《数据库设计实例》PPT课件

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1、北 京 邮 电 大 学 软 件 学 院 郭 文 明 2003.06 数据库设计与开发讲义 数 据 库 设 计 与 开 发 北 京 邮 电 大 学 软 件 学 院郭 文 明()2003.06 北 京 邮 电 大 学 软 件 学 院 郭 文 明 2003.06 数据库设计与开发讲义0.前 言0.1 数 据 库 发 展 与 应 用0.2 本 课 程 内 容0.3本 课 程 学 习 方 法0.4本 课 程 参 考 资 料 北 京 邮 电 大 学 软 件 学 院 郭 文 明 2003.06 数据库设计与开发讲义0.1 数 据 库 发 展 与 应 用 数 据 库 定 义 ： 数 据 库 是 数 据 管 理

2、 的 技 术 ， 数 据管 理 是 指 对 各 种 数 据 进 行 收 集 、 存 储 、 加 工 和传 播 的 一 系 列 活 动 的 总 和 。 包 括 对 数 据 的 分 类 、组 织 、 编 码 、 存 储 、 检 索 和 维 护 。 数 据 处 理 的 发 展 ： 数 据 处 理 的 发 展 过 程 经 历 了手 工 管 理 、 文 件 管 理 、 数 据 库 三 个 阶 段 。 数 据 模 型 ： 数 据 库 是 建 立 在 数 据 模 型 基 础 上 的数 据 集 合 。 数 据 模 型 有 ： 层 次 模 型 、 网 状 模 型 、关 系 模 型 、 面 向 对 象 模 型 。

3、 比 较 成 熟 完 善 、 市场 占 用 率 较 大 的 是 基 于 关 系 模 型 基 础 上 的 关 系数 据 库 。 北 京 邮 电 大 学 软 件 学 院 郭 文 明 2003.06 数据库设计与开发讲义0.1 数 据 库 发 展 与 应 用 数 据 库 管 理 系 统 ： 数 据 库 管 理 系 统 是 位 于 用 户与 操 作 系 统 之 间 的 一 层 数 据 管 理 软 件 ， 属 系 统软 件 。 数 据 库 管 理 系 统 的 功 能 ： 数 据 定 义 (create、drop等 )； 数 据 操 纵 (select、 insert等 )； 数据 库 运 行 (安 全

4、性 、 完 整 性 、 并 发 控 制 、 故 障恢 复 )； 数 据 库 建 立 与 维 护 (数 据 转 储 、 数 据 恢复 、 性 能 监 视 、 重 组 织 )。 目 前 的 一 些 数 据 库 管 理 系 统 （ DBMS） ， 小 型桌 面 数 据 库 系 统 FoxPro， ACCESS， PRADOX等 ， 大 型 数 据 库 系 统 ORACLE， INFORMIX，SYBASE， DB2， Microsoft SQLserver等 。 北 京 邮 电 大 学 软 件 学 院 郭 文 明 2003.06 数据库设计与开发讲义0.1 数 据 库 发 展 与 应 用 数 据 库

5、 的 应 用 已 越 来 越 广 泛 。 从 小 型 的 单 项 事务 处 理 系 统 到 大 型 复 杂 的 信 息 系 统 大 都 用 先 进的 数 据 库 技 术 来 保 持 系 统 数 据 的 整 体 性 、 完 整性 和 共 享 性 。 1)电 脑 抽 奖 : 采 用 数 据 库 技 术 ,不 必 修 改 程 序 ,只 变更 奖 项 设 置 ,即 可 应 用 于 不 同 的 抽 奖 活 动 。 2)招 生 考 试 : 通 过 对 数 据 库 排 序 和 索 引 ,完 成 考 生按 志 愿 从 高 分 到 低 分 排 列 ,根 据 学 校 招 生 计 划 录 取 ,录 满 为 止 。

6、3)银 行 储 蓄 : 为 每 个 用 户 建 立 能 够 唯 一 识 别 的 帐 户 ,同 时 记 录 用 户 的 往 来 明 细 ,做 到 存 储 量 大 ,运 算 速 度 快 ,准 确 程 度 高 。 北 京 邮 电 大 学 软 件 学 院 郭 文 明 2003.06 数据库设计与开发讲义0.1 数 据 库 发 展 与 应 用 企 业 (生 产 管 理 、 质 量 管 理 、 客 户 管 理 、 财 务 管理 、 电 子 商 务 等 )； 机 关 (办 公 自 动 化 )； 金 融 (银行 电 子 结 算 )； 证 券 (股 票 交 易 、 行 情 分 析 )； 通讯 (话 费 查 询

7、、 费 用 结 算 )； 教 育 卫 生 (网 上 录 取 、学 籍 管 理 )； 社 会 保 障 (住 房 公 积 金 、 医 疗 保 险 、养 老 保 险 )； 政 府 (电 子 政 务 )； 交 通 (道 路 信 息 系统 )等 。 国 民 经 济 各 个 领 域 都 离 不 开 数 据 库 技 术 ， 目 前 ，一 个 国 家 的 数 据 库 建 设 规 模 (指 数 据 库 的 个 数 、种 类 )、 数 据 库 信 息 量 的 大 小 和 使 用 频 度 已 成 为衡 量 这 个 国 家 信 息 化 程 度 的 重 要 标 志 之 一 。 北 京 邮 电 大 学 软 件 学 院 郭

8、 文 明 2003.06 数据库设计与开发讲义0.1 数 据 库 发 展 与 应 用 数 据 库 系 统 ： 数 据 库 系 统 是 指 在 计 算 机 系 统 中引 入 数 据 库 后 的 系 统 ， 一 般 由 数 据 库 、 数 据 库管 理 系 统 、 应 用 系 统 、 DBA和 用 户 构 成 。 数 据 库 设 计 是 建 立 数 据 库 及 其 应 用 系 统 的 技 术 ，是 信 息 系 统 开 发 和 建 设 中 的 核 心 技 术 ， 具 体 说 ，数 据 库 设 计 是 指 对 于 一 个 给 定 的 应 用 环 境 ， 构造 最 优 的 数 据 库 模 式 ， 建 立

9、 数 据 库 及 其 应 用 系统 ， 使 之 能 够 有 效 地 存 储 数 据 ， 满 足 各 种 用 户的 应 用 需 求 (信 息 要 求 和 处 理 要 求 )。 这 个 问 题是 数 据 库 在 应 用 领 域 的 主 要 研 究 课 题 。 数 据 库 技 术 研 究 领 域 ： DBMS的 研 制 、 数 据 库 设计 、 数 据 库 理 论 。 北 京 邮 电 大 学 软 件 学 院 郭 文 明 2003.06 数据库设计与开发讲义0.2 本 课 程 内 容 1） 关 系 数 据 库 与 对 象 关 系 数 据 库 ： 建 立 在 关系 模 型 基 础 上 的 数 据 操 纵

10、 ， 融 合 了 面 向 对 象 思想 的 对 象 关 系 数 据 库 和 对 象 关 系 SQL。 2） 数 据 存 储 和 数 据 库 管 理 ： 数 据 库 常 用 的 文件 存 储 、 索 引 技 术 、 散 列 技 术 和 多 键 访 问 技 术等 数 据 存 储 技 术 ， 保 证 数 据 库 正 常 运 行 的 安 全性 、 完 整 性 控 制 和 数 据 库 恢 复 。 3） 数 据 库 应 用 程 序 体 系 结 构 ： 访 问 数 据 库 的程 序 ， 事 务 处 理 技 术 ， Client/Server体 系 结 构 ，多 层 体 系 结 构 ， 分 布 式 数 据 处

11、 理 和 中 间 件 。 北 京 邮 电 大 学 软 件 学 院 郭 文 明 2003.06 数据库设计与开发讲义0.2 本 课 程 内 容 4） ORACLE数 据 库 ： ORACLE数 据 库 的 体 系结 构 ， 存 储 管 理 ， 实 例 管 理 ； ORACLE数 据 库的 规 划 与 实 施 。 5） 数 据 库 设 计 ： 需 求 分 析 、 概 念 模 型 设 计 、数 据 库 逻 辑 设 计 和 物 理 设 计 、 功 能 设 计 、 数 据库 实 施 、 CASE技 术 ； ER模 型 、 规 范 化 设 计 方法 。 另 外 ， 通 过 实 验 环 节 进 一 步 理

12、解 所 讲 内 容 ， 实验 即 选 择 一 DBMS平 台 、 设 计 一 实 际 的 数 据 库 应用 系 统 。 完 成 实 验 需 具 备 DBMS知 识 、 程 序 设 计开 发 能 力 、 适 当 的 专 业 领 域 知 识 。 （ 实 验 要 求另 发 ） 。 北 京 邮 电 大 学 软 件 学 院 郭 文 明 2003.06 数据库设计与开发讲义0.3本 课 程 学 习 方 法 数 据 库 设 计 与 开 发 这 一 门 课 集 理 论 性 、 技 术 性 、艺 术 性 为 一 体 ， 学 习 过 程 中 应 根 据 这 一 些 特 点 ，针 对 性 的 采 取 一 些 措 施

13、 。 1） 从 学 习 一 个 具 体 的 数 据 库 管 理 系 统 （ DBMS）开 始 。 理 解 数 据 管 理 的 含 义 、 理 解 数 据 库 原 理中 的 理 论 和 方 法 。 离 开 具 体 的 DBMS进 行数 据 库 设 计 是 不 完 整 的 设 计 。 2） 从 熟 悉 一 个 具 体 的 数 据 库 应 用 系 统 开 始 。了 解 具 体 应 用 的 领 域 知 识 和 背 景 ， 结 合 DBMS的 功 能 ， 探 索 利 用 DBMS为 实 际 解 决 问 题 的 过程 。 离 开 深 厚 的 领 域 知 识 ， 不 可 能 设 计 出用 户 满 意 的 数

14、 据 库 。 北 京 邮 电 大 学 软 件 学 院 郭 文 明 2003.06 数据库设计与开发讲义0.3本 课 程 学 习 方 法 3） 从 使 用 一 个 具 体 的 编 成 语 言 开 始 。 明 确 理解 在 数 据 库 设 计 和 开 发 过 程 中 ， 哪 些 功 能 由DBMS完 成 ， 哪 些 由 程 序 完 成 。 没 有 编 程经 验 ， 不 可 能 设 计 出 编 程 人 员 满 意 的 数 据 库 。 4） 从 DBA的 角 度 学 。 数 据 库 应 用 系 统 的 运 行离 不 开 DBA的 大 力 支 持 ， 数 据 库 设 计 开 发 除 满足 一 般 用 户

15、 要 求 之 外 ， 还 应 方 便 DBA的 数 据 管理 。 数 据 库 系 统 的 运 行 没 有 DBA的 参 与 ，数 据 库 系 统 的 设 计 开 发 可 能 会 感 觉 特 别 费 劲 。 5） 多 学 习 、 多 实 践 、 多 思 考 才 能 集 理 论 性 、技 术 性 、 艺 术 性 为 一 体 。 北 京 邮 电 大 学 软 件 学 院 郭 文 明 2003.06 数据库设计与开发讲义0.4本 课 程 参 考 资 料 1.数 据 库 原 理 、 编 程 与 性 能 , Patrick ONeil著 ,周 傲 英 等 译 ,机 械 工 业 出 版 社 ， 2002.01

16、 (DATABASE Principles,Programming, and Performance. Patrick ONeil Elizabeth Oneil,高 等 教 育 出 版 社 ,2001.05) 2.数 据 库 设 计 教 程 , Thomas M.Connolly著 ,何 玉洁 等 译 ,机 械 工 业 出 版 社 ,2003.06 3.Unix 和 Linux 下 的 Oracle数 据 库 管 理 , Michael Wesster 著 ,王 华 驹 等 译 ,人 民 邮 电 出 版 社 , 2002.8 4.Oracle9i DBA Fundamentals I， OR

17、ACLE University 5.数 据 库 实 用 教 程 , 丁 宝 康 董 健 全 , 清 华 大 学 出版 社 ,2001.09 北 京 邮 电 大 学 软 件 学 院 郭 文 明 2003.06 数据库设计与开发讲义1.关 系 数 据 库 与 对 象 关 系 数 据 库 关 系 数 据 库 管 理 系 统 （ RDBMS） 使 用 灵活 ， 即 使 用 户 不 是 程 序 员 ， 也 可 轻 松 快捷 地 写 出 一 般 的 查 询 语 句 。 关 系 数 据 库管 理 系 统 建 立 在 关 系 模 型 基 础 之 上 。 最近 几 年 ， 一 种 更 新 的 数 据 模 型 对

18、 象 -关 系 模 型 在 许 多 产 品 中 正 逐 渐 取 代 关 系模 型 。 建 立 在 对 象 关 系 模 型 基 础 之 上的 数 据 库 管 理 系 统 称 为 对 象 -关 系 数 据 库管 理 系 统 （ ORDBMS） 。 对 象 -关 系 数 据库 管 理 系 统 也 支 持 关 系 数 据 库 管 理 系 统中 的 数 据 。 北 京 邮 电 大 学 软 件 学 院 郭 文 明 2003.06 数据库设计与开发讲义1.关 系 数 据 库 与 对 象 关 系 数 据 库 本 章 将 介 绍 多 年 来 支 配 数 据 表 达 方 式 的关 系 模 型 的 概 念 和 规

19、则 ， 从 关 系 代 数 固有 的 查 询 能 力 方 面 介 绍 关 系 模 型 的 特 性 ，还 要 深 入 介 绍 工 业 标 准 SQL（ SQL-99）语 言 。 本 章 还 将 介 绍 对 象 -关 系 模 型 的 特性 和 对 象 -关 系 SQL语 法 。 1.1关 系 模 型 1.2关 系 代 数 1.3 SQL 1.4对 象 关 系 数 据 库 北 京 邮 电 大 学 软 件 学 院 郭 文 明 2003.06 数据库设计与开发讲义1.1关 系 模 型 1.1.1 关 系 数 据 库 举 例 1.1.2关 系 数 据 模 型 1.1.2.1域 和 数 据 类 型 1.1.

20、2.2表 和 关 系 1.1.2.3关 系 规 则 1.1.3数 据 模 型 1.1.4最 常 用 的 数 据 模 型 北 京 邮 电 大 学 软 件 学 院 郭 文 明 2003.06 数据库设计与开发讲义1.1.1 关 系 数 据 库 举 例 数 据 库 是 为 了 特 殊 目 的 存 储 在 一 起 的 相关 数 据 记 录 的 集 合 。 关 系 数 据 库 是 按 照关 系 模 型 组 织 存 放 数 据 的 数 据 库 。 我 们给 出 几 个 关 系 数 据 库 的 例 子 。 1） 产 品 代 理 销 售 数 据 库 (CAP) 顾 客 从 代 理 商 那 里 批 发 大 量

21、商 品 然 后 自 己 转销 ， 顾 客 其 实 是 零 售 商 。 顾 客 向 代 理 商 要 求购 买 商 品 ， 每 次 订 货 要 求 有 完 整 的 记 录 。 2） 网 上 录 取 数 据 库 (SCT) 3） 房 屋 销 售 数 据 库 (HEC) 北 京 邮 电 大 学 软 件 学 院 郭 文 明 2003.06 数据库设计与开发讲义1) 产 品 -代 理 -销 售 数 据 库 (CAP)CUSTOMERS 顾 客 信 息 表 cid 顾 客 ID cname 顾 客 姓 名 city 顾 客 所 在 城 市 discnt 顾 客 可 能 会 有 的 折 扣 AGENTS 代

22、理 商 信 息 表 aid 代 理 商 ID aname 代 理 商 名 称 city 代 理 商 所 在 城 市 percent 代 理 商 每 笔 交 易 所 能 获 得 的 佣 金 百 分 比PRODUCTS 商 品 信 息 表 pid 商 品 ID pname 商 品 名 称 city 商 品 库 存 所 在 城 市 quantity 商 品 库 存 数 量 price 商 品 批 发 价 ORDERS 订 单 信 息 表 ordno 订 单 ID Month 订 单 月 份 cid 顾 客 ID aid 代 理 商 ID pid 商 品 ID qty 数 量 dollars 商 品

23、总 价 北 京 邮 电 大 学 软 件 学 院 郭 文 明 2003.06 数据库设计与开发讲义2) 网 上 录 取 数 据 库 (SCT)STUDENTS 学 生 信 息 表 Skh 考 号 Sxm 姓 名Sxb 性 别 Scsny 出 生 年 月Sdw 生 源 地 Syw 语 文Ssx 数 学 Swy 外 语Sx X Szof 文 化 总 分 Szg 照 顾 加 分 Szgf 投 档 分Szy1 一 批 志 愿 Scy1 一 批 参 志 愿Szy2 二 批 志 愿 Scy2 二 批 参 志 愿Sbz 标 志 (已 投 |在 阅 |录 取 |退 档 | 死 档 等 )Syx 院 校 码Ssj

24、 时 间 COLLEGE 院 校 信 息 表 Cno 院 校 码 Cname 院 校 名 称 Clb 院 校 类 别 Cjh 院 校 计 划 数 Clq 院 校 录 取 数 Czy 院 校 在 阅 数 Ctd 院 校 投 档 数TRACK 投 档 轨 迹 表 Skh 考 号 Cno 院 校 码 Tbz 标 志 Tsj 时 间 北 京 邮 电 大 学 软 件 学 院 郭 文 明 2003.06 数据库设计与开发讲义2) 网 上 录 取 数 据 库 (SCT)运 行 机 制 投 档 程 序 将 考 生 按 志 愿 从 高 分 到 低 分 排 列 ， 根据 院 校 计 划 数 和 统 一 划 定 的

25、 重 点 院 校 、 普 通 院校 分 数 线 进 行 投 档 ： 满 足 条 件 的 考 生 其 标 志 字段 （ Sbz） 改 为 已 投 、 其 院 校 码 字 段 (Syx)改 为投 档 院 校 的 编 码 ； 院 校 根 据 投 挡 结 果 下 载 已 投 档 到 本 学 校 的 考 生信 息 ， 此 时 考 生 其 标 志 字 段 （ Sbz） 改 为 在 阅 ； 院 校 通 过 阅 读 学 生 信 息 决 定 每 一 考 生 命 运 （ 录取 、 退 档 ） ； 考 生 标 志 字 段 （ Sbz） 的 每 一 次 修 改 ， 都 会 相应 修 改 COLLEGE中 的 相 关

26、字 段 值 ， 并 且 在 TRACK中 留 下 痕 迹 。 北 京 邮 电 大 学 软 件 学 院 郭 文 明 2003.06 数据库设计与开发讲义3） 房 屋 销 售 数 据 库 (HEC)问 题 假 设 某 房 地 产 公 司 聘 用 多 名 业 务 员 负 责 房 地 产的 销 售 业 务 ， 每 名 客 户 可 以 多 次 或 一 次 购 买 多套 住 房 ， 每 套 住 房 有 唯 一 的 标 识 （ 房 间 号 ） ，每 套 房 产 交 易 都 要 签 定 合 同 ， 合 同 事 例 如 下 图所 示 ： 试 为 该 房 地 产 公 司 设 计 一 个 关 系 数 据 库 。合

27、同 号 ： 01409090 日 期 ： 02/02/03 付 款 方 式 ： 一 次 性 总 金 额 ： 495000.00元客 户 身 份 证 号 ： 110102701104271 客 户 姓 名 ： 王 刚 联 系 电 话 ： 88626868地 址 ： 北 京 市 白 石 桥 路 188号 邮 政 编 码 ： 100081房 间 号 居 室 数 建 筑 面 积 (m 2) 使 用 面 积 (m2) 单 价 (元 /m2) 金 额 （ 元 ） 102 3 110 90 3300.00 297000.00 103 2 78 60 3300.00 198000.00 务 员 代 码 ： 2

28、3 业 务 员 姓 名 ： 李 平 电 话 号 码 ： 84128996 北 京 邮 电 大 学 软 件 学 院 郭 文 明 2003.06 数据库设计与开发讲义3） 房 屋 销 售 数 据 库 (HEC)问 题HOUSES 房 屋 表 房 间 号 居 室 数 使 用 面 积 单 价 销 售 合 同 号 EMPLOYEES 雇 员 表 业 务 员 代 号 业 务 员 姓 名 电 话 号 码CUSTOMERS 客 户 信 息 表 客 户 身 份 证 号 客 户 姓 名 客 户 住 址 客 户 电 话 号 码 ORDERS 合 同 表 合 同 号 日 期 客 户 身 份 证 号 业 务 员 代 码

29、 北 京 邮 电 大 学 软 件 学 院 郭 文 明 2003.06 数据库设计与开发讲义1.1.2关 系 数 据 模 型 单 一 的 数 据 结 构关 系 关 系 模 型 的 数 据 结 构 非 常 单 一 。 在 关 系 模 型 中 ， 现 实世 界 的 实 体 以 及 实 体 间 的 各 种 联 系 均 用 关 系 来 表 示 。 在用 户 看 来 ， 关 系 模 型 中 数 据 的 逻 辑 结 构 是 一 张 二 维 表 。 关 系 操 作 关 系 模 型 给 出 了 关 系 操 作 的 能 力 ， 但 不 对 RDBMS语 言 给出 具 体 的 语 法 要 求 。 关 系 模 型 中

30、 常 用 的 关 系 操 作 包 括 ：选 择 (Select)、 投 影 (Project)、 连 接 (Join)、 除(Divide)、 并 (Union)、 交 (Intersection)、 差(Difference)等 查 询 (Query)操 作 和 增 加 (Insert)、 删除 (Delete)、 修 改 (Update)操 作 两 大 部 分 。 查 询 的 表 达能 力 是 其 中 最 主 要 的 部 分 。 关 系 操 作 的 特 点 是 集 合 操 作 方 式 ， 即 操 作 的 对 象 和 结 果 都 是 集 合 。 北 京 邮 电 大 学 软 件 学 院 郭 文

31、 明 2003.06 数据库设计与开发讲义1.1.2关 系 数 据 模 型 关 系 的 三 类 完 整 性 约 束 关 系 模 型 允 许 定 义 三 类 完 整 性 约 束 ： 实 体 完 整 性 、 参照 完 整 性 和 用 户 定 义 的 完 整 性 。 其 中 实 体 完 整 性 和 参 照完 整 性 是 关 系 模 型 必 须 满 足 的 完 整 性 约 束 条 件 ， 应 该 由关 系 型 数 据 库 管 理 系 统 自 动 支 持 。 用 户 定 义 的 完 整 性 是应 用 领 域 需 要 遵 循 的 约 束 条 件 ， 体 现 了 具 体 领 域 中 的 语义 约 束 。 关

32、 系 模 型 与 以 往 的 模 型 (层 次 模 型 、 网 状 模 型 )不 同 ， 它是 建 立 在 严 格 的 数 学 概 念 的 基 础 上 的 。 在 用 户 观 点 下 ，关 系 模 型 中 数 据 的 逻 辑 结 构 是 一 张 二 维 表 ， 它 由 行 和 列组 成 。 关 系 模 型 中 称 为 关 系 、 属 性 、 元 组 。 数 据 库 中 有两 套 术 语 ： 表 、 列 、 行 ； 关 系 、 属 性 、 元 组 。 北 京 邮 电 大 学 软 件 学 院 郭 文 明 2003.06 数据库设计与开发讲义1.1.2.1域 和 数 据 类 型 在 目 前 的 DB

33、MS产 品 中 （ ACCESS、 FOX、 ORACLE、DB2 UDB、 INFORMIX） ， 创 建 数 据 库 首 先 确 定 该数 据 库 有 多 少 表 ， 每 一 表 的 名 称 是 什 么 ， 表 中包 含 哪 些 列 ， 表 的 列 必 须 确 定 类 型 。 比 如 说 ，表 CUSTOMERS中 的 discnt列 的 类 型 是 real(实 型 )，city列 的 类 型 为 char(20)（ 字 符 串 ） 。 为 什 么 在 定 义 表 的 时 候 ， 必 须 给 表 的 列 加 一 个特 定 的 类 型 呢 ？ 我 们 知 道 ， 在 C或 者 Java等

34、编 程语 言 中 ， 对 于 程 序 中 使 用 的 变 量 或 常 量 等 数 据 ，事 先 应 当 申 明 其 类 型 ， 具 有 相 同 类 型 的 数 据 才可 以 进 行 一 系 列 的 比 较 和 运 算 。 数 据 库 中 给 表的 列 加 一 个 特 定 类 型 的 原 因 也 在 于 此 。 北 京 邮 电 大 学 软 件 学 院 郭 文 明 2003.06 数据库设计与开发讲义1.1.2.1域 和 数 据 类 型 在 数 据 库 原 理 或 理 论 性 文 献 中 ， 一 般 地 说 ，一 个 表 的 列 的 取 值 范 围 是 在 一 集 合 D上 ，我 们 称 D为 域

35、 (Domain)。 定 义 1.1.1域 (Domain) 域 是 一 组 具 有 相 同数 据 类 型 的 值 的 集 合 。 例 如 ： 自 然 数 、 整 数 、 实 数 、 字 符 串 、日 期 、 时 间 、 0,1、 男 ， 女 、民 族 名 |中 国 56个 民 族 的 名 字 等 等 ， 都可 以 是 域 。 北 京 邮 电 大 学 软 件 学 院 郭 文 明 2003.06 数据库设计与开发讲义1.1.2.2表 和 关 系 定 义 1.1.2 笛 卡 尔 积 (Cartesian Product) 给 定 一 组 域 D1， D2， Dn， 这 些 域 中 可 以 有相 同

36、 的 。 D1， D2, ， Dn 的 笛 卡 尔 积 为 ： D1 D2 Dn= (dl,d2,dn)| di Di,i=1,2,n 其 中 每 一 个 元 素 (dl,d2,dn)叫 作 一 个 n元 组(n-tuple)或 简 称 元 组 (Tuple)。 元 素 中 的 每 一个 值 di叫 作 一 个 分 量 (Component)。 若 Di(i=1,2,n)为 有 限 集 ， 其 基 数 为mi(i=1,2,n)， 则 D1 D2 Dn的 基 数 M为 ： m1 m2 mn 笛 卡 尔 积 可 表 示 为 一 个 二 维 表 。 表 中 的 每 行 对应 一 个 元 组 ， 表

37、中 的 每 列 对 应 一 个 域 。 北 京 邮 电 大 学 软 件 学 院 郭 文 明 2003.06 数据库设计与开发讲义1.1.2.2表 和 关 系 定 义 1.1.3关 系 (Relation) D1 D2 Dn的 子集 叫 作 在 域 D1， D2, ， Dn 的 关 系 ， 表 示 为 R(D1， D2, ， Dn) R这 里 只 表 示 关 系 的 名 字 ， n是 关 系 的 目 或 度(Degree)。 关 系 是 笛 卡 尔 积 的 有 限 子 集 ， 所 以 关 系 也 是 一个 二 维 表 ， 表 的 每 行 对 应 一 个 元 组 ， 表 的 每 列对 应 一 个

38、域 。 由 于 域 可 以 相 同 ， 为 了 加 以 区 分 ，必 须 对 每 列 起 一 个 名 字 ， 称 为 属 性 (Attribute)。 n目 关 系 必 有 n个 属 性 。 北 京 邮 电 大 学 软 件 学 院 郭 文 明 2003.06 数据库设计与开发讲义1.1.2.2表 和 关 系 若 关 系 中 的 某 一 属 性 组 的 值 能 唯 一 地 标 识 一 个元 组 ， 则 称 该 属 性 组 为 候 选 码 (Candidate key)。若 一 个 关 系 有 多 个 候 选 码 ， 则 选 定 其 中 一 个 为主 码 (Primary key)。 主 码 的

39、诸 属 性 称 为 主 属 性(Prime attribute)。 不 包 含 在 任 何 侯 选 码 中 的 属 性称 为 非 码 属 性 (Non-key attribute)。 笛 卡 尔 积 中 的 许 多 元 组 是 无 实 际 意 义 的 ， 从 中取 出 有 实 际 意 义 的 元 组 来 构 造 关 系 。 在 域 的 笛卡 儿 积 中 ， 我 们 称 那 些 符 合 条 件 的 元 素 为 相 关的 ， 由 此 得 到 数 学 上 的 术 语 关 系 。 北 京 邮 电 大 学 软 件 学 院 郭 文 明 2003.06 数据库设计与开发讲义1.1.2.2表 和 关 系 表

40、的 列 相 对 是 稳 定 的 ， 它 描 述 表 的 结 构 。 增 加或 删 除 列 都 不 是 常 见 的 ， 我 们 也 不 希 望 在 日 常业 务 中 这 样 。 设 计 表 的 列 布 局 就 是 数 据 库 的 逻辑 设 计 。 另 一 方 面 ， 表 的 内 容 是 经 常 变 化 的 ，新 的 行 被 添 加 或 被 删 除 在 日 常 业 务 中 随 时 可 能发 生 。 数 据 库 是 关 系 的 集 合 。 组 成 关 系 的 属 性(列 )的 集 合 称 为 关 系 模 式 。 数 据 库 所 有 关 系 模式 的 集 合 构 成 数 据 库 模 式 。 关 系 可

41、 以 有 三 种 类 型 ： 基 本 关 系 (基 本 表 或 基 表 )、查 询 表 和 视 图 表 。 基 本 表 是 实 际 存 在 的 表 ， 它是 实 际 存 储 数 据 的 逻 辑 表 示 。 查 询 表 是 查 询 结果 对 应 的 表 。 视 图 表 是 由 基 本 表 或 其 他 视 图 表导 出 的 表 ， 是 虚 表 ， 不 对 应 实 际 存 储 的 数 据 。 北 京 邮 电 大 学 软 件 学 院 郭 文 明 2003.06 数据库设计与开发讲义1.1.2.3关 系 规 则 基 于 笛 卡 尔 积 的 子 集 的 关 系 定 义 ， 在 各 种 不 同的 商 业 数

42、 据 库 产 品 中 又 有 一 些 规 则 ， 这 些 规 则告 诉 我 们 在 表 结 构 中 哪 些 变 化 是 允 许 的 ， 哪 些检 索 操 作 是 受 限 的 ， 这 些 规 则 也 是 我 们 在 进 行数 据 库 设 计 时 需 要 充 分 考 虑 的 。 关 系 规 则 是 在 关 系 模 型 的 发 明 者 E.F.Codd的 一 系列 论 文 中 提 出 ， 这 些 规 则 反 映 了 特 定 的 数 学 假设 ， 目 的 是 为 了 建 立 一 个 良 好 的 关 系 结 构 。 出 现 新 的 对 象 -关 系 模 型 是 因 为 人 们 认 为 从 数 学出 发

43、的 关 系 规 则 有 点 太 严 格 ， 无 法 容 纳 一 些 有价 值 的 思 想 ， 特 别 是 面 向 对 象 的 系 统 分 析 思 想出 现 之 后 。 北 京 邮 电 大 学 软 件 学 院 郭 文 明 2003.06 数据库设计与开发讲义规 则 1 列 是 同 质 的 每 一 列 中 的 分 量 是 同 一 类 型 的 数 据 ， 来 自 同 一 个域 。 每 一 列 为 一 个 属 性 ， 要 给 予 不 同 的 属 性 名 。该 规 则 对 应 ： 设 计 表 时 ， 确 定 了 表 名 之 后 ， 给 每一 个 字 段 命 名 ， 并 确 定 字 段 类 型 、 长 度

44、 。 注 ： 不 同 的 DBMS所 支 持 的 数 据 类 型 ， 能 够 处 理 的数 据 长 度 不 一 定 相 同 。 不 同 的 DBMS当 字 段 类 型 发生 变 化 时 ， 对 已 有 数 据 的 处 理 规 则 也 不 相 同 。 例如 ： 字 段 学 号 原 来 是 字 符 型 ， 现 在 该 为 数 值 型 ，那 末 已 存 在 的 字 符 型 学 号 是 否 直 接 变 成 数 值 型 。不 同 DBMS下 的 数 据 进 行 移 动 交 换 时 ， 处 理 规 则 也不 相 同 ， 数 据 导 入 导 出 时 要 特 别 注 意 此 问 题 。 对于 来 自 于 枚

45、举 型 数 值 域 的 列 ， 可 通 过 参 照 表 和 被参 照 表 的 方 式 实 现 。 北 京 邮 电 大 学 软 件 学 院 郭 文 明 2003.06 数据库设计与开发讲义规 则 2 第 一 泛 式 规 则 关 系 模 型 要 求 关 系 必 须 是 规 范 化 的 ， 即 要 求 关 系中 不 允 许 含 有 多 值 属 性 和 含 有 内 部 结 构 ， 遵 守 这样 规 则 的 表 称 为 第 一 范 式 。 关 系 的 每 一 个 分 量 必须 是 一 个 不 可 分 的 的 数 据 项 ， 不 允 许 表 中 还 有 表 。 第 一 范 式 规 则 是 关 系 模 型

46、的 基 本 规 则 ， 但 在 对 象-关 系 数 据 库 系 统 中 ， 这 一 规 则 将 不 在 是 数 据 库设 计 的 一 个 约 束 。 以 后 我 们 会 讨 论 对 象 -关 系 模型 时 知 道 ， 打 破 第 一 范 式 规 则 的 途 径 是 该 模 型 中允 许 表 中 对 象 列 的 值 是 包 含 复 杂 类 型 的 集 合 。 用户 可 以 自 定 义 数 据 类 型 ， 某 一 字 段 可 以 是 用 户 定义 的 复 杂 类 型 。 北 京 邮 电 大 学 软 件 学 院 郭 文 明 2003.06 数据库设计与开发讲义规 则 2 第 一 泛 式 规 则 该

47、规 则 表 明 重 复 字 段 在 关 系 中 是 不 允 许 的 ， 这 是关 系 数 据 库 设 计 过 程 中 的 一 个 最 基 本 的 约 束 。 例如 ， 人 事 管 理 中 常 见 的 职 工 登 记 表 有 简 历 这 一 列 ，如 果 我 们 将 简 历 这 一 列 设 计 为 备 注 型 字 段 ， 则 对曾 经 学 习 工 作 过 的 单 位 的 查 询 基 本 不 能 完 成 ， 但如 果 将 该 列 放 入 职 工 表 的 行 中 ， 则 我 们 需 要 给 表建 立 一 定 数 目 的 列 ， 这 个 数 目 要 达 到 某 一 职 工 可能 有 的 最 多 的 学

48、 习 工 作 单 位 数 ， 但 是 这 是 不 切 实际 的 。 一 个 有 效 的 方 法 是 将 职 工 表 分 解 成 两 部 分 ，建 立 单 独 的 职 工 表 和 简 历 表 ， 职 工 表 包 括 职 工 号等 基 本 信 息 ， 简 历 表 包 括 职 工 号 、 起 始 年 月 、 终止 年 月 、 单 位 4个 字 段 。 北 京 邮 电 大 学 软 件 学 院 郭 文 明 2003.06 数据库设计与开发讲义规 则 3 只 能 基 于 内 容 存 取 行 规 则 行 的 顺 序 可 以 任 意 交 换 ， 或 者 说 ， 行 是 没 有 次 序的 ， 我 们 只 可 以

49、 通 过 行 的 内 容 即 每 一 行 中 所 存 在的 属 性 值 来 检 索 。 因 为 关 系 是 元 组 的 集 合 ， 元 组没 有 第 一 行 、 第 二 行 之 分 。 实 际 中 ， 查 询 职 工 号为 10001号 职 工 的 信 息 ， 没 有 查 询 第 一 行 职 工 的信 息 。 值 得 注 意 的 是 ， 关 系 模 型 要 求 关 系 中 列 也是 没 有 次 序 的 ， 列 的 顺 序 可 以 任 意 交 换 。 这 一 点在 “ 只 能 基 于 内 容 存 取 行 ” 规 则 中 已 体 现 。 有 些 商 业 数 据 库 系 统 打 破 了 第 三 项

50、规 则 ， 通 过 行标 识 （ row identification， ROWID） 提 供 一 种用 户 检 索 表 中 行 的 方 法 。 但 其 主 要 目 的 是 帮 助DBA检 查 在 什 么 地 方 表 中 的 行 记 录 没 有 按 正 确 方式 存 放 。 北 京 邮 电 大 学 软 件 学 院 郭 文 明 2003.06 数据库设计与开发讲义规 则 4 行 唯 一 性 规 则 任 意 两 个 元 组 不 能 完 全 相 同 ， 关 系 模 型 中关 系 是 元 组 的 集 合 ， 集 合 中 完 全 相 同 的 两元 素 只 能 被 看 作 一 个 元 素 ， 集 合 不

51、可 以 包含 相 同 的 元 素 。 而 且 ， 规 则 3只 能 按 列 值 存取 要 求 元 组 必 须 唯 一 。 商 业 数 据 库 系 统 中 ， 很 多 并 不 是 自 动 维 护规 则 4的 。 北 京 邮 电 大 学 软 件 学 院 郭 文 明 2003.06 数据库设计与开发讲义规 则 5 实 体 完 整 性 规 则 任 意 行 在 主 键 列 上 的 取 值 都 不 允 许 为 空 值（ NULL Value） 。 空 值 解 释 为 未 知 的 或 者尚 未 定 义 的 ， 当 以 后 知 道 的 情 况 下 会 重 新填 写 该 值 。 空 值 不 同 于 数 字 0和

52、 空 串 。 表 的主 键 是 用 来 唯 一 区 分 表 的 行 的 ， 不 难 想 象 ，未 知 的 或 者 尚 未 定 义 的 实 体 我 们 是 无 法 区分 他 们 的 。 北 京 邮 电 大 学 软 件 学 院 郭 文 明 2003.06 数据库设计与开发讲义1.1.3数 据 模 型 数 据 模 型 是 数 据 库 的 框 架 ， 这 个 框 架 表 示 了 信 息及 其 联 系 的 组 织 方 式 和 表 达 方 式 ， 同 时 反 映 了 存取 路 径 。 数 据 模 型 是 数 据 库 管 理 系 统 分 类 的 原 因 。一 般 的 讲 ， 任 何 一 种 数 据 模 型

53、都 是 严 格 定 义 的 概念 的 集 合 。 这 些 概 念 必 须 能 够 精 确 地 描 述 系 统 的静 态 特 性 、 动 态 特 性 和 完 整 性 约 束 条 件 。 1)数 据 结 构 ： 数 据 结 构 用 于 描 述 系 统 的 静 态 特 性 。数 据 结 构 是 所 研 究 的 对 象 类 型 的 集 合 ,是 指 对 实体 类 型 和 实 体 间 联 系 的 表 达 和 实 现 。 通 常 按 照 数据 结 构 的 类 型 来 命 名 数 据 模 型 。 层 次 结 构 、 网 状结 构 和 关 系 结 构 对 应 层 次 模 型 、 网 状 模 型 和 关 系模

54、型 。 北 京 邮 电 大 学 软 件 学 院 郭 文 明 2003.06 数据库设计与开发讲义1.1.3数 据 模 型 2)数 据 操 作 ： 数 据 操 作 是 对 系 统 动 态 特 性 的 描 述 。数 据 操 作 是 指 对 数 据 库 中 各 种 对 象 (型 )的 实 例(值 )允 许 执 行 的 操 作 的 集 合 。 数 据 模 型 必 须 定 义这 些 操 作 的 确 切 含 义 、 操 作 符 号 、 操 作 规 则 (如优 先 级 )以 及 实 现 操 作 的 语 言 。 3)数 据 的 约 束 条 件 ： 数 据 的 约 束 条 件 是 一 组 完 整性 规 则 的

55、集 合 。 是 给 定 的 数 据 模 型 中 数 据 及 其 联系 所 具 有 的 制 约 和 依 赖 规 则 ， 用 以 限 定 符 合 数 据模 型 的 数 据 库 状 态 以 及 状 态 的 变 化 ， 以 保 证 数 据的 正 确 、 有 效 、 相 容 。 此 外 ， 数 据 模 型 还 应 该 提供 定 义 完 整 性 约 束 条 件 的 机 制 。 北 京 邮 电 大 学 软 件 学 院 郭 文 明 2003.06 数据库设计与开发讲义1.1.4最 常 用 的 数 据 模 型 目 前 ， 数 据 库 领 域 中 最 常 用 的 数 据 模 型 有 四 种 ： 层 次 模 型 (

56、Hierarchical Model) 网 状 模 型 (Network Model) 关 系 模 型 (Relational Model) 面 向 对 象 模 型 (Object Oriented Model) 层 次 模 型 和 网 状 模 型 统 称 为 非 关 系 模 型 。 非 关系 模 型 的 数 据 库 系 统 在 20世 纪 70年 代 至 80年 代 初非 常 流 行 ， 在 当 时 的 数 据 库 系 统 产 品 中 占 据 了 主导 地 位 。 关 系 模 型 的 数 据 库 系 统 在 70年 代 开 始 出现 ， 且 发 展 迅 速 ， 并 已 逐 渐 取 代 了 非

57、 关 系 模 型 的数 据 库 系 统 的 统 治 地 位 ， 现 在 流 行 的 数 据 库 系 统大 都 是 基 于 关 系 模 型 的 。 北 京 邮 电 大 学 软 件 学 院 郭 文 明 2003.06 数据库设计与开发讲义1.1.4最 常 用 的 数 据 模 型 20世 纪 80年 代 以 来 ， 面 向 对 象 的 方 法 和 技术 在 计 算 机 各 个 领 域 ， 包 括 程 序 设 计 语 言 、软 件 工 程 、 信 息 系 统 设 计 、 计 算 机 硬 件 设计 等 各 方 面 都 产 生 了 深 远 的 影 响 ， 也 促 进数 据 库 中 新 一 代 数 据 模

58、型 面 向 对 象 数据 模 型 的 研 究 和 发 展 。 目 前 没 有 实 现 。 在 面 向 对 象 数 据 模 型 的 启 发 下 ， 目 前 许 多关 系 型 数 据 库 管 理 系 统 扩 展 了 部 分 对 象 模型 功 能 对 象 关 系 数 据 库 。 北 京 邮 电 大 学 软 件 学 院 郭 文 明 2003.06 数据库设计与开发讲义作 业 ：1.试 述 数 据 库 系 统 的 组 成 和 DBA的 职 责 .2. a)找 出 下 面 表 的 三 个 候 选 键 . b)给 出 一 个 四 行 四 列 的 表 ,要 求 只 有 一 个 由 前 三 列组 成 的 候 选 键 .3.根 据 您 的 认 识 设 计 一 个 人 事 管 理 数 据 库 ,要 求 说 明设 计 的 背 景 及 理 由 .A B C Da1 b1 c1 d1a2 b3 c1 d2a3 b4 c2 d2a4 b2 c2 d1