數(shù)據(jù)庫SQLServeSQLite教程課程教案課程名稱：數(shù)據(jù)庫SQLServeSQLite教程課程號(hào)：課程學(xué)分：2參考學(xué)時(shí)：32課程性質(zhì)：專業(yè)必修課適用專業(yè)：計(jì)算機(jī)類專業(yè)上課時(shí)間：授課教師：負(fù)責(zé)人：審核單位：年月日-1-一、課程基本信息課程名稱數(shù)據(jù)庫SQLServeSQLite教程課程號(hào)課程性質(zhì)專業(yè)必修課開課部門課程負(fù)責(zé)人課程團(tuán)隊(duì)授課學(xué)期學(xué)分/學(xué)時(shí)2/32授課語言漢語先修課程數(shù)據(jù)庫SQLServeSQLite教程課程簡(jiǎn)介從理論實(shí)踐一體化角度出發(fā)，介紹了數(shù)據(jù)庫的基本概念、理論、模型和方法，同時(shí)從知識(shí)技能的邏輯順序出發(fā)，深入淺出地介紹了數(shù)據(jù)庫技術(shù)的相關(guān)內(nèi)容，使學(xué)生可以快速掌握數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的原理，應(yīng)用有關(guān)工具學(xué)習(xí)SQL，并在C#、Python等相關(guān)課程中應(yīng)用，在實(shí)際應(yīng)用中解決實(shí)際問題。授課班級(jí)

二、課程授課教案第2章，共11章講課主題關(guān)系數(shù)據(jù)模型與關(guān)系運(yùn)算學(xué)時(shí)2學(xué)時(shí)教學(xué)目標(biāo)從理論實(shí)踐一體化角度出發(fā)，介紹了數(shù)據(jù)庫的基本概念、理論、模型和方法，同時(shí)從知識(shí)技能的邏輯順序出發(fā)，深入淺出地介紹了數(shù)據(jù)庫技術(shù)的相關(guān)內(nèi)容，使學(xué)生可以快速掌握數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的原理，應(yīng)用有關(guān)工具學(xué)習(xí)SQL，并在C#、Python等相關(guān)課程中應(yīng)用，在實(shí)際應(yīng)用中解決實(shí)際問題。教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)數(shù)據(jù)模型是數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)方式，是數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)，它描述了數(shù)據(jù)庫中所有數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)操作以及語義約束。數(shù)據(jù)模型一般分為概念數(shù)據(jù)模型和結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)模型兩類，它們從不同的層次對(duì)現(xiàn)實(shí)世界中的數(shù)據(jù)特征進(jìn)行抽象，從而可以將現(xiàn)實(shí)世界數(shù)據(jù)表達(dá)并存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中。數(shù)據(jù)庫歷史上迄今為止最流行的數(shù)據(jù)模型是關(guān)系數(shù)據(jù)模型。深入了解和理解關(guān)系數(shù)據(jù)模型是掌握數(shù)據(jù)庫技術(shù)的前提。教學(xué)設(shè)計(jì)授課提綱及重難點(diǎn)分析教學(xué)方法及課程思政設(shè)計(jì)教學(xué)時(shí)間2.1數(shù)據(jù)模型概述模型(Model)是對(duì)現(xiàn)實(shí)世界特征的抽象。數(shù)據(jù)模型也是一種模型，只不過它關(guān)心的是現(xiàn)實(shí)世界的數(shù)據(jù)特征。2.1.1數(shù)據(jù)模型的定義數(shù)據(jù)模型(DataModel)是對(duì)現(xiàn)實(shí)世界數(shù)據(jù)特征的抽象，如數(shù)據(jù)的組成、數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系等?，F(xiàn)實(shí)世界中的實(shí)體不僅具有數(shù)據(jù)特征，還具有其他特征，如行為特征等。但對(duì)于數(shù)據(jù)模型而言，只關(guān)心實(shí)體的數(shù)據(jù)特征。例如，“商品”是現(xiàn)實(shí)世界中的一個(gè)實(shí)體，數(shù)據(jù)模型關(guān)心的是“商品”這個(gè)實(shí)體由哪些屬性來描述(如品名、規(guī)格、計(jì)量單位、價(jià)格、重量和產(chǎn)地等)，它與其他實(shí)體之間有何聯(lián)系(如與“工廠”之間存在著制造關(guān)系等)等內(nèi)容。早期，一般把數(shù)據(jù)模型僅理解為數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，而現(xiàn)代則認(rèn)為數(shù)據(jù)模型不僅提供數(shù)據(jù)表示的手段，還提供數(shù)據(jù)操作的類型和方法。綜上所述，數(shù)據(jù)模型是描述現(xiàn)實(shí)世界實(shí)體、實(shí)體之間的聯(lián)系以及語義約束的模型。2.1.2數(shù)據(jù)模型的分類根據(jù)對(duì)現(xiàn)實(shí)世界數(shù)據(jù)抽象層次的不同，可將數(shù)據(jù)模型分為概念數(shù)據(jù)模型和結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)模型。概念數(shù)據(jù)模型又稱語義數(shù)據(jù)模型，強(qiáng)調(diào)從用戶的角度來描述現(xiàn)實(shí)世界的數(shù)據(jù)特征，著重于對(duì)實(shí)際數(shù)據(jù)需求的獲取和表達(dá)，應(yīng)該簡(jiǎn)單、清晰、易于用戶理解。結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)模型又稱邏輯數(shù)據(jù)模型，是用戶從數(shù)據(jù)庫看到的模型，強(qiáng)調(diào)從數(shù)據(jù)庫的角度來進(jìn)行數(shù)據(jù)建模，具體表現(xiàn)為網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型、層次數(shù)據(jù)模型等。數(shù)據(jù)庫的邏輯結(jié)構(gòu)包括數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)操作和數(shù)據(jù)約束三個(gè)要素。結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)模型是DBMS的邏輯基礎(chǔ)，任何一個(gè)DBMS都是基于某種特定的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)模型的，既要面向用戶，又要面向系統(tǒng)。2.1.3E-R模型當(dāng)今數(shù)據(jù)時(shí)代，數(shù)據(jù)來源繁多，數(shù)據(jù)增長(zhǎng)速度快，經(jīng)常面臨數(shù)據(jù)需求的變化，如何高效快捷地從繁雜的數(shù)據(jù)中獲取信息，涉及數(shù)據(jù)建模的問題。在數(shù)據(jù)庫領(lǐng)域已經(jīng)提出了多種概念數(shù)據(jù)模型建模的方法，其中最著名和最流行的是E-R模型。R模型(Entity-RelationshipModel，實(shí)體-聯(lián)系模型)是由美國(guó)路易斯安那州立大學(xué)的華裔教授PeterP.Chen于1976年提出的。E-R模型提供不受任何DBMS約束的面向用戶的表達(dá)方法，建模思想簡(jiǎn)單，語義表達(dá)能力強(qiáng)，一經(jīng)推出，立即受到了工業(yè)界的歡迎，在數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)中被廣泛用作數(shù)據(jù)建模的工具。E-R模型的核心思想是將現(xiàn)實(shí)世界中的所有數(shù)據(jù)都表示為實(shí)體，然后在實(shí)體與實(shí)體之間建立相應(yīng)的聯(lián)系，并最終通過建立E-R圖來表示所有的數(shù)據(jù)語義。1.E-R模型的組成E-R模型的構(gòu)成要素，首先是實(shí)體和聯(lián)系。又因?yàn)閷?shí)體和聯(lián)系都有其相應(yīng)的屬性，所以E-R模型的組成包括三個(gè)要素：實(shí)體、聯(lián)系和屬性。2.E-R模型的符號(hào)E-R模型通過建立由實(shí)體、聯(lián)系和屬性構(gòu)成的E-R圖來描述現(xiàn)實(shí)世界的數(shù)據(jù)需求，因此E-R模型也稱為E-R圖。3.E-R模型的集成與優(yōu)化完成了各個(gè)底層子系統(tǒng)的E-R模型后，下一步將進(jìn)行E-R模型的集成和優(yōu)化。方法是，首先找出公共實(shí)體，然后基于公共實(shí)體進(jìn)行合并，最后消除合并過程中出現(xiàn)的各種沖突。35min2.2關(guān)系數(shù)據(jù)模型關(guān)系數(shù)據(jù)模型(RelationalDataModel，以下簡(jiǎn)稱關(guān)系模型)于1970年由美國(guó)IBM公司的E.F.Codd提出，該模型奠定了關(guān)系數(shù)據(jù)理論的基礎(chǔ)。2.2.1關(guān)系模型的相關(guān)概念在關(guān)系模型中，所有實(shí)體都表示在一個(gè)二維表格結(jié)構(gòu)中，每一個(gè)實(shí)體表示為表格中的一行，稱為一個(gè)元組(Tuple)。元組的數(shù)目稱為關(guān)系的基數(shù)。元組本質(zhì)上是數(shù)據(jù)，是一系列屬性值的集合。2.2.2關(guān)系的幾個(gè)性質(zhì)關(guān)系模型是以二維表格形式的關(guān)系為基本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并且必須滿足一定的規(guī)范，因此關(guān)系是規(guī)范化的二維表格，表現(xiàn)為以下幾個(gè)性質(zhì)：(1)屬性值不可分解：每個(gè)屬性值都是單一值，不能是一個(gè)值集。通俗地講，就是不允許關(guān)系出現(xiàn)“表中表”。(2)元組不可重復(fù)：任何關(guān)系中都不允許存在重復(fù)元組。(3)關(guān)系沒有行序：任何關(guān)系的元組之間沒有順序。(4)關(guān)系沒有列序：任何關(guān)系的屬性列之間沒有順序。2.2.3關(guān)系模型的完整性約束關(guān)系模型通過四類完整性約束來表達(dá)數(shù)據(jù)的語義約束，即實(shí)體完整性、參照完整性、域完整性和用戶自定義完整性。完整性約束(IntegralConstrait)也稱完整性規(guī)則(IntegralRule)，是關(guān)系模式必須滿足的一些謂詞條件，體現(xiàn)為具體領(lǐng)域中的語義約束。依據(jù)完整性約束，關(guān)系模型可以表達(dá)豐富的語義約束條件。1.實(shí)體完整性實(shí)體完整性(EntityIntegrity)也稱行完整性，是指關(guān)系模式的任一關(guān)系的主屬性值(候選碼)不可為空。2.參照完整性參照完整性(ReferentialIntegerity)也稱引用完整性，定義在兩個(gè)關(guān)系模式之上，涉及外碼概念，用于保證相關(guān)表中數(shù)據(jù)的一致性。關(guān)系模式R的外碼(ForeignKey)是指它的一個(gè)屬性集FK滿足兩個(gè)條件：存在帶有候選碼CK的關(guān)系模式S；R的任一非空FK值都在S的CK中有一個(gè)相同的值。我們把S稱為被參照關(guān)系(ReferencedRelation)，R稱為參照關(guān)系(ReferentialRelation)。3.域完整性實(shí)體完整性和參照完整性給出了針對(duì)主碼和外碼的語義約束，但實(shí)際應(yīng)用還常常要求對(duì)一些非碼屬性添加完整性約束，因此，在關(guān)系模型中引入了第三類完整性約束。4.用戶自定義完整性這是用戶根據(jù)實(shí)際應(yīng)用的需要而自行定義的數(shù)據(jù)完整性。所有完整性類別都支持用戶定義完整性，包括CreateTable中所有列級(jí)約束和表級(jí)約束、存儲(chǔ)過程及觸發(fā)器。例如，在訂單表中，發(fā)貨日期不能早于訂貨日期，因此，在使用Update或Insert操作創(chuàng)建觸發(fā)器時(shí)，定義發(fā)貨日期＞訂貨日期，否則會(huì)出錯(cuò)并回滾事務(wù)。35min2.3關(guān)系運(yùn)算關(guān)系運(yùn)算是關(guān)系模型數(shù)據(jù)操作的主要實(shí)現(xiàn)方式，分為兩類：一類是傳統(tǒng)的集合運(yùn)算(并、差、交、笛卡爾積)，另一類是專門的關(guān)系運(yùn)算(選擇、投影、連接等)。任何關(guān)系運(yùn)算的結(jié)果仍然是一個(gè)關(guān)系，有些查詢需