第一章_数据库概论
数据库原理总结
第一章数据库概论1.人工管理阶段,文件系统阶段,数据库阶段,高级数据库阶段(对象数据库技术,分布式数据库系统,开放数据库互连技术,xml数据库技术,现代信息集成技术)2.数据描述:概念设计中:实体,实体集,属性,实体标识符;逻辑设计中:字段,记录,文件,关键码;物理设计中:位,字节,字,块,桶,卷;3.概念模型,逻辑模型(层次,网状,关系,对象),外部模型,内部模型;4.三层模式(外模式,逻辑模式,内模式),两级映像(外模式/逻辑模式映像，逻辑模式/内模式映像)5.数据库系统：数据库，硬件，软件，数据库管理员第二章关系模型和关系运算理论1.超键：能唯一标识元组的属性或属性集。
候选键：不含有多余属性的超键主键：用户选作元祖标识的候选键。
外键：是其他模式的主键。
实体完整性规则，参照完整性规则，用户定义的完整性规则关系模式的三层体系结构：关系模式，子模式，存储模式2.关系代数的5个基本操作：并，差，笛卡尔积，投影，选择；关系代数的4个组合操作：交，连接，自然连接，除法。
关系代数的7个扩充操作：改名，广义投影，赋值，外连接，外部并，半连接，聚集操作3.关系代数表达式的启发式优化算法：尽可能早的执行选择操作；尽可能早的执行投影操作；避免直接做笛卡尔积第三章关系数据库语言SQL1.SQL的组成：数据定义语言，数据操纵语言，嵌入式，数据控制语言2.数据定义：数据类型ok，数据库，数据表，索引的创建等ok。
3.数据查询，数据更新ok。
4，视图，嵌入式，动态SQL语句，存储过程。
第四章关系数据库的规范化设计1.定义1：函数依赖：设有关系模式R（U），U为属性集，x、y为U的子集，函数依赖（FD）是形为X→Y的一个命题，只要r是R的当前关系，对r中任意两个元组t和s,都有t[X]=s[X]蕴涵t[Y]=s[Y],那么称FDX→Y在关系模式R(U)中成立。
定义2：如果X→Y和Y→X同时成立，则可记为X←→Y。
定义3：设F是在关系模式R上成立的函数依赖的集合，X→Y 是一个函数依赖。
数据库概论第1-3章习题参考答案
第1章绪论习题参考答案1、试述数据、数据库、数据库管理系统、数据库系统的概念。
（参见P3、4、5页）参考答案：描述事物的符号记录称为数据；数据库是长期储存在计算机内的、有组织的、可共享的数据集合；数据库管理系统是位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件; 数据库系统是指在计算机系统中引入数据库后的系统，一般由数据库、数据库管理系统(及其开发工具)、应用系统、数据库管理员和用户构成。
2．使用数据库系统有什么好处?（参见P12页）参考答案：数据库系统使信息系统从以加工数据的程序为中心转向围绕共享的数据库为中心的阶段，这样既便于数据的集中管理，又有利于应用程序的研制和维护，提高了数据的利用率和相容性，提高了决策的可靠性。
3．试述文件系统与数据库系统的区别和联系。
（8、9、10页）参考答案：1）数据结构化是数据库与文件系统的根本区别。
在文件系统中，相互独立的文件的记录内部是有结构的，管其记录内部已有了某些结构，但记录之间没有联系。
数据库系统实现整体数据的结构化，是数据库的主要特征之一。
2）在文件系统中，数据的最小存取单位是记录，粒度不能细到数据项。
而在数据库系统中，存取数据的方式也很灵活，可以存取数据库中的某一个数据项、一组数据项一个记录或或一组记录。
3）文件系统中的文件是为某一特定应用服务的，文件的逻辑结构对该应用程序来说是优化的，因此要想对现有的数据再增加一些新的应用会很困难，系统不容易扩充。
而在数据库系统中数据不再针对某一应用，而是面向全组织，具有整体的结构化。
5．试述数据库系统的特点。
（9、10、11页）参考答案：数据结构化；数据的共享性高、冗余度低、易扩充；数据独立性高；数据由DBMS统一管理和控制。
6．数据库管理系统的主要功能有哪些? （4页）参考答案：数据定义功能、数据操纵功能、数据库的运行管理、数据库的建立和维护功能。
7．试述数据模型的概念（13页）、数据模型的作用、数据模型的三个要素。
第一章_数据库系统概述
2．模式／内模式映象
模式／内模式映象定义了数据全局逻辑 结构与存储结构之间的对应关系。例如， 说明逻辑记录和字段在内部是如何表示 的
数据库中模式／内模式映象是唯一的
该映象定义通常包含在模式描述中
模式／内模式映象的用途
保证数据的物理独立性
当数据库的存储结构改变了（例如选用了另 一种存储结构），数据库管理员修改模式／ 内模式映象，使模式保持不变
1、信息（information）
定义：关于现实世界事物的存在方式或 运动状态反映的综合。
特点：
客观存在 可以感知 可存储、加工、传递和再生
2、数据(Data)
数据(Data)是数据库中存储的基本对 象
数据的定义
描述事物的符号记录
数据的种类
文字、图形、图像、声音
认 识 抽
象
把概念模型转换为某一 DBMS支持的数据模型
信息世界 机器世界
数据模型(续)
客观对象的抽象过程---两步抽象
现实世界中的客观对象抽象为概念模型；
把概念模型转换为某一DBMS支持的数据模型。
概念模型是现实世界到机器世界的一个中间层 次。
数据模型(续)
数据模型分成两个不同的层次 (1) 概念模型 也称信息模型，它是按用户的观点来 对数据和信息建模。 (2) 数据模型 主要包括网状模型、层次模型、关系 模型等，它是按计算机系统的观点对数据建模。
例：实体－“明星” （950231，刘德华，Andy，香港，27-9-1961，
天秤座，牛，174 cm， 68 kg，AB）
(4) 主键（Key）
唯一标识实体的属性集称为码，又称主键，或 关键字。
(5) 联系（Relationship）
数据库系统概论
数据库系统概论The document was prepared on January 2, 2021第一章数据库系统概论本章目的在于使读者对数据库系统的基本知识能有一个较为全面的了解，为今后的学习和工作打下基础。
本章重点介绍了有关数据库结构和数据库系统组织的基本知识和基本概念，以及常见的三种类型的数据库系统的特点。
重点介绍关系数据库的有关知识。
数据管理技术发展史随着生产力的不断发展，社会的不断进步，人类对信息的依赖程度也在不断地增加。
数据作为表达信息的一种量化符号，正在成为人们处理信息时重要的操作对象。
所谓数据处理就是对数据的收集、整理、存储、分类、排序、检索、维护、加工、统计和传输等一系列工作全部过程的概述。
数据处理的目的就是使我们能够从浩瀚的信息数据海洋中，提取出有用的数据信息，作为我们工作、生活等各方面的决策依据。
数据管理则是指对数据的组织、编码、分类、存储、检索和维护，它是数据处理的一个重要内容中心。
数据处理工作由来以久，早在1880年美国进行人口普查统计时，就已采用穿孔卡片来存储人口普查数据，并采用机械设备来完成对这些普查数据所进行的处理工作。
电子计算机的出现以及其后其硬件、软件的迅速发展，加之数据库理论和技术的发展，为数据管理进入一个革命性阶段提供有力的支持。
根据数据和应用程序相互依赖关系、数据共享以及数据的操作方式，数据管理的发展可以分为三个具有代表性的阶段，即人工管理阶段、文件管理阶段和数据库管理阶段。
【1】人工管理阶段这一阶段发生于六十年代以前，由于当时计算机硬件和软件发展才刚刚起步，数据管理中全部工作，都必须要由应用程序员自己设计程序完成去完成。
由于需要与计算机硬件以及各外部存储设备和输入输出设备直接打交道，程序员们常常需要编制大量重复的数据管理基本程序。
数据的逻辑组织与它的物理组织基本上是相同的，因此当数据的逻辑组织、物理组织或存储设备发生变化时，进行数据管理工作的许多应用程序就必须要进行重新编制。
数据库原理自考复习资料
第一章数据库概论1.人工管理阶段数据管理的特点：（1）数据不保存在机器中（2）无专用的软件对数据进行管理（3）只有程序的概念，没有文件的概念（4）数据面向程序2.文件系统阶段数据管理的特点：（1）数据可长期保存在外存的磁盘上（2）数据的逻辑结构和物理结构有了区别（3）文件组织已呈多样化。
有索引、链接和散列文件（4）数据不再属于某个特定的程序，可重复使用。
3.文件系统显露出三个缺陷：（1）数据冗余性（2）数据不一致性（3）数据联系弱4.数据库阶段的管理方式具有以下特点：（1）采用复杂的数据模型表示数据结构（2）有较高的数据独立性（3）数据库系统为用户提供方便的用户接口（4）系统提供四方面的数据控制功能（5）对数据的操作既可以以记录为单位，又可以以数据项为单位5.数据描述三个领域之间的关系：从事物的特性到计算机中的数据表示，经历了三个领域：现实世界、信息世界、机器世界。
（1）现实世界：存在于人们头脑之外的客观世界，称为现实世界。
（2）信息世界：是现实世界在人们头脑中的反映。
（3）机器世界：信息世界的信息在机器世界中以数据形式存储。
信息世界中数据描述的术语有：实体、实体集、属性、实体标识符机器世界中数据描述的术语有：字段、记录、文件、关键码它们的对应关系是：在数据库中每个概念都有类型和值之区分，类型是概念的内涵，值是概念的外延6.数据描述的两种形式：数据描述有物理描述和逻辑描述两种形式。
物理数据描述指数据在存储设备上的存储方式，物理数据是实际存放在存储设备上的数据。
逻辑数据描述指程序员或用户用以操作的数据形式，是抽象的概念化数据。
数据管理软件的功能之一，就是要把逻辑数据转换成物理数据，以及把物理数据转换成逻辑数据。
7.物理存储介质层次：8.数据模型的种类：目前广泛使用的数据模型可分为两种类型：概念数据模型、结构数据模型概念数据模型：是独立于计算机系统的模型，完全不涉及信息在系统中的表示，只是用来描述某个特定组织所关心的信息结构; 它是现实世界的第一层抽象，是用户和数据库设计人员之间进行交流的工具; 这一类中著名的模型是“实体联系模型”，简称“ER”模型。
数据库系统概论知识点
第一章：绪论数据库（DB）：长期存储在计算机内、有组织、可共享的大量数据的集合。
数据库中的数据按照一定的数据模型组织、描述和存储，具有娇小的冗余度、交稿的数据独立性和易扩展性，并可为各种用户共享。
数据库管理系统（DBMS）：位于用户和操作系统间的数据管理系统的一层数据管理软件。
用途：科学地组织和存储数据，高效地获取和维护数据。
包括数据定义功能，数据组织、存储和管理，数据操纵功能，数据库的事物管理和运行管理，数据库的建立和维护功能，其他功能。
数据库系统（DBS）：在计算机系统中引入数据库后的系统，一般由数据库。
数据库管理系统（及其开发工具）、应用系统、数据库管理员构成。
目的：存储信息并支持用户检索和更新所需的信息。
数据库系统的特点：数据结构化；数据的共享性高，冗余度低，易扩充；数据独立性高；数据由DBMS统一管理和控制。
概念模型实体，客观存在并可相互区别的事物称为实体。
属性，实体所具有的某一特性称为属性。
码，唯一标识实体的属性集称为码。
域，是一组具有相同数据类型的值的集合。
实体型，具有相同属性的实体必然具有的共同的特征和性质。
实体集，同一类型实体的集合称为实体集。
联系两个实体型之间的联系一对一联系；一对多联系；多对多联系关系模型关系，元组，属性，码，域，分量，关系模型关系数据模型的操纵与完整性约束关系数据模型的操作主要包括查询，插入，删除和更新数据。
这些操作必须满足关系完整性约束条件。
关系的完整性约束条件包括三大类：实体完整性，参照完整性和用户定义的完整性。
数据库系统三级模式结构外模式，模式，内模式模式：（逻辑模式）数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述，是所有用户的公共数据视图。
一个数据库只有一个模式。
模式的地位：是数据库系统模式结构的中间层，与数据的物理存储细节和硬件环境无关，与具体的应用程序、开发工具及高级程序设计语言无关。
模式定义的内容：数据的逻辑结构（数据项的名字、类型、取值范围等），数据之间的联系，数据有关的安全性、完整性要求外模式：（子模式/用户模式）数据库用户（包括应用程序员和最终用户）能够看见和使用的局部数据库和逻辑结构和特征的描述，是数据库用户的数据视图，是与某一应用有关的系统的逻辑表示。
第1章数据库系统概论习题及解答
第 1 章数据库系统概论1.1复习纲要本章介绍的主要内容：·数据管理技术的发展·数据模型·数据库系统结构1.1.1 数据管理技术的发展从20世纪50年代中期开始，数据管理技术大致经历了三个发展阶段：人工管理阶段、文件系统管理阶段和数据库系统管理阶段。
1. 人工管理阶段20世纪50年代中期以前，计算机主要从事计算工作，计算机处理的数据由程序员考虑与安排。
这一阶段的主要特点是：数据不长期保存；数据与程序不具有独立性；系统中没有对数据进行管理的软件。
2. 文件系统管理阶段20世纪50年代后期到60年代中后期，计算机系统中由文件系统管理数据。
其主要特点：数据以文件的形式可长期存储在磁盘上，供相应的程序多次存取；数据文件可脱离程序而独立存在，使得数据与程序之间具有设备独立性。
如果数据文件结构发生变化时，则对应的操作程序必须修改。
即文件系统管理文件缺乏数据独立性，并且数据冗余度大。
数据之间联系弱，无法实施数据统一管理标准。
这些都是文件系统管理的主要缺陷。
3.数据库系统管理阶段70年代初开始，计算机采用数据库管理系统管理大量数据，使计算机广泛应用于数据处理。
数据库系统管理数据的主要特点：·采用数据模型组织和管理数据，不仅有效地描述了数据本身的特性，而且描述了之间的联系。
·具有较高的数据独立性。
即数据格式、大小等发生了改变，使得应用程序不受影响。
·数据共享程度更高，冗余度比较小。
·由DBMS软件提供了对数据统一控制功能，如安全性控制、完整性控制、并发控制和恢复功能。
·由DBMS软件提供了用户方便使用的接口。
数据库系统管理数据是目前计算机管理数据的高级阶段，数据库技术已成为计算机领域中最重要的技术之一。
1.1.2 数据模型数据模型是构建数据库结构的基础，在构建时要经历从概念模型设计到DB逻辑模型和物理模型转换过程。
因此，数据模型可分为两类共4种，两类为概念模型和结构模型，其中结构模型又分为外部模型、逻辑模型和内部模型三种。
数据库复习总结
数据库复习总结本页仅作为文档封面，使用时可以删除This document is for reference only-rar21year.March第一章数据库系统概论１．试述数据、数据库、数据库系统、数据库管理系统的概念。
数据：描述事物的符号记录称为数据。
数据的种类有文字、图形、图象、声音、正文等等。
数据与其语义是不可分的。
数据库：数据库是长期储存在计算机内、有组织的、可共享的数据集合。
数据库中的数据按一定的数据模型组织、描述和储存，具有较小的冗余度、较高的数据独立性和易扩展性，并可为各种用户共享。
数据库系统：数据库系统（DBS）是指在计算机系统中引入数据库后的系统构成。
数据库系统由数据库、数据库管理系统（及其开发工具）、应用系统、数据库管理员构成。
数据库管理系统：数据库管理系统(DBMS)是位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件。
用于科学地组织和存储数据、高效地获取和维护数据。
DBMS 主要功能包括数据定义功能、数据操纵功能、数据库的运行管理功能、数据库的建立和维护功能。
2．什么是数据独立性数据独立性又分为哪两个层次为什么需要数据独立性数据独立性是用来描述数据与应用程序之间的依赖程度，包括数据的物理独立性和数据的逻辑独立性，依赖程度越低则独立性越高物理独立性是指用户的应用程序与存储在磁盘上的数据库的数据时相互独立的。
逻辑独立性是指用户的应用程序与数据库的逻辑结构是相互独立的。
作用:数据在磁盘上怎样存储由DBMS管理，用户程序不需要了解，应用程序要处理的只是数据的逻辑结构，这样当数据的物理存储改变了，应用程序不用改变。
数据独立性是通过数据库管理系统的两层映像功能来实现3．什么是数据模型数据模型的基本要素有哪些为什么需要数据模型数据模型是描述数据语义、数据与数据之间联系（数据结构）、数据操作，以及一致性约束的概念和工具的集合数据模型的基本要素：①数据结构：是所研究的对象类型的集合，是对系统的静态特性的描述。
第1章_001_数据库系统概述_三个世界和两级抽象
第1章_001_数据库系统概述_三个世界和两级抽象⼀. 现实世界 ===》1.概念: 现实世界即客观存在的世界，由客观存在的事物及其联系所组成。
虽然说在客观世界中的事物之间是相互联系的，但是⼈们也可以只选择那些⾃⼰感兴趣的联系来研究。
就⽐如说，在⼀间屋⼦⾥有两个⼈，⼀个站着⼀个坐着，通过研究我们可以得到他们的关系是师⽣关系...当然他们可能还有很多联系，但我们只对"师⽣关系"感兴趣。
2.现实世界中的⼀些专有名词: 事物总体、事物个体、特征、事物间的联系。
--(1).事物总体: 某⼀类事物的集合。
如所有学⽣就是⼀个事物总体;--(2).事物个体: 某类事物的⼀个实例。
如某⼀个学⽣;--(3).特征: 某类事物具备的属性。
如学⽣的姓名、学号、性别...--(4).事物间的联系: ⼤多数时候事物并不是独⽴存在的，它们之间有着或强或弱的关系。
就像⽼师有了学⽣才叫⽼师，学⽣有了⽼师才叫学⽣...⼆. 信息世界 ===》1.概念: 信息世界是现实世界在⼈们头脑中的反映，也可以说是对客观事物及其联系的⼀种抽象描述。
就⽐如说我们看到了⼩明同学后，我们头脑中就会有很多条信息涌出，有它的姓名、性别、学号...这些就是信息世界中的学⽣信息。
2.第⼀级抽象(现实世界 ---> 信息世界): 从现实世界到信息世界的抽象是通过概念模型来表达的，所以信息世界也被称为概念世界。
在这⼀级的抽象过程中会产⽣⼀种模型——概念模型 ===》--(1).概念模型的概念: 概念模型也称为信息模型，是按⽤户观点对数据和信息建模，是对现实世界事物及联系的第⼀级抽象。
--(2).概念模型的特点:1st.不依赖于具体的计算机系统，不涉及信息如何在计算机内表⽰、处理;2nd.只⽤来描述某个特定组织所关⼼的信息结构，属于信息世界中的概念模型，不是DBMS⽀持的数据模型;3rd.主要⽤于应⽤程序设计师⽤户和设计⼈员的交互，从现实世界到信息世界的转换由数据库设计⼈员完成;--(3).概念模型的经典代表: 实体联系模型(Entity Relationship model, E-R模型).3.信息世界中的术语 ===》--(1).实体: 客观存在并且可以相互区别的"事物";--(2).属性: 实体所具有的某⼀特征;属性⼜包括了⼀下两个⽅⾯:1st.型: 属性名;⽐如我的"学号"就是学号这个属性的属性名(型)。
第1章 数据库概述
第1章数据库概述数据库技术是数据管理的技术，是计算机应用从科学计算进入数据处理的一个划时代的转折。
近年来数据库技术发展迅速，各种应用领域对数据管理的需求越来越多，各种信息系统都离不开数据库的支持。
因此，数据库已成为信息社会的重要基础设施。
数据库技术是一门综合性的软件技术，是使用计算机进行各种信息管理的必备知识。
数据库技术所研究的问题就是如何科学地组织和存储数据，如何高效地获取和处理数据，是当代计算机科学的重要组成部分。
本章主要介绍数据库技术的基本概述，包括数据库的发展历史、概念描述以及体系结构介绍，是数据库知识中最基本的部分。
1.1 数据库系统基本概述数据库系统应用示例1.航空售票系统（最早使用数据库技术）●包括信息：座位预定信息：座位分配、座位确认、餐饮选择航班信息：航班号、飞机型号、机组号、起飞地、目的地、起飞时间、到达时间、飞行状态等机票信息：票价、折扣、有无等●主要功能：查询在某一段时间内从某个指定城市到另个指定城市的航班、是否有可以选择的座位、是否有其他飞机型号、飞机票价、是否折扣等信息更新乘客登记航班、分配座位、选择餐饮等●任何时候都有许多航空售票代理商访问这些数据、避免卖同一座位。
●通过这些数据，可以统计出经常坐某一航班的乘客信息，并为这些乘客提供优惠●系统特点：数据庞大，人工不能提供及时、准确服务2.超市管理系统●包括信息：商品信息：品名、规格、产地、类别、单位、单价等供应商信息：供应商名、地址、联系人、住址、电话等销售信息：商品、数量、单价、金额、销售日期、收款人、折扣等收款人信息：姓名、小组、性别、年龄、电话、地址、身份证等●主要功能：查询：某类商品信息、供应商信息、某类商品销售情况、畅销商品、商品销售金额等更新：登记商品信息、供应商信息等●对存储有上万种商品的超市，每天有数百万销售记录，信息统计量大、人工操作不准确3.图书管理系统●包括信息：图书信息：书号、书名、作者姓名、出版日期、类型、页数、价格、出版商名称等作者信息：姓名、身份证号、性别、出生日期、学历、住址、电话等出版社信息：名称、地址、社长、成立日期等读者信息：姓名、借书号、书名、借书日期、借书数量等1.1.1 数据库技术的发展历史从数据管理的角度看，数据库技术到目前共经历了人工管理阶段、文件系统阶段和数据库系统阶段。
数据库系统概论总结(一)
数据模型(续)（p12）
数据模型分成两个不同的层次
(1) 概念模型 也称信息模型，它是按用户的观点来 也称信息模型， 对数据和信息建模。 对数据和信息建模。 它是按计算机系统的观点对数据建模。 (2) 结构模型 它是按计算机系统的观点对数据建模 概念模型最终要转换成结构模型。
实体型间联系 ---三种类型
1.两个实体型 两个实体型 2.三个实体型 三个实体型 3.一个实体型 一个实体型 一对一联系（ 一对一联系（1:1） ） 一对多联系（ 一对多联系（1:n） ） 多对多联系（ 多对多联系（m:n） ）
关系模型的基本概念
关系（Relation）
一个关系对应通常说的一张表。
数据管理的发展阶段
人工管理阶段 文件系统阶段 数据库系统阶段
数据独立性分两种
物理独立性—用户的应用程序与磁盘上 存储数据的相互独立。指数据的物理存 储改变了，应用程序不用改变。 逻辑独立性—用户的应用程序与数据库 的逻辑结构的相互独立，逻辑结构发生 改变，应用程序不用改变。
数据模型
在数据库中用数据模型这个工具来抽象、表 抽象、 抽象 示和处理现实世界中的数据和信息。通俗地 示和处理 讲数据模型就是现实世界的模拟—“抽象” 数据模型应满足三方面要求
(2) 属性（Attribute）
实体所具有的某一特性称为属性。 实体所具有的某一特性称为属性。一个实体可以由若干个 属性来刻画。 属性来刻画。
(3) 码（Key）--任何一个实体都应有一个或多个码
唯一标识实体的属性集称为码。 唯一标识实体的属性集称为码。
信息世界中的基本概念(续)
第1章数据库技术概论-一、选择题-1-应用数据库的主要目的是
第1章数据库技术概论一、选择题1. 应用数据库的主要目的是为了______。
A. 解决保密问题B. 解决数据完整性问题C. 共享数据问题D. 解决数据量大的问题2. 数据库应用系统包括______。
A. 数据库语言，数据库B. 数据库，数据库应用程序C. 数据管理系统，数据库D. 数据库管理系统3. 实体是信息世界中的术语，与之对应的数据库术语为________。
A. 文件B. 数据库C. 字段D. 记录4. 层次型，网状型和关系型数据库划分的原则是________。
A. 记录长度B. 文件的大小C. 联系的复杂程度D. 数据之间的联系5. 在数据管理技术的发展过程中，经历了人工管理阶段，文件系统阶段和数据库系统阶段。
在这几个阶段中，数据独立性最高的是____阶段。
A. 数据库系统B. 文件系统C. 人工管理D. 数据项管理6. 数据库系统与文件系统的主要区别是______________。
A. 数据库系统复杂，而文件系统简单B. 文件系统不能解决数据冗余和数据独立性问题，而数据库系统可以解决C. 文件系统只能管理程序文件，而数据库系统能够管理各种类型的文件D. 文件系统管理的数据量较少，而数据库系统可以管理庞大的数据量7. 数据库的概念模型独立于__________。
A. 具体的机器和DBMSB. E-R图C. 信息世界D. 现实世界8. 数据库的基本特点是_______。
A. （1）数据可以共享（或数据结构化）（2）数据独立性（3）数据冗余大，易移植（4）统一管理和控制B. （1）数据可以共享（或数据结构化）（2）数据独立性（3）数据冗余小，易扩充（4）统一管理和控制C. （1）数据可以共享（或数据结构化）（2）数据互换性（3）数据冗余小，易扩充（4）统一管理和控制D. （1）数据非结构化（2）数据独立性（3）数据冗余小，易扩充（4）统一管理和控制9. 在数据库中，下列说法____是不正确的。
第一章 数据库技术概论
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人工处理阶段应用背景
计算机主要用于科学计算。 计算机主要用于科学计算。 硬件中的外存只有卡片、纸带、磁带， 硬件中的外存只有卡片、纸带、磁带，没有磁 盘等直接存取设备。 盘等直接存取设备。 软件只有汇编语言， 软件只有汇编语言，没有操作系统和管理数据 的软件。 的软件。 数据处理的方式基本上是批处理。 数据处理的方式基本上是批处理。
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第1章 数据库技术概论
数据库技术：对信息进行收集、组织、 数据库技术：对信息进行收集、组织、存 储、加工、传播、管理和使用；为各种用户提 加工、传播、管理和使用； 供及时的、准确的、相关的信息。 供及时的、准确的、相关的信息。 数据库技术研究的问题： 数据库技术研究的问题：如何科学地组织 和存储数据？如何高效地获取和处理数据？ 和存储数据？如何高效地获取和处理数据？如 何更广泛、更安全地共享数据？ 何更广泛、更安全地共享数据？
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在人工管理阶段， 在人工管理阶段，程序与数据之间的 关系如图1-1所示 所示。 关系如图 所示。
应用程序1 数据集1
应用程序2
数据集2
应用程序n
… 图1-1 人工处理阶段
数据集n
…
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1.1.2 文件系统阶段（ 50年代后期60年代中期）
由于计算机存储技术的发展和操作系 统的出现， 统的出现，操作系统的一项主要功能是 文件管理，因此， 文件管理，因此，数据处理的应用程序 利用操作系统的文件管理功能， 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， 数据按一定的规则构成文件，对文件中 的数据进行存取和管理。 的数据进行存取和管理。
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人工处理阶段特点
数据不保存：当时计算机主要用于科学计算， 1. 数据不保存：当时计算机主要用于科学计算，对于数据保 存的需求尚不迫切；数据结构性差，不能长期保存； 存的需求尚不迫切；数据结构性差，不能长期保存； 没有专用软件进行数据管理： 2. 没有专用软件进行数据管理：每个应用程序都要包括数据 的存储结构、存取方法、输入方式等， 的存储结构、存取方法、输入方式等，程序员须直接对物理设 备进行编程，程序设计难度大，编程效率低； 备进行编程，程序设计难度大，编程效率低； 3. 数据不共享：一组数据只能对应一个程序。多个应用程序 数据不共享：一组数据只能对应一个程序。 涉及某些相同的数据时，也必须各自定义。 涉及某些相同的数据时，也必须各自定义。程序与程序之间存 在着大量的重复数据； 在着大量的重复数据； 4. 数据不具有独立性：程序依赖于数据，如果数据的类型、格 数据不具有独立性：程序依赖于数据，如果数据的类型、 式、或输入输出方式等逻辑结构或物理结构发生变化，必须对 或输入输出方式等逻辑结构或物理结构发生变化， 应用程序做出相应的修改。 应用程序做出相应的修改。
第一章 数据库系统概论
第一章数据库系统概述学习目的与要求：1、了解信息、数据玉数据处理的正确含义及数据管理的进展2、了解数据库系统的基本概念、特点和数据模型3、理解关系模型和关系运算的基本概念4、了解数据库设计的原则、步骤和设计过程学习重点和难点：1、数据库的基本概念2、关系的基本运算有两类：一类是传统运算（并、差、交等）;另一类是专门的关系运算（选择、投影和连接）。
课时数：21.1数据和信息1.1.1 数据数据是存储在某一媒体上能够识别的物理符号。
在计算机领域中，一切能被计算机接收和处理的物理符号都叫数据。
数据通常可以分为两种形式：一种是数值型数据，如成绩、价格、体重、工资等；另一种是非数值型数据，如姓名、地址、单位、文章、声音、图像、视频等。
1.1.2信息信息是指数据经过加工处理后所得到有价值的知识。
说明：信息与数据既有联系又有区别，数据反映了信息，而信息又依靠数据来表达。
用不同的数据形式可以表示同样的信息，信息不随它的数据中的形式不同而改变。
总之，信息是反映客观现实世界的知识，数据是信息的具体表现形式，数据经过加工处理后使其具有知识性并对人类活动产生有意义的决策作用。
1.1.3 数据处理数据处理是利用计算机技术将数据转换成信息的过程。
数据处理包括对数据的收集、整理、存储、分类、排序、检索、维护、计算、加工、统计和传输等一系列操作。
数据是原料，使输入，而信息使产出，是输出结果。
数据处理的目的是从大量的、原始的数据中获取我们所需要的资料，为我们工作和决策提供必要的信息基础和依据，输出有价值、有意义的信息。
1.2 数据管理技术的发展数据管理是对数据进行组织、存储、分类、检索、维护等数据处理的技术，是数据处理的核心。
随着计算机硬件技术和软件技术的发展和进步，计算机数据管理的水平不断提高，管理方式也发生了很大的变化。
发展到现在，数据管理经历了以下三个阶段：·人工管理阶段·文件管理阶段·数据库系统阶段1.2.1 人工管理阶段1.2.2 文件管理阶段1.2.3 数据库系统阶段由于文件系统管理数据的缺陷，迫切需要新的数据管理方式，把数据组成合理结构，能集中、统一地进行管理。
数据库 概论 SQL 第一章 绪论
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两个以上实体型间的三类联系
• 同样存在一对一、一对多、多对多联系。
An Introduction to Database Systems
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四个基本名词-数据库管理系统
• 数据库管理系统(Database Management System, DBMS)
– 位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件。
–是基础软件，是一个大型复杂的软件系统。
– 为用户或应用程序提供访问DB的方法，包括 DB的建立、查询、更新及各种数据控制。
盛行期
20世纪70年 代
20世纪90年代到现 在
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An Introduction to Database Systems
概念模型
• 作用
– 是现实世界到机器世界的一个中间层次。用于 信息世界的建模，是数据库设计人员进行数据 库设计的有力工具，也是数据库设计人员和用 户之间进行交流的语言。
复杂 简单 （有向图结构） （二维表）
通过指针 过程性语言 IDS/II, IMAGE/ 3000, IDMS 20世纪70年代 到80年代中期 通过表间的公 共属性 非过程性语言 Oracle, Sybase, DB2, SQL Server 20世纪80年代 到现在
复杂 （嵌套，递归）
面向对象标识 面向对象语言 ONTOS DB
数据的完整性是指数据的正确性、有效性和相容性 将数据控制在有效的范围内，或保证数据之间满足一定的关系 对多用户的并发操作加以控制和协调，防止相互干扰而得到错 误的结果
将数据库从错误状态恢复到某一已知的正确状态
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– 并发（Concurrency）控制
数据库系统概论_第一章
数据库系统概论_第⼀章第⼀章绪论1.1 数据库系统概述1.1.1 数据库的4个基本概念1. 数据Data定义：描述事物的符号记录数据的语义：数据的含义，与数据不可分数据是有结构的：记录是计算机存储数据的⼀种格式或⼀种⽅法2. 数据库（DataBase, DB）定义：长期存储在计算机内、有组织的、可共享的⼤量数据的集合。
数据库中数据按照⼀定数据模型组织、描述和存储；具有较⼩的冗余度，较⾼的数据独⽴性和易扩展性，并可为各种⽤户共享基本特点：永久存储、有组织、可共享3. 数据库管理系统（DataBase Management System, DBMS)定义：位于⽤户应⽤和操作系统之间的⼀层数据管理软件，是⼀个⼤型复杂的软件系统，和操作系统⼀样是计算机的基础软件。
⽤途：科学地组织和存储数据、⾼效地获取和维护数据主要功能：（1）数据定义（提供数据定义语⾔DDL（Data Definition Language）；（2）数据组织、存储和管理（3）数据操纵（提供数据操纵语⾔DML，实现对数据库的基本操作）（4）数据库的事务管理和运⾏管理（5）数据库的建⽴和维护（6）其他功能4. 数据库系统（DataBase System, DBS）定义：由数据库、数据库管理系统（及应⽤开发⼯具）、应⽤程序和数据库管理员（DataBase Administrator, DBA）组成的存储、管理、处理和维护数据的系统。
通常把数据库系统简称为数据库1.1.2 数据管理技术的产⽣和发展数据管理：对数据进⾏分类、组织、编码、存储、检索和维护⼈⼯管理阶段→⽂件系统阶段→数据库系统阶段1. ⼈⼯管理阶段特点：数据不保存应⽤程序管理数据数据不共享数据不具有独⽴性2. ⽂件系统阶段特点：数据可以长期保存由⽂件系统管理数据数据共享性差、冗余度⼤数据独⽴性差3. 数据库系统阶段数据库观点：数据不是依赖于处理过程的附属品，⽽是现实中独⽴存在的对象从⽂件系统到数据库系统标志着数据管理技术的飞跃1.1.3 数据库系统的特点1. 数据结构化数据库系统实现整体数据的结构化，这是数据库的主要特征之⼀，也是数据库系统与⽂件系统的本质区别。
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笛卡尔积
在笛卡尔积中：
每一个元组(d1,d2,d3,…,dn)叫做一个n元组，简称 元组(Tuple)。 每个元素值di叫做一个分量(Compnent)。 笛卡尔积的基数为:
M mi
i 1
n
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笛卡尔积的解释
笛卡尔积表示为一个二维表，表中的每行
对应一个元组，表中每一列值来自一个域。
关系模型由一 组关系组成 每个关系的数 据结构是一张 二维表
学生
学号 990027 990652
性别 男 男 男 女 男
籍贯 湖南 河北 山西 四川 湖南 ↑属性
← 关系模式
关系
991091 990668 990675
← 元组
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关系模型中的术语
关系(Relation)：即所说的规范的二维表。 元组(Tuple)：表中的一行（一条记录）。 属性(Attribute)：表中的一列。 主关键字(Key)：可惟一标识一个元组的属性组。 域(Domain)：属性的取值范围。 分量：元组中的一个属性值。 关系模式(Relation Schema)：对关系的描述。可 表示为：
数据处理是指从某些已知的数据出发，推导 加工出一些新的数据，这些新的数据又表示 了新的信息 数据管理是指数据的收集、整理、组织、存 储、维护、检索、传送等操作，这部分操作 是数据处理业务的基本环节，而且是任何数 据处理业务中必不可少的共有部分 数据处理是与数据管理相联系的，数据管理 技术的优劣，将直接影响数据处理的效率
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4. 数据库管理系统
Database Management System，简称为 DBMS。是位于用户与操作系统（OS）之间 的一层数据管理软件，它为用户或应用程 序提供访问DB的方法，包括DB的建立、查 询、更新及各种数据控制。
用户 DBMS OS DB
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数据库管理系统主要功能
存储管理
文件系统阶段
数据管理的特点：
数据长久保存
由文件系统管理数据，但存在缺点：
冗余度大 共享性差 数据联系弱
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数据库阶段
1970年美国IBM公司的E.F.Codd 连续发表 论文，提出关系模型，奠定了关系数据库 的理论基础。 数据管理的特点：
数据结构化 数据共享性高、冗余度低、易扩充 数据独立性高 数据由DBMS统一管理和控制
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1.3 数据模型
模型（Model）：是对现实世界某个对象特 征的模拟与抽象。 数据模型（Data Model）：是对现实世界 数据特征的抽象。
数据库系统均基于某种数据模型, 数据模型 是数据库系统的核心与基础。
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数据模型的要求及分类
数据模型需要满足：
能真实地模拟现实世界； 描述信息结构， 容易理解； 独立于计算机系 便于计算机实现。 统，如ER模型
任务管理
安全性管理
完整性管理 并发控制
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5. 数据库系统
Database System，简称为DBS：是实现有 组织地、动态地存储大量关联数据、方便 多用户访问的计算机硬件、软件和数据资 源组成的系统，即它是采用数据库技术的 计算Байду номын сангаас系统。 数据库系统由数据库、数据库管理系统(及 其开发工具)、应用系统、数据库管理员和 用户构成。
SUBPART
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E-R模型的小结
E-R方法是对客观现实世界的抽象工具
E-R模型独立于具体的DBMS E-R模型是各种数据模型的基础
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常用的逻辑数据模型
常用的逻辑数据模型
层次模型(Hierarchical Model) 网状模型(Network Model) 关系模型(Relational Model) 面向对象模型(Object Oriented Model)
关系数据结构 关系操作 关系代数 关系演算
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1.4.1 关系的数学定义
关系数据结构的形式化定义：
域（Domain）：一组具有相同数据类型的值的 集合 笛卡尔积（Cartesian Product）：给定一组域D1， D2，D3，…Dn，则这些域的笛卡尔积为： D1×D2×D3×…×Dn={(d1,d2,d3,…,dn)|di∈Dj,i=1, 2,…,n}
E1 E2
班级 学生
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多对多联系
多对多联系：如果实体集E1中每个实体可 以与实体集E2中任意个（零个或多个）实 体有联系，反之亦然，那么称E1和E2的联 系是“多对多联系”，记为“M:N”。
E1 E2
课程 学生
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E-R模型的设计实例
工程管理：根据需要向供应商订购零件，工程项 目需要供应商提供零件 E-R图的建立过程：
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关系模型
近三十年来，关系数据库产品占有主导地 位。
关系数据库系统采用关系模型作为数据的 组织方式。 关系模型成为目前最重要的数据模型，当 前数据库领域的研究也是以关系模型为基 础。
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关系模型的数据结构
关系模型建立 在严格的数学 概念基础上
8位 数字 15~25 4位 汉字 姓名 胡 伟 张春明 程会军 王 翌 贺正生 年龄 22 24 23 22 23 男/女 地名集 ←域
关系模型有三类完整性约束：
实体完整性 参照完整性
数据完整性约束：规定了数据及其联系应 具有的制约和依赖规则
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概念数据模型中的数据描述
实体（entity）：客观存在，可以相互区 别的事物 实体集（entity set）：性质相同的同类 实体的集合 属性（attribute）：实体每一个特性称为 属性，每个属性有一个值域 实体标识符（identifier）：能惟一标识 实体的属性或属性集，称为实体标识符， 也称关键码（key），或简称为键
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关系的三种类型
基本关系：基本关系通常又称为基本表或 基表，指实实在在存在的表。 导出表：导出表是从一个或几个基本表进 行查询而得到的结果所对应的表。 视图：视图是由基本表或其他视图表导出 的表，是虚表，不对应实际存储的数据。
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关系的基本性质
列是同质的。 不同的列可出自同一个域，称其中的每一列为一 个属性，不同的属性要给予不同的属性名。 列的顺序无所谓。 任意两个元组不能完全相同。 行的顺序无所谓。 分量必须取原子值。
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1. 数据与信息
数据是数据库系统研究和处理的对象。数 据与信息是不可分的，它们既有联系又有 区别。 所谓数据，通常指用符号记录下来的、可 以识别的事物或对象。 信息与数据之间存在着固有的联系：数据 是信息的符号表示或称为载体；信息则是 数据的内涵，是对数据语义的解释。
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2. 数据处理与数据管理
定义：D1×D2×…×Dn的子集称为在域D1、 D2 、…， Dn上的关系，表示为：
R(D1,D2 ,…, Dn)
其中：n称为关系的目或度(Degree)。 因为关系是笛卡尔积的子集，因此关系也 是一个二维表。
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码（键）
侯选码: 若关系中的某一属性组的值能唯一地标 识一个元组，则称该属性组为候选码 主 码：若一个关系有多个候选码，则选定其中 一个为主码 外 码： 设 F 是基本关系R的一个或一组属性， 但不是关系 R 的码。如果 F 与基本关系 S 的主码 Ks 相对应，则称 F 是基本关系 R的外码。外码提供了一种表示两个关 系联系的方法。
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数据库技术
是由于数据管理任务的需要而产生、用于
研究数据库的结构、存储、设计、管理和 使用的一门软件学科。
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1.2 数据库技术的发展
在应用需求的推动下，在计算机硬件技术、 软件技术快速发展的基础上，数据管理技 术的发展经历了以下3个阶段
人工管理 文件系统 数据库系统
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实体类型：零件PART，工程项目PROJECT，零件 供应商SUPPLIER。 确定联系类型：PROJECT和PART之间是M:N联系， PART和SUPPLIER之间也是M:N联系，分别命名为 P_P和P_S. 把实体类型和联系类型组合成E-R图。 确定实体类型和联系类型的属性。 确定实体类型的键。
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第1章
数据库系统概论
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本章主要内容
1
2 3 4 数据库技术的发展 关系模型与关系数据库 数据库体系结构
SQL Server 2005概述
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1.1 引言
1. 2. 3. 4. 5. 6. 数据和信息 数据处理与数据管理 数据库（DB） 数据库管理系统（DBMS） 数据库系统（DBS） 数据库技术
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概念数据模型的表示方法
概念数据模型是对信息世界建模
概念数据模型常用的表示方法：实体-联系 方法（Entity-Raletionship Approach）简称 E-R模型 E-R模型是用E-R图来描述现实世界的概念 数据模型
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E-R图基本成分
矩形框：用于表示实体类型（考虑问题的 对象） 菱形框：用于表示联系类型（实体间联系） 椭圆形框：用于表示实体类型和联系类型 的属性 惟一标识实体的属性：加下划线
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确定属性、键及组合E-R图
JNAME
P#
DATE PNAME
COLOR
WEIGHT S#
SNAME
SADDR
J#
PROJECT
M
P_P
N
PART
M
P_S
N
SUPPLIER
TOTAL
QUANTITY
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工程中实体及其联系的确定
PROJECT
M M
P_P_S
PART
N
N
PART
P
SUPPLIER