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关系 一个关系是一张二维表，每个关系有一个关系 名。在计算机里，一个关系可以存储为一个数据 库文件的表，例如，医生表或患者表。 元组 表中的行称为元组。一行是一个元组，对应表中 的一个记录。
术语（2 术语（2）
属性 表中的列称为属性，每一列有一个属性名，对 应数据表中的一个字段，例如医生编号、姓名、 职称等字段。 域 属性的取值范围，即不同元组对同一个属性的 取值所限定的范围。例如，在“患者”表“女” 或“男”是性别的取值范围，对应“性别”字 段的一个域。
数据是存储在某一媒体上可加以鉴别的符号 的集合。 数据内容是事物特性的反映或描述。
2）信息
信息是来自于现实世界事物的存在方式或运动 形态的集合，是人们进行各种活动所需要的知 识，是数据加工的结果。
3）数据与信息的关系
数据是承载信息的物理符号或称为载体。信息 是人们消化理解的数据，是对客观世界的认识， 是知识。
3）数据库系统阶段
基本实现了数据共享，减少了数据冗余；采用特定的 数据模型；具有较高的数据独立性；有统一的数据控 制和管理功能。
4）分布式数据库系统阶段
分布式数据库在逻辑上是一个整体、地理分布 在不同位置的数据集合，是计算机网络环境下 各个局部数据库的逻辑集合，受分布式数据库 管理系统的控制和管理。其特点如下：
人员
（1）数据库管理员。 （2）系统分析员和数据库设计人员。 （3）应用程序员。 （4）用户。
2.4 数据库系统的三级模式
数据库系统的三级模式：模式、外模式和 内模式；与之对应的是数据库的三级结构： 全局逻辑结构、局部逻辑结构和物理存储 结构。
1、模式（Schema）概念 、模式（Schema）概念
关系数据模型的操作和完整性约束
关系模型的操作主要包括查询、插入、删除和 修改数据等。 操作必须参照数据的完整性约束条件。
关系数据模型的存储结构
在关系模型中实体与实体的联系都用表来表示。
5）常用关系运算
选择
选择运算是从关系中找出满足给定条件的那些 元组（记录）的运算。其中，条件是以逻辑表 达式形式给出的，取值为真的元组将被选取。 运算是从水平方向选取满足条件的元组。 例如，从学生数据库中找到所有“姓”张的学 生记录，记录是在水平方向被读取的。
外模式，又称用户模式，是用户和程序员 最后看到并使用的局部数据的逻辑结构和 特征。 一个数据库可以有若干个外模式 。
3、内模式(Internal Schema) 、内模式(Internal
1）内模式，又称存储模式，是数据物理结构 和存储方式的描述，是数据在存储介质上 的保存方式。 2）内模式是物理的存储结构。
术语（4 术语（4） 关键字 属性或属性组合，其值能够唯一地标识一个元 组。比如，“医生”表中的“医生编号”字段， “患者”表中的“患者病历号”都唯一地表示 一名医生、一名患者，那么它们都可以作为记 录的关键字。 关系模式 对关系的描述称为关系模式，其格式为：关系 名（属性1，属性2 名（属性1，属性2，…，属性N）。一个关系 ，属性N 模式对应一个关系的结构。
第2章 数据库基本原理
本章主要内容
数据库系统介绍 数据库系统定义和组成 数据库的三级模式 数据库管理系统 数据库安全保护 数据模型
2.1 数据库系统介绍
1、数据与信息的概念 1）数据
数据是指存储在某一媒体上可加以鉴别 的符号资料，这些媒体可以包括纸、磁 盘、磁带、光盘等种类。 数据的概念包括以下两部分：
实体（型）：用矩形框表示，框内标注实体名称。 属性：用椭圆形表示，并用连线与实体连接起来。 实体之间的联系：用菱形框表示，框内标注联系名 称，并用连线将菱形框分别与有关实体相连，并在 连线上注明联系类型。
3）关系的三种类型：
一对一联系（1:1） 一对一联系（1:1） 例如，学校与校长之间是一对一的关系。 一对多联系（1:n） 一对多联系（1:n） 例如，一个学校和学生之间是一对多的关系。 多对多联系（m:n） 多对多联系（m:n） 例如，学生与所选修的课程之间存在多对多的 关系。
为使数据库具有可恢复性，一旦被破坏或丢失，可以 使用保存的副本来恢复，所以基本原则就是保存备份 的副本。
2.7 数据模型
模型是现实世界的特征和抽象。 数据模型是工具，是用来抽象、表示和处 理现实世界中的数据和信息的工具。 数据模型应满足三个方面要求：
能够比较真实地模拟现实世界。 非常容易被人理解。 便于在计算机系统中实现。
பைடு நூலகம்2、并发控制
数据库的并发能力是指多用户在同一时间对相同数据 同时访问的能力。 如果一个数据库是多个用户的，那么DBMS必须对多用 如果一个数据库是多个用户的，那么DBMS必须对多用 户的并发操作加以控制、协调，以保证数据的准确性。
3、数据的安全性控制
数据安全性分为系统安全和环境安全两大类。
4、数据库恢复
数据的约束条件
数据及其联系所具有的制约和依存的规则是一组完整性规则，这 些规则的集合构成数据约束条件，确保数据的正确、有效和相容。 数据模型应该反映和规定此数据模型必须遵守的基本完整性约束 条件，还要提供约束条件的机制，以反映具体约束条件是什么。
2、概念模型
1）三个世界的概念
人们把客观存在的事物以数据的形式存储在计 算机中，经历了对现实社会中事物特性的认识、 概念化、到计算机数据库里的具体表示，是一 个逐级抽象的过程，是从现实到概念再到数据 的三个领域。 有时也将概念世界称为信息世界；将数据世界 称为存储或机器世界。
2、计算机数据管理的发展
1）人工管理阶段
数据与处理数据的程序密切相关，不互相独立；数据 不做长期保存；数据是依附于计算机程序或软件。
2）文件系统阶段
程序与数据有了一定的独立性，程序和数据分开存储， 具有程序文件和数据文件的各自属性；数据文件可以 长期保存，但数据冗余度大；缺乏数据独立性；不集 中管理数据。
2、数据库的组成
数据库组成说明
硬件平台
（1）对内存的要求。 （2）对外存空间的需求。 （3）系统的数据通道能力。
软件
（1）数据库管理系统DBMS是为数据库的建立、使用和维护所配制 ）数据库管理系统DBMS是为数据库的建立、使用和维护所配制 的软件系统。 （2）支持DBMS和数据库运行的操作系统，例如，Windows等。 ）支持DBMS和数据库运行的操作系统，例如，Windows等。 （3）有相关的数据库接口的高级语言和编译系统，例如，VB编程语 ）有相关的数据库接口的高级语言和编译系统，例如，VB编程语 言和其相关的编译系统。 （4）以DBMS为核心的应用开发工具，为数据库系统的开发和使用 ）以DBMS为核心的应用开发工具，为数据库系统的开发和使用 提供了良好的环境。
E-R图举例
实体和属性 实体和联系
4）模型类型
层次模型 网状模型 关系模型
（1）层次模型
有且仅有一个结点无父结 点，此结点是根结点，例 如，在大学数据模型中的 校长； 其它结点有且仅有一个父 结点，比如，校长下属的 学院院长，他们的父接点 就是大学校长； 适合于表示一对多的联系， 比如，一个校长下属若干 院长。
（3）数据世界
存入计算机系统的数据是将概念世界中的事物 数据化的结果。 为了准确地反映事物本身及事物之间的各种联 系，数据库表中的数据一定存在一个结构，用 数据模型表示结构。 数据模型将概念世界中的实体及实体间的联系 进一步抽象为便于计算机处理 。
2） E－R图
E－R图也被称为E－R模型（实体联系模型）， 图也被称为E 是描述概念世界、建立概念模型的实用工具。 E－R图包括三个要素：
投影
从关系模式中挑选若干属性组成新的关系的运 算是投影运算。 投影运算是从列（字段）的角度进行运算，相 当于对关系进行垂直分解。 例如，从“学生” 例如，从“学生”表中选择几个字段 “学号、 姓名、专业和班级” 姓名、专业和班级”生成一个新的关系。
4）模式之间的关系
2.5 数据库管理系统
1、功能
数据库的定义功能 数据操纵功能 数据库运行控制功能 数据字典
2、数据独立性
数据的物理独立性。 数据的逻辑独立性。
2.6 数据库安全保护
1、数据的完整性控制
域完整性控制：是数据库的表中某个特定字段允许的 数据元素的类型和范围。 关联完整性控制：规定的约束条件以防止对数据进行 增、删、改操作时，破坏本身及其它相关数据的完整 性，或产生不良影响，
（1）现实世界
人们管理的对象存于现实世界中，现实世界的 事物及事物之间存在着联系，这种联系是客观 存在的，是由事物本身的性质决定的。 举例：医院的医疗管理系统中有医生、患者、 专科等构成元素，医生为患者诊疗，患者被送 到不同科室诊治，医生、患者、专科是相互关 联的。
（2）概念世界
概念世界是现实世界在人们头脑中的反映，是 对客观事物及其联系的一种抽象描述，从而产 生概念模型。 举例，对医生的描述包括姓名、性别、专长、 电话、职称等不同项目。
模式，又称概念模式，是数据库中全体数据的 逻辑结构和特征的描述，模式与具体的数据值 无关，也与具体的应用程序、高级语言以及开 发工具无关。 模式是数据库数据在逻辑上的视图。 模式是唯一的，模式综合考虑所有用户的需求， 并将其结合成有机逻辑整体。
2、外模式（External Schema） 、外模式（External Schema）
（1）分布透明性； （2）局部自治与集中控制相结合； （3）高可靠性和可用性； （4）高效率和灵活性。
2.3 数据库系统定义和组成
1、定义
数据库系统（DBS， 数据库系统（DBS，DataBase System）是指安 System）是指安 装和使用了数据库技术的计算机系统，有时简称 数据库系统为数据库； 数据库（DB，DataBase）是存放数据的仓库， 数据库（DB，DataBase）是存放数据的仓库， 仓库在计算机系统中，其中的数据有一定格式； 数据库是长期保存在计算机系统中的、有组织的、 可以被共享的数据集合。