第1章数据库基本原理.ppt

第1章 数据库基本原理 1.1 数据库概述 1.1.2 现实世界、信息世界、数据世界 1.1.3 数据库基本概念 1.2 数据模型 1.2.1 数据模型的组成要素 1.2.2 信息世界的主要概念 1.2.3 实体的联系 1.2.4 概念模型 1.2.5 层次模型 1.2.6 网状模型 1.2.7 关系模型 1.2.8 面向对象模型 1.3 关系的完整性 1.3.1 实体完整性 1.3.2 参照完整性 1.3.3 用户定义的完整性 1.4 关系模型的规范化 1.4.1 第一范式 1.4.2 第二范式 1.4.3 第三范式 用关系模型描述现实世界直观、明了。但是，要做到用关系模型很好地描述现实世界却不是一件容易的事情。 设计一个好的数据库是一项极其复杂的工作，规范化理论就是设计过程中的一个非常有用的辅助工具。 一般地说，关系模型的范式级别越高，设计的数据结构质量越高。第一范式是关系模型规范化最基本的要求，第二范式的级别比第一范式高，第三范式的级别又比第二范式高。 如果关系模式R的每一个关系的属性值都是不可分的原子值，则称R属于第一范式(1NF)。 属于1NF的关系称为规范化关系，不属于1NF的关系称为非规范化关系。 不难验证，表1-1和表1-2所示的实体集都是属于1NF的规范化关系。 但是实际问题中的报表结构有许多是非规范化的。例如，下页表1-3是不规范的。 从规范化的关系模型的数据库是完全能够生成象表1-3这样结构的报表的。 方萍 邱罗耕 数据库技术 黎祥 　 曲彩燕 数据库技术 周银华 刘刚 田园 网络系统 林知荣 研究生2 研究生1 　 　 学生 专业 导师姓名 表1-3 指导研究生 实际问题中的报表结构有许多是非规范化的。例如，表1-3是不规范的。 不能依这样的结构设计关系模型，必须将这样的表需要的数据（以及其它数据）进行处理，使之规范化。 从规范化的关系模型的数据库是完全能够生成象表1-3这样结构的报表的。 表示概念模型最常用的是实体―联系方法（entity-relationship approach）。该方法用E―R图来描述。 在E―R图中，实体型、属性和联系的表示方法如下： (1) 实体型：用矩形表示，矩形框内写实体名； (2)?属性：用椭圆表示，并用无向线段与相应的实体连接； (3) 联系：用菱形表示，菱形框内写明联系名，并用无向线段与有关的实体连接。同时在无向线段旁标上联系的类型（1：1，1：n或m：n）。 联系本身也是一种实体型，也可以有属性。如果一个联系有属性，也用无向线段将属性与该联系连接。 (a)1:1联系 (b)1:n联系 (c)m:n联系 两个实体之间的三类联系 学生实体、课程实体及其属性 将多对多联系转化为一对多联系的一般方法是：增加一个新的实体集，并且这个新的实体集和原来的两个实体集之间都是一对多联系。 学生学习成绩管理概念模型 这个例子也给出了将多对多联系转化为一对多联系的一般方法，这就是：增加一个新的实体集，并且这个新的实体集和原来的两个实体集之间都是一对多联系。 层次模型（Hierarchical Model）用树形结构表示各类实体以及实体间的联系。 从树的观点看，层次模型满足以下两个条件： (1) 有且仅有一个结点无双亲结点，称之为根结点（简称根）； (2) 根以外的其他结点有且仅有一个双亲结点。 层次模型只能反映实体之间一对多的关系。 层次模型示意图 下图所示是一个层次模型的典型。 网状模型（Network Model）是比层次模型更具普遍性的一种结构。它去掉了层次模型的两个限制条件，允许有一个以上的结点无双亲结点，允许结点可以有多个双亲结点，此外它还允许两个结点之间有多种联系（称之为复合联系）。 网状模型有如下优点： (1)可以直接描述包括多对多在内的更复杂的关系。 (2)具有良好的性能，存取效率较高。 网状模型也有缺点： (1)对计算机的硬件和软件环境要求较高。 (2)数据库的独立性较差。 (3)操作比较复杂。 下图表示零部件的采购——使用关系，这是一个典型的网状模型。 下图表示1.2.4介绍的学生选修关系这个网状模型。 关系模型（Relational Model）中数据的逻辑结构是一张二维表，它由行和列组成。 表1-1所示的学生情况就是一个关系模型。 关系模型的主要概念 关系(relation）：关系模型中表示数据的整个一张二维表就是关系。 元组(Tuple)：二维表中的每一行即为一个元组，对应概念模型的一个实体。 属性(Attribute)：二维表中的每一列即为一个属性，对应概念模型的一个属性。 主码(Key)：二维表中唯一标识元组的某个属性组称为该关系的主码，对应概念模型的码。 域(Domain)：二