管理系统中计算机应用主讲老师：孟海鹰第四章数据库系统主要内容数据库和数据模型的基本概念★关系模型的结构、完整性、关系运算及规范化数据库的安全性ＳＱＬ语言的基本概念和基本操作★4.1数据库系统概述4.1.1数据模型4.1.2关系模型与关系数据库4.1.3数据规范化4.1.4数据库的安全性概念模型以人的观点模拟物质本身的模型也称为信息模型是用户和数据库设计人员交流的语言独立于任何数据库管理系统，但是又很容易向数据库管理系统所支持的逻辑模型转换概念模型常用术语1. 实体：指客观存在，并且可以互相区别的事物。

如一个人，一本书。

2. 属性：实体具有的某一特性。

如人的年龄、身高、体重等。

3. 码（实体标识符）：能将一个实体与其他实体区别开来的属性或属性组。

如人的身份证号码、考生的准考证号码和课程代码等。

3. 域：属性的取值范围称为该属性的域。

例如年龄的域为小于120的整数。

4. 实体型：用实体名及其属性名集合来抽象和刻化同类实体称为实体型。

例如：学生（学号，姓名，性别，成绩）就是一个实体型。

5. 实体集：性质相同的同类实体的集合如所有男生，所有吉普车等。

7. 联系：实体内部属性之间的联系和实体型之间的联系。

可以分为三类：（1）一对一联系（1:1）（2）一对多联系（1:n）（3）多对多联系（m:n)实体间的联系有两种：（1）不同实体集的实体间联系．一对一联系（１：１）、一对多联系（１：N）、多对多联系（Ｍ：Ｎ）关系有三种类型:一对一（1:1）一对多（1:n）多对多（m:n）（2）相同实体集的实体间联系1：1、1：n:、n：m三种联系概念模型的表示方法描述概念数据模型的主要工具是E-R(实体一联系) 模型，或者叫做E-R图。

利用E-R图实现概念结构设计的方法就叫做E-R方法。

概念模型的表示方法E-R图主要是由实体、属性和联系三个要素构成的。

在E-R图中，使用了下面四种基本的图形符号。

用矩形表示实体，矩形框内写上实体名。

实体的属性用椭圆表示，椭圆内写上属性名，并用无向边与其实体相连。

关系（实体间的联系）用菱形表示关系,以适当的含义命名，名字写在菱形框中;用无向连线将参加相应联系的实体矩形框分别与菱形相连;并在连线上标明联系的类型，即1:1,1:N或N:M如联系具有属性，也要用无向边与该联系连接起来E-R图的画法确定系统中的实体确定每个实体的属性确定实体间的关系确定每个实体的属性确定实体间的关系例：假设一个学生可选多门课程，而一门课程又有多个学生选修，每个学生每选一门课只有一个成绩，一个教师只能讲一门课程，一门课程也可有多个教师讲授，一门课使用多本参考书。

画出E－R数据模型以计算机系统的观点模拟物质本身的模型可以进一步细分为逻辑数据模型和物理数据模型。

逻辑数据模型是用户通过数据库管理系统看到的现实世界，描述了数据库数据的整体结构，由数据结构、数据操作和数据完整性三部分构成，是对系统静态特性的描述，是最重要的部分。

常见的有层次模型、网状模型、关系模型以及面向对象数据模型。

物理数据模型用来描述数据的物理存储结构和存储方法，是数据库管理系统的存储模型。

不仅受DBMS控制，还与存储器、操作系统相关。

层次模型这种模型描述数据的组织形式像一棵倒置的树。

树有根、枝、叶，在这里都称为结点，根结点只有一个，向下分支，它是一种一对多的关系。

如国家的行政机构、一个家族的家谱的组织形式都可以看做是层次模型。

层次数据模型的特征：- 有且仅有一个无双亲的根结点- 根结点以外的其他节点，向上仅有一个父结点，向下可以有若干多子结点网状模型这种模型描述事物及其联系的数据组织形式像一张网，节（结）点表示数据元素，节点间联线表示数据间联系。

节点之间是平等的，无上下层关系。

如学校中的“教师”、“学生”、“课程”、“教室”等事物之间有联系但无层次关系，可认为是一种网状结构模型。

网状模型的特征：- 允许有一个以上的节（结）点无双亲- 至少有一个节（结）点有多个双亲4.1.2关系模型与关系数据库关系模型建立在集合论和谓词演算公式基础上。

以平面表格形式作为基本存储结构。

平面表也称为二维表。

通过相同关键字段实现表格间的数据联系。

所谓“关系”就是一张二维表。

表中的每一列称为关系的属性。

属性列的第一行叫属性名。

每一关系表中都有若干行，表中的第一行与其他行性质是不同的，它描述了关系中的属性及属性名，这一行称为关系的“型”或者框架其它行则称为“元组”，也称为关系的“值”。

关系模型域：每个属性的取值范围。

候选码：可以唯一确定一个元组的属性或者属性组，可简称码。

主码：一个关系中往往有多个候选码，可以指定一个作为主码。

主属性：可以作为候选码的属性非码属性：不能作为候选码的属性。

关系模型外部码：属性（或属性组）X不是当前关系的码，但却是另一个关系的码，称X为当前关系的外部码，简称外码。

参照关系：外码所在的关系。

被参照关系：主码与另一个关系的外码相对应的关系叫做该外码的被参照关系，或叫做目标关系。

对关系的描述可以称为一个关系模式，记做：关系名（属性1，属性2，属性3，……，属性n）例：一个名为StudentCourse（学生选课）的关系，记录的是学生的选课信息，包括三个属性：StudentNo（学号）、CourseNo（课程号）、Score（成绩）,记做：StudentCourse(StudentNo, CourseNo, Score)表中每一个数据项不可再分，是基本项每一列数据有相同的类型，称为属性列顺序任意行数据是一个实体诸多属性值的集合，叫做元组行顺序任意关系的完整性关系的完整性一个实体的键码属性值不能为空，称为实体完整性；一个实体的某个属性（集）值只能引用另一实体确实存在的键码属性（集）值，则称为参照完整性（引用完整性）。

依不同的应用环境，用户对数据定义的特定的要求。

为用户定义的完整性。

例如，性别只能是“男”或“女”两种可能，年龄的取值只能限制在0～200之间才合乎情理等。

关系操作传统集合运算：并、交、差专门的关系运算：选择（筛选）、投影和连接4.1.3数据规范化范式：符合规范化要求的关系模式1NF第一范式（1NF）：如果一关系模式，它的每一个分量是不可分的数据项，即其域为简单域，则此关系模式为第一范式。

第一范式 (1st NF)2NF部分依赖第二范式（2NF）：若关系模式R ∈ 1NF，且每个非主属性完全函数依赖于码，则称R ∈ 2NF。

第二范式 (2nd NF)3NF★传递依赖第三范式（3NF）:若关系模式R(U, F)为第一范式，不存在非主属性对码的传递依赖，则称R(U, F)为3NF。

其中U为关系模式的属性全集，F为关系模式所满足的函数依赖集。

第三范式 (3rd NF)规范化实例 4-1假设某建筑公司要设计一个数据库。

公司的业务规则概括说明如下：公司承担多个工程项目，每一项工程有：工程号、工程名称、施工人员等公司有多名职工，每一名职工有：职工号、姓名、性别、职务（工程师、技术员）等公司按照工时和小时工资率支付工资，小时工资率由职工的职务决定（例如，技术员的小时工资率与工程师不同）公司定期制定一个工资报表，如图-1所示规范化实例 4-2规范化实例 4-3规范化实例 4-41.表中包含大量的冗余，可能会导致数据异常：更新异常例如，修改职工号=1001的职务，则必须修改所有职工号=1001的行添加异常若要增加一个新的职工时，首先必须给这名职工分配一个工程。

或者为了添加一名新职工的数据，先给这名职工分配一个虚拟的工程。

（因为主关键字不能为空）删除异常例如，1001号职工要辞职，则必须删除所有职工号＝1001的数据行。

这样的删除操作，很可能丢失了其它有用的数据规范化实例 4-52.采用这种方法设计表的结构，虽然很容易产生工资报表，但是每当一名职工分配一个工程时，都要重复输入大量的数据。

这种重复的输入操作，很可能导致数据的不一致性。

应用范式规范化设计一张表描述了多件事情，如图-3所示。

应用第二范式规范化应用第三范式规范化数据规范化的步骤一个低一级范式的关系模式，可以通过分解转换为若干个高一级范式的关系模式的集合，这种不断改进提高的过程，叫做数据规范化。

4.1.4数据库的安全性数据库具有的防止非法用户闯入，或合法用户非法使用造成数据泄露、更改或破坏的功能常用的安全措施：身份认证存取控制考核知识点与考核要求识记：数据模型、概念模型、逻辑模型、物理模型、关系模型、关系数据库、范式、规范化、概念模型的常用术语、关系模型的基本条件领会：数据模型的分类、概念数据模型的要求、数据库安全性的概念、数据规范化的过程、关系模型的结构与术语、关系的完整性、基本关系运算简单应用：E-R模型的表示方法、实体之间的联系、实体内部的联系、用实例描述关系规范化的过程例题单项选择题：在数据库体系结构的三层结构中，整个系统的核心和关键是( )A.外模式B.模式C.内模式D.视图例题客观存在，并且可以互相区别的事物称为( )A.实体B.属性C.实体集D.实体型例题缺乏计算机知识的基本用户最容易理解的模型是( )A.物理模型B.逻辑数据模型C.概念模型D.物理数据模型名词解释题：码范式关系模型的完整性简答题：实体之间的联系有哪几种?E—R图主要由哪些要素组成?简述参照完整性规则。

简述常用的安全措施。

4.2数据库管理系统中的SQL语言4.2.1结构化查询语言SQL概述4.2.2数据库的定义4.2.3数据库的管理4.2.4数据表的定义4.2.5数据表的管理4.2.6索引的建立与删除4.2.7视图的定义与删除4.2.1结构化查询语言SQL概述SQL：Structured Query Language 结构化查询语言标准关系数据库语言，集数据定义、数据查询、数据操纵和数据控制功能于一体，主要功能是数据查询。

也是关系数据库管理系统的核心。

集合了DDL，DML，DCL。

是一种高度非过程化语言。

SQL Server是纯粹的SQL语言开发软件，提供T-SQL语言，与标准ANSI92 SQL完全兼容。

SQL数据库的术语表：数据（记录）的集合。

数据库：基本表的汇集，包含基本表、视图和索引等。

在SQL Server 2000中以文件的形式存放，扩展名MDF，主要有主数据库文件、其他数据文件和事务日志文件三类。

数据库中包含表、视图、存储过程、触发器、用户自定义数据类型、用户自定义函数、索引、规则、默认值等。

在Visual Foxpro中，文件扩展名是DBC，不存放数据只是组织和管理，包含数据表、视图、存储过程、触发器、索引等，并建立数据字典和数据安全保护。

SQL数据库的术语索引：根据数据表中某个关键字或关键字表达式值的顺序，使数据表中的记录有序排列的一种技术。

关键字：创建索引的表达式，由一列或若干列及变量、函数等组成。