第三讲 数据库基础理论-3.ppt

第三讲数据库基础理论－关系数据库及其设计本讲主要内容：
关系代数基本知识
数据库设计方法、步骤
重点内容：
在数据库设计中每个阶段的设计方法
难点：
概念模型向关系模型的转换
学习要求：
基本掌握数据库设计的常用方法、步骤一、关系代数的基本知识
关系代数是用对关系的运算来表达查询的。
运算的三要素：运算对象、运算符、运算结果
关系代数的运算对象：关系
关系代数的运算结果：关系
关系代数的运算符：集合运算符
关系运算符
算术比较符
逻辑运算符
关系代数按运算符分类：
1）、传统的集合操作：并、交、差、笛卡尔积
2）、扩充的关系操作：投影、选择、连接、除

集合运算符关系相容设关系R和关系S具有相同的度数n,且相应的属性取自同一个域，则称关系R和关系S是关系相容的。设关系R和关系S是关系相容的，则可以定义以下基本操作：
1.并（Union)
关系R和关系S的并记为:R∪S={t|t∈R∨t∈S}，其结果仍为n度关系。由属于R或属于S的元组组成。
2.差(Difference)
关系R和关系S的差记为:R-S={t|t∈R∧tS}，其结果仍为n目关系。由属于R而不属于S的元组组成。
3.交(Intersection)
关系R和关系S的交记为：R∩S={t|t∈R∧t∈S}，其结果仍为n目关系。由既属于R又属于S的元组组成。
关系的交可由关系的差表示，即R∩S=R-（R-S）
4、投影（Projection)
关系R上的投影是从R中选择出若干属性列组成新的关系。记作：
ΠA1，A2…（R）
其中A为R中的属性列。
投影操作是从列的角度进行的运算。
5、.选择（Selection)
选择又称为限制。它是在关系R中选择满足给定条件的诸元组，记作：
σF（R）={t∈R|满足F}
其中F表示选择条件，t是新关系中的元组
选择操作是从行的角度进行的运算。7、连接运算：
连接运算是在两个关系Ｒ和S的笛卡尔积R×S上的选择运算。
1）、自然连接：
2）、条件连接：
8、除运算：
设关系Ｒ和S，如果满足：
1）R中的属性包含S中的属性；
2）R中有些属性不出现在S中；
则：R除以S记为：T＝R/S或R÷S
T的属性由R中那些不出现在S中的属性组成，T的元组是S中所有元组在R中对应值相同的元组组成。二、数据库设计概述
数据库设计是在DBMS的支持下，按照应用的要求，为某一部门或组织设计一个结构合理、使用方便、效率较高的数据库及其应用系统。
数据库设计应该与应用系统设计相结合。即数据库设计应包含两方面的内容：
1、结构（数据）设计：
2、行为（处理）设计
目前，数据库常见设计方法都以软件工程的思想与方法进行设计的，数据库设计大都采用需求分析、概念结构设计、逻辑结构设计、物理结构设计、数据库实施和数据库运行与维护6个阶段的设计步骤进行。数据库经验设计中经常运用的原则
同一列（字段）的数据只能是单一的数据类型
一个关系只反映一个主题
同一实体只在数据库中出现一次
能通过简单计算得到的数据不保存
信息量大，但取值固定的列应建立编号体系
保证每个表中的记录是唯一的
为方便用户操作，需要建立一些辅助的表
反映规则的数据可以考虑保存到一个辅助表中三、需求分析
调查用户的需求通常分为四步：
1）调查组织机构情况
包括了解该组织的部门组成情况，各部门的职能等，弄清所设计的数据库系统与那些部门相关，为分析信息流程作准备。
2）调查各部门的业务活动情况
包括了解各个部门输入和使用什么数据，如何加工处理这些数据，输出什么信息，输出到什么部门，输出结果的格式是什么。
3）协助用户明确对新系统的各种要求
在熟悉了业务活动的基础上，协助用户明确对该系统的各种要求，包括信息要求、处理要求、完全性与完整性要求。
4）确定新系统的边界
确定哪些功能由计算机完成或将来准备让计算机完成，哪些活动由人工完成。由计算机完成的功能就是该系统应该实现的功能。以往本校新生入学报到时，全部是手工操作，流程为：分析和表达用户需求
常用的方法是结构化分析方法(StructureAnalysis，简称SA方法)。
SA方法的特点：自顶向下、逐层分解
构造数据字典
数据字典，由五部分组成：
数据项
数据项描述={数据项名，数据项含义，别名，类型，长度，取值范围，与其他数据项的逻辑关系}
数据结构
数据结构描述={数据结构名，含义说明，组成：{数据项或数据结构}}
数据流
数据流描述={数据流名，说明，数据流来源，数据流去向，
组成：{数据结构}，平均流量，高峰期流量}
数据存储
数据存储描述={数据存储名，说明，编号，流入的数据流，
流出的数据流，组成：{数据结构}，数据量，存取方式}
处理过程
处理过程描述={处理过程名，说明，输入：{数据流}，输出：{数据流}，处理：{简要说明}}招录学生四、概念结构设