自考00911互联网数据库串讲.ppt

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1、互联网数据库串讲互联网数据库串讲主讲：谢永红主讲：谢永红往年试题分析往年试题分析考试时间考试时间章节章节总分总分填空题填空题选择题选择题简答题简答题设计题设计题综合题综合题2004.102004.10第一章第一章6 61 12 23 30 00 02004.102004.10第二章第二章8 82 25 51 10 00 02004.102004.10第三章第三章31311 17 78 815150 02004.102004.10第四章第四章11111 14 46 60 02 22004.102004.10第五章第五章17170 06 69 90 00 02004.102004.10第六章第六章

2、10100 02 20 00 08 82004.102004.10第七章第七章3 31 12 20 00 00 02004.102004.10第八章第八章1 11 10 00 00 00 02004.102004.10第九章第九章6 61 10 00 05 50 02004.102004.10第十章第十章1 11 10 00 00 00 02004.102004.10第十一章第十一章1 11 10 00 00 00 02004.102004.10第十二章第十二章2 20 02 20 00 00 02004.102004.10第十三章第十三章3 30 00 03 30 00 02004.1020

3、04.10小计小计10010010103030303020201010往年试题分析往年试题分析考试时间考试时间章节章节合计合计填空题填空题选择题选择题简答题简答题设计题设计题综合题综合题2005.42005.4第一章第一章6 61 12 23 30 00 02005.42005.4第二章第二章13132 26 63 32 20 02005.42005.4第三章第三章21211 12 20 018180 02005.42005.4第四章第四章10103 34 43 30 02 22005.42005.4第五章第五章17170 06 69 90 00 02005.42005.4第六章第六章1010

4、0 02 20 00 08 82005.42005.4第七章第七章5 50 02 23 30 00 02005.42005.4第八章第八章6 60 00 06 60 00 02005.42005.4第九章第九章3 31 12 20 00 00 02005.42005.4第十章第十章3 31 12 20 00 00 02005.42005.4第十一章第十一章2 20 02 20 00 00 02005.42005.4第十二章第十二章3 30 00 03 30 00 02005.42005.4第十三章第十三章1 11 10 00 00 00 02005.42005.4小计小计10010010103

5、030303020201010往年试题分析往年试题分析考试时间考试时间章节章节合计合计填空题填空题选择题选择题简答题简答题设计题设计题综合题综合题2005.72005.7第一章第一章12120 06 66 60 02005.72005.7第二章第二章4 41 10 03 30 02005.72005.7第三章第三章25251 14 40 020202005.72005.7第四章第四章8 81 14 43 30 02005.72005.7第五章第五章7 72 22 23 30 02005.72005.7第六章第六章19192 24 43 30 010102005.72005.7第七章第七章5 5

6、0 02 23 30 02005.72005.7第八章第八章6 61 12 23 30 02005.72005.7第九章第九章8 81 14 43 30 02005.72005.7第十章第十章0 00 00 00 00 02005.72005.7第十一章第十一章1 11 10 00 00 02005.72005.7第十二章第十二章3 30 00 03 30 02005.72005.7第十三章第十三章2 20 02 20 00 02005.72005.7小计小计10010010103030303020201010往年试题分析往年试题分析考试时间考试时间章节章节合计合计填空题填空题选择题选择题简答

7、题简答题设计题设计题综合题综合题2006.42006.4第一章第一章8 81 14 43 32006.42006.4第二章第二章10101 14 46 62006.42006.4第三章第三章25251 14 43 3202010102006.42006.4第四章第四章10101 14 46 62006.42006.4第五章第五章8 81 14 43 32006.42006.4第六章第六章10101 12 23 32006.42006.4第七章第七章3 31 12 23 32006.42006.4第八章第八章4 40 02 20 02006.42006.4第九章第九章10101 12 23 32

8、006.42006.4第十章第十章3 31 10 00 02006.42006.4第十一章第十一章3 31 12 20 02006.42006.4第十二章第十二章3 30 00 00 02006.42006.4第十三章第十三章3 30 00 00 0小计小计10010010103030303020201010第一章第一章 绪论绪论学习目的和要求学习目的和要求 了解数据管理发展历程了解数据管理发展历程理解数据模型的三要素及常用的三种数据模型理解数据模型的三要素及常用的三种数据模型掌握数据库系统的三级模式结构和数据的两层映象掌握数据库系统的三级模式结构和数据的两层映象理解数据库管理系统的组成和功能

9、。理解数据库管理系统的组成和功能。往年频繁考点：往年频繁考点：数据库基本概念（数据库基本概念（DB,DBMS,DBSDB,DBMS,DBS）及其联系）及其联系数据管理技术发展的三个阶段及其特点数据管理技术发展的三个阶段及其特点数据模型的三要素数据模型的三要素数据库三级模式结构数据库三级模式结构二级映像与数据独立性二级映像与数据独立性数据库管理系统的基本功能数据库管理系统的基本功能第一节第一节 数据管理技术的发展数据管理技术的发展数据、数据库、数据库系统和数据库管理系统的概念数据、数据库、数据库系统和数据库管理系统的概念数据：描述事物的符号记录。数据：描述事物的符号记录。数据库：数据库：数据库是

10、长期存储在计算机内、有组织、可共享的数据集合。数据库系统（数据库系统（DBSDBS）：）：是实现有组织地、动态地存储大量关联数据，方便多用户访问的计算机软件、硬件和数据资源组成的系统，即采用了数据库技术的计算机系统。数据库管理系统（数据库管理系统（DBMSDBMS）：）：是位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件，为用户或应用程序提供访问DB的方法，包括DB的建立、查询、更新及各种数据控制。DBMS总是基于某种数据模型，可以分为层次型、网状型、关系型、面向对象型DBMS。第一节第一节 数据管理技术的发展数据管理技术的发展数据管理经历的三个阶段数据管理经历的三个阶段人工管理阶段：人工管理阶段：数

11、据不保存、数据需要由应用程序自己进行管理、基本上没有文件概念、数据不共享。文件系统阶段：文件系统阶段：数据可以长期保存、文件系统管理数据、文件已经多样化、数据的存取基本上以记录为单位。但数据共享性差，数据冗余度大；数据和程序缺乏独立性。数据库系统阶段：数据库系统阶段：数据结构化；数据共享性高、冗余度小、易扩充；数据独立性高；统一的数据管理和控制：数据的安全性保护、数据的完整性控制、数据库恢复和并发控制；数据的最小存取单位是数据项。第一节第一节 数据管理技术的发展数据管理技术的发展数据库技术：是一门研究数据库结构、存储、管理和使用数据库技术：是一门研究数据库结构、存储、管理和使用的软件学科。的软

12、件学科。数据库技术的发展数据库技术的发展第一代数据库系统，即层次数据库系统和网状数据库系统第二代数据库系统，即关系数据库系统第三代数据库系统，即面向对象数据库系统 数据库技术的研究领域数据库技术的研究领域数据库管理系统软件的研制数据库设计数据库理论第二节第二节 数据模型数据模型数据模型是现实世界数据特征的抽象。是数据库系统的核数据模型是现实世界数据特征的抽象。是数据库系统的核心和基础。心和基础。数据模型应满足三方面要求：数据模型应满足三方面要求：一是能比较真实地模拟现实世界；二是容易为人所理解；三是便于在计算机上实现。根据模型应用目的分为：根据模型应用目的分为：概念模型，也称信息模型，它是按用

13、户的观点对数据和信息建模。数据模型，主要包括层次模型、网状模型、关系模型和面向对象数据模型，它是按计算机系统的观点对数据建模。数据模型三个要素：数据模型三个要素：数据结构描述系统的静态特性数据操作描述系统的动态特性数据的约束条件是一组完整性规则的集合 第二节第二节 数据模型数据模型概念模型：用于信息世界的建模，是现实世界到信息世界概念模型：用于信息世界的建模，是现实世界到信息世界的第一层抽象的第一层抽象实体（实体（EntityEntity）：）：客观存在并可相互区别的事物属性（属性（AttributeAttribute）：）：实体所具有的某一特性 实体集（实体集（Entity SetEntit

14、y Set）：）：性质相同的同类实体的集合实体型（实体型（Entity TypeEntity Type）：）：用实体名及其属性名集合来抽象和刻画同类实体 码（码（KeyKey）唯一标识实体的属性集）唯一标识实体的属性集(最小最小)称为码称为码域（域（DomainDomain）属性的取值范围称为该属性的域）属性的取值范围称为该属性的域联系（联系（RelationshipRelationship）实体（型）内部的联系和实体）实体（型）内部的联系和实体（型）之间的联系（型）之间的联系两个实体型之间的联系可以分为三类：一对一联系（11）；一对多联系（1n）；多对多联系（mn）第二节第二节 数据模型数据

15、模型概念模型的表示方法概念模型的表示方法E-RE-R图提供了表示实体型、属性和联系的方法。实体图提供了表示实体型、属性和联系的方法。实体-联联系方法（系方法（E-RE-R方法）是抽象和描述现实世界的有力工具。方法）是抽象和描述现实世界的有力工具。实体型：实体型：用矩形表示，矩形框内写明实体名。属性：属性：用椭圆形表示，并用无向边将其与相应的实体连接起来。联系：联系：用菱形表示，菱形框内写明联系名，并用无向边分别与有关实体连接起来，同时在无向边旁标上联系的类型(11，1n或mn)。第二节第二节 数据模型数据模型数据模型数据模型:层次模型、网状模型、关系模型和面向对层次模型、网状模型、关系模型和面

16、向对象数据模型。其中层次模型和网状模型统称为非关系模型。象数据模型。其中层次模型和网状模型统称为非关系模型。层次模型：用树型结构表示实体类型及实体间联系的数据层次模型：用树型结构表示实体类型及实体间联系的数据模型模型 数据结构特征：数据结构特征：只有一个结点没有双亲结点，称之为根结点；根以外的其他结点有且只有一个双亲结点。优缺点：优缺点：优点：数据模型简单；若实体间的关系固定，性能优于关系模型；良好的完整性支持。缺点：描述现实世界的非层次性很笨拙；插入和删除操作限制较多；必须通过双亲才能找到子结点；由于结构严密，层次命令趋于程序化。第二节第二节 数据模型数据模型网状模型：用有向图结构表示实体类

17、型及实体间联系的数网状模型：用有向图结构表示实体类型及实体间联系的数据模型。据模型。数据结构特征数据结构特征 （1）允许一个以上的结点无双亲；（2）一个结点可以有多于一个的双亲。优缺点优缺点优点：能够直接描述现实世界；存取效率较高。缺点：数据描述语言极其复杂；数据独立性差。第二节第二节 数据模型数据模型l关系模型：是由若干个关系模式组成的集合关系模型：是由若干个关系模式组成的集合数据结构特征：数据结构特征：是用二维表格结构表达实体集，用外键表示实体间联系。关系模型要求关系必须是规范化的，优缺点优缺点优点：有严格的数学概念作基础；关系模型的概念单一；存取路径对用户透明缺点：查询效率不高第三节第三

18、节 数据库系统的结构数据库系统的结构外模式、模式和内模式的概念和涵义外模式、模式和内模式的概念和涵义模式：模式：数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述，一个数据库只有一个模式。外模式：外模式：局部数据的逻辑结构和特征的描述,数据库用户的数据视图,外模式是模式的子集。内模式：内模式：数据物理结构和存储方式的描述，数据在数据库内部的表示方法，一个数据库只有一个内模式。第三节第三节 数据库系统的结构数据库系统的结构数据独立性数据独立性数据独立性是指数据和程序之间的独立。它包括物理独数据独立性是指数据和程序之间的独立。它包括物理独立性和逻辑独立性两个方面。立性和逻辑独立性两个方面。数据库系统在三级模式

19、之间提供的两层映象：数据库系统在三级模式之间提供的两层映象：外模式外模式/模式映象：模式映象：通常包含在各外模式描述中提供数据的逻辑独立性：当模式改变时，通过改变外模式/模式映象而使外模式保持不变，因此应用程序不变。第三节第三节 数据库系统的结构数据库系统的结构l模式模式/内模式映象：内模式映象：通常包含在模式描述中提供数据的物理独立性：当数据库的存储结构改变了，通过改变模式/内模式映象而使模式保持不变。两层映象保证了数据库系统中的数据能够具有较高的逻两层映象保证了数据库系统中的数据能够具有较高的逻辑独立性和物理独立性。辑独立性和物理独立性。第四节第四节 数据库管理系统数据库管理系统数据库管理

20、系统的功能数据库管理系统的功能数据定义数据定义 数据操纵数据操纵数据库运行管理数据库运行管理数据组织、存储和管理数据组织、存储和管理数据库的建立和维护数据库的建立和维护数据通信接口数据通信接口 数据库管理系统的组成数据库管理系统的组成数据定义语言及其翻译处理程序数据定义语言及其翻译处理程序数据操纵语言及其编译（或解释）程序数据操纵语言及其编译（或解释）程序数据库运行控制程序数据库运行控制程序实用程序实用程序第四节第四节 数据库管理系统数据库管理系统一个设计优良的一个设计优良的DBMS:DBMS:友好的用户界面友好的用户界面比较完备的功能比较完备的功能较高的运行效率较高的运行效率 清晰的系统结构

21、和开放性清晰的系统结构和开放性第四节第四节 数据库管理系统数据库管理系统应用程序从数据库中读取一个数据通常需要以下步骤应用程序从数据库中读取一个数据通常需要以下步骤 ：应用程序向应用程序向DBMSDBMS发出从数据库中读数据记录的命令；发出从数据库中读数据记录的命令；DBMSDBMS对该命令进行语法检查、语义检查，并调用该应对该命令进行语法检查、语义检查，并调用该应用程序对应的外模式，检查程序的存取权限，决定是用程序对应的外模式，检查程序的存取权限，决定是否执行该命令。如果拒绝执行，则向用户返回错误信否执行该命令。如果拒绝执行，则向用户返回错误信息；息；在决定执行该命令后，在决定执行该命令后，

22、DBMSDBMS调用模式，依据外模式调用模式，依据外模式模式映象的定义，确定应读入模式中的哪些记录；模式映象的定义，确定应读入模式中的哪些记录；DBMSDBMS调用内模式，依据模式内模式映象的定义，决调用内模式，依据模式内模式映象的定义，决定应从哪个文件、用什么存取方式、读入哪个或哪些定应从哪个文件、用什么存取方式、读入哪个或哪些物理记录；物理记录；第四节第四节 数据库管理系统数据库管理系统DBMSDBMS向操作系统发出执行读取所需物理记录的命令；向操作系统发出执行读取所需物理记录的命令；操作系统执行读数据的有关操作；操作系统执行读数据的有关操作；操作系统将数据从数据库的存储区送至系统缓冲区；

23、操作系统将数据从数据库的存储区送至系统缓冲区；DBMSDBMS依据外模式模式映象的定义，导出应用程序所依据外模式模式映象的定义，导出应用程序所要读取的记录格式；要读取的记录格式；DBMSDBMS将数据记录从系统缓冲区传送到应用程序的用户将数据记录从系统缓冲区传送到应用程序的用户工作区；工作区；DBMSDBMS向应用程序返回命令执行情况的状态信息。向应用程序返回命令执行情况的状态信息。第二章第二章 关系数据库简介关系数据库简介 学习目的和要求学习目的和要求了解关系模型的基本概念了解关系模型的基本概念掌握关系模型的构成掌握关系模型的构成理解关系代数的两类运算理解关系代数的两类运算理解关系演算的两类

24、演算语言。理解关系演算的两类演算语言。第二章第二章 关系数据库简介关系数据库简介 往年频繁考点往年频繁考点关系数据结构的概念、特点关系数据结构的概念、特点;特别是基本关系的特点及特别是基本关系的特点及关系模式的定义；关系模式的定义；关系的三类完整性约束，特别是关系的两个不变性：关系的三类完整性约束，特别是关系的两个不变性：实体完整性和参照完整性的含义；实体完整性和参照完整性的含义；关系代数运算的分类、基本运算、含义、关系表达式关系代数运算的分类、基本运算、含义、关系表达式的写法。还有部分与第三章的写法。还有部分与第三章SQLSQL相结合的练习；相结合的练习；关系演算的含义、分类方法，各类关系演

25、算语言的运关系演算的含义、分类方法，各类关系演算语言的运算规则、背景等。算规则、背景等。第一节第一节 关系模型的基本概念关系模型的基本概念关系模型的组成关系模型的组成关系数据结构、关系操作集合、关系完整性约束关系数据结构、关系操作集合、关系完整性约束 关系数据结构关系数据结构域：是一组具有相同数据类型的值的集合。在关系中域：是一组具有相同数据类型的值的集合。在关系中用域表示属性的取值范围。用域表示属性的取值范围。属性：关系中的每列起一个名字，称为属性。属性：关系中的每列起一个名字，称为属性。元组：关系中的每一行，称为一个元组，对应于概念元组：关系中的每一行，称为一个元组，对应于概念模型的一个实

26、体。模型的一个实体。第一节第一节 关系模型的基本概念关系模型的基本概念候选码：关系中能唯一地标识一个元组的某一属性或候选码：关系中能唯一地标识一个元组的某一属性或属性组属性组关系模式：关系的描述。它可以形式化地表示为：关系模式：关系的描述。它可以形式化地表示为：R(U,D,DOM,F)R(U,D,DOM,F)关系数据库的型也称为关系数据库模式，是对关系数关系数据库的型也称为关系数据库模式，是对关系数据库的描述，是关系模式的集合；据库的描述，是关系模式的集合；关系数据库的值也称为关系数据库，是关系的集合。关系数据库的值也称为关系数据库，是关系的集合。关系可以有三种类型：基本关系（通常又称为基本表

27、关系可以有三种类型：基本关系（通常又称为基本表或基表）、查询表和视图表或基表）、查询表和视图表 第一节第一节 关系模型的基本概念关系模型的基本概念基本关系具有以下六条性质：基本关系具有以下六条性质：列是同质的（Homogeneous），即每一列中的分量同一类型的数据，来自同一个域。不同的列可出自同一个域，称其中的每列为一个属性，不同的属性要给予不同的属性名。列的顺序无所谓，即列的次序可以任意交换。任意两个元组不能完全相同。行的顺序无所谓，即行的次序可以任意交换。分量必须取原子值，即每一个分量都必须是不可分的数据项。第一节第一节 关系模型的基本概念关系模型的基本概念关系数据库中的关系与关系模式关

28、系数据库中的关系与关系模式关系模式是型，是对关系的描述，关系模式是静态的、稳定的 关系是值，是动态的、随时间不断变化的 关系是一张二维表，是元组的集合关系模式指出了这个元组集合的结构第一节第一节 关系模型的基本概念关系模型的基本概念关系操作关系操作关系代数语言关系代数语言 例如例如ISBLISBL关系演算语言关系演算语言 元组关系演算语言 例如ALPHA，QUEL 域关系演算语言 例如QBE 关系代数、元组关系演算和域关系演算三种语言在表达能力上是完全等价的。具有关系代数和关系演算双重特点的语言具有关系代数和关系演算双重特点的语言 例如例如SQL SQL 关系操作的特点关系操作的特点:一次一集

29、合（一次一集合（set-at-a-timeset-at-a-time）的操作方式。）的操作方式。存取路径对用户透明存取路径对用户透明第一节第一节 关系模型的基本概念关系模型的基本概念关系完整性约束关系完整性约束实体完整性规则：基本关系的主属性不能取空值实体完整性规则：基本关系的主属性不能取空值实体完整性规则是针对基本关系而言的。一个基本表通常对应现实世界的一个实体集。例如学生关系对应于学生的集合。现实世界中的实体是可区分的，即它们具有某种唯一性标识。相应地，关系模型中以码作为唯一性标识。码中的属性即主属性不能取空值。所谓空值就是不知道或无意义的值。第一节第一节 关系模型的基本概念关系模型的基本

30、概念参照完整性规则：若属性（或属性组）参照完整性规则：若属性（或属性组）F F是基本关系是基本关系R R的的外码，它与基本关系外码，它与基本关系S S的码的码KsKs相对应，则对于相对应，则对于R R中每个元中每个元组在组在F F上的值必须为：空值或者等于上的值必须为：空值或者等于S S中某个元组在中某个元组在KsKs上上的值。的值。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的码Ks相对应，则称F是基本关系R的外码参照完整性规则要求不引用不存在的实体。关系模型中，表与表之间的联系正是通过参照完整性实现的第一节第一节 关系模型的基本概念关系模型的基本概念用户定义完整性

31、规则：由具体应用环境决定，系统提用户定义完整性规则：由具体应用环境决定，系统提供定义和检验这类完整性的机制。供定义和检验这类完整性的机制。实体完整性和参照完整性是关系模型必须满足的完整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，被称作是关系的两个不变性，应该由关性约束条件，被称作是关系的两个不变性，应该由关系系统自动支持。系系统自动支持。第二节第二节 关系代数关系代数关系代数的运算符关系代数的运算符集合运算符、专门的关系运算符、算术比较符、逻辑运集合运算符、专门的关系运算符、算术比较符、逻辑运算符算符传统的集合运算传统的集合运算并：并：关系R与关系S的并由属于R或属于S的元组组成

32、。交：交：关系R与关系S的交由既属于R又属于S的元组组成。差：差：关系R与关系S的差由属于R而不属于S的所有元组组成。广义笛卡尔积：广义笛卡尔积：两个分别为n目和m目的关系R和S的广义笛卡尔积是一个(n+m)列的元组的集合。若R有k1个元组，S有k2个元组，则关系R和关系S的广义笛卡尔积有k1k2个元组。第二节第二节 关系代数关系代数专门的关系运算专门的关系运算选择：在关系中选择满足给定条件的诸元组。投影：从R中选择出若干属性列组成新的关系。连接：它是从两个关系的笛卡尔积中选取属性间满足一定条件的元组。除：关系代数运算中并、差、笛卡尔积、投影和选择关系代数运算中并、差、笛卡尔积、投影和选择5

33、5种运算为种运算为基本的运算。基本的运算。第三节第三节 关系演算关系演算关系演算是以数理逻辑中的谓词演算为基础的，按谓词变关系演算是以数理逻辑中的谓词演算为基础的，按谓词变元的不同，关系演算可分为元组关系演算和域关系演算。元的不同，关系演算可分为元组关系演算和域关系演算。元组关系演算元组关系演算元组关系演算以元组变量作为谓词变元的基本对象。元组关系演算以元组变量作为谓词变元的基本对象。ALPHAALPHA语言是提出的、典型的元组关系演算语言语言是提出的、典型的元组关系演算语言ALPHAALPHA语言是以谓词公式来定义查询要求的。在谓词公语言是以谓词公式来定义查询要求的。在谓词公式中存在客体变元

34、，这里称为元组变量。式中存在客体变元，这里称为元组变量。元组变量主要有两方面的用途：元组变量主要有两方面的用途：简化关系名。操作条件中使用量词时必须用元组变量。第三节第三节 关系演算关系演算域关系演算域关系演算域关系演算以元组变量的分量即域变量作为谓词变元的域关系演算以元组变量的分量即域变量作为谓词变元的基本对象。基本对象。QBEQBE是是19751975年由年由IBMIBM公司的公司的M.ZloofM.Zloof提出的一个很有特色提出的一个很有特色的域关系演算语言，该语言于的域关系演算语言，该语言于19781978年在年在IBM370IBM370上得以实上得以实现。现。QBEQBE是是Query By ExampleQuery By Example的缩写，也称为示例查询，它的缩写，也称为示例查询，它是一种很有特色的屏幕编辑语言，其特点如下：是一种很有特色的屏幕编辑语言，其特点如下：以表格形式进行操作通过例子进行查询查询顺序自由