibit 2-8: Computer-Generated Primary Keys
Database Design. School of software
8
Unique But NOT Minimal Primary Keys
Database Design. SchoEoxlhoibf ist o2f-t5w:aUrenique But NOT Minimal
9
Primary Keys