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資料庫系統 Database Systems

資料庫系統 Database Systems. Database System Concepts Schemas diagram. 學生資料. Ex:UNIVERSITY. 課程資料. 每學期課程. 修課成績. 先修課程. Schemas diagram (ex1). create table. Schemas diagram (ex2). 省略資料型態 Student (Name, StudentNumber ,class,Major) 帶有資料型態的表示形式 Student (Name(char 20),

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Presentation Transcript

  1. 資料庫系統Database Systems Database System Concepts Schemas diagram 資料庫系統

  2. 學生資料 Ex:UNIVERSITY 課程資料 每學期課程 修課成績 先修課程 資料庫系統

  3. Schemas diagram (ex1) 資料庫系統

  4. create table Schemas diagram (ex2) • 省略資料型態 • Student (Name, StudentNumber,class,Major) • 帶有資料型態的表示形式 • Student (Name(char 20), StudentNumber(int), class(smallint),Major (char 10) ) • 你也可以這樣表示… • student • ( StudentNumber int not null, • name char(20), class smallint, • Major char(10) • primary key (StudentNumber) ) 加上“create table” 即為建立student表 格的SQL語法 資料庫系統

  5. 資料庫系統Database Systems Relational Database Constraints 若資料異動違反限制條件時… 資料庫系統

  6. Update Operations on Relations • Insert Operation • Delete Operation • Update Operation 資料庫系統

  7. Insert • 定義域限制:假設SALARY為整數型態,在EMPLOYEE中新增一個SALARY為’NT30000’的記錄… • 鍵值限制:在EMPLOYEE中新增一個SSN為123456789的記錄… • 實體完整性限制:在EMPLOYEE中新增一個SSN為NULL的記錄… • 參考完整性限制:假設DNO屬性參考到另一個DEPARTMENT的DNUM主鍵屬性,其中存在1,4,5號等三個部門,如今在EMPLOYEE中新增一個DNO為7的記錄… 資料庫系統

  8. Insert • 違反限制時 • 拒絕Insert • 嘗試更正 資料庫系統

  9. Delete • 只可能違反參考完整性限制 可以刪除! 資料庫系統

  10. Delete • 只可能違反參考完整性限制 不 能 刪 除 資料庫系統

  11. Delete • 違反限制時 • 拒絕Delete • 嘗試更正 • 虛值(null)化 • 連鎖反應(cascade) 資料庫系統

  12. Update • EMPLOYEE的SALARY,DNO可以被更改 • 若將EMPLOYEE的SSN更改可能違反限制 • SSN=‘999887777’更改為‘987654321’ => 違反　“主鍵” 、“參考完整性”　限制 資料庫系統

  13. Update • 違反限制時 • 拒絕UPDATE • 嘗試更正 • 虛值(null)化 • 連鎖反應(系統可能不提供) 資料庫系統

  14. 資料庫系統Database Systems The Relational Algebra (補充) 資料庫系統

  15. The Relational Algebra • 資料模型(Data Model)包括… • 結構 • 限制 • 運算集合(操作) • Relational Data Model 的運算集合稱為Relational Algebra(關聯式代數) 資料庫系統

  16. SELECT soperations • 選擇關聯中滿足選擇條件(Selection condition) 的值組集合 • Ex: 在EMPLOYEE中找出在4號部門工作的tuple • s<selection condition> (relation name) 資料庫系統

  17. SELECT soperations • Ex: 在EMPLOYEE中找出在4號部門工作的tuple • sDNO=4(EMPLOYEE) • sSALARY>30000(EMPLOYEE) 資料庫系統

  18. PROJECT Poperations • 選擇所要的(Attribute list) 的欄位項目 • Ex: 列出EMPLOYEE中的SEX,SALARY • P <attribute list> (relation name) 資料庫系統

  19. PROJECT Poperations P <LNAME,FNAME,SALARY> (EMPLOYEE) P <SEX,SALARY> (EMPLOYEE) 資料庫系統

  20. SELECT sand PROJECT Poperations • Ex1: • 找出SALARY<50000的值組,列出其SEX、SALARY資料 資料庫系統

  21. CARTESIAN PRODUCT EMP_DEPENDENTS ← EMPNAMS DEPENDENT 資料庫系統

  22. CARTESIAN PRODUCT P2_2 EMP_DEPENDENTS ← EMPNAMS DEPENDENT 資料庫系統

  23. Join 運算 • Join 運算含有三個參數 • Join condition (Predicate) : P • 關聯表 R1 • 關聯表 R2 • 將 R1 與 R2 依Join 條件P做 R1∞PR2 ∞ 資料庫系統

  24. Join 運算的範例 等位合併 (Equi-join) ∞ 資料庫系統

  25. NATURAL JOIN • 在執行EQUIJOIN運算後，結果中一定會有兩欄的資料完全相同 • 去除其中一欄仍不影響整體意義，我們稱為「自然合併」 ∞ 資料庫系統

  26. 資料庫系統Database Systems Functional Dependencies and Normalization 更新異常 資料庫系統

  27. 重要觀念 • 良好的語意 • 減少tuple的重複值 • 減少tuple的空值 • 關聯不會出現插入、刪除及修改異常(補充) • 不允許假值組(Spurious Tuples)的存在 資料庫系統

  28. tuple的重複值問題 資料庫系統

  29. tuple的重複值問題 Natural Join Natural-join : EQUIJOIN運算後,去除 Join attributes其中一欄 資料庫系統

  30. 減少tuple的空值 • 空值易導致空間的浪費 資料庫系統

  31. Update anomalies 更新異常(補充) • 資料的插入、刪除、修改產生的異常 • Insertion Anomalies • Deletion Anomalies • Modification Anomalies 資料庫系統

  32. Insertion Anomalies • Case 1: • 新增一筆員工資料,所屬5部門,必須確定部門的相關資訊是對的 • Case 2: • 若有一新成立的部門,但目前沒有任何員工,則此部門資料無法建立(因為SSN為Primary Key) Relation 分割之後可以有效解決Insertion Anomalies的問題 資料庫系統

  33. Relation 分割之後可以有效解決Insertion Anomalies的問題 Natural Join Information 7 987987987 資料庫系統

  34. Deletion Anomalies • 若Zelaya為Administration部門的唯一員工,當Zelaya刪除時,會導致該部門的資訊完全消失 Relation 分割之後可以有效解決 Deletion Anomalies的問題 資料庫系統

  35. Modification Anomalies • 當某一部門的一屬性值被更改時,必須欄帶修正所有的相同屬性值,以確保資料的正確 資料庫系統

  36. Modification Anomalies 資料庫系統

  37. 重要觀念 • 良好的語意 • 減少tuple的重複值 • 減少tuple的空值 • 關聯不會出現插入、刪除及修改異常(補充) • 不允許假值組(Spurious Tuples)的存在 資料庫系統

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