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1、数据处理与存储,第10章,10.1 数据管理简介,10.3 关系数据库查询语言SQL,10.4 XML,10.2 数据模型,10.1 数据管理简介,数据处理是指对数据进行收集、整理、存储、组织加工、传播、分析等一系列操作的总称。,10.1.1 手工管理,数据管理有以下特点：,(1)数据不保存在计算机内(2)没有专用的数据管理软件(3)没有文件概念(4)数据面向应用,一组数据对应一个应用，无法共享,数据以文件的形式被存放在计算机的存储器中，文件系统的特点：,10.1.2 文件系统,(1)数据可长期保存在计算机内，供用户反复使用。(2)数据的物理结构不再等同于数据的逻辑结构。(3)文件的组织形式多
2、样，既可以是顺序文件、也可以是索引、链式文件。(4)数据和程序虽然有一定的独立性，但这种独立性还较差。,文件系统的程序与数据的关系：,集中管理数据，数据独立于程序，数据共享。特点：,10.1.3 数据库系统,(1)数据结构化：描述数据及数据间的联系。(2)较高的数据独立性：数据的逻辑结构与数据的物理结构可以相差很大。(3)数据共享(4)方便的用户接口查询语言、交互式命令、程序方式操作数据库。(5)具有数据完整性、数据安全性、并发控制和数据库恢复等数据控制能力。,数据库系统的程序与数据的关系：,10.2 数据模型,数据库是长期存储在计算机内、有组织的、统一管理的相关数据的集合。数据库管理系统是为
3、用户或应用程序建立、使用和维护数据库的系统软件。,10.2.1 实体-联系模型,概念数据模型是从用户需求的观点出发，对数据进行建模。它是一种独立于计算机系统的数据模型，它并不描述数据是如何在计算机中表示的，只描述用户所关心的数据结构,概念数据模型是实体-联系模型（E-R图）。,1.实体,客观存在且可区别于其它对象的事物。,2.属性,实体的某一特性，实体允许包含多个属性。,【例10.1】车间的属性,某工厂有若干个车间，每个车间负责生产指定的产品。工厂为了对车间进行有效管理，对每个车间进行统一编号，统一命名，并为车间安装一部内线电话。请根据以上描述给出车间的属性。,联系是实体之间的一个关联，可有多
4、个联系。,3.联系,如果实体集E1中的每个实体至多和实体集E2中的一个实体有联系，反之亦然，则称实体集E1和实体集E2之间的联系是一对一的联系，记为1:1。,(1)一对一联系,【例10.2】班长与班级之间的联系,学校规定一个班级只能设置一名班长。请绘出班长与班级的实体-联系图。,【例10.3】车间与主任之间的联系,某工厂有若干个车间，为了便于管理，每个车间设置一个主任，用于管理车间的生产活动。请绘出车间与主任的实体-联系图。,(2)一对多联系,如果实体集E1中的每个实体可以与实体集E2中的多个实体有联系，并且实体集E2中的每个实体与实体集E1中的一个实体有联系，则称实体集E1和实体集E2之间的
5、联系是一对多的联系，记为1:N。,【例10.4】学生与班级之间的联系,在学校的所有班级中，每名学生都编入一个班级，每个班级人数不能超过30人。请绘出学生与班级的实体-联系图。,【例10.5】代表团与运动员之间的联系,在大学生运动会上，由全国各个高校组成的代表团参加比赛。大会组委会为各代表团统一编号，统一分配住所。请绘出代表团与运动员的实体-联系图。,(3)多对多联系,如果实体集E1中的每个实体与实体集E2中的多个实体有联系，反之亦然，则称实体集E1和实体集E2之间的联系是多对多的联系，记为M:N。,【例10.6】学生与课程之间的联系,学校实行学分制以后，规定每个学生每学期可选多门课程，每门课程
6、必须有超过30人选修，才能开设。请绘出学生与课程的实体-联系图。,【例10.7】运动员与比赛项目之间的联系,在大学生运动会上，每个运动员可以参加多项比赛，每个比赛项目必须得有多个代表团的运动员参加。请绘出运动员与比赛项目的实体-联系图。,(4)多元联系,一元联系：同一实体集内部实体之间的联系二元联系：两个实体之间的联系，包括1:1、1:N和M:N联系。多元联系：多个实体间的联系。,【例10.8】班长与学生之间的联系,班长和学生同属于一个学生实体集，他们之间有着领导与被领导的联系。请绘出班长与学生的实体-联系图。,【例10.9】出版社的实体-联系图,出版社能够出版多本图书，这些图书需要多名作者合
7、作完成，有些作者可能写作多本图书，有时多家出版社会联合出版一些图书。请绘出出版社的实体-联系图。,【例10.9】出版社的实体-联系图,逻辑数据模型描述了数据库的整体逻辑结构。它与数据库管理系统息息相关，是从数据库实现的观点出发对数据建模。,10.2.2 关系模型,逻辑数据模型主要有层次、网状和关系模型,在关系模型中，用二维表格表示关系。,1.关系,元祖：表中的一行。属性：表中的一列。主键：能够惟一确定一个元祖的属性集。,【例10.10】课程关系,软件学院本学期开设了数据结构、数据库原理、编译原理和C#程序设计课程。要求每门课程包含课程号、课程名和学分信息，请给出课程关系。,关系模式是对关系的描
8、述，包括对关系名、属性名和属性取值范围的说明。,2.关系模式,课程关系的关系模式：,课程(课程号,课程名,学分),在进行数据库设计时，需要将概念模型转换为逻辑模型。在关系数据库设计时，就是将E-R模型转换为关系模型。,3.E-R模型向关系模型的转换,实体和联系,关系模式,转换为,【例10.12】将例10.1中的车间实体转换为关系模式,(1)将E-R模型中的一个实体转换为一个关系模式。关系模式的属性由实体的各属性直接转换而来，关系模式的主键就是实体的主键,车间(车间号,车间名,电话),【例10.13】将例10.2和例10.3的实体-联系图转换为关系模式,(2)若实体间的联系是1:1联系，可以在两
9、个实体转换成的两个关系模式中任意一个关系模式的属性中加入另一个关系模式的主键。,班长(学号,姓名,性别,年龄)班级(班级号,班级名,人数,学号)主任(职工号,姓名,工作年限)车间(车间号,车间名,电话,职工号),【例10.14】将例10.4和例10.5的实体-联系图转换为关系模式,(3)若实体间的联系是1:N联系，则在N端实体转换成的关系模式中加入1端实体的主键。,班级(班级号,班级名,人数)学生(学号,姓名,年龄,班级号)代表团(团编号,学校名,住所)运动员(编号,姓名,年龄,团编号),【例10.15】将例10.6和例10.7的实体-联系图转换为关系模式,(4)若实体间的联系是M:N联系，则
10、将联系也转换为关系模型，其属性为两端实体的主键，其主键为两端实体的主键的组合。,学生(学号,姓名,年龄)课程(课程号,课程名,学分)选修(学号,课程号)运动员(编号,姓名,年龄)比赛项目(项目编号,项目名)参加(编号,项目编号),10.3 关系数据库查询语言SQL,SQL(Structed Query Language)结构化查询语言是一种操作关系数据库的语言。,10.3.1 数据查询,数据查询主要用于从数据库中获取所需数据。,数据查询主用使用SQL的SELECT语句实现。,在SQL中，关系模式称为数据表；元祖称为行或者记录；属性称为列或者字段。,SELECT 列表达式 FROM 数据表名 W
11、HERE 条件表达式,2.SELECT语句,SELECT子句用于指明需要查询的列，可以查询一个或多个列。,FROM子句用于指明要查询的数据来自哪些数据表，可以查询一张或多张数据表。,WHERE子句用于指定查询条件。,2.SELECT语句,在条件表达式中，可以使用比较运算符(，=，=，或!=)、逻辑运算符(AND，OR，NOT)、算术运算符(+，-，*，/)和谓词(BETWEENAND，IS NULL，IN，LIKE，EXISTS等)。,3.示例,学生(学号,姓名,性别,年龄,班级)课程(课程号,课程名,学分)选课(学号,课程号,成绩),【例10.16】查询所有课程课程名和学分信息,SELECT
12、 课程名,学分 FROM 课程,数据结构 4数据库原理 3编译原理 3C#程序设计 2,【例10.17】查询0903班学生的信息,SELECT*FROM 学生 WHERE 班级=0903,2009035李涵女1809032009236王南男190903,【例10.18】查询年龄超过18岁的男同学的学号和姓名,SELECT 学号,姓名 FROM 学生 WHERE 年龄 18 AND 性别=男,2008011王小宁2009236王南,【例10.19】查询选修课程号为1005的课程，且成绩在8595之间的学生学号和成绩,SELECT 学号,成绩 FROM 选课 WHERE 课程号=1005 AND
13、成绩 BETWEEN 85 AND 95,200923690,【例10.20】查询学生姓名，及所选修课程号,SELECT 姓名,课程号 FROM 学生,选课 WHERE 学生.学号=选课.学号,王小宁1011 王小宁1002 王南1011 王南1005 李涵1005李涵1013,【例10.21】查询选修数据结构课程，且成绩在80分以上的学生姓名和成绩,SELECT 姓名,成绩 FROM 学生,选课 WHERE 学生.学号=选课.学号 AND 成绩 80 AND课程号=1011,王小宁85,1.数据插入,10.3.2 数据更新,数据插入用于向数据表中添加新的数据,INSERT INTO数据表名(
14、列名列表)VALUES(记录值),【例10.22】将新生数据(2008231,张平,男,19,0801)添加到学生数据表中,INSERT INTO学生(学号,姓名,性别,年龄,班级)VALUES(2008231,张平,男,19,0801),【例10.23】学号为2008231的学生选择了课程号为1002的课程，将其添加到选课表中,INSERT INTO选课(学号,课程号)VALUES(2008231,1002),数据删除用于从数据表中删除指定的数据,2.数据删除,DELETE FROM 数据表名 WHERE 条件表达式,【例10.24】将毕业班0801从学生数据表中删除,DELETE FROM
15、 学生 WHERE 班级=0801,【例10.25】将不开设的“多媒体技术”课程从课程数据表中删除,DELETE FROM 课程 WHERE 课程名=多媒体技术,数据修改用于修改数据表中的数据,3.数据修改,UPDATE 数据表名 SET 列名=表达式 WHERE 条件表达式,【例10.26】将课程号为1011的课程成绩提高10%,UPDATE 课程 SET 成绩=成绩*1.1 WHERE课程号=1011,【例10.27】将张大力从0802班调整到0901班,UPDATE 学生 SET 班级=0901 WHERE 姓名=张大力,10.4 XML,XML(Extensible Markup La
16、nguage)可扩展标记语言，由W3C的XML工作组定义的一个国际标准。,10.4.1 XML简介,XML是一种数据描述语言。用户用自己定义的标记来描述数据。使用XML可以描述数据、记录，以及其它复杂的数据结构。,设计XML的目的，是使用它存储、携带和交换数据,存储两个学生的数据,2008011王小宁男190801,1.XML声明,10.4.2 XML文档,XML声明指定处理程序将文档作为XML来对待XML的语法格式：,元素是XML文档的基本构成单位。,2.元素,语法格式：内容在起始和结束标记中间放置元素内容。data struct刘欢,在元素内可以包含子元素。,嵌套,10112 data struct 4,(1)每个XML文档必须有一个根元素。,XML语法规定：,(2)元素的起始标记和结束标记必须配对。,(3)元素嵌套形式应该正确。,【例10.28】用XML文档保存学生选课信息,2008011王小宁男190801 1011数据结构 4,使用属性来为元素添加更多的信息。,3.属性,语法格式：属性名=属性值 data struct 4,【例10.29】保存图书馆的书籍信息,数据结构王黎明清华大学出版社 22.5 230,语法格式：,4.注释,data struct,
