第一章 数据库概述

数据不共享，冗余度高 数据是面向应用的。
1.2.2 文件系统阶段 20世纪50年代末至60年代，计算机 操作系统中专门设置了文件系统来管理数 据，计算机的数据管理进入了文件系统阶 段。文件系统把有关的数据组织成一种可 以脱离程序而独立存在的文件，由专门的 文件管理系统统一管理数据文件。
程序1
程序1
程序2
数据库管 理系统
. . .
程序n
数 据 库
数据库系统
1.3 数据模型
数据模型是对现实世界数据特征的 抽象，是用来描述数据的结构和联系的 一组概念和定义，是数据库的核心内容。 数据模型的三要素：数据结构、数据 操作、数据约束条件。
现实世界的事物抽 象、组织为某一DBMS 支持的数据模型，这 一过程划分成3个主要 阶段： 现实世界阶段 信息世界阶段 计算机世界阶段
高级语言程序设计
主讲教师：李辉
(Email：jackboy5182000@)
河南科技大学 信管教研室
课程安排
总学时： 56 讲课学时：40 实验学时：16 选用教材：《Visual Foxpro 数据库应用教
程与实验》（第二版） 徐辉主编 清华大学出版 社
考核
考核方式：闭卷考试 成绩构成：总成绩=出勤和书面作业占10% + 上机实验占20% +期末考试成绩占70%
院系 文学院 西语学院 法学院 文学院 法学院 文学院 文学院 法学院 哲学院 西语学院
出生年月 1979-12-18 1980-10-1 1978-12-10 1980-1-19 1980-7-7 1979-11-11 1979-9-1 1979-11-16 1979-10-26 1980-2-4
外模式
由数据 库管理 员建立 和维护 的模式
外模式A
视图A
…… 外模式B
视图BΒιβλιοθήκη 模式概念模式（模式） 概念视图 存储结构定义 存储数据库 （内模式） （内视图）
DBMS
……
内模式
外模式 外模式又称子模式或用户模式或视 图模式，它是数据库用户和数据库系统 的接口，是数据库用户看到的数据视图， 是对数据库中局部数据的逻辑结构和特 征的描述。
实体间的联系： 1:1 ：实体集A的任 意一个实体至多与实体 集B中的一个实体之间 存在联系，反之亦然， 记为1:1。例如，班
级和班长之间的管 理关系。
1:n ：实体集A的 任意一个实体与实体 集B中的n（n≥0）个 实体相联系，反之， 实体集B的任意一个 实体至多与实体集A 的一个实体相联系， 记为1:n。如，班级 与学生之间的联系。
层次数据模型
1.3.3 网状模型 网状模型（Network Model）是层次模 型的扩展，它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。 网状模型的特点： （1）允许任意一个结点没有双亲； （2）允许结点有一个以上的双亲； （3）允许两个结点之间有多种联系；
系
教研室
课程
学生
教师
学号 98402017 98404062 97410025 98402019 98410012 98402021 98402006 98410101 98401012 98404006
姓名 陈超群 曲歌 刘铁男 王艳 李侠 赵勇 彭德强 毕红霞 王维国 刘向阳
性别 男 男 男 女 女 男 男 女 男 男
2001008 赵 云 680.00
1.3.4 面向对象模型
面向对象模型利用面向对象程序设计 中的对象和类构建的一种模型。它继承关 系模型许多特性，并支持面性对象的程序 设计。是目前最有前途和生命力的数据模 型。
1.4 数据库系统
何谓数据库呢？ “数据库”直观理解为存放数据的仓 库，但数据是按一定格式存放的。 “数据库”是数据库系统的核心和管 理对象。
学习内容
第1章 数据库系统概述 第2章 关系数据库基本理论 第3章 Visual FoxPro 9.0概述 第4章 VFP语言基础 第5章 数据库与表 第6章 数据查询和视图 第8章 表单设计基础 第9章 程序设计基础 第10章 表单控件和类 第11章 报表设计 第12章 菜单和工具栏设计
学习目标
数据集1
程序2
数据集2 文件系统
. . .
. . .
数据集n
程序n
文件系统
但是，数据文件仍高度依赖于其 对应的程序，不能被多个程序所共享。 数据文件之间不能建立任何联系，因 而数据的通用性仍然较差，冗余量大。 所以仍存在着：
数据独立性差，不能共享数据 虽然从程序文件中分离了出来，但 文件系统管理的数据文件只能简单地存 放数据，且一个数据文件一般只能被相 应的程序文件专用，相同的数据要被另 外的程序使用，必须再产生数据文件， 这样就出现了数据的重复存储问题，即 数据冗余
完整的E-R图实例
1.3.2 层次模型 层次模型（Hierarchical Model） 按着数据的从属关系来组织数据的一种数 据模型。类似于磁盘上的树型目录结构。 层次模型的特点：
（1）每棵树有且仅有一个结点无双亲。称 为根结点； （2）除根结点外其他结点有且仅有一个双 亲结点，无子结点的结点称为叶子结点。
实现数据共享，减少数据冗余度 由于数据库文件不仅与程序文件 相互独立，而且具有合理规范的结构， 不同的程序可以同时使用数据库中相同 的数据，这样就大大节省了存储资源， 减少了数据的冗余度
实现数据独立 数据库系统阶段实现了在物理上 和逻辑上的独立，增强了数据库运行的 稳定性。
数据结构化 数据库采用了合理的结构来安排其中 的数据，不仅同一数据文件中的数据之间 存在特定的联系，各数据文件之间也可以 建立关系，这是文件系统不能做到的。 有统一的数据控制功能 在数据库系统中，DBMS提供数据库定 义、数据库运行、维护、数据安全性、数 据完整性、并发控制、数据恢复等控制功 能。
数据不能独立 由于数据依赖特定的应用程序， 缺乏独立性。 程序1： 程序2： … 程序n：
算法1 数据1 算法2
…
算法n 数据n
数据2
手工管理
数据不能长期保存 这个阶段计算机的主要任务是科 学计算。计算机运行时，程序和数据 在计算机中，程序运行结束后，数据 即从计算机中释放出来
数据没有专门的管理软件 由于计算机系统没有数据管理 软件管理数据，也就没有数据的统 一存取规则。数据的存取、输入输 出方式就由编写程序的程序员自己 确定，这就增加了程序编写的负担
任课
选课
网状数据模型
1.3.4 关系模型
关系模型（Relational Model）是一 种以关系（二维表）的形式表示实体与实 体之间联系的数据模型。
关系模型的相关概念： 关系：一个关系对应一张二维表； 属性：关系中的一列为一属性； 域：属性取值范围； 元组：关系中的一行为一元组， 分量:元组中一个属性值为元组的分量； 关系模式：简记为关系名（属性名1，属 性名2…属性名n）如学生关系（学号， 姓名，学院，出生年月，党员，备注）
1.2 计算机数据管理技术的发展
计算机发明以后，人们一直在努力寻求 如何用计算机更有效地管理数据。随着计算 机硬件和软件技术的发展，计算机数据管理 技术也经历了从低级阶段发展到高级阶段的 过程。按照一般划分，计算机数据管理的发 展有如下几个阶段：
1.2.1 人工管理阶段 20世纪50年代以前，计算机没有能长 期保存数据的存储设备。数据管理是用人 工方式把数据保存在卡片、纸带这类的介 质上，所以称为人工管理阶段。这个阶段 数据管理的最大特征是数据由计算数据的 程序携带，二者混合在一起，因此具有以 下特点。
数据库系统（DBS）是指采用了数 据库技术的计算机系统。它主要由数 据库、用户、计算机硬件、系统软件、 数据库管理系统、开发工具等部分组 成。 从数据库管理系统的角度看，数 据库系统可分为三级模式，从外到内 依次为外模式、模式和内模式。
数据库系统的体系结构如图所示:
用户A1 用户A2 …… 用户B1 用户B2 …… ……
1.4.1 数据库的基本特征
数据结构化且统一管理； 数据有较小的冗余度； 具有较高的数据独立性； 数据共享性好； 具备数据控制的功能 数据库是存放在计算机内的，有组织、 大量的、可共享的数据集合。它可以提供用 户共享、具有较小冗余度和较高的数据独立 性。
1.4.2 数据库系统的体系结构
数据文件不能集中管理 由于这阶段的数据文件没有合理 和规范的结构，数据文件之间不能建 立联系，使得数据文件不能集中管理， 数据的安全性和完整性都得不到保证。
1.2.2 数据库系统阶段 20世纪60年代末，计算机的数据管 理进入数据库系统阶段。数据库系统把 大量的数据有效地组织存放数据库文件 中供程序调用，实现了数据的统一管理 及数据共享。与文件系统相比，数据库 系统具有以下特点：
数据处理 数据处理，就是利用计算机对各种 类型的数据进行采集、整理、存储、分 类、排序、检索、维护、加工、统计和 传输等一系列操作过程，从而从大量的、 原始的数据中获得人们所需要的资料并 提取有用的数据成份，作为行为和决策 的依据。
数据、信息联系与区别 首先，信息和数据是有区别的。数据 是一种符号象征本身是没有意义的，而信 息是事物属性反映，是有意义的知识。 信息是数据经过加工处理的数据，数 据是信息的载体，信息要靠数据来传播。 信息=数据+数据处理
1.3.1 概念模型 基本概念： 实体：客观存在并且可以互相区别的 事物称为实体。如：一个学生 属性：实体所具有的某一特性。如， 学生实体的学号、姓名等。 码：唯一标识实体的属性集称为码。 如，学号是学生实体的码。
域：属性的取值范围。如性别的域为 （男，女）。 实体集：具有相同属性的一类实体的 集合。如全体学生构成了学生实体集。 实体型：用实体名及其属性名集合来 描述实体的类型。例如，学生实体型 描述为：学生（学号，姓名，性别， 年龄）