第1-1章 数据库概述

患者病例号
200212002 200306007 200307006 200212002 200306007
医生编号
01104 01104 01020 02100 01020
诊断结果
牙龈炎 智齿 牙周炎 皮炎 牙龈炎
1.1 数据库理论基础
1.1.3 逻辑结构设计
1.1 数据库理论基础
1.1.3 逻辑结构设计 A、1:1关系
学号 R1 R2 R3 R4 0001 0002 0115 0200 姓名 王宏 孙萌 陈小明 吴江 性别 男 女 男 男 出生年月 85/11/12 86/10/09 86/07/12 86/04/05 班级 1班 1班 2班 3班 专业 软件 软件 信息管理 信息管理
1.1 数据库理论基础
1.1.2 常用概念----关于数据库 数据(Data)
1.1 数据库理论基础
1.1.1 数据模型 1、层次模型
系部1 学院
系部2
系部3
专业11 班级111 班级112
专业12
专业31
系部32
1.1 数据库理论基础
1.1.1 数据模型 2、网状模型
学生1
系部1
系部2
学生2 学生3
课程3 教师1 教师2 课程2
教师3
课程1
1.1 数据库理论基础
1.1.1 数据模型 3、关系模型（二维表）
1.1 数据库理论基础
1.2 关系规范化理论 1.2.1 问题的提出---解决
Sno 0450301 0450302 … 0420131 Sname 张三恺 王薇薇 … 陈杰西 Ssex 男 女 … 男 Dname 计算机系 计算机系 … 园林系
1.1 数据库理论基础
Cno GS01101 YY01305 SD05103 SJ05306 Cname Tname
Sno 0450301 0450301 0450301 0450301 0450302 0450302 0450302 0450302 … 0420131 0420131 0420131 0420131
Sname 张三恺 张三恺 张三恺 张三恺 王薇薇 王薇薇 王薇薇 王薇薇 … 陈杰西 陈杰西 陈杰西 陈杰西
数据是描述现实世界事物的符号记录，是用物理符号 记录的可以鉴别的信息。
数据库(DataBase，简记为DB)
数据库是长期存储在计算机内、有组织的、可共享的 数据集合。
数据库管理系统 (DataBase Management System,简记为DBMS)
数据库管理系统是位于用户与操作系统之间的一个数 据管理软件，它的基本功能包括以下几个方面：
1.1 数据库理论基础
1.2 关系规范化理论 1.2.1 问题的提出---解决
我们将教学关系分解为三个关系模式来表达：学 生基本信息（Sno，Sname，Ssex，Dname），课 程信息（Cno，Cname，Tname，）及学生成绩（ Sno，Cno，Grade），其中Cno为学生选修的课程 编号；
1.1 数据库理论基础
1.2 关系规范化理论 1.2.1 问题的提出
2. 更新异常（Update Anomalies） ⑶ 删除异常（Deletion Anomalies）：如果 某系的所有学生全部毕业，又没有在读及新生，当 从表中删除毕业学生的选课信息时，则连同此系的 信息将全部丢失。同样地，如果所有学生都退选一 门课程，则该课程的相关信息也同样丢失了。
数据库的运行管理功能
数据库在建立、运行和维护时由数据库管理系统统一管理和控制， 包括：完整性控制、并发控制、安全控制、数据库恢复、数据字典。
数据库的建立和维护功能
它包括数据库初始数据的输入、转换功能，数据库的转储、恢复功 能，数据库的重组织功能和性能监视、分析功能等。
1.1 数据库理论基础
1.1.2 常用概念----关于关系数据 关系
1.1 数据库理论基础
1.2 关系规范化理论 1.2.1 问题的提出
2. 更新异常（Update Anomalies） ⑵ 修改异常（Modification Anomalies）： 如果更改一门课程的任课教师，则需要修改多个元 组。如果仅部分修改，部分不修改，就会造成数据 的不一致性。同样的情形，如果一个学生转系，则 对应此学生的所有元组都必须修改，否则，也出现 数据的不一致性。
1.1 数据库理论基础
1.2 关系规范化理论 1.2.1 问题的提出
2. 更新异常（Update Anomalies） ⑴ 插入异常（Insert Anomalies）：由于主 键中元素的属性值不能取空值，如果新分配来一位 教师或新成立一个系，则这位教师及新系名就无法 插入；如果一位教师所开的课程无人选修或一门课 程列入计划但目前不开课，也无法插入。
1.1 数据库理论基础
1.1.3 逻辑结构设计
患者病例号 200212002 200306007 200307003 200307006 姓名 李小青 季平 王东 刘戈 性别 男 女 男 女 年龄 36 28 12 40
1.1 数据库理论基础
1.1.3 逻辑结构设计
wenku.baidu.com
序号
1 2 3 4 5
日期
2001-10-1 2002-1-9 2002-11-3 2003-6-3 2003-10-7
1.1 数据库理论基础
如今数据库已经无处不在了。一个网站需要有数 据库来存储数据。一个学校需要用数据库来存储学生 和教师的信息。一个公司需要用数据库来存储员工的 信息和公司的资料。要学习数据库，必须先要了解数 据库是如何存储数据的。数据存储分为三个阶段： 1．人工管理阶段
2．文件系统阶段
3．数据库系统阶段
一个关系就是一张二维表，每个关系有一个关系名。在计 算机里，一个关系可以存储为一个数据库文件的表，例如，医生表 或患者表。
元组 表中的行称为元组。一行是一个元组，对应表中的一个记
录。
属性 表中的列称为属性，每一列有一个属性名，对应数据表中
的一个字段，例如医生编号、姓名、职称等字段。
域 属性的取值范围，即不同元组对同一个属性的取值所限定的
· 关系模式
对关系的描述称为关系模式，其格式为：关系名（属性1，
属性2，…，属性N）。一个关系模式对应一个关系的结构。
1.1 数据库理论基础
1.1.3 逻辑结构设计
医生编号 01104 01106 01020 02100 03002 04005 06007 姓名 李博 刘晓 王林 李颦 王西平 吴星智 李可茹 职称 主任医师 副主任医师 副主任医师 医师 主任医师 副主任医师 主任医师 科室编号 01 01 01 02 03 04 06 专长 牙科
1.1 数据库理论基础
1.2 关系规范化理论 1.2.1 问题的提出---解决
由上面的讨论可知，在关系数据库的设计中， 不是随便一种关系模式设计方案都“合适”，更不 是任何一种关系模式都可以投入应用的。由于数据 库中的每一个关系模式的属性之间需要满足某种内 在的必然联系，设计一个好的数据库的根本方法是 先要分析和掌握属性间的语义关联，然后再依据这 些关联得到相应的设计方案。
高等数学
英语 数字电路
李刚
林弗然 周斌
数据结构
…
陈长树
… 吴相舆 花裴基 丰茹
GS01102
ZF02101 SM02204
高等数学 植物分类学 素描
1.1 数据库理论基础
Sno 0450301 0450301 0450301 0450301 0450302 0450302 0450302 0450302 GS01101 YY01305 SD05103 SJ05306 GS01101 YY01305 SD05103 SJ05306 Cno Grade 83 71 92 86 79 94 74 68
…
0420131 0420131 0420131 0420131 GS01102 YY01305 ZF02101 SM02204
…
…
97 79 93 88
1.1 数据库理论基础
1.2 关系规范化理论 1.2.1 问题的提出---解决
⑴ 数据存储量减少。 ⑵ 更新方便。 – ① 插入问题部分解决 – ② 修改方便 – ③ 删除问题也部分解决
1.1 数据库理论基础
1.2 关系规范化理论 1.2.1 问题的提出---解决
关系系统当中数据冗余产生的重要原因就在于对 数据依赖的处理，从而影响到关系模式本身的结构设 计。解决数据间的依赖关系常常采用对关系的分解来 消除不合理的部分，以减少数据冗余。 同一关系模式中各个属性之间存在着某种联系， 如学生与系、课程与教师之间存在依赖关系的事实， 才使得数据出现大量冗余，引发各种操作异常。这种 依赖关系称之为数据依赖（Data Independence）。
第1章 数据库概述
1）数据库的基本概念 数据库理论基础 关系数据库（关系规范化理论）
SQL语言
2）MySQL的基础知识 历史、发展、特点 我们为什么学，如何学
1.1 数据库理论基础
数据库能够将数据按照特定的规律组织起来。 那么，数据是如何存储的、数据库要遵守什么规则 、数据库在什么地方使用，这些都是首先要了解的 问题。本节将为读者介绍这些问题。
Tname 李刚 林弗然 周斌 陈长树 李刚 林弗然 周斌 陈长树 … 吴相舆 林弗然 花裴基 丰茹
Grade 83 71 92 86 79 94 74 68 … 97 79 93 88
1.1 数据库理论基础
1.2 关系规范化理论 1.2.1 问题的提出
1. 数据冗余（Data Redundancy） 每一个系名对该系的学生人数乘以每个学生选修的课 程门数重复存储。 每一个课程名均对选修该门课程的学生重复存储。 每一个教师都对其所教的学生重复存储。
1.1 数据库理论基础
1.1.2 常用概念----关于数据库 数据定义功能
用户通过数据定义语言可以方便地对数据库中的数据对象进行定义 。DDL，例如：CREATE,ALTER,DROP。
数据操纵功能
用户可以使用数据操纵语言操纵数据，实现对数据的基本操作。 DML，如查询SELECT、插入INSERT、删除DELETE和修改UPDATE。
第1章 数据库概述
简而言之，数据库（DataBase）就是一个存储 数据的仓库。为了方便数据的存储和管理，它将数 据按照特定的规律存储在磁盘上。通过数据库管理 系统，可以有效的组织和管理存储在数据库中的数 据。如今，已经存在了Oracle、SQL Server、 MySQL等诸多优秀的数据库。在这一章中将讲解 的内容包括。
· 候选码
一个关系中可能有几个属性都可以惟一表示一个元组，这 些属性就是候选码。例如“医生编号”和身份证号码都是候选 码。在 多个候选码中，选择一个作为主键，主键的 属性被称为 主属性。
1.1 数据库理论基础
1.1.2 常用概念----关于关系数据 · 外键
在关系A中存在一个属性，不是关系的主属性，但与另一个 关系B的主键对应，则称其为关系A的外键。比如学生关系中院 系代码属性，与院系关系的主键“院系代码”对应，所以是学 生关系的外键。
B、1：N关系
C、N:M关系
1.1 数据库理论基础
1.2 关系规范化理论 1.2.1 问题的提出
设有一个关于教学管理的关系模式R(U)，其中U由属性Sno、 Sname、Ssex、Dname、Cname、Tname、Grade组成的属性集 合，其中Sno的含义为学生学号，Sname为学生姓名，Ssex为学 生性别，Dname为学生所在系别，Cname为学生所选的课程名称， Tname为任课教师姓名，Grade为学生选修该门课程的成绩。若 将这些信息设计成一个关系，则关系模式为： 教学（Sno，Sname，Ssex，Dname，Cname，Tname，Grade） 选定此关系的主键为（Sno,Cname）。
范围。例如，在“患者”表“女”或“男”是性别的取值范围，对 应“性别”字段的一个域。
1.1 数据库理论基础
1.1.2 常用概念----关于关系数据 · 关键字
属性或属性组合，其值能够唯一地标识一个元组。比如， “医生”表中的“医生编号”字段，“患者”表中的“患者病 历号”都唯一地表示一名医生、一名患者，那么它们都可以作 为记录的关键字。
Ssex 男 男 男 男 女 女 女 女 … 男 男 男 男
Dname 计算机系 计算机系 计算机系 计算机系 计算机系 计算机系 计算机系 计算机系 … 园林系 园林系 园林系 园林系
Cname 高等数学 英语 数字电路 数据结构 高等数学 英语 数字电路 数据结构 … 高等数学 英语 植物分类学 素描