工程制图第一章课件

《数据库管理系统》2013秋上机安排 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 星期时间班级(周数)星期一16:30-18:10商学12-6(2-12)商学12-9(2-12)18:10-19:50商学12-5(2-12)商学12-10(2-12)18:10-19:50商学12-8(9-12)20:10-21:30商学12-3(2-12)商学12-4(2-12)20:10-21:30商学12-2(8-12)星期二10:10-11:50商学12-7(2-8)商学12-8(2-8)16:30-18:10商学12-1(2-12)商学12-2(2-7)商学12-7(9-12)‹#›计算机基础教育研究所21世纪高等学校教材VisualFoxPro程序设计第一章数据库系统基础知识第二章数据库与表的基本操作第三章表的查询与统计第四章SQL语言的应用第五章结构化程序设计第六章面向对象的程序设计第七章表单控件的设计与应用第八章菜单和工具栏设计第九章报表和标签设计第十章数据库应用系统开发‹#›计算机基础教育研究所第一章数据库系统基础知识计算机基础教育研究所‹#›计算机基础教育研究所数据(Data)数据是记录下来可以鉴别的符号，是对客观实体的一种描述形式。其概念包括两个方面：描述事物的数据内容；即数据的“值”存储在某一媒体上的数据形式。即数据的“形”类型划分数值型：价格、工资、产量、人数、工龄等。非数值型字符型：姓名、地址、文章、简历等。逻辑型：是/否、通/断日期型：年/月/日多媒体型：图形、声音等。什么是数据？数据存贮数据类型不同类型的数据，结构不同，存贮方式及访问方式也不一样，因此在数据库设计时，必须对存贮的数据进行准确的分类。数据管理技术的发展‹#›计算机基础教育研究所数据管理技术的发展人工系统(20世纪50年代)文件系统(20世纪50年代后期至60年代中期)数据库系统(20世纪60年代后期)软件硬件特点系统软件直接存贮、外存储器独立性、共享性、冗余性、结构化手工管理文件系统管理数据库系统管理数据的管理者用户(程序员)文件系统数据系统数据的针对者特定应用程序面向某一应用面向整体应用数据的共享性无共享共享性差，冗余大共享性好，冗余小数据的独立性无独立性独立性差独立性好数据的结构化无结构记录有结构，整体无结构整体结构化‹#›计算机基础教育研究所数据库系统数据库应用程序语言编译程序DBMSOS硬件带有数据库的计算机系统的构成一组相互有联系的文件的集合。包括存贮数据的数据库表文件、数据表的索引文件及数据库的数据字典等。数据库管理系统数据库系统软硬件数据库系统人员在操作系统支持下对数据库中数据进行管理的系统软件。用于维护数据库的使用，为用户提供对数据库中数据访问和操作的各种命令。数据库系统运行环境中的主机、终端、网络、交换机等硬件及操作系统软件。系统人员：数据库系统研发人员、数据库系统管理员。系统用户：数据库系统终端操作员。‹#›计算机基础教育研究所数据库系统数据库的特点采用结构化数据模型统一管理数据较高的数据独立性可控的数据冗余度较高的数据共享性较强的数据控制功能数据库的并发控制数据库的恢复数据安全性数据完整性‹#›计算机基础教育研究所数据模型信息的描述信息在三个世界之间的转换现实世界(客观事物及联系)信息世界(概念模型)计算机世界(逻辑、物理模型)系统 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 信息化数据库设计数据化现实世界：客观存在及其相互联系。信息世界：与计算机无关，用于客户与开发人员之间沟通的数据描述，概念模型。计算机世界：与选择处理数据的数据库管理系统有关，也与计算机对数据的物理存贮方式有关。‹#›计算机基础教育研究所数据模型概念模型实体：客观存在的并可相互区别的任何事物。可以是实际对象，也可以是概念；可以是事物本身，也可以是事物之间的联系。属性：用于描述实体的实体所具有的某方面的特征。一个实体可以由若干个属性来刻画，便于对实体进行归类。属性是相对实体而言，是实体所具有的特性。编号姓名部门性别籍贯出生日期婚否基本工资住址1001王妃人事处女合肥68/12/21已347琥珀211002金桥财务处男上海56/07/21已560翡翠02实体型实体值属性型属性值值型域键集‹#›计算机基础教育研究所数据模型联系：在现实世界中，许多事物之间总是存在着某种关联，这种一类实体与另一类实体之间的对应关系被称为联系。一对一联系a1a2a3a4a5b1b2b3b4b5ABBA1:1a1a2a3a4a5b1b2b3b4b5b6AB1:Na1a2a3a4a5b1b2b3b4b5b6a6ABM:N一对多联系多对多联系实体间联系的种类是指一个实体型中可能出现的每一个实体与另一个实体型中多少个具体实体存在联系，两个实体型间的联系可分为三种：“一对一”的联系“一对多”的联系“多对多”的联系‹#›计算机基础教育研究所数据模型E-R模型E-R模型是用E-R图描述这一概念模型，即通过图形描述实体属性和实体型之间的联系。在E-R模型中:矩形：表示实体型；椭圆形：表示实体的属性；菱形：表示实体型之间的联系。班长班级学生课程任职学习选课1学号姓名性别班号班名专业人数班号姓名学号性别班号学号成绩课程号课程号课名学时教师号11NNM实体属性联系‹#›计算机基础教育研究所数据模型逻辑模型逻辑模型是数据库管理系统用来表示实体及实体间联系的 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 。将概念模型实体类型间的联系经适当的转换，用一定的数据结构表示出来，就得到了逻辑数据模型。它反映出数据管理之间存在的整体逻辑关系。层次模型网状模型关系模型R5R1R2R3R4叶根叶叶R6(b)R1R2R1R3R5R2(a)R6R4(c)R‹#›计算机基础教育研究所数据模型学号姓名年龄性别系班号07021001张平18男计算机JS070107021105王英17女计算机JS070207011001周莉18女机械JZ070107022001李强16男通信工程TX0701关系属性(列)属性名元组(行)学生(关系名)关键字整数字符关系模式元组属性域关键字外键字关系外键字候选码主属性主码非主属性关系名(属性1,属性2,……,属性n)学生(学号,姓名,年龄,性别,系,班号)‹#›计算机基础教育研究所数据模型关系的特点关系必须 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 化。列是同质的，即每一列中的分量均是同一类型的数据，即均来自同一个域。每一列称为一个属性，不同的列要给予不同的属性名，即同一个关系中不能出现相同的属性名。在一个关系中，元组的次序及列的次序都是无关紧要的，即任意交换两行或两列的位置都不影响数据的实际含义。在一个关系中，不允许出现空行或空列的分割。学号姓名性别出生日期院系籍贯专业成绩英语……数学20110101刘艳女1904/02/12机械制造系合肥机械设计85……78……………………………………………………20110225张立男1903/05/23计算机与信息南京计算机应用88……92‹#›计算机基础教育研究所关系运算传统的结合运算设R和S是相容二关系：相同的度(属性或字段相等)，且对应的属性取自同一个域。RA5AD1BE3AZYXSE3AC2CD1BZYXRUS并C2CA5AD1BE3AZYXRSA5AZYXRSR-S差D1BE3AZYXR∩S交RS‹#›计算机基础教育研究所关系运算专门的关系运算选择投影学号姓名性别成绩01101王海男76学号姓名性别成绩011010110201103王海李小梅高大山男女男767884性别=”男”and成绩<80姓名成绩王海李小梅高大山767884学号姓名性别成绩011010110201103王海李小梅高大山男女男767884‹#›计算机基础教育研究所关系运算专门的关系运算连接ABCA1A2A3A4A5B1B2B3B4B5C2C1C1C3C2BCDEB1B3B1B2B3C2C1C3C3C1D1D2D3D4D5E1E2E3E4E5RS自然连接(内连接)右连接左连接全连接R∞SABCDEA1A3A3B1B3B3C2C1C1D1D2D5E1E2E5ABCDEA1A2A3A3A4A5B1B2B3B3B4B5C2C1C1C1C3C2D1D2D5E1E2E5‹#›计算机基础教育研究所关系完整性约束实体完整性若属性A是基本关系R的主属性，则属性A不能取空值。所谓空值就是“不知道”或“无意义”的值‹#›计算机基础教育研究所关系完整性约束参照完整性设F是基本关系R的一个或一组属性，但不是关系R的码。如果F与基本关系S的主码Ks相对应，则称F是基本关系R的外码。基本关系R为参照关系，基本关系S为被参照关系。【例】学生实体、班级实体、课程实体和选课实体可用下面的关系表示，其中主码用下划线标识，外码以颜色区分：学生(学号,姓名,性别,出生日期,班号)班级(班号,班级名称,人数,班主任)课程(课程号,课程名,学分,学时)选课(学号,课程号,成绩,学期,教师号)‹#›计算机基础教育研究所关系完整性约束参照完整性‹#›计算机基础教育研究所关系完整性约束域完整性(用户自定义完整性)域完整性主要包括字段有效性约束和记录有效性约束（它包括字段的值域、字段的类型及字段的有效规则等约束）。‹#›计算机基础教育研究所关系的规范化数据依赖关系模式中的数据依赖【例】学生关系模式：ST(sno,sname,ssex,sdept)一个学号只对应一个学生，一个学生只能有一个名称，一个性别、在一个系，因此，当学号值确定后，姓名，性别及所在系的值也被唯一地确定了。这种依赖关系类似于数学中的函数，所以，sno函数决定sname、ssex和sdept，或者说sname、ssex和sdept函数依赖于sno。记作：sno→sname,sno→ssex,sno→sdept‹#›计算机基础教育研究所关系规范化数据依赖对关系模式的影响【例】分析关系模式ST(Sno,Sdept,Mname,Cname,Grade),其中Sno为学号，Sdept为学生所在系，Mname为系主任，Cname为课程名称，Grade为成绩。常识：⑴一个系有若干学生，但一个学生只属于一个系；⑵一个系只有一名系主任；⑶一个学生可以选修多门课程，每门课程有若干学生选修；⑷每个学生所学的每门课程都有一个成绩。SnoCnameSdeptMnameGrade属性组中函数依赖F为：F={Sno→Sdept,Sdept→Mname,(Sno,Cname)→Grade}如果只考虑函数依赖这一数据依赖，可得到描述学生的关系模式St(U,F)，但这个关系模式存在以下四个问题：数据冗余太大，更新异常，插入异常和删除异常。‹#›计算机基础教育研究所关系规范化数据冗余太大比如，每一个系主任的姓名重复出现，重复次数与该系所有学生的所有课程成绩出现次数相同，这将浪费大量的存储空间。更新异常由于数据冗余，当更新数据库中的数据时，系统要付出很大的代价来维护数据库的完整性。否则会面临数据不一致的危险，例如，某系更换系主任后，系统必须修改与该系学生有关的每一个元组。插入异常如果一个系刚成立，尚无学生，就无法把这个系及其系主任的信息存入数据库中。删除异常如果某个系的学生全部毕业了，在删除该系学生信息的同时，把这个系及其系主任的信息也丢掉了。结论：关系模式U={Sno,Sdept,Mname,Cname,Grade}不是一个好模式，一个“好”模式应当不会发生插入异常、删除异常、更新异常，数据冗余应尽可能少。‹#›计算机基础教育研究所关系规范化相关概念SnoCnameSdeptMnameGrade函数依赖设R(U)是一个关系模式，U是R的属性集合，X和Y是U的子集。对于R(U)的任意一个可能的关系r，如果r中不存在两个元组，它们在X上的属性值相同，而在Y上的属性值不同，则称“X函数确定Y”或“Y函数依赖于X”，记作X→Y。完全函数依赖和部分函数依赖在关系模式R(U)中，如果X→Y，并且对于X的任何一个真子集X’，都有X’不函数确定Y，则称Y完全函数依赖于X，否则，称Y部分函数依赖于X。传递函数依赖在关系模式R(U)中，如果X→Y，Y→Z，且Y不属于X，Y也不函数确定X，则称Z传递函数依赖于X。‹#›计算机基础教育研究所关系规范化范式关系数据库中的关系必须满足一定的规范化要求，对于不同的规范化程度可用范式来衡量。范式是符合某一种级别的关系模式的集合，是衡量关系模式规范化程度的标准，达到范式的关系才是规范化的。目前主要有六种范式：第一范式第二范式第三范式BC范式第四范式第五范式1NF2NF3NFBCNF4NF5NF∪∪∪∪∪‹#›计算机基础教育研究所关系规范化1NF如果一个关系模式R的所有属性都是不可分的基本数据项，则R∈1NF。在任何一个关系数据库中，满足1NF是对关系模式的最基本的要求，不满足1NF的数据库模式不能称为关系数据库。但是满足第一范式的关系模式并不一定是一个好的关系模式。例：关系模式SLC(Sno,Sdept,Sloc,Cno,Grade)，属性为：学号、所属系、学生宿舍楼、课程号、成绩。假设每个系的学生住在同一宿舍楼。SLC的主码:(Sno,Cno)SnoCnoSdeptSlocGrade(Sno,Cno)GradeSnoSdeptSdeptSlocSnoSloc(Sno,Cno)Sdept(Sno,Cno)Sloc完全直接直接传递部分部分‹#›计算机基础教育研究所关系规范化关系模式SLC(Sno,Sdept,Sloc,Cno,Grade)存在的问题：插入异常：假如要插入一个Sno=09102,Sdept=IS,Sloc=N，但还未选课的学生，即这个学生无Cno，这样的元组不能插入SLC中。插入时必须给定码值，而此时的码值的一部分为空，因而学生的信息无法插入。删除异常：假如某个学生只选修了一门课，如09022只选修了3号课程。现在如果3号课程也不选修了。那么3这个课程号的数据项就要删除。这个属性是主属性，删除了课程号数据项，整个元组就不能存在了，也必须跟着一块删除，从而删除了09022的其他信息，产生了删除异常。即删除了不应删除的信息。数据冗余度大：假如某个学生选修了十门课，那么他的Sdept和Sloc值就要重复存储十次。修改复杂：假如某个学生从数学系转到信息系，这本来只是一件事，只需修改此学生中的Sdept值，但因关系模式SLC还包含有系学生的住处Sloc属性，学生转系将同时改变住处，因而，必须修改元组中的Sloc的值，另外，如果这个学生选修了k门课，由于Sdept，Sloc重复存储了k次，当数据更新时，必须无遗漏地修改k个元组中全部的Sdept，Sloc信息，这就造成了修改的复杂化。结论：关系模式SLC不是一个好模式。‹#›计算机基础教育研究所关系规范化2NF关系模式SLC出现上述问题的原因是Sdept、Sloc对关系码的部分函数依赖，解决方法是对SLC进行投影分解。SC(Sno，Cno，Grade)SL(Sno，Sdept，Sloc)在分解后的关系模式中，非主属性都完全函数依赖于码，从而使上述的4个问题得到一定的解决。①在SL关系中可以插入尚未选课的学生；②删除学生选课情况涉及的是SC关系，如果一个学生所有的选课记录全部删除了，只是SC关系中没有关于该学生的记录，不会牵涉到SL关系中有关该学生的记录。③由于学生选修课程的情况与学生的基本情况是分开存储在两个关系中的，因此，不论该学生选多少门课程，他的Sdept和Sloc值都只存储1次，大大降低了数据冗余。④当某个学生从数学系转到信息系，只需SL关系中该学生元组的Sdept和Sloc的值，由于此二值并未重复存储，因此简化了修改操作。2NF就是不允许关系模式中存在非主属性对码的部分函数依赖。采用投影分解法将一个1NF的关系分解为多个2NF的关系，可以在一定程序上减轻以上4个问题。‹#›计算机基础教育研究所关系规范化2NF中存在的问题关系模式SL(Sno,Sdept,Sloc)的函数依赖：Sno→Sdept,直接Sdept→Sloc直接Sno→Sloc传递存在的问题：插入异常：假如某个系因种种原因(例如，刚刚成立)，目前暂时没有在校学生，则在数据库中就不能存在这个系的信息，因为插入时会导致数据异常。删除异常：假如某个系的学生全部毕业了，在删除该系学生信息的同时，把这个系的信息也丢掉了。数据冗余度大：每个系的学生都住同一宿舍楼，系的住宿信息重复出现，重复次数与该系学生人数相同。修改复杂：当学校调整学生住处时，例如信息系学生全部迁到另一地方住宿，由于每个系的住宿信息是重复存储的，修改时必须同时修改该系所有学生的Sloc的值。结论：关系模式SL不是一个好模式。满足2NF也不一定是好模式。‹#›计算机基础教育研究所关系规范化3NF关系模式SL出现上述问题的原因是Sloc传递函数依赖于Sno，解决方法是对SL再进行投影分解。SD(Sno,Sdept)DL(Sdept，Sloc)分解后可以看出：①在DL关系中可以插入无在校学生的信息；②某个系的学生分部毕业了，只是删除SD关系中的相应元组，DL关系中关于该系的信息仍存在。③关于系的住处信息只在DL关系中存储一次。④当学校调整某个系的学生住处时，只需修改DL关系中一个相应的元组的Sloc属性值。如果关系模式R(U,F)中不存在非主属性对主属性的传递函数依赖，则R∈3NF。‹#›计算机基础教育研究所关系规范化3NF关系模式STC(S,T,C)中，S表示学生，T表示教师，C表示课程。假设每一教师只教一门课，每门课由若干教师教，某一学生一旦选定某门课就确定了一个固定教师，因此存在下列的函数依赖：(S,C)→T,(S,T)→C,T→CSCTSTC该关系模式中既没有非主属性对主属性的部分函数依赖，也没有非主属性对主属性的传递函数依赖。插入异常：如某个学生刚刚入校，尚未选修课程，则因受主属性不能为空的限制，有关信息无法存入数据库中。同样，如某个教师开设以某门课程，但尚未有学生选修，则有关信息也无法存入数据库中。删除异常：如选修过某门课程的学生全部毕业了，则在删除这些学生元组的同时，相应教师开设该门课程的信息也同时被删除。冗余度大：虽然一个教师只教一门课，但每个选修该教师该门课程的学生元组都要记录这一信息。修改复杂：某个教师开设的某门课程改名后，所有选修了该教师该门课程的学生元组都要进行相应修改。结论：关系模式STC符合3NF，但仍不是一个好模式。‹#›计算机基础教育研究所关系规范化BCNF关系模式STC出现上述问题的原因在于：主属性C依赖于T,即主属性C部分依赖于码(S,T)。解决方法仍可以采用投影分解法：ST(S,T)TC(T,C)①在ST关系中可以存储尚未选修课程的学生。TC关系中可以存储所开课程尚未有学生选修的教师信息。②选修过某门课程的学生全部毕业了，只是删除ST关系中的相应元组，不会影响TC关系中相应教师开设驼门课程的信息。③关于每个教师开设课程的信息只在TC关系中存储一次。④某个教师开设的某门课程改名后，只需修改TC关系中的一个相应元组即可。符合BCNF范式的3个性质：⑴所有非主属性都完全函数依赖于每个候选码；⑵所有主属性都完全函数依赖于每个不包含它的候选码；⑶没有任何属性完全函数依赖于非码的任何一组属性。‹#›计算机基础教育研究所关系规范化BCNF在学生信息管理数据库中的3个关系模式：Student(Sno,Sname,Ssex,Csrq,Sdept)Course(Cno,Cname,Credit)Grade(Sno,Cno,Grade)这些关系模式是否符合BCNF?在关系模式SCP(S,C,P)中，S表示学生，C表示课程，P表示名次，每一个学生每门课程都一个确定的名次，每门课程每一名次只有一个学生。(S,C)→P(C,P)→S存在的函数依赖：关系模式SCP是否符合BCNF?3NF和BCNF都是以函数依赖为基础的关系模式规范化程度的测度，通常一个关系数据库中的所有关系模式都属于3NF，则在很大程度上消除了插入异常和删除异常，但由于可能存在主属性对候选码的部分依赖和传递依赖，因此关系模式的分离仍不够彻底。‹#›计算机基础教育研究所关系规范化关系模式规范化的步骤：1NF→2NF→3NF→BCNF→4NF→5NF⑴对1NF关系进行投影，消除原关系中非主属性对码的部分函数依赖，将1NF关系转换为若干个2NF关系。⑵对2NF关系进行投影，消除原关系中非主属性对码的传递函数依赖，从而产生一组3NF关系。⑶对3NF关系进行投影，消除原关系中主属性对码的部分函数依赖和传递函数依赖(即使决定属性都成为投影的候选码)，得到一组BCNF关系。⑷对BCNF关系进行投影，消除原关系中非平凡且非函数依赖的多值依赖，从而产生一组4NF关系。⑸对4NF关系进行投影，消除原关系中不是由候选码所蕴含的连接依赖，即可得到一组5NF关系。‹#›计算机基础教育研究所关系规范化关系模式的分解规则：分解具有“无损连接性”分解要“保持函数依赖性”分解既要“保持函数依赖性”，又要具有“无损连接性”。关系模式SL(Sno，Sdept，Sloc)，存在下列函数依赖Sno→Sdept,Sdept→Sloc,Sno→Sloc假设下面是该关系模式的一个关系：SnoSdeptSloc09001CSA09002ISB09003MAC09004ISB09005PHB‹#›计算机基础教育研究所数据库设计第一种分解Sno0900109002090030900409005SdeptCSISMAPHSlocABC这种分解后达到规范化5NF，但分解后的数据库丢失了许多信息，例如，无法查询09001学生所在系或所在宿舍楼。因此这种分解是不可取的。‹#›计算机基础教育研究所关系规范化第二种分解NL(Sno,Sloc),DL(Sdept，Sloc)SnoSloc09001A09002B09003C09004B09005BSdeptSlocCSAISBMACPHB对NL和DL关系进行自然连接运算。结果为：SnoSlocSdept09001ACS09002BIS09002BPH09003CMA09004BIS09004BPH09005BIS09005BPH比原来多了三个元组，因此也无法确定原来的SL关系中究竟有哪些元组存在，所以，也意味丢失了信息。‹#›计算机基础教育研究所关系规范化第三种分解ND(Sno,Sdept),NL(Sno，Sloc)SnoSdept09001CS09002IS09003MA09004IS09005PHSnoSloc09001A09002B09003C09004B09005B对ND和NL关系进行自然连接运算。结果为：SnoSdeptSloc09001CSA09002ISB09003MAC09004ISB09005PHB这与SL关系完全一样，没有丢失信息，即具有无损连接性。但它并没有解决前面所出现的插入异常、删除异常、修改复杂和数据冗余问题。‹#›计算机基础教育研究所关系规范化第四种分解ND(Sno,Sdept),DL(Sdept，Sloc)SnoSdept09001CS09002IS09003MA09004IS09005PHSdeptSlocCSAISBMACPHB对ND和DL关系进行自然连接运算。结果为：SnoSdeptSloc09001CSA09002ISB09003MAC09004ISB09005PHB这与SL关系完全一样，没有丢失信息，即具有无损连接性。、且也减轻或解决了前面所出现的插入异常、删除异常、修改复杂和数据冗余问题。‹#›计算机基础教育研究所Thanks!‹#›计算机基础教育研究所课后作业每人建一个数据库，创建该数据库中所能数据关系模型，例出每一个关系模型中的码(键)字，并根据规范化理论检验每个关系是否已是最优的。给出每个关系模型中每个属性的数据类型(参见第二章)，并根据每个关系所拥有的主键码和外键码，绘制出各个关系模型之间所拥有的联系。以寝室为单位，每个寝室经过集体研讨，交出本寝室所设计最优的数据库（标出所在寝室及室友）。以上作业均以WORD文档形式完成，并在上机时交到机房服务器上。‹#›计算机基础教育研究所关系数据库一个关系模型的实际例子：学生–选课–课程关系模型。关系之间的联系‹#›计算机基础教育研究所