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第4章 数据库及应用程序开发 西安交通大学 计算机教学实验中心 2006 第4章 数据库及应用程序开发 4.1 数据库技术基础 数据模型、规范化理论 关系数据库标准语言SQL 4.2 数据库设计 需求分析与概念设计、逻辑结构设计 数据库物理设计及实施 4.3 数据库编程 数据库连接技术 利用Visual C++开发应用系统、编程实例 4.1数据库技术基础 4.1.1 数据模型 客观事物 数据模型 计算机处理 1. 现实世界的信息化过程 现实世界： 事物的客观存在，由事物及其性质反映。 信息世界： 是对现实世界的抽象，事物在信息世界中称为实体。 实体是由属性来描述的。(属性值) 反映事物及其之间联系的模型称为（实体）概念模型。 数据世界： 信息的数据化。 用记录和数据项分别描述信息世界中的实体及属性。实体模型数据化后为数据模型。 2、概念模型 概念模型 是数据库设计人员对现实世界研究的产物 是数据库设计人员与用户进行交流的工具。 要能完整地表现设计人员的思想， 简单清晰，能实现用户需求 （1）基本概念： 实体（Entity）客观存在并可互相区别的事物称为实体。 属性(Attribute)：实体具有的特性称为属性。 多个属性组合起来表征一个实体。 属性的具体体现称为属性值 码（Key）： 唯一标识实体的属性或属性组。（关键字、） 域(Domain)： 属性的取值范围。 实体型（Entity Type）： 具有相同属性的实体所具有的共同特征和性质。用实体名及属性名集合来抽象。例如，学生（学号、姓名、性别、出生年月、系、入学时间） 实体集（Entity Set） 同种实体的集合。全体学生就是一个实体集。 （2）实体间的联系 实体之间的联系分为三类： ①一对一联系（1:1）： 实体集A中的每一个实体最多与实体集B中的一个实体，反之亦然。 ②一对多联系(1:n) 实体集A中的每一个实体与实体集B中的n个实体(n=0)联系，而实体集B中的每一个实体与实体集A最多只有一个实体联系。如班级集和学生集是一对多联系。 一对一联系举例 一对多联系(1:n)举例 ③多对多联系(m:n) 实体集A中的每一个实体与实体集B中的n个实体(n=0)联系，而实体集B中的每一个实体与实体集A中的m个(m=0)实体联系。如课程和学生之间的联系。 多对多联系(m:n)举例 （3） 概念模型的表示方法 实体联系模型（Entity-Relation） 实体：矩形表示 属性：用椭圆表示 联系：用菱形表示 概念模型的表示 3、数据模型 ——关系模型 (1)数据结构 用关系（表）来描述实体及实体之间的联系。 关系：表 元组：表中的一行 属性：表的一列 主码：唯一确定元组的属性或属性组。 关系的描述方式： 关系名（属性1，属性2， …，属性n） 学生（学号、姓名、性别、出生年月、系、入学时间） 如学生课程、学生与课程之间的多对多联系： 学生（学号、姓名、性别、年龄） 课程（课程号，课程名，学分） 选课（学号，课程号，成绩） 特点： （1）建立在严格的数学基础上。 （2）简单：结构简单、清晰易用。 （3）存取路径透明。 缺点：查询效率不高。 （2）数据操纵 查询操作 选择、投影、连接、并、交和差 更新操作 插入、删除和修改 关系操作的特点 集合操作方式，操作对象和结果都是集合，而不是单记录的操作方式 关系操作语言都是高度非过程的语言，操作容易，效率高 关系模型把存取路径向用户隐藏起来，使得数据的独立性大大地提高了 （3） 完整性约束 ①实体完整性规则 关系中元组的关键字不能为空且取值惟一 ②参照完整性规则 在关系数据库中，关系与关系之间的联系是通过公共属性实现的。这个公共属性是一个关系的关键字，在另一个关系中称为外部关键字，简称外键 。 关键字的关系称为参照关系，外键在的关系称为依赖关系 参照完整性 依赖关系中外键的取值必须是参照关系的关键字的值之一。 DBMS保证参照完整性的措施 受限删除： 如果删除操作会破坏参照完整性，将禁止删除，即通过限制来保证。 级联删除： 在删除参照关系中的记录时，同时将依赖关系中的相应记录也全部删除。 置空值删除： 在删除参照关系中的记录时，同时将依赖关系中的外部关键字置为空值 ③用户定义完整性规则 是针对某一具体数据的约束条件，由具体应用来确定。它反映某一具体应用所涉及的数据必须满足的语义要求。 例如，学生成绩应大于等于零，教师教龄不能大于年龄等。 （4）存储结构 在关系数据库的物理组织中，关系以文件形式存储。 一些小型的关系数据库管理系统直接利用操作系统的文件实现关系存储 一个关系对应一个数据文件。 许多关系数据库管理系统采用自己设计的文件结构、文件格式和数据存取机制进