第01章数据库系统基础知识

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1、11/6/2019,1,Visual FoxPro 教程,目 录,菜单和工具栏,第九章,报表的创建与应用,第八章,类的创建与使用,第七章,表单及其控件的创建与使用,第六章,程序设计基础,第五章,查询和视图,第四章,数据库与表的创建及使用,第三章,Visual FoxPro数据库管理系统概述,第二章,数据库系统基础知识,第一章,前言,应用程序的开发与发布,第十章,11/6/2019,2,第 1 章,数据库系统基础知识,11/6/2019,3,1.1 数据处理与数据管理技术 1.2 数据库系统的组成 1.3 数据库系统的模式结构 1.4 数据模型 1.5 关系数据库标准语言SQL 1.6 数据库设

2、计基础 1.7 主流的DBMS产品简介,11/6/2019,4,1.1数据处理与数据管理技术 1.1.1 信息、数据与数据处理 信息（information）是客观事物属性的反映。 数据 (data) 是反映客观事物属性的记录，是信息的载体，是信息的具体表现形式。,11/6/2019,5,数据,“对事实、概念或指令的一种特殊表达形式，这种特殊的表达形式可用人工的方式或者用自动化的装置进行通信、翻译转换或者进行加工处理” 通常把计算机能够处理的对象一级处理后得到的结果都称为数据 形式：数字、文字、图画、声音、活动图象 分类：数值型数据，非数值型数据（字符型、特殊型） 从计算机的角度看，数据泛指那

3、些可以被计算机接受并能够被计算机处理的符号。,11/6/2019,6,从信息处理角度看，任何事物的属性都是通过数据来表示的；数据经过加工处理后，使其具有知识性并对人类活动产生决策作用，从而形成信息。 用数据符号表示信息，其形式通常有： 数值型数据，即对客观事物进行定量记录的符号,如体重、年龄、价格等； 字符型数据，即对客观事物进行定性记录的符号,如姓名、单位 、地址等； 特殊型数据，如声音、视频、图像等。,11/6/2019,7,数据处理 (信息处理) 计算 + 数据管理 数据处理是对各种类型数据综合加工过程的总称，包括大量数据的收集、存储、分类计算、检索和传输等加工过程。 即对各类数据进行收

4、集、整理、组织、存储、分类、计算、维护、统计、检索和传输等一系列的加工处理过程。,11/6/2019,8,数据处理步骤： 原始数据的收集（源文件：报表、单据） 数据的规范化及其编码 数据输入 输入设备：键盘、鼠标、扫描仪、光笔、话筒 数码相机等 数据存储 存储设备：磁盘、磁卡、光盘等 数据处理-计算、分类、合并、编辑、检查等 数据输出-文字、图像、图形、表格 输出设备：显示器、打印机、绘图仪、音箱,11/6/2019,9,如何体现计算机数据管理技术水平？ 数据独立性 数据共享性 数据完整性 数据存取方式,11/6/2019,10,1.1.2 数据管理的发展 三个阶段 人工管理阶段（ 50 年代

5、中期前） 数据管理的初期: 程序与数据是一个整体，互相依赖；数据不保存、不独立、不共享，由应用程序（人工）管理；尚无统一的数据管理软件。,文件系统阶段（ 50 年代后期到 60 年代中期） 数据可以以文件形式长期保存: 即把有关的数据组织成一种文件，这种数据文件可以脱离程序而独立存在，由一个专门的文件管理系统实施统一管理, 数据开始具有相对独立性，可重复使用。,11/6/2019,11,数据库系统阶段（ 60 年代后期以来） 数据库系统管理方式即对所有的数据实行统一规划管理，形成一个数据中心，构成一个数据仓库，数据库中的数据能够满足所有用户的不同要求，供不同用户共享。 数据结构化是数据库系统与

6、文件系统的本质区别 共享性好，冗余度低，一致性好 数据与程序分离、数据集中的管理、程序与数据 之间的独立性高 提供了数据安全性、完整性等控制功能 数据由 DBMS 统一管理和控制，用户接口方便， 存取数据灵活,11/6/2019,12,概念 是实现有组织地、动态地存储大量关联数据，方便用户访问的计算机软硬件资源所组成的具有管理数据库功能的计算机系统。 组成 数据库（DB）-目的 数据库管理系统（ DBMS ）-工具 应用程序 操作系统 硬件资源 数据库管理员（DBA）,1.2 数据库系统的组成,11/6/2019,13,数据库系统各部分关系,11/6/2019,14,一、数据库（Databas

7、e，DB） 数据库是数据库系统的核心和管理对象 概念 以一组一定数据模型组织的、长期存放在辅助存储器上、可共享的相互关联的数据集合。 1、元数据 2、实际数据 特点 数据的结构化 最小的冗余度 数据共享性 数据独立性 安全可靠 保密性能好,11/6/2019,15,二、数据库管理系统（ DBMS ） Database Management System是为数据库的建立、使用、管理和维护而配置的系统软件，它建立在操作系统基础上，对数据库进行统一的管理和控制，是用户与数据库的接口。 提供了用户对数据库进行操作的各种命令、工具、方法（建库、记录输入、修改、检索、显示、删除、统计）APPEND，MOD

8、IFY，SEEK，DISPLAY，DELETE，COUNT 常用系统：DB2 ， Informix ，Sybase, Visual FoxPro,11/6/2019,16,DBMS的功能: 1、数据定义 2、数据操纵 3、数据的组织和存储管理 4、数据库运行管理 5、数据库的维护,11/6/2019,17,三、数据库管理员（ DBA ） 概念 DBA 是指对数据库系统进行管理和控制的机构和相关人员，具有最高的数据库用户特权，负责全面管理数据库系统。 职责 规划和定义数据库的结构 定义数据库的安全性要求和完整性约束条件 选择数据库的存取结构和存取路径 监督和控制数据库的使用和运行 改进数据库系统

9、和重组数据库系统,11/6/2019,18,数据库系统（DBS）的组成,应用程序 DB DBMS 操作系统 硬件 人- 用户 DBA数据库管理员,硬件,OS,DBMS DB,数据库应用系统,11/6/2019,19,使用数据库（DB）的两种基本方法,11/6/2019,20,1.3 数据库系统的模式结构,11/6/2019,21,三级模型结构的结构特征： 从数据管理的角度来看,与数据库打交道的有三类人员：用户、应用程序员和系统程序员,由于他们对数据库的认识、理解和接触范围各不相同,从而形成了各自的数据库视图 所谓视图是指观察、认识和理解数据的范围、角度和方法。根据各类人员与数据库的不同关系，可

10、把视图分为三种：即对应于用户的外部视图、对应于应用程序员的概念视图和对应于系统程序员的内部视图。由此形成数据库系统的三级模式结构：外模式、概念模式和内模式,数据库系统的体系结构,11/6/2019,22,用户A1,用户A2,用户B1,用户B2,外视图A,外模式A,外视图B,外模式B,概念模式,概念视图,存储结构定义 （内模式）,存储数据库 （内视图）,DBMS,由数据库管理员建立和维护的模式,11/6/2019,23,1.4 数据模型,数据库的核心是数据模型 数据库中的数据是按一定的数据模型组织、描述和存储的数据库包含两部分内容： 1、数据组织方式与要求-元数据 2、实际数据-按一定数据模型组

11、织并存储的所需数据,11/6/2019,24,几个概念,记录：描述对象的数据-记录 record 字段：描述对象属性的数据-域 field 数据模型：描述实体模型的数据格式-模型model 文件：同一类记录的集合-文件file,字段,记录,11/6/2019,25,1.4.1 数据模型概述 信息具体的数据表示经历三个领域（抽象过程）,同类记录的集合为文件,信息三个领域之间的关系,11/6/2019,26,数据模型定义 数据模型是对客观事物及其联系的数据描述，即实体模型的数据化，是对现实世界的抽象。是反映客观事物及客观事物间联系的数据组织的结构和形式。,数据模型由三个部分组成： 表示实体及实体间

12、联系的数据结构描述 ； 对数据的操作； 数据的完整性约束条件,11/6/2019,27,是由数据模型决定的：在数据库中的数据如果依照层次模型进行数据存储，则该数据库为层次数据库；如果依照网络模型进行数据存储，则该数据库为网络数据库；如果依照关系模型进行数据存储，则该数据库为关系数据库。,数据库的性质,11/6/2019,28,逻辑数据模型的种类 层次模型（阶层的样板）树形结构 网络模型（网络模型）网状结构 关系模型（表示关系的样板）二维表 面向对象模型,数据模型根据适用对象的不同，分为两类： 概念数据模型：面向客观世界、面向用户，描述用户和设计者都能理解的信息结构 逻辑数据模型：面向DBMS和

13、计算机，刻画实体在数据库中的组织、存储形式及其联系。（一般称其为数据模型）,11/6/2019,29,1.4.2 E-R模型,E-R模型,即“实体-联系” 模型 1、实体（Entity）：客观存在的事物； 2、联系（Relationship）：实体集之间的关系； 3、属性（Attribute）：实体所具有的特征。 关系类型：一对一、一对多、多对多 E-R图（P8） 实体、联系、属性,11/6/2019,30,1层次模型 层次模型（hierarchical model）表示数据间的从属关系结构，是一种以记录某一事物的类型为根结点的树形结构。 层次数据模型象一棵倒置的树，根结点在上，层次最高；子结

14、点在下，逐层排列。层次模型的示例如图 :,人才管理中心,北京市,国有企业界,科研机构,高等院校,广东省,黑龙江省,上海市,11/6/2019,31,2网状模型（网络模型） 网状模型（network model）是层次模型的扩展，表示多个从属关系的层次结构，呈现一种交叉关系的网络结构。 网状模型是以记录为结点的网络结构，它可以表示较复杂的数据结构，即可以表示数据间的纵向关系与横向关系。这种数据模型在概念上、结构上都比较复杂，操作上也有很多不便。网状模型的示例如图:,11/6/2019,32,1.4.3 关系模型 关系模型（relational model）的所谓“关系”是有特定含义的，广义地说，

15、任何数据模型都描述一定事物数据之间的关系。 关系模型的所谓“关系”虽然也适用于这种广义的理解，但同时又特指那种虽具有相关性而非从属性的平行的数据之间按照某种序列排列的集合关系。,关系：用二维表格的结构形式来表示实体集及实体间的联系 列：字段或域（对应于某类实体属性） 行：记录 (对应于一特定实体) 二维表：亦称为一个关系（P7) 关系模式: 对关系模型结构的描述: 模式名(属性列表),11/6/2019,33,关系的示例如图:,某部门专门人才基本情况表,某地区专门人才基本情况表,11/6/2019,34,关系术语： 关系：一张二维表称为一个关系 元组、记录：二维表水平方向的行， 对应现实世 界

16、一个实体 属性：即字段，一个关系的首行内 容，确定二维表垂直方向的列 域：属性的取值范围,11/6/2019,35,2、 二维表的关键字 作用：用以区分不同的纪录 二维表中不允许出现相同的记录 超关键字（总存在） 能唯一确定记录的一个列或几个列的组 全体字段必然是超关键字（原因：无相同记录） 单一关键字（学号）和合成关键字（学院+姓名） 侯选关键字：超关键字的最小列集、二维表至少有一个（肯定也是超关键字）（学号、编号） 主关键字：是选出的侯选关键字，唯一值，不空 外部关键字：当一张二维表A（一）的主关键字被包含到另一张二维表（ B ）中时，A表的主关键字称为 B 表的外部关键字（相对）,11/6/2019,36,集合运算-并、差、交 关系运算-选择、投影、联接,3、 关系的