其它考试]公共基础-数据库基础知识

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1、2019/1/14,1,数据库基础知识,目 录,上一页,下一页,退 出,2019/1/14,2,本 章 要 点,1.1.1 数据库的发展 1.1.2 数据库系统 1.1.3 数据模型 1.1.4 关系数据库,思考题,2019/1/14,3,1.1.1 数据库的发展 数据与信息 数据的概念包括两个方面，即数据内容和数据形式。数据内容是指所描述客观事物的具体特性，也就是通常所说数据的“值”；数据形式则是指数据内容存储在媒体上的具体形式，也就是通常所说数据的“类型”。数据主要有数字、文字、声音、图形和图像等多种形式。 信息是指数据经过加工处理后所获取的有用知识。信息是以某种数据形式表现的。 数据是信

2、息的具体表现形式，信息是数据有意义的表现。,要 点,1.1 数据库基础知识,2019/1/14,4,2 数据处理 数据处理就是将数据转换为信息的过程。 例如，学生各门成绩为原始数据，经过计算得出平均成绩和总成绩等信息，计算处理的过程就是数据处理。,要 点,2019/1/14,5,数据处理的发展主要经历了三个阶段： 人工管理 文件管理 数据库管理,要 点,2019/1/14,6,（1）人工管理阶段 从50年代初开始，开始将计算机应用于数据处理； 计算处理的数据量很小，基本上不存在数据管理的问题； 早期的计算机主要用于科学计算，数据不需要长期保存； 当时的计算机没有专门管理数据的软件； 没有像磁盘

3、这样可随机存取的外部存储设备； 对数据的管理没有一定的格式，数据依附于处理它的应用程序，使数据和应用程序一一对应，互为依赖。,要 点,2019/1/14,7,在人工管理阶段，应用程序与数据之间的关系如图1-1所示。,2019/1/14,8,（2）文件管理阶段 从50年代后期开始至60年代末为文件管理阶段，应用程序通过专门管理数据的软件（即操作系统）来使用数据，操作系统的一项主要功能是文件管理； 由于计算机存储技术的发展和操作系统的出现，同时计算机硬件也已经具有可直接存取的磁盘、磁带及磁鼓等外部存储设备； 数据处理应用程序利用操作系统的文件管理功能，将相关数据按一定的规则构成文件，通过文件系统对

4、文件中的数据进行存取、管理，实现数据的文件管理方式。,要 点,2019/1/14,9,在文件管理阶段，应用程序与数据之间的关系如图1-2所示。 , ,2019/1/14,10,（3）数据库管理阶段 数据库管理阶段是60年代末在文件管理基础上发展起来的； 出现了数据库管理系统（DataBase Management System，DBMS），运用数据库技术进行数据管理，将数据管理技术推向了数据库管理阶段。 数据库技术使数据有了统一的结构，对所有的数据实行统一、集中、独立的管理，以实现数据的共享，保证数据的完整性和安全性，提高了数据管理效率。 在应用程序和数据库之间，由数据库管理软件DBMS把所有

5、应用程序中使用的相关数据与各个应用程序之间提供方便、快捷的查询、使用。,2019/1/14,11,在数据库管理阶段，应用程序与数据之间的关系如图1-3所示。 ,2019/1/14,12,数据库系统与文件系统的区别是： 数据库中数据的存储是按同一结构进行的，不同的应用程序都可直接操作使用这些数据，应用程序与数据间保持高度的独立性； 数据库系统提供一套有效的管理手段，保持数据的完整性、一致性和安全性，使数据具有充分的共享性； 数据库系统还为用户管理、控制数据的操作，提供了功能强大的操作命令，使用户直接使用命令或将命令嵌入应用程序中，简单方便地实现数据库的管理、控制操作。,2019/1/14,13,

6、1.1.2 数据库系统 1 数据库系统的组成 数据库应用系统简称为数据库系统（DataBase System，DBS），是一个计算机应用系统。它由计算机硬件、操作系统、数据库管理系统、数据库、应用程序和用户等部分组成。,2019/1/14,14,（1）计算机硬件 主要包括主机、存储设备、I/O通道等。大型数据库系统一般都建立在计算机网络环境下。 （2）数据库管理系统 数据库管理系统（DataBase Management System，DBMS）是指负责数据库存取、维护、管理的系统软件。它是数据库系统的核心，其功能的强弱是衡量数据库系统性能优劣的主要指标。 DBMS必须运行在相应的系统平台上，

7、在操作系统和相关的系统软件支持下，才能有效地运行。,2019/1/14,15,（3）数据库 数据库(DataBase，DB )是指数据库系统中以一定组织方式将相关数据组织在一起，存储在外部存储设备上所形成的、能为多个用户共享的、与应用程序相互独立的相关数据集合； 集中性是指把数据库看成性质不同的数据文件的集合，其中的数据冗余很小； 共享性是指多个不同用户使用不同语言，为了不同应用目的可同时存取数据库中的数据。 数据库中的数据由DBMS进行统一管理和控制，用户对数据库进行的各种数据操作都是通过DBMS实现的。,2019/1/14,16,（4）应用程序 应用程序（Application）是在DBM

8、S的基础上，由用户根据应用的实际需要所开发的、处理特定业务的应用程序。 （5）数据库用户 用户（User）是指管理、开发、使用数据库系统的所有人员，通常包括数据库管理员、应用程序员和终端用户。,2019/1/14,17,1.1.3 数据模型 1 信息处理的三个层次 （1）现实世界 现实世界就是存在于人脑之外的客观世界，客观事物及其相互联系就处于现实世界中。客观事物可以用对象和性质来描述； （2）信息世界 信息世界就是现实世界在人们头脑中的反映，又称观念世界。客观事物在信息世界中称为实体，反映事物间联系的是实体模型或概念模型。现实世界是物质的，相对而言信息世界是抽象的； （3）数据世界 数据世界

9、就是信息世界中的信息数据化后对应的产物。现实世界中的客观事物及其联系，在数据世界中以数据模型描述。相对于信息世界，数据世界是量化的、物化的。,2019/1/14,18,2 实体模型 实体模型又称概念模型，它是反映实体之间联系的模型。实体模型只是将现实世界的客观对象抽象为某种信息结构。,2019/1/14,19,3 实体 客观事物在信息世界中称为实体（Entity），它是现实世界中任何可区分、识别的事物。实体可以是具体的人或物，也可以是抽象概念； （1）属性 实体具有许多特性，实体所具有的特性称为属性（Attribute）。一个实体可用若干属性来刻画。每个属性都有特定的取值范围即值域（Domai

10、n），值域的类型可以是整数型、实数型、字符型等;； （2）实体型和实体值 实体型就是实体的结构描述，通常是实体名和属性名的集合。具有相同属性的实体，有相同的实体型； （3）属性型和属性值 与实体型和实体值相似，实体的属性也有型与值之分。属性型就是属性名及其取值类型，属性值就是属性在其值域中所取的具体值； （4）实体集 性质相同的同类实体的集合称实体集。如一个班的学生。,2019/1/14,20,4 实体联系 建立实体模型的一个主要任务就是要确定实体之间的联系。常见的实体联系有3种：一对一联系、一对多联系和多对多联系。如图1-6所示。,2019/1/14,21,（1）一对一联系（1:1） 若两个

11、不同型实体集中，任一方的一个实体只与另一方的一个实体相对应，称这种联系为一对一联系。如班长与班级的联系，一个班级只有一个班长，一个班长对应一个班级。 （2）一对多联系（1:n） 若两个不同型实体集中，一方的一个实体对应另一方若干个实体，而另一方的一个实只对应本方一个实体，称这种联系为一对多联系。如班长与学生的联系，一个班长对应多个学生，而本班每个学生只对应一个班长。 （3）多对多联系（m:n） 若两个不同型实体集中，两实体集中任一实体均与另一实体集中若干个实体对应，称这种联系为多对多联系。如教师与学生的联系，一位教师为多个学生授课，每个学生也有多位任课教师。,2019/1/14,22,5 数据

12、模型 数据模型是指数据库中数据与数据之间的关系。 数据模型是数据库系统中一个关键概念，数据模型不同，相应的数据库系统就完全不同，任何一个数据库管理系统都是基于某种数据模型的。数据库管理系统常用的数据模型有下列三种： 层次模型 网状模型 关系模型。,2019/1/14,23,（1）层次数据模型（Hierarchical Model） 层次模型的基本特点： 有且仅有一个结点无父结点，称其为根结点； 其他结点有且只一个父结点。,2019/1/14,24,（2）网状数据模型（Network Model） 网状模型的基本特点： 一个以上结点无父结点； 至少有一结点有多于一个的父结点。,2019/1/14

13、,25,（3）关系模型（Relational Model） 是一个特殊的二维表（满足7个特性） 。 二维表中元组个数是有限的 二维表中元组均不相同 二维表中元祖的次序可以任意交换 属性是不可分割的基本数据项 二维表中属性名各不相同 二维表中属性与次序无关，可以任意交换 二维表属性的分量具有与该属性相同的值域,2019/1/14,26,表1-1 学生基本情况表,2019/1/14,27,1.1.4 关系数据库 1 关系的基本概念 （1）关系 一个关系就是一张二维表，通常将一个没有重复行、重复列的二维表看成一个关系，每个关系都有一个关系名。例如，表1-2考生简况和表1-3考生考试成绩就代表两个关系

14、，“考生简况”及“考生考试成绩”则为各自的关系名。 在Visual FoxPro中，一个关系对应于一个表文件，简称为表，关系名则对应于表文件名或表名。,2019/1/14,28,表3-1 student表 student表结构为：（学号C(9),姓名C(8),性别C(2),出生日期D, 党员否L,专业C(20),简介M,照片G）,2019/1/14,29,表3-2 course表 course表结构为：（课程号C(4),课程名C(16),学分N(2),学时N(3)）,2019/1/14,30,表3-3 score表 score表结构为：（学号C( 9 )，课程号C( 4 ),成绩N( 3 )

15、）,2019/1/14,31,（2）元组 二维表的每一行在关系中称为元组。 在Visual FoxPro中，一个元组对应表中一个记录。 （3）属性 二维表的每一列在关系中称为属性，每个属性都有一个属性名，属性值则是各个元组属性的取值。 在Visual FoxPro中，一个属性对应表中一个字段，属性名对应字段名，属性值对应于各个记录的字段值。 （4）域 属性的取值范围称为域。域作为属性值的集合，其类型与范围具体由属性的性质及其所表示的意义确定。同一属性只能在相同域中取值。,2019/1/14,32,（5）关键字 关系中能唯一区分、确定不同元组的属性或属性组合，称为该关系的一个关键字。单个属性组成

16、的关键字称为单关键字，多个属性组合的关键字称为组合关键字。需要强调的是，关键字的属性值不能取“空值”，所谓空值就是“不知道”或“不确定”的值，因而无法唯一地区分、确定元组。 表1-2中“准考证号”及“身份证号”属性可以作为单关键字，因为准考证号和身份证号不允许相同。而“姓名”及“出生日期”则不能作为关键字，因为考生中可能出现重名或相同出生日期。如果所有同名考生的出生日期不同，则可将“姓名”和“出生日期”组合成为组合关键字。,2019/1/14,33,（6）候选关键字 关系中能够成为关键字的属性或属性组合可能不是惟一的。凡在关系中能够唯一区分、确定不同元组的属性或属性组合，称为候选关键字。如表1-2中“准考证号”和“身份证号”属性都是候选关键字。 （7）主关键字 在候选关键字中选定一个作为关键字，称为该关系的主关键字。关系中主关键字是唯一的。 （8）外部关键字 关系中某个属性或属性组合并非关键字，但却是另一个关系的主