第1章数据库基本理论精选文档.ppt

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1、第1章数据库基本理论本讲稿第一页，共三十二页你们学 Visual FoxPro吗?当然，Visual FoxPro是我国高校文科类专业首先的计算机语言，它能使我们应对日后面临的信息处理问题。同时还能提高我们的信息文化素养。本讲稿第二页，共三十二页联系方式：联系方式：QQ:40613297 MOBILE：15881638810本讲稿第三页，共三十二页教学内容和目标教学内容和目标:了解数据库的基本理论，熟练掌握了解数据库的基本理论，熟练掌握Visual FoxProVisual FoxPro语言。能语言。能够使用够使用VFPVFP开发的简单数据库应用系统（如：学生成绩管理系统、开发的简单数据库应用

2、系统（如：学生成绩管理系统、工资管理系统等）。通过四川省计算机等级考试二级。工资管理系统等）。通过四川省计算机等级考试二级。本讲稿第四页，共三十二页考核方式考核方式:总成绩总成绩=70%（期末考试成绩）（期末考试成绩）+30%（实验成绩）（实验成绩）本讲稿第五页，共三十二页第一章第一章 数据库概述数据库概述本讲稿第六页，共三十二页本章学习目的本章学习目的:1.了解数据、信息、数据处理、数据模型的基本概念。了解数据、信息、数据处理、数据模型的基本概念。2.掌握数据库、数据库管理系统、数据库系统的概掌握数据库、数据库管理系统、数据库系统的概念。念。3.掌握关系表中的关键字、候选关键字、关系模型掌握

3、关系表中的关键字、候选关键字、关系模型等概念。等概念。4.掌握实体间等联系。掌握实体间等联系。5.熟悉主要关系运算。熟悉主要关系运算。6.了解关系规范化理论。了解关系规范化理论。7.熟悉关系的完整性。熟悉关系的完整性。本讲稿第七页，共三十二页第一节数据、信息和数据处理第一节数据、信息和数据处理一一.数据数据数据是人们对客观世界记录下来的可以鉴别的符号。它包括数值数据是人们对客观世界记录下来的可以鉴别的符号。它包括数值型数据和非数值型数据。是计算机加工处理的原材料。型数据和非数值型数据。是计算机加工处理的原材料。数据数据 表示表示数值数据数值数据数、字母、符号数、字母、符号图形数据图形数据图形、

4、图片图形、图片声音数据声音数据声音、噪声声音、噪声视觉数据视觉数据动画、图象动画、图象本讲稿第八页，共三十二页二二.信息信息信息是一种经过加工的数据，且对其接收者行为产生一定影响。信息是一种经过加工的数据，且对其接收者行为产生一定影响。三三.数据处理数据处理数据处理是将数据转换成信息的过程。它包括对数据的收数据处理是将数据转换成信息的过程。它包括对数据的收集、分类、排序、存储、计算、加工、检索、传输、更新等处集、分类、排序、存储、计算、加工、检索、传输、更新等处理过程理过程。本讲稿第九页，共三十二页第二节数据库技术的发展第二节数据库技术的发展数据库（数据库（Data Base DB）技术是世纪

5、年代末出现的以）技术是世纪年代末出现的以计算机技术为基础的数据处理技术。数据处理的核心问题是数据管理。计算机技术为基础的数据处理技术。数据处理的核心问题是数据管理。随着计算机软、硬件的发展和进步，计算机数据管理水平不断提随着计算机软、硬件的发展和进步，计算机数据管理水平不断提高，管理方式也发生了很大的变化。高，管理方式也发生了很大的变化。本讲稿第十页，共三十二页数据管理的发展经历了人工管理、文件管理和数据库系统数据管理的发展经历了人工管理、文件管理和数据库系统（Data Base System DBS）三个阶段。）三个阶段。.人工管理阶段人工管理阶段数据由计算机的程序携带。数据不独立、不能长期

6、保存、各数据由计算机的程序携带。数据不独立、不能长期保存、各程序间的数据不能相互传递。程序间的数据不能相互传递。.文件管理阶段文件管理阶段有关数据组织成一个脱离程序而独立存储的文件。但数据没有完全独有关数据组织成一个脱离程序而独立存储的文件。但数据没有完全独立，存在数据的共享性极差，数据不能集中管理，安全性和完整性都不能立，存在数据的共享性极差，数据不能集中管理，安全性和完整性都不能保障。保障。.数据库系统阶段数据库系统阶段数据库系统是将所有的数据集中到一个数据库中，形成一个数据数据库系统是将所有的数据集中到一个数据库中，形成一个数据中心，实行统一规划、集中管理，用户通过数据库管理系统（中心，

7、实行统一规划、集中管理，用户通过数据库管理系统（Data Base Management System DBMS）来使用数据库中的数据。）来使用数据库中的数据。本讲稿第十一页，共三十二页第三节数据库系统基本概念第三节数据库系统基本概念一、数据库（一、数据库（Data Base,DB）数据仓库。存放诸多数据表、表的视图、表之间的关联、表数据仓库。存放诸多数据表、表的视图、表之间的关联、表的属性、表的完整性等信息的磁盘文件。的属性、表的完整性等信息的磁盘文件。二、数据库管理系统（二、数据库管理系统（Data Base Management System,DBMS）用户和数据库的接口软件。负责数据库

8、的定义、建立、操纵、管理、用户和数据库的接口软件。负责数据库的定义、建立、操纵、管理、维护的系统软件。是数据库系统的核心部分。维护的系统软件。是数据库系统的核心部分。本讲稿第十二页，共三十二页三、数据库系统（三、数据库系统（Data Base System,DBS）引进数据库技术的计算机系统。数据库系统是把有关计算机硬件、引进数据库技术的计算机系统。数据库系统是把有关计算机硬件、软件、数据和人员组合起来为用户提供信息服务的系统。软件、数据和人员组合起来为用户提供信息服务的系统。四、数据库应用系统四、数据库应用系统在在DBMS支持下根据实际问题开发出来的数据库应用软件，通常支持下根据实际问题开发

9、出来的数据库应用软件，通常是有数据库和应用程序组成。是有数据库和应用程序组成。.操作系统数据库管理系统应用程序数据库数据字典用户用户本讲稿第十三页，共三十二页第四节数据模型第四节数据模型 数据模型所描述的内容有三部分：数据结构、数据操作、数据数据模型所描述的内容有三部分：数据结构、数据操作、数据约束。约束。较为熟悉并被人们大量使用过的数据模型有：较为熟悉并被人们大量使用过的数据模型有：层次模型、层次模型、网状模型、关系模型、网状模型、关系模型、面向对象数据模型等。面向对象数据模型等。20世纪世纪80年年代以后开发的代以后开发的DBMS都支持关系模型。都支持关系模型。以下我们来研究关系模型。以下

10、我们来研究关系模型。本讲稿第十四页，共三十二页 关系即二维表，一种结构文件。关系即二维表，一种结构文件。二维表应具有的特征是：每一数二维表应具有的特征是：每一数据项不能在再分；每一列数据类型相同；表中每一列字段名不同；据项不能在再分；每一列数据类型相同；表中每一列字段名不同；行列顺序可以互换。行列顺序可以互换。本讲稿第十五页，共三十二页一、数据描述一、数据描述 数据描述是数据处理中的一个重要环节。从事物的特性数据描述是数据处理中的一个重要环节。从事物的特性到计算机中的具体表示，实际上经历了三个领域：现实世界、到计算机中的具体表示，实际上经历了三个领域：现实世界、信息世界和数据世界。信息世界和数

11、据世界。（以教学管理为例）（以教学管理为例）事物性质实体属性记录数据项现实世界信息世界数据世界本讲稿第十六页，共三十二页加工转换实体集 实体相关属性集合数据库 记录相关属性集合客观事物 事物相关属性集合认识选择描述现实世界现实世界信息世界信息世界(E-R概念模型概念模型)数据世界数据世界 (数据结构模数据结构模型型)认识、抽象 关系关系1(属性属性1，属性属性2，)；关系关系2()；转换 现实世界、信息世界和数据世界的转换现实世界、信息世界和数据世界的转换本讲稿第十七页，共三十二页现实世界现实世界信息世界信息世界数据世界数据世界个体：个体：一个实际存在且可识别一个实际存在且可识别的事物的事物实

12、体：实体：具体描述的客观事物具体描述的客观事物记录（元组）记录（元组）总体：总体：同一类个体的集合；同一类个体的集合；实体集：实体集：具有相同性质的实体具有相同性质的实体文件（关系）文件（关系）特征项：特征项：个体的特征；个体的特征；属性：属性：实体的属性实体的属性数据项（字段）数据项（字段）（域）（域）标识特征项：标识特征项：能够标识的特征项；能够标识的特征项；标识属性：标识属性：能够唯一表示实体的能够唯一表示实体的属性属性关键字（候选关键字（候选关键字，外码，关键字，外码，非主属性）非主属性）现实世界、信息世界和数据世界的术语现实世界、信息世界和数据世界的术语现实世界、信息世界和数据世界的

13、术语现实世界、信息世界和数据世界的术语本讲稿第十八页，共三十二页二、实体间的联系二、实体间的联系 实体间的联系是指一个实体集中可能出现的每一个实体与另一实体实体间的联系是指一个实体集中可能出现的每一个实体与另一实体集中多少个具体实体存在联系。实体之间有各种各样的联系，归纳起来集中多少个具体实体存在联系。实体之间有各种各样的联系，归纳起来有有3 3种类型：种类型：（1 1）一对一联系（）一对一联系（1:11:1）（2 2）一对多联系（）一对多联系（1:1:）（3 3）多对多联系（）多对多联系（:）学生学习学生成绩学生学习成绩选课选课授课M本讲稿第十九页，共三十二页本讲稿第二十页，共三十二页本讲稿

14、第二十一页，共三十二页本讲稿第二十二页，共三十二页三三.规范化设计理论规范化设计理论 E.F.Codd于于1971年提出规范化理论。他定义了五种规范化年提出规范化理论。他定义了五种规范化模式（模式（Normal Form,NF）,简称范式。简称范式。范式表示的是关系模式的规范化程度，也即满足某种约束条件范式表示的是关系模式的规范化程度，也即满足某种约束条件的关系模式，根据满足的约束条件的不同来确定范式。如满足最低的关系模式，根据满足的约束条件的不同来确定范式。如满足最低要求，则为第一范式（要求，则为第一范式（First Normal Form,简称简称1NF）。符合）。符合1NF而又进一步满足

15、一些约束条件的成为第二范式（而又进一步满足一些约束条件的成为第二范式（2NF），等等。），等等。本讲稿第二十三页，共三十二页1.规范化的概念规范化的概念在五种范式中，通常只用到前三种。在五种范式中，通常只用到前三种。第一范式（第一范式（1NF）：元组中每一个分量都必须是不可分割的数据）：元组中每一个分量都必须是不可分割的数据项。项。第二范式（第二范式（2NF）：不仅满足第一范式，而且所有非主属性完全依）：不仅满足第一范式，而且所有非主属性完全依赖于其主码。赖于其主码。第三范式（第三范式（3NF）：不仅满足第二范式，而且它的任可一个非主属）：不仅满足第二范式，而且它的任可一个非主属性都不传递主关

16、键字性都不传递主关键字 本讲稿第二十四页，共三十二页第一范式（第一范式（1NF）第一范式的关系应满足的基本条件是元组中的每一个份量第一范式的关系应满足的基本条件是元组中的每一个份量都必需是不可分割的数据项。如：都必需是不可分割的数据项。如：教师代码 姓名 职称 课题号 课题名001张三 讲师 11信息化002李四 教授 22人力资源教师代码 姓名 职称课题课题号课题名001张三 讲师 11信息化002李四 教授 22人力资源本讲稿第二十五页，共三十二页第二范式（第二范式（2NF）关系不仅满足第一模式，而且所有非主属性完全依赖于主关系不仅满足第一模式，而且所有非主属性完全依赖于主码。码。如：如：

17、（1）教师代码）教师代码 姓名姓名 职称职称 （2）课题号）课题号 课题名课题名 （3）教师代码）教师代码 课题号课题号 001 张三张三 讲师讲师 01 信息化信息化 001 11 002 李四李四 教授教授 02 人力资源人力资源 002 22教师代码 姓名 职称 课题号 课题名001张三 讲师 11信息化002李四 教授 22人力资源本讲稿第二十六页，共三十二页3.第三模式（第三模式（3NF）关系不仅满足第二模式，而且它的任何一个非主属性都关系不仅满足第二模式，而且它的任何一个非主属性都不传递依赖主关键字。如：不传递依赖主关键字。如：（1）产品代码）产品代码 产品名产品名 生产厂名生产厂

18、名 （2）生产厂名）生产厂名 生产厂址生产厂址 1001 电视电视1 风华风华 风华风华北京北京 1002 电视电视2 风华风华 永兴永兴 上海上海 2001 空调空调1 永兴永兴 2001 空调空调2 永兴永兴 产品代码产品名称生产厂名生产厂址1001电视1风华北京1002电视2风华北京2001空调1永兴上海2002空调2永兴上海本讲稿第二十七页，共三十二页四、关系运算四、关系运算1.选择运算：从关系中找出满足条件的记录。选择运算：从关系中找出满足条件的记录。COPY TO DP03 FOR 系号系号“DP03”本讲稿第二十八页，共三十二页2.投影运算：从关系中选出某些指定的属性。投影运算：

19、从关系中选出某些指定的属性。COPY TO JBQK FIEL 学号学号,姓名姓名,性别性别,系号系号本讲稿第二十九页，共三十二页3.连接运算：两个关系通过共同的属性连接成一个新的关系。连接运算：两个关系通过共同的属性连接成一个新的关系。JOIN WITH B TO SZX FOR 系号系号=B.系号系号 FIELDS 学号学号,姓名姓名,B.系名系名本讲稿第三十页，共三十二页四、关系的完整性四、关系的完整性为了保证关系中数据的正确、有效使用，需建立数据完整性的制约为了保证关系中数据的正确、有效使用，需建立数据完整性的制约机制加以控制。机制加以控制。关系完整性是指关系中的数据以及有关联关系的数据必须遵循关系完整性是指关系中的数据以及有关联关系的数据必须遵循的制约和依存关系，以保证收据的正确性、有效性和相容性。的制约和依存关系，以保证收据的正确性、有效性和相容性。关系完整性主要包括关系完整性主要包括:实体完整性、域完整性、参照完整性实体完整性、域完整性、参照完整性。例：学生（学号，姓名，性别，出生日期例：学生（学号，姓名，性别，出生日期）课程（课程号，课程名）课程（课程号，课程名）成绩（学号，课程号，成绩）成绩（学号，课程号，成绩）本讲稿第三十一页，共三十二页本讲稿第三十二页，共三十二页