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目錄

前言

認(rèn)識數(shù)據(jù)庫

常見的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)應(yīng)用案例。

? ? ? 1．?dāng)?shù)據(jù)（Data）

? ? ? 2．?dāng)?shù)據(jù)庫（DataBase ，簡稱DB ）

3．?dāng)?shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DBMS）? ?

認(rèn)識關(guān)系型數(shù)據(jù)庫

實(shí)體、屬性、聯(lián)系

繪制E-R圖

關(guān)系模式的規(guī)范化

1．第一范式（1NF）

2．第二范式（2NF）

3．第三范式（3NF）

4．第二范式（2NF）和第三范式（3NF）的區(qū)別

E-R圖

實(shí)體間的聯(lián)系

聯(lián)系（Relationship）的基本概念

聯(lián)系的度數(shù)

映射基數(shù)

一對一聯(lián)系(1:1)

一對多聯(lián)系(1:n)

多對多聯(lián)系(m:n)

E-R圖

E-R圖的畫法

舉個(gè)栗子

前言

學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)庫，一般要先學(xué)數(shù)據(jù)庫原理。

將面對很多抽象難懂的概念和理論知識，如數(shù)據(jù)模型、實(shí)體、屬性、聯(lián)系、E-R圖、關(guān)系模式和數(shù)據(jù)建模等。

初學(xué)者，會感覺原理部分特別的枯燥。

了解數(shù)據(jù)庫的基本概念；

認(rèn)識關(guān)系模型和關(guān)系型數(shù)據(jù)庫；

認(rèn)識實(shí)體和屬性；

認(rèn)識C/S 、B/S模式架構(gòu)；

學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)庫的概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和邏輯設(shè)計(jì)方法。

學(xué)習(xí)關(guān)系模式的規(guī)范化；

繪制E-R圖，建立數(shù)據(jù)庫概念模型；

將E-R圖轉(zhuǎn)換成關(guān)系模式進(jìn)行數(shù)據(jù)模型的建立

一、了解實(shí)體之間的聯(lián)系

二、熟悉概念模型表示方法E-R圖

三、掌握E-R圖的畫法

認(rèn)識數(shù)據(jù)庫

常見的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)應(yīng)用案例。

1．留言板。

2．進(jìn)銷存管理系統(tǒng)。

3．ERP系統(tǒng)。

4．圖書管理系統(tǒng)。

? ? ? 1．?dāng)?shù)據(jù)（Data）

數(shù)據(jù)實(shí)際上就是描述事物的符號記錄。如文字、數(shù)字、日期時(shí)間、圖片、音頻、視頻等。

? ? ? 2．?dāng)?shù)據(jù)庫（DataBase ，簡稱DB ）

數(shù)據(jù)庫是長期儲存在計(jì)算機(jī)內(nèi)的、有組織的、可共享的數(shù)據(jù)集合。

數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)按一定的數(shù)據(jù)模型組織、描述和儲存，具有較小的冗余度、較高的數(shù)據(jù)獨(dú)立性和易擴(kuò)展性，并可為各種用戶共享。

3．?dāng)?shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DBMS）? ?

數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)是一個(gè)負(fù)責(zé)對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行數(shù)據(jù)組織、數(shù)據(jù)操縱、維護(hù)、控制以及數(shù)據(jù)保護(hù)和數(shù)據(jù)服務(wù)等的軟件系統(tǒng)，是數(shù)據(jù)庫的核心。

常用的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)有MySQL、MS SQL Server、Oracle、DB2、Accesst和Sybase等。

認(rèn)識關(guān)系型數(shù)據(jù)庫

1．認(rèn)識數(shù)據(jù)模型

數(shù)據(jù)模型由3部分組成：模型結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)操作和完整性規(guī)則。

DBMS所支持的數(shù)據(jù)模型分為三種：

層次模型：用樹形結(jié)構(gòu)表示實(shí)體及其之間的聯(lián)系

網(wǎng)狀模型：用網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)表示實(shí)體及其之間的聯(lián)系

? ? ? ? 關(guān)系模型：將一個(gè)沒有重復(fù)行、重復(fù)列的二維表看成一個(gè)關(guān)系，每個(gè)關(guān)系都有一個(gè)關(guān)系? ? ? ? ? 名。每一行在關(guān)系中稱為元組（記錄）?，每一列在關(guān)系中稱為屬性（字段），每個(gè)屬? ? ? ? ? ? 性?都有一個(gè)屬性名，屬性值則是各元組屬性的取值。

2．認(rèn)識關(guān)系數(shù)據(jù)庫? ?

關(guān)系數(shù)據(jù)庫是創(chuàng)建在關(guān)系模型基礎(chǔ)上的數(shù)據(jù)庫。關(guān)系數(shù)據(jù)庫是以二維表來存儲數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)的。

關(guān)系模式是對關(guān)系的描述，即表的結(jié)構(gòu)。

格式：關(guān)系表名（字段1，字段2，…，字段n）

如：EMPLOYEES（E_ID，E_name，sex，Professional，education，Political，birth，marry，Gz_time，D_id，bz）

通常指定某個(gè)字段或字段的組合的值來唯一地表示對應(yīng)的記錄，我們把這個(gè)字段或字段的組合稱為主碼（也叫主鍵或關(guān)鍵字）。

實(shí)體、屬性、聯(lián)系

客觀存在并相互區(qū)別的事物稱為實(shí)體。如：

一個(gè)人、企業(yè)、學(xué)校、院系、學(xué)生。

要描述一位學(xué)生，可用學(xué)號、姓名和年齡等特征信息項(xiàng)來表示。學(xué)號、姓名和年齡就是學(xué)生的屬性，不同學(xué)生屬性不同。

實(shí)體與實(shí)體之間往往存在相互關(guān)系，叫“聯(lián)系”。聯(lián)系通常有3種：一對一（1∶1）關(guān)系、一對多（1∶M）關(guān)系和多對多（M∶N）關(guān)系。

繪制E-R圖

通常，在數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)時(shí)，通常用圖E-R圖（Entity-Relationship Approach來更加直觀地描述實(shí)體、實(shí)體的組成屬性，以及實(shí)體和實(shí)體之間的聯(lián)系。

用矩形表示實(shí)體，用橢圓表示實(shí)體的屬性，用菱形表示實(shí)體型之間的聯(lián)系，并用無向直線將其與相應(yīng)的實(shí)體連接起來。

復(fù)雜的，可先設(shè)計(jì)局部E-R圖，然后綜合并優(yōu)化

舉個(gè)栗子：

從E-R圖轉(zhuǎn)換為關(guān)系模式

一個(gè)關(guān)系數(shù)據(jù)庫由一組關(guān)系模式組成，稱為關(guān)系模型，每一個(gè)關(guān)系由一組屬性名組成。

departments（單位編號，單位名稱，主任，電話）

teachers（教師編號，教師姓名，性別，職稱，來校時(shí)間，單位編號）

students（學(xué)生編號，學(xué)生姓名，性別，出生日期，單位編號）

course（課程編號，課程名你，學(xué)時(shí)，學(xué)分，單位編號）

selectcourse（學(xué)生編號，課程編號，成績）

teach（教師編號，課程編號）

在屬性下面加橫線表示主鍵。

關(guān)系模式不僅表示出了實(shí)體的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（屬性）關(guān)系，也反映了實(shí)體之間的邏輯聯(lián)系。

E-R圖中聯(lián)系如何轉(zhuǎn)換到關(guān)系模式中？？

??????? 院系與教師是一對多的關(guān)系，把departments的主鍵（單位編號）加入到teachers的關(guān)系模式中，作為teachers的一個(gè)屬性，建立起之間的聯(lián)系。

??????? 學(xué)生與院系是一對多的關(guān)系，把departments的主鍵（單位編號）加入到students的關(guān)系模式中，作為students的一個(gè)屬性，建立起之間的聯(lián)系。

??????? 院系與課程的關(guān)系也是一對多的關(guān)系。

??????? 教師與課程是多對多的關(guān)系，要單獨(dú)對應(yīng)一個(gè)關(guān)系模式teach，把teachers的主鍵和course主鍵一起加入teach中，并共同作為主鍵，建立之間聯(lián)系。

?????? 學(xué)生與課程是多對多的關(guān)系，要單獨(dú)對應(yīng)一個(gè)關(guān)系模式selectcourse，把students的主鍵和course的主鍵一起加入到selectcourse，共同作為主鍵，建立起之間的聯(lián)系。

關(guān)系模式的規(guī)范化

構(gòu)造數(shù)據(jù)庫必須遵循一定的規(guī)則。在關(guān)系數(shù)據(jù)庫中，這種規(guī)則就是范式。關(guān)系按其規(guī)范化程度從低到高可分為5級范式，分別稱為1NF、2NF、3NF（BCNF）、4NF和5NF。

滿足最低要求的范式是第一范式（1NF）。在第一范式的基礎(chǔ)上進(jìn)一步滿足更多要求的稱為第二范式（2NF），其余范式以此類推。

一般說來，數(shù)據(jù)庫只需滿足第三范式。

1．第一范式（1NF）

所謂第一范式（1NF）是指數(shù)據(jù)庫表的每一列都是不可分割的基本數(shù)據(jù)項(xiàng)，同一列中不能有多個(gè)值，也不能有重復(fù)的屬性。

簡而言之，第一范式就是無重復(fù)的列。

teachers（教師編號，教師姓名，性別，職稱）

teachers（教師編號，教師姓名，性別，職稱，聯(lián)系方式） teachers（教師編號，教師姓名，性別，職稱，手機(jī)，家庭電話，辦公電話，QQ）。

2．第二范式（2NF）

第二范式（2NF）必須首先滿足第一范式（1NF）。

（1）表必須有一個(gè)主鍵，實(shí)現(xiàn)每個(gè)記錄可以被唯一地區(qū)分。

（2）實(shí)體的其他屬性完全依賴于主鍵，而不能只依賴于主鍵的一部分（有時(shí)主鍵是由多個(gè)列組成的復(fù)合主鍵）。如果存在，那么這個(gè)屬性和主鍵的這一部分應(yīng)該分離出來形成一個(gè)新的實(shí)體，新實(shí)體與原實(shí)體之間是一對多的關(guān)系。

不滿足2NF的關(guān)系模式會出現(xiàn)：插入異常、數(shù)據(jù)冗余、更新異常、刪除異常。

teachers（教師編號，教師姓名，性別，職稱）

Selectcourse（學(xué)生號，課程號，課程名，學(xué)時(shí)，學(xué)分，成績）

course（課程號，課程名，學(xué)時(shí)，學(xué)分）

selectcourse（學(xué)生號，課程號，成績）

3．第三范式（3NF）

滿足第三范式（3NF）必須先滿足第二范式（2NF），并且，要消除傳遞函數(shù)依賴。

teachers（教師號，姓名，性別，系別，系名，系主任，院系電話）

其中： （教師號）→（系別）→（系名，系主任，院系電話）

?teachers(教師號，姓名，性別，系別)

departments（系別，系名，系主任，院系電話）

不滿足第三范式（3NF）的關(guān)系往往造成數(shù)據(jù)的重復(fù)存儲（冗余）。

新關(guān)系包括兩個(gè)關(guān)系模式，它們之間通過teachers中的外鍵（系別）進(jìn)行聯(lián)系，需要時(shí)再進(jìn)行自然聯(lián)接，恢復(fù)了原來的關(guān)系。

同理，圖1.5所示的數(shù)據(jù)表也可以分拆為兩個(gè)。

Students(s_no，s_name，sex，birthday，address，d_ID)

Departments(d_ID，d_name，project)

4．第二范式（2NF）和第三范式（3NF）的區(qū)別

（1）2NF：非主鍵列是否完全依賴于主鍵，還是依賴于主鍵的一部分。

（2）3NF：非主鍵列是直接依賴于主鍵，還是直接依賴于勞動其他列。

E-R圖

實(shí)體間的聯(lián)系

聯(lián)系（Relationship）的基本概念

? 實(shí)體內(nèi)部及實(shí)體集之間的相互關(guān)系稱為聯(lián)系。

? 在現(xiàn)實(shí)世界中，事物之間常常有聯(lián)系。

? 例如，學(xué)生對課程的學(xué)習(xí)就是學(xué)生與課程之間的聯(lián)系，而部門對員工的管理就是員工同部門之間的聯(lián)系。

? 聯(lián)系是關(guān)系數(shù)據(jù)庫的最重要思想，它將若干離散的數(shù)據(jù)聯(lián)系到了一起，你可以通過一個(gè)實(shí)體查找到與它有關(guān)系的所有實(shí)體。

聯(lián)系的度數(shù)

??? 聯(lián)系的度數(shù)是指聯(lián)系所涉及的實(shí)體個(gè)數(shù)。按照聯(lián)系的度數(shù)，可以把聯(lián)系分成以下幾類：

1）一元聯(lián)系

? 涉及單個(gè)實(shí)體的聯(lián)系，即1個(gè)實(shí)體內(nèi)部的聯(lián)系，遞歸聯(lián)系，自反聯(lián)系。

2）二元聯(lián)系

? 指兩個(gè)實(shí)體之間的聯(lián)系，這種聯(lián)系最為常見。

3）多元聯(lián)系

? 涉及兩個(gè)以上實(shí)體的聯(lián)系

映射基數(shù)

? 也叫映射比例，指明實(shí)體中的一個(gè)實(shí)例通過一個(gè)聯(lián)系能同另一實(shí)體相聯(lián)系的實(shí)例數(shù)目。映射的基數(shù)在描述二元聯(lián)系時(shí)非常有用。

? 對于實(shí)體 A 和 B 之間的二元聯(lián)系 R 來說，映射基數(shù)只可能是下列三種（或四種）情況之一。

?　　 1 ）一對一聯(lián)系

?　　 2 ）一對多（或多對一）聯(lián)系

?　　 3 ）多對多聯(lián)系

?

按照映射基數(shù)，可以把聯(lián)系分成以下幾類：一對一聯(lián)系(1:1) 、一對多聯(lián)系(1:n) 、多對多聯(lián)系(m:n)

一對一聯(lián)系(1:1)

? 設(shè)有兩個(gè)實(shí)體集A和B，如果實(shí)體集A與實(shí)體集B之間具有一對一聯(lián)系，則：實(shí)體集B中至多有一個(gè)(也可以沒有)實(shí)體與之聯(lián)系；反之亦然，則稱實(shí)體集A與實(shí)體集B具有一對一的聯(lián)系，記為1：1 。

一對多聯(lián)系(1:n)

? 設(shè)有兩個(gè)實(shí)體集A和B，如果對于實(shí)體集A中每一個(gè)實(shí)體，實(shí)體集B中有n個(gè)實(shí)體（n≥0）與之聯(lián)系，反之，對于實(shí)體集B中每一個(gè)實(shí)體，實(shí)體集A中至多有一個(gè)實(shí)體與之聯(lián)系。則稱實(shí)體集A與實(shí)體集B具有一對多聯(lián)系，記作(1:n)

多對多聯(lián)系(m:n)

? 有兩個(gè)實(shí)體集A和B，如果對于實(shí)體集A中每一個(gè)實(shí)體，實(shí)體集B中有n個(gè)實(shí)體,(n≥0)與之聯(lián)系，反之，對于實(shí)體集B中每一個(gè)實(shí)體，實(shí)體集A中也有m個(gè)實(shí)體(m≥0)與之聯(lián)系，則稱實(shí)體集A與實(shí)體集B具有多對多聯(lián)系，記為m:n。

E-R圖

– 概念模型的表示方法很多，其中最為常用的是于 1976 年提出的實(shí)體 - 聯(lián)系方法 (Entity-Relationship Approach) ，即 E-R 模型。

–

– E-R 模型用 E-R 圖描述現(xiàn)實(shí)世界，構(gòu)造概念模型。

–

– E-R 圖最基本概念是實(shí)體、屬性和聯(lián)系。它描述清晰，易于用戶理解，是數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)人員與用戶之間交流、溝通的有效工具。

– E-R圖易于轉(zhuǎn)換為在計(jì)算機(jī)上最終實(shí)現(xiàn)的邏輯數(shù)據(jù)模型（如關(guān)系模型）和物理數(shù)據(jù)模型

E-R圖的畫法

?1.?E-R圖方法提供了表示實(shí)體集、屬性和聯(lián)系的方法，根據(jù)這三種基本成分的表示，對現(xiàn)實(shí)世界中的任何事物及其聯(lián)系，都可以用圖表示出來，這種圖就稱為E—R圖。

2.實(shí)體集與對應(yīng)屬性用線段（無向邊）連接，主碼用下劃線標(biāo)識

3.實(shí)體集間的聯(lián)系用菱形表示 ，聯(lián)系的屬性也用橢圓表示。

4.聯(lián)系的映射基數(shù)表示（一對一聯(lián)系(1:1) 、一對多聯(lián)系(1:n) 、多對多聯(lián)系(m:n) ）

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5、聯(lián)系的度數(shù)表示

? 一元聯(lián)系

? 某一個(gè)職工領(lǐng)導(dǎo)若干名職工，而一個(gè)職工僅被一個(gè)領(lǐng)導(dǎo)所管理，而領(lǐng)導(dǎo)本身也是職工，從分析得知，職工實(shí)體存在著一對多的自關(guān)聯(lián)的領(lǐng)導(dǎo)關(guān)系。

? 二元聯(lián)系

? ? ? ? ? ?編輯部要想管理在他們那里出版的論文及作者信息。一個(gè)作者允許出版若干論? ? ? ? ? ? ?文，一篇論文可以有若干作者.

? 三元（多元）聯(lián)系

? 球隊(duì)參加籃球比賽，不同場次在不同的場地，不同場次有不同的球隊(duì)，不同場次有不同的裁判。可見，場地、球隊(duì)、裁判間，都是因比賽而聯(lián)系在一起，且相互間都不可能一一 對應(yīng)，而是多對多的聯(lián)系。

6.實(shí)體間多重聯(lián)系的表示

? 某醫(yī)院要設(shè)計(jì)一個(gè)員工管理系統(tǒng)，管理科室和醫(yī)生信息。每個(gè)科室有若干醫(yī)生，每個(gè)醫(yī)生只能屬于一個(gè)科室，每個(gè)科室有一位負(fù)責(zé)人，該負(fù)責(zé)人同時(shí)又是該科室的醫(yī)生。

? 醫(yī)生與科室兩個(gè)實(shí)體集間，存在1種以上的聯(lián)系。

7、畫E-R圖的基本步驟

a) 對需求進(jìn)行分析，從而確定系統(tǒng)中所包含的實(shí)體

b) 分析得出每個(gè)實(shí)體所具有的屬性

c) 找出每個(gè)實(shí)體的鍵

d) 確定實(shí)體之間的聯(lián)系

舉個(gè)栗子

實(shí)際操作畫E-R圖

1）對需求進(jìn)行分析，從而確定系統(tǒng)中所包含的實(shí)體

①用戶：用于管理新聞發(fā)布系統(tǒng)中的用戶，根據(jù)用戶級別不同，用戶可能發(fā)布、審核、評論新聞，管理員還可以管理用戶。

②新聞類別：用于管理新聞發(fā)布系統(tǒng)中的新聞類別，每一條新聞屬于一個(gè)新聞類別。

③新聞：用于管理新聞發(fā)布系統(tǒng)中的新聞，這是新聞發(fā)布系統(tǒng)的主要實(shí)體。

④新聞評論：用于管理新聞發(fā)布系統(tǒng)中的新聞評論，每一條新聞可以有多個(gè)評論，每個(gè)用戶都可以針對不同新聞發(fā)表評論。

⑤部門：用于管理新聞發(fā)布系統(tǒng)中的部門，每一條新聞歸屬于一個(gè)部門，每一個(gè)部門包含一些用戶，部門又分級別，1級部門管理2級部門。

2）分析得出每個(gè)實(shí)體所具有的屬性

①用戶：用戶的屬性有編號、姓名、登錄密碼、級別、狀態(tài)等。

②新聞類別：新聞類別的屬性有編號、名稱、狀態(tài)等。

③新聞：新聞的屬性有編號、標(biāo)題、發(fā)布時(shí)間、點(diǎn)擊次數(shù)、新聞內(nèi)容等。

④新聞評論：新聞評論的屬性有編號、評論時(shí)間、評論內(nèi)容等。

⑤部門：部門的屬性有編號、名稱、狀態(tài)、部門等級等。

3）找出每個(gè)實(shí)體的鍵

①用戶：編號。

②新聞類別：編號。

③新聞：編號。

④新聞評論：編號。

⑤部門：編號。

4）確定實(shí)體之間的聯(lián)系

①部門包含用戶：一對多

②部門管理部門：一對多

③新聞類別包含新聞：一對多

④新聞歸屬部門：多對一

⑤用戶發(fā)布新聞：一對多

⑥用戶審核新聞：一對多

⑦用戶發(fā)布評論：一對多

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