数据库原理及应用
数据库原理及其应用.ppt
数据库管理系统 （DBMS）
数据定义功能
供用户建立、修改或删除数据库的二维表结构 Create table /index
供用户定义或删除数据库的索引(index)
alter table
向用户提供数据定义语言DDL
drop table/index……
数据操作功能
Select <查询的字段名>
进行数据进行检索和查询，是数据库的主要应用 向用户提供数据定义语言DDL
返回
1.5.2 VFP的两类工作方式
一、交互式工作方式 通过命令窗口和应用界面操作
二、程序执行方式 命令程序文件执行，批运行方式。
1.6 VFP的辅助设计工具
向导
表向导 报表向导
设计器
表设计器 表单设计器
生成器：它规定只对满足条件的记录进行操作 。
WHILE <条件>：从当前记录开始，按记录顺序从上向下处理， 一旦遇到不满足条件的记录，就停止搜索并结束该命令的执行。 TO子句：它控制操作结果的输出去向。
ALL [LIKE/EXCEPT <通配符>]：它指出包括或不包括与通配 符相匹配的文件、字段或内存变量。 IN <别名/工作区>： 它允许在当前工作区操作指定工作区。
数据库系统的特点
数据共享 可控冗余度 数据独立性 数据的结构化
数据库系统与一般文件应用系统性能对照
序号 文 件 应 用 系 统
数据库系统
1
文件中的数据由特定 库内数据由多个用
的用户专用
户共享
每个用户拥有自己的 原则上可消除重复。
2
数据，导致数据重复 为方便查询允许少
存储
量数据重复存储，
但冗余度可以控制
数据库原理及应用实验报告
数据库原理及应用实验报告一、实验目的通过本次实验，深入理解数据库的原理与应用，掌握数据库的基本操作和常见应用场景。
二、实验内容1.数据库的基本概念与原理：关系型数据库与非关系型数据库的区别，数据库的组成要素，关键概念解释等。
2. 数据库的设计与建模：根据需求设计数据库的ER图，熟悉数据库建模工具的使用，如Eclipse、PowerDesigner等。
3.数据库语言与操作：学习SQL语言，包括数据定义语言（DDL），数据操作语言（DML），数据控制语言（DCL）等，通过SQL语句对数据库进行增删改查操作。
4.索引的使用与优化：了解数据库索引的原理和作用，学习索引的创建、使用和优化技巧，提高数据库查询性能。
5.数据库的备份与恢复：掌握数据库的备份与恢复的方法，学会使用数据库备份工具进行数据的完整备份和恢复操作。
三、实验步骤1.确定数据库需求，设计ER图。
2.使用数据库建模工具创建数据库表，定义字段和关系。
3.使用SQL语句创建数据库和表结构。
4.插入数据并进行增删改查操作，验证数据库的正常使用。
5.创建索引并对查询语句进行优化，提高查询性能。
6.使用数据库备份工具进行数据备份，测试数据的完整恢复。
四、实验结果与分析本次实验中，我选择了一个简单的学生管理系统作为实验的对象。
首先，根据需求设计了ER图，确定了数据库表的结构和关系。
然后使用数据库建模工具创建了对应的数据库表。
接下来，使用SQL语句对数据库进行了初始化和插入数据，并通过增删改查操作验证了数据库的正常使用。
在插入大量数据后，使用索引对查询语句进行了优化，提高了查询性能。
最后，使用数据库备份工具对数据进行了完整备份，并进行了测试恢复操作，确保数据的可靠性和完整性。
通过本次实验，我深入了解了数据库的基本概念与原理，掌握了数据库的设计与建模技巧。
同时，我也学会了使用SQL语言进行数据库的增删改查操作，并掌握了索引的使用和优化方法。
数据库的备份与恢复操作也让我加深了对数据库安全性的认识。
数据库原理与应用
数据库原理与应用在信息技术高速发展的今天，数据库已经成为各行各业中不可或缺的一部分。
数据库的原理和应用成为了专业人士必须掌握的知识。
本文将深入探讨数据库的原理以及实际应用场景，并分析数据库在现代社会中的重要性。
一、数据库的原理数据库是指有组织的、可共享的、大量数据的集合。
它可以用来存储、管理以及操纵数据。
数据库的原理主要包括数据模型、数据结构、数据操作和数据完整性。
1. 数据模型数据库的数据模型是指数据库中数据的逻辑结构和特性的抽象描述。
常见的数据模型有层次模型、网状模型和关系模型。
其中，关系模型是最常用的数据模型，使用表格的形式来表示实体和实体之间的关系。
2. 数据结构数据库的数据结构是指数据库中数据的物理存储结构。
常见的数据结构有平面文件结构、索引文件结构和哈希文件结构。
这些数据结构可以帮助提高数据的查找和访问效率。
3. 数据操作数据库的数据操作包括数据的增加、删除、修改和查询。
通过数据库管理系统（DBMS）提供的查询语言，用户可以对数据库中的数据进行各种操作。
常见的查询语言有结构化查询语言（SQL）和多维数据操作语言（MDX）。
4. 数据完整性数据库的数据完整性是指数据库中数据的准确性和一致性。
通过数据库的约束和规则，可以保证数据的完整性。
常见的数据完整性约束有主键约束、外键约束和唯一性约束。
二、数据库的应用数据库在现实生活中有着广泛的应用。
以下是一些常见的数据库应用场景。
1. 企业管理系统企业管理系统通常需要存储大量的数据，如员工信息、商品信息等。
通过数据库，可以方便地对这些数据进行管理，并支持各种复杂的业务逻辑。
2. 电子商务平台电子商务平台需要存储大量的商品信息、订单信息等。
利用数据库可以实现用户浏览商品、下单购买等各种功能，并保证数据的安全和一致性。
3. 社交媒体平台社交媒体平台需要存储用户的个人信息、好友关系等。
数据库可以快速检索和更新这些信息，帮助用户实现即时通讯、发布动态等功能。
数据库原理及应用教案
数据库原理及应用教案第一章：数据库概述1.1 数据库基本概念介绍数据库的定义、发展历程和分类解释数据、数据项、数据结构、数据模型等基本概念1.2 数据库系统结构介绍数据库系统的三级模式结构：模式、外模式和内模式解释映像和数据库管理系统（DBMS）的作用1.3 数据库设计与管理介绍数据库设计的原则和方法讲解数据库管理的基本任务和功能第二章：关系数据库理论2.1 关系模型介绍关系模型的基本概念：关系、属性、元组、域等解释关系运算：选择、投影、连接等2.2 关系数据库的规范化讲解函数依赖、码的概念介绍范式理论：第一范式、第二范式、第三范式等2.3 数据库设计方法讲解E-R模型向关系模型的转换方法介绍数据库设计的过程和步骤第三章：SQL语言及其应用3.1 SQL基本概念介绍SQL语言的组成部分：数据定义、数据操纵、数据查询、数据控制等解释SQL中的基本操作：创建表、插入数据、查询数据等3.2 数据库的增、删、改、查操作讲解SQL语言中数据的增加、删除、修改和查询的具体语法和操作步骤3.3 数据库的高级查询介绍SQL语言中的聚合函数、分组查询、排序等操作讲解子查询、连接查询等高级查询技术第四章：数据库安全与保护4.1 数据库安全性讲解数据库安全性的概念和意义介绍SQL语言中的权限管理和角色管理4.2 数据库完整性解释完整性约束的概念和作用讲解实体完整性、参照完整性、用户定义的完整性等约束的实现方法4.3 数据库备份与恢复介绍数据库备份的方法和策略讲解数据库恢复的概念、原理和实现方法第五章：数据库应用系统设计与实现5.1 数据库应用系统概述介绍数据库应用系统的概念、特点和架构讲解数据库应用系统的设计原则和方法5.2 数据库应用系统的设计与实现介绍数据库应用系统的设计过程：需求分析、概念设计、逻辑设计、物理设计等讲解数据库应用系统的实现步骤：数据库创建、应用程序开发、系统测试等5.3 数据库应用系统的案例分析分析实际数据库应用系统的案例，讲解其设计思路和实现方法第六章：事务管理6.1 事务基本概念介绍事务的定义、属性（ACID）解释事务的作用和事务日志的重要性6.2 事务控制讲解并发控制的概念和必要性介绍封锁机制、事务隔离级别和并发调度策略6.3 事务的持久化解释事务提交和回滚的过程讲解事务的持久化机制和事务崩溃后的恢复策略第七章：数据库性能优化7.1 查询优化概述介绍查询优化的目的和基本方法解释查询优化器的作用和工作原理7.2 查询优化技术讲解索引、统计信息在查询优化中的作用介绍查询优化中的各种算法和策略，如规则优化、启发式优化等7.3 数据库性能监控与调整讲解数据库性能监控的工具和方法介绍性能调整的策略和技巧，包括索引调整、缓存管理、参数调整等第八章：分布式数据库与数据仓库8.1 分布式数据库系统介绍分布式数据库的概念、体系结构解释分布式数据库中的数据分片、复制和站点协调机制8.2 数据仓库与OLAP讲解数据仓库的概念、结构和组件介绍在线分析处理（OLAP）工具和多维数据模型8.3 数据挖掘与知识发现解释数据挖掘的概念、任务和过程介绍数据挖掘中常用的算法和技术，如分类、聚类、关联规则等第九章：数据库新技术与发展9.1 云计算与数据库介绍云计算的概念和数据库在云计算中的应用讲解云数据库服务模型和数据库即服务（DBaaS）9.2 物联网与数据库解释物联网的基本架构和数据库在物联网中的作用介绍物联网数据库的设计考虑和应用案例9.3 大数据技术与数据库讲解大数据的概念、特征和处理技术介绍大数据数据库解决方案和分布式文件系统如Hadoop的运用第十章：数据库项目实践10.1 项目需求分析讲解需求分析的方法和步骤解释如何从用户角度出发，明确项目需求和预期目标10.2 数据库设计介绍数据库设计的原则和方法讲解如何根据需求分析结果设计数据库模式和表结构10.3 数据库实施与测试解释数据库实施的过程和注意事项讲解数据库测试的目的和方法，以及如何评估测试效果10.4 项目维护与升级介绍数据库项目维护的内容和策略讲解数据库升级的原因和方法，以及如何处理升级过程中的问题重点和难点解析重点一：数据库基本概念和数据库系统结构数据库基本概念的掌握是理解数据库其他知识的基础。
数据库原理及应用教案
数据库原理及应用教案第一章：数据库基础知识1.1 数据库概念介绍数据库的定义、特点和作用解释数据库管理系统（DBMS）的作用1.2 数据模型介绍实体-关系模型、关系模型和对象-关系模型解释模型中的概念，如实体、属性、关系等1.3 数据库设计介绍数据库设计的过程和方法解释需求分析、概念设计、逻辑设计和物理设计的关系第二章：SQL语言2.1 SQL概述介绍SQL的作用和特点解释SQL的基本语法和命令2.2 数据定义介绍数据表的创建、修改和删除命令解释字段数据类型的选择和约束条件的设置2.3 数据操作介绍数据插入、更新、删除和查询命令解释SQL语句中的条件筛选和排序功能第三章：关系数据库管理3.1 关系数据库概述介绍关系数据库的概念和特点解释关系数据库管理系统（RDBMS）的作用3.2 关系代数和元组演算介绍关系代数和元组演算的基本操作解释选择、投影、连接和除法等操作的含义和应用3.3 数据库事务管理介绍事务的概念和属性解释事务管理的基本操作，如提交、回滚和隔离级别第四章：数据库安全与性能优化4.1 数据库安全介绍数据库安全的重要性解释访问控制、用户身份验证和加密等安全措施4.2 数据库性能优化介绍数据库性能优化的目标和方法解释查询优化、索引创建和数据分区等技术的作用和应用4.3 数据库备份与恢复介绍数据库备份和恢复的概念和重要性解释备份策略、恢复模式和故障转移等操作的实现方法第五章：数据库应用系统设计与实现5.1 数据库应用系统概述介绍数据库应用系统的概念和组成部分解释系统分析、设计和实现的关系和流程5.2 数据库应用系统设计介绍数据库应用系统设计的方法和步骤解释需求分析、系统架构设计、界面设计和数据访问设计等内容5.3 数据库应用系统实现介绍数据库应用系统实现的工具和技术解释编程语言的选择、数据库连接和业务逻辑实现等步骤第六章：关系数据库高级功能6.1 函数依赖与规范化介绍函数依赖的概念和分类解释规范化理论及其应用，包括第一范式至第三范式6.2 数据库模式设计介绍模式设计的原则和方法解释如何进行模式分解和模式重构6.3 数据库触发器和存储过程介绍触发器和存储过程的概念和作用解释它们的语法和应用场景第七章：数据库编程技术7.1 数据库访问接口介绍ODBC、JDBC等数据库访问接口的概念和作用解释如何使用这些接口进行数据库编程7.2 参数化查询与预编译语句介绍参数化查询和预编译语句的概念解释它们的优点和编程实现方法7.3 事务处理与并发控制介绍事务的概念和并发控制的重要性解释事务处理和并发控制的技术，如锁定和乐观并发控制第八章：XML数据库和大数据技术8.1 XML数据库概述介绍XML数据库的概念和特点解释XML数据模型和XML查询语言8.2 大数据技术简介介绍大数据的概念、特征和挑战解释大数据处理技术，如Hadoop和Spark8.3 NoSQL数据库技术介绍NoSQL数据库的概念和分类解释非关系型数据库的优缺点和应用场景第九章：数据库系统的案例分析9.1 企业级数据库应用案例分析企业级数据库应用的典型案例解释案例中的数据库设计、性能优化和安全性考虑9.2 云计算环境下的数据库应用介绍云计算对数据库技术的影响分析云计算环境下的数据库部署和运维策略9.3 移动数据库应用案例探讨移动数据库的特点和挑战分析移动数据库在特定应用场景下的解决方案第十章：数据库发展趋势与未来10.1 数据库技术的发展趋势分析数据库技术的发展方向讨论新兴技术如NewSQL、图数据库等的发展状况10.2 数据库未来的挑战与机遇讨论数据库技术在未来的挑战探讨应对挑战的可能解决方案和发展机遇10.3 数据库教育的未来分析数据库教育在未来的发展需求讨论如何培养适应未来数据库技术发展的人才重点和难点解析重点环节1：数据库概念和特点数据库的定义和作用是理解数据库原理的基础，需要重点关注。
数据库原理及应用
09002
09002 09004
005
001 002
99
97 98
113
学生信息（主）
选课成绩（从）
参照完整性
学号 姓名 学号 课程号 成绩
09001 张三 09002 李四 09003 王五
值
111
参照完整性规则(续)
例3〕： 学生（学号，姓名，性别，专业号，年龄，班长）
“班长”属性值可以取两类值：
（1）空值，表示该学生所在班级尚未选出班长
（2）非空值，该值必须是本关系中某个元组的
学号值
112
参照完整性规则
• 根据参照完整性规则，应该对数据库的修改加以限制， 这些限制包括
*插入约束：禁止在从表中插入包含主表中不存 在的关键字的数据行 *删除约束：禁止删除在从表中有对应记录的 主表记录 *更新约束：禁止更新导致从表中的相应值孤 立的主表中的外部关键字值
S3
S3
S3
堆存储方式
学号升序存储方式 按年龄升序存储方式
71
二、 数据库的二级映象功能与数据独立性 导入：三级模式是对数据库中数据的三个抽象级别，两 级映象是在DBMS内部实现这三个抽象层次的联系和转 换。
外模式/模式 模式/内模式 外模式
广东同学粤语 福建同学闽南语 西藏同学藏语 粤语翻译 闽南语翻译 藏语翻译
92
关系定义
举例：D1 =姓合={李明，刘涛} D２ =性别集合={男，女} D３=专业集合={计算机专业，数学专业，法律专业}
例如上面给出的三个域Ｄ1，Ｄ2，Ｄ3的笛卡儿积为： D1×D２×D３=
数据库原理及应用知识点总结
数据库原理及应用知识点总结数据库是一个结构化存储数据的系统，能够通过各种方法访问和管理这些数据。
它是现代应用程序开发中不可或缺的组成部分，有着广泛的应用。
1.数据库的类型-层次数据库：通过树状结构组织数据，适合处理具有层次结构的数据。
-网状数据库：数据之间的关系可以是任意的，适合处理复杂的数据关系。
-关系数据库：数据以关系的形式组织，主要有表、行和列构成，使用标准的SQL查询语言进行操作。
-非关系数据库：使用键值对的形式存储数据，适合处理非结构化的数据。
2.关系数据库的特点-数据以关系表的形式存储，表由行和列组成。
-表中的数据是结构化的，有特定的数据类型，可以对其进行约束。
-数据的逻辑结构与物理存储结构分离，使得数据的操作更加灵活。
-支持事务处理，保证数据的一致性和完整性。
3.SQL语言- SQL（Structured Query Language）是用于管理和操作关系数据库的语言。
-SQL语言包括数据定义语言（DDL）、数据操作语言（DML）、数据控制语言（DCL）等。
-DDL用于定义和管理数据库的结构，包括创建、修改和删除表、索引、视图等。
-DML用于操作数据库中的数据，包括插入、更新、删除和查询数据。
-DCL用于控制数据库中的数据访问权限和事务管理。
4.数据库设计-数据库设计是指根据应用程序的需求，将数据组织成适合存储和检索的结构。
-数据库设计的步骤包括需求分析、概念设计、逻辑设计和物理设计。
-需求分析阶段确定了数据库的用户需求和功能需求。
-概念设计阶段将实体和关系转化为概念模型，采用E-R图进行表示。
-逻辑设计阶段将概念模型转化为关系模型，确定实体、属性、关系和约束。
-物理设计阶段将关系模型映射到存储结构，包括索引、分区、冗余等。
5.数据库索引-索引是一种数据结构，用于提高数据库的查询性能。
-索引可以基于一个或多个列，可以是唯一的或非唯一的。
-索引可以加快数据的检索速度，但同时会增加数据的插入、更新和删除的时间。
数据库原理与应用
数据库原理与应用1、数据库技术答：数据库技术是通过研究数据库的结构、存储、设计、管理以及应用的基本理论和实现方法，并利用这些理论来实现对数据库中的数据进行处理、分析和理解的技术。
即：数据库技术是研究、管理和应用数据库的一门软件科学。
2、事务答：事务(Transaction)是访问并可能更新数据库中各种数据项的一个程序执行单元(unit)。
事务通常由高级数据库操纵语言或编程语言（如SQL，C++或Java）书写的用户程序的执行所引起，并用形如begin transaction和end transaction语句（或函数调用）来界定。
事务由事务开始(begin transaction)和事务结束(end transaction)之间执行的全体操作组成。
3、函数依赖（functional dependency：FD）答：所谓函数依赖是指关系中一个或一组属性的值可以决定其它属性的值。
函数依赖正象一个函数y = f(x) 一样，x的值给定后，y的值也就唯一地确定了。
如果属性集合Y中每个属性的值构成的集合唯一地决定了属性集合X中每个属性的值构成的集合，则属性集合X函数依赖于属性集合Y，计为：Y→X。
属性集合Y中的属性有时也称作函数依赖Y→X的决定因素（determinant）。
例：身份证号→姓名。
4、实体答：(1)指不仅可触知的而且是有形的(2) 实际存在的物体(3) 客观存在并可相互区别的事物称之为实体.实体可以是具体的人、事、物,也可以是抽象的概念或联系. 4表示数据库中描述的现实世界中的对象或概念。
5、并发控制答：并发控制指的是当多个用户同时更新运行时，用于保护数据库完整性的各种技术。
并发机制不正确可能导致脏读、幻读和不可重复读等此类问题。
并发控制的目的是保证一个用户的工作不会对另一个用户的工作产生不合理的影响。
在某些情况下，这些措施保证了当用户和其他用户一起操作时，所得的结果和她单独操作时的结果是一样的。
数据库原理与应用
数据库原理与应用数据库是一个经过组织的、存储大量结构化数据的集合，数据库系统是管理和维护这些数据的软件系统。
本文将介绍数据库的原理和各种应用场景。
一、数据库的原理1. 数据模型：数据库采用不同的数据模型来描述数据的结构和关系，常见的数据模型包括层次模型、网络模型和关系模型。
其中，关系模型是最常用的数据模型，它将数据组织成表格形式，利用关系代数和关系演算来实现数据的查询和操作。
2. 数据库管理系统（DBMS）：DBMS是管理数据库的软件系统，它提供了数据定义语言（DDL）和数据操作语言（DML）等功能，用于创建和维护数据库，以及对数据库进行查询和更新操作。
常见的DBMS包括MySQL、Oracle和SQL Server等。
3. 数据库的结构：数据库由一个或多个表格组成，每个表格由若干列和行组成。
表格中的列定义了不同数据的属性，而行则代表具体的数据记录。
通过使用主键和外键，可以在不同表格之间建立关联关系。
4. 数据库的索引：索引通过使用一定的数据结构和算法，提高数据库的查询性能。
通过创建索引，可以加快数据的检索速度，并提高查询效率。
常见的索引类型包括B树索引和哈希索引等。
5. 事务管理：事务是数据库中执行一系列操作的逻辑单位，它要么全部执行成功，要么全部回滚。
通过使用事务，可以保持数据的一致性和完整性。
如果某个操作失败，数据库将自动回滚到事务之前的状态。
二、数据库的应用1. Web应用：数据库在Web应用中起着至关重要的作用。
通过将用户的个人信息、商品信息等存储在数据库中，实现了用户注册、登录和交易等功能。
同时，数据库也用于存储网站的文章、评论和日志等内容。
2. 企业管理系统：数据库在企业管理系统中扮演着核心角色。
通过使用数据库，企业可以存储、管理和分析大量的业务数据。
例如，人力资源管理系统可以存储员工的个人信息和工资记录，供企业管理人员参考。
3. 银行系统：银行系统需要大量存储和处理客户的账户、交易记录和贷款信息等数据。
数据库原理及应用.
延迟执行的约束(Deferred constrainsts)：完整性检 查延迟到整个事务执行结束后进行。
违约反应：若用户的请求使数据违背了完整性约束条 件，则采取一定的动作来保证数据的完整性。
数据库原理及应用
5
动态元组约束：修改元组值时元组中各个字段应满足的约束条 件。如职工工资调整时新工资不得低于原工资+工龄*1.5。 动态关系约束：加在关系变化前后状态上的限制条件。如事务 的一致性、原子性等约束条件。
数据库原理及应用
6
2
完整性控制
DBMS的完整性控制机制应具有以下三方面功能
定义功能：提供定义完整性约束条件的机制。
完整性约束条件：是数据模型组成部分中施加在数据库数据之 上的语义约束条件，是完整性控制的核心， DBMS应提供定义 数据库完整性约束条件，并把它们作为模式的一部分存入数据 库中。其作用的对象可以是列、元组、关系。列约束主要是列 的类型、取值范围、精度、排序等约束条件；元组约束是元组 中各个字段间联系的约束；关系的约束是若干元组间、关系集 合上以及关系之间的联系的约束。完整性约束条件涉及上述三 类对象，其状态可以静态的，也可以是动态的。
数据库原理及应用
11
在被参照关系中删除元组时的问题：当删除被参照 关系的某个元组，而参照关系有若干元组的外码 值与被删除的被参照关系的主码值相同，这时有 三种不同策略：
对数据格式的约束。如出生日期的格式为YY.MM.DD。 对取值范围或取值集合的约束。如性别的取值范围是[男,女]。 对空值的约束。如学号不能为空，成绩可以为空。 其他约束。如关于列的排序。
数据库原理与应用
1.2 数据模型
模型——对客观事物、现象、过程或系统的简化描述
所有的数据库系统都为它所要描述的世界建立了模型：
• 数据建模：描述了组织数据的框架结构。
如：楼房住户-数据；房间规格-数据模型
———数据建模最后发展成为数据的存储方式（数据字
典
中的定义）
• 业务功能建模：用户的最终需求。
——业务功能建模最后发展成为应用程序
（4）数据不一致 由（1）造成，更新时会造成同一数据在不同文件 中的不一致。
（5）数据联系弱 文件与文件之间是独立的，文件之间的联系必须通 过程序来构造。 尽管如此，文件系统在数据管理技术的发展中仍起 着很重要的作用。
1.1.2 数据管理技术的产生和发展
3.数据库系统阶段 从60年代后期开始，计算机用于信息处理的规模越来越大 ，对数据管理的技术提出了更高的要求，此时开始提出计 算机网络系统和分布式系统，出现了大容量的磁盘，文件 系统已不再能胜任多用户环境下的数据共享和处理。一个 新的数据库管理技术——DBMS由此而形成，它对所有用户 数据实行统一的、集中的管理、操作和维护。
2．属性（Attribute） ——指实体所具有的某一方面的特性，一个实体可 由若干个属性来刻划。 - 属性取值在一定的范围，称为该属性的值域/域 （Domain） - 唯一标识实体的属性集称为码(Key)
- DBMS为保证其独立性和可以执行，大部分PDM 的实现工作由系统自动完成，而设计者只设计索 引、聚簇等特殊结构
1.2.3概念模型
实体-联系（Entity-Relationship）概念模型 首先介绍E-R模型中常用的几个重要概念，利用它们
可
构造出现实世界的数据的抽象描述。
1．实体、实体型、实体集
《数据库原理及应用》教学教案(全)
《数据库原理及应用》教学教案（第一部分）一、教学目标1. 让学生了解数据库的基本概念、特点和应用领域。
2. 让学生掌握数据库的基本操作，如创建、修改、删除和查询数据。
3. 让学生了解关系型数据库的基本原理，如表、视图和索引。
4. 培养学生运用数据库解决实际问题的能力。
二、教学内容1. 数据库概述1.1 数据库的基本概念1.2 数据库的发展历程1.3 数据库系统的组成1.4 数据库的特点和应用领域2. 数据库基本操作2.1 创建数据库2.2 修改数据库2.3 删除数据库2.4 查询数据3. 关系型数据库原理3.1 表3.2 视图3.3 索引三、教学方法1. 讲授法：讲解数据库的基本概念、原理和操作方法。
2. 演示法：通过实际操作演示数据库的基本操作。
3. 案例分析法：分析实际案例，让学生学会运用数据库解决实际问题。
4. 小组讨论法：分组讨论，培养学生的团队合作能力。
四、教学准备1. 教学PPT：制作涵盖教学内容的PPT。
2. 数据库软件：准备数据库软件，如MySQL、Oracle等。
3. 教学案例：准备相关案例，以便进行分析。
五、教学过程1. 引入：通过介绍数据库在现实生活中的应用，激发学生的学习兴趣。
2. 讲解：讲解数据库的基本概念、原理和操作方法。
3. 演示：通过实际操作演示数据库的基本操作。
4. 练习：让学生上机练习数据库操作。
5. 案例分析：分析实际案例，让学生学会运用数据库解决实际问题。
6. 小组讨论：分组讨论，培养学生的团队合作能力。
7. 总结：对本节课的内容进行总结，布置课后作业。
《数据库原理及应用》教学教案（第二部分）六、教学目标1. 让学生掌握数据库设计的基本步骤和方法。
2. 让学生了解实体-关系模型和关系模型。
3. 让学生学会使用SQL语言进行数据库操作。
4. 培养学生运用数据库解决实际问题的能力。
七、教学内容1. 数据库设计7.1 数据库设计的基本步骤7.2 需求分析7.3 概念设计7.4 逻辑设计7.5 物理设计2. 实体-关系模型8.1 实体-关系模型的基本概念8.2 实体-关系模型的表示方法8.3 实体-关系模型的转换3. 关系模型9.1 关系模型的基本概念9.2 关系模型的表示方法9.3 关系模型的性质4. SQL语言10.1 SQL语言的基本概念10.2 SQL语言的数据定义10.3 SQL语言的数据查询10.4 SQL语言的数据更新八、教学方法1. 讲授法：讲解数据库设计的基本步骤、实体-关系模型和关系模型的基本概念。
《数据库原理及应用》实验
《数据库原理及应用》实验数据库原理及应用实验，是一门重要的计算机专业实验课程，主要培养学生对数据库原理的理解和应用技能的掌握。
本文将从实验目的、实验内容、实验过程、实验结果及总结等方面进行详细阐述。
一、实验目的通过本次实验，旨在使学生掌握以下内容：1.理解数据库原理及基本概念；2.了解关系型数据库系统的基本架构；3.掌握数据库的创建、查询和修改等操作；4.熟悉数据库的安全性和完整性保护机制；5.了解数据库在实际应用中的作用和意义。
二、实验内容本次实验主要包含以下几个方面内容：1.数据库的创建和表的设计：通过SQL语句创建数据库和相关表，包括表的字段、数据类型和约束等；2.数据的插入和查询：通过SQL语句向表中插入数据，并进行查询操作；3.数据的修改和删除：通过SQL语句对表中的数据进行修改和删除操作；4.数据库的安全性和完整性保护：通过用户权限控制和数据完整性保护等机制，保障数据库的安全性和完整性。
三、实验过程1.创建数据库和表：根据实验要求，使用SQL语句创建数据库和相关表，定义表的字段、数据类型和约束等；2.插入和查询数据：使用SQL语句向表中插入数据，并进行查询操作，验证数据的插入和查询功能；3.修改和删除数据：使用SQL语句对表中的数据进行修改和删除操作，验证数据的修改和删除功能；4.用户权限和数据完整性保护：设置用户权限，限制用户对数据库的访问和修改权限，同时设置数据完整性保护机制，保障数据的完整性和一致性。
四、实验结果通过实验，我们成功创建了数据库和相关表，插入、查询、修改和删除数据的功能也得到了验证。
同时，对数据库的安全性和完整性保护也进行了相关设置，确保了数据的安全和完整性。
五、实验总结在本次实验中，我们对数据库原理及应用进行了实际操作，通过SQL语句进行数据库的创建、查询和修改等操作。
同时，通过设置用户权限和数据完整性保护机制，提高了数据库的安全性和完整性。
通过本次实验，我深刻理解了数据库的重要性和应用价值，对数据库的设计和操作也有了更深入的认识。
数据库原理及应用实验报告
数据库原理及应用实验报告引言：数据库是一种专门用于管理和存储数据的软件系统。
它可以高效地组织、存储、管理和访问大量的数据，并且具备数据的可靠性和一致性。
在数据库原理及应用的实验中，我们学习了数据库的基本原理和操作以及实际应用。
实验目的：1.了解数据库的基本原理和概念；2.了解数据库的设计和管理方法；3.学习使用SQL语言进行数据库的操作；4.进行数据库的实际应用实验。
实验内容：本次实验主要分为两个部分，第一部分是数据库的原理和概念学习，第二部分是实际应用实验。
第一部分：数据库原理和概念学习1.数据库基本概念：数据库、数据、数据模型等；2.关系数据库模型：表、列、行、主键、外键的概念及关系模型的基本组成；3.ER图：实体、属性、关系的概念及其在数据库设计中的应用；4.数据库的设计：数据模型设计和规范化的原理和方法；5.数据库查询语言(SQL)：SQL基本语法、查询、插入、更新和删除等操作。
第二部分：实际应用实验1.数据库环境的搭建：安装数据库系统、创建数据库、创建表等操作；2.SQL语言的应用：使用SQL语言进行数据库的查询、插入、更新、删除等操作；3.数据库设计与管理：根据实际需求设计数据库表结构，并进行数据的插入、查询等操作；4.数据的导入和导出：将已有数据导入数据库或将数据库中的数据导出到外部文件。
实验步骤：1.搭建数据库环境：根据实验要求选择合适的数据库系统，安装并配置好相关环境；2.创建数据库和表结构：使用SQL语言创建数据库和相应的表结构；3.插入数据：使用SQL语言插入初始数据，保证数据库中有足够的数据进行后续操作；4.查询数据：使用SQL语言进行数据库的查询操作，通过不同的查询条件获取所需的数据；5.更新和删除数据：使用SQL语言进行数据库中数据的更新和删除操作，保证数据的一致性和完整性；6.数据的导入和导出：根据实验需求将外部数据导入数据库或将数据库中的数据导出到外部文件进行备份。
《数据库原理及应用》教学教案(全)
《数据库原理及应用》教学教案（一）一、教学目标1. 让学生了解数据库的基本概念，理解数据库、数据库管理系统、数据库系统三者的关系。
2. 让学生掌握数据库的设计步骤，了解实体-联系模型，并能够将现实世界中的问题转化为实体-联系模型。
3. 让学生了解关系模型的基本概念，掌握关系运算，了解关系的完整性约束。
二、教学内容1. 数据库的基本概念1.1 数据库1.2 数据库管理系统1.3 数据库系统2. 数据库的设计步骤2.1 需求分析2.2 概念设计2.3 逻辑设计2.4 物理设计3. 实体-联系模型3.1 实体及其属性3.2 联系及其类型3.3 实体-联系模型绘制4. 关系模型的基本概念4.1 关系4.2 关系运算4.3 关系的完整性约束三、教学方法1. 讲授法：讲解数据库的基本概念，关系模型的基本概念。
2. 案例分析法：分析实际问题，引导学生掌握实体-联系模型的绘制。
3. 实践操作法：让学生通过上机操作，掌握关系运算，了解关系的完整性约束。
四、教学环境1. 教室环境：多媒体教学设备，网络连接。
2. 软件环境：数据库管理系统软件，如MySQL、Oracle等。
五、教学评价1. 课堂参与度：观察学生在课堂上的发言、提问和讨论情况，评价学生的参与度。
2. 上机操作：检查学生上机操作的结果，评价学生对关系运算和关系完整性约束的掌握程度。
3. 课后作业：布置相关题目，评价学生对课堂所学知识的理解和应用能力。
《数据库原理及应用》教学教案（二）一、教学目标1. 让学生掌握关系数据库的基本操作，包括增加、删除、修改和查询。
2. 让学生了解SQL语言的基本功能，能够使用SQL语言进行数据库操作。
3. 让学生了解数据库的备份与恢复，掌握数据库的安全性和完整性控制。
二、教学内容1. 关系数据库的基本操作1.1 增加操作1.2 删除操作1.3 修改操作1.4 查询操作2. SQL语言的基本功能2.1 数据定义2.2 数据查询2.3 数据更新2.4 数据控制3. 数据库的备份与恢复3.1 备份3.2 恢复4. 数据库的安全性和完整性控制4.1 安全性控制4.2 完整性控制1. 讲授法：讲解关系数据库的基本操作，SQL语言的基本功能。
数据库原理及应用
数据库原理及应用数据库是存储、管理和组织数据的集合。
它通过提供一种结构化的方法来存储和处理大量数据。
本文旨在介绍数据库的原理及其在实际应用中的重要性和应用。
一、数据库原理数据库原理是关于数据库设计、管理和操作的基础性知识。
了解数据库原理对于正确设计和使用数据库至关重要。
1.1 数据库模型常见的数据库模型有层次模型、网络模型、关系模型和对象模型。
关系模型是最常用的数据库模型，它使用表格的形式组织和表示数据。
1.2 数据库管理系统（DBMS）DBMS是指用于管理和操作数据库的软件系统。
它提供了数据定义、数据操作和数据控制等功能，常见的DBMS有MySQL、Oracle、SQL Server等。
1.3 数据库设计数据库设计是指通过分析需求和制定数据库结构来满足数据存储和访问的需求。
好的数据库设计能够提高数据操作的效率和准确性。
二、数据库应用数据库在各个领域都得到了广泛的应用，并在信息化时代扮演着重要角色。
2.1 企业管理数据库在企业管理中扮演着核心的角色。
它能够存储和管理企业的各类数据，包括客户信息、员工信息、销售记录等。
通过数据库，企业能够实现高效的数据查询和管理，提高工作效率和决策准确性。
2.2 电子商务数据库在电子商务中起着关键作用。
它能够存储商品信息、用户信息和交易记录，支持在线购物、支付和配送等业务。
基于数据库的电子商务系统能够实现个性化推荐、订单跟踪等功能，提供更好的购物体验。
2.3 科学研究数据库在科学研究中被广泛应用。
科研工作者能够通过数据库存储和管理实验数据，进行数据分析和挖掘。
数据库还为学术界提供了共享和传播研究成果的平台，促进了科学知识的传播和交流。
2.4 大数据分析随着互联网的不断发展，数据量呈指数级增长，数据库的重要性也更加凸显。
数据库能够存储和处理大规模的数据，支持大数据分析和挖掘，挖掘其中隐藏的价值和模式。
大数据分析在商业、医疗、金融等领域有着广泛的应用。
三、数据库的发展趋势数据库在技术和应用层面都在不断发展演进，具有以下几个发展趋势：3.1 云数据库云数据库是指将数据库部署在云计算平台上，通过互联网进行访问和管理。
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特 点 可以有多个外模式 二
只有一个模式
只有一个内模式
2.三级模式的两级映象和数据独立性
模式/内模式映像 由于这两级的数据结构可能不一致，即记
录类型、字段类型的命名和组成可能不一样， 因此需要这个映像说明概念记录和内部记录之 间的对应性。模式/内模式映像一般是放在内 模式中描述的。
外模式/模式映像
1.3 数据库系统 ★
一、数据库系统组成
1.数据库系统（DataBase Systems，DBS）：是 一个实际可运行的、存储、维护数据的软件系 统并且可以向应用系统提供数据，是存储介质、 处理对象和管理系统的集合体。
人员
数据库 应用系统
数据库 开发工具 DBMS OS
数据库
硬件
数据库系统（DBS）主要有以下4部分组 成：
信息是客观事物属性的反映。 数据是信息的具体表现形式。 数据经过加工处理之后，成为信息。 信息必须通过数据才能传播。
例： 数据1、3、5、7、9、11、13、15 奇数 数据1、1、2、3、5、8、13、21 斐波拉数列 数据1、2、5、7、8、20、3、5
4.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。
…
年龄 19 20 18 …
性别 女 男 女 …
系名 计算机系 数学系 经管系
…
年级 2009 2009 2009 …
3.物理模型：用于描述数据在物理存储介质上的 组织结构，与具体的数据库管理系统、操作系 统和计算机硬件有关。
注：从概念模型到逻辑模型的转换是由数据库 设计人员完成的，从逻辑模型到物理模型的转 换是由数据库管理系统完成的。因此，一般人 员不必考虑物理实现的细节。
（1）数据库（DB）
（2）硬件
（3）软件：包括DBMS、操作系统（OS）、各种 开发数据库的高级语言和各种应用开发支撑软 件程序。
（4）用户：包括数据库管理员（Database Administrator,DBA）、系统分析员和数据库 设计人员、应用程序员、一般用户几种。
2.数据库（DataBase，简记为DB）是指长 期存储在计算机内、有组织的、统一管 理的相关数据的集合。
4.开发、管理和使用数据库系统的人员 数据库管理员（DBA）：负责全面管理和控制 数据库系统。 系统分析员 数据库设计人员 应用程序员
二、数据库系统结构
1.数据库系统结构的三级模式，这个结构称为 “数据库的体系结构”，有时亦称为“三级模 式结构”。 外部级（External）
概念级（Conceptual）
是 结 数数 构 据据 和 的库 特 逻征中 辑的全 结描体 构述数 、，据 数它的 据包逻之括间辑：它构描是和述数存。据储物方理式结的
辑结构和特征的描述 的联系和与数据有关的安全
性、完整性要求。
特 点 一
是各个具体用户所看到 的数据视图,是用户与 DB的接口。
是所有用户的公共数据视图。数部据的在表数示据方库式内。
把普通用户看到和使用的数据库内容称为视图。 视图集也称为用户级数据库，它对应于外模式。
模式（Schema） 模式又称概念模式，也称逻辑模式，是数
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，是数 据视图的全部。它是数据库系统模式结 构的中间层 。
概念模式实际上是数据库数据在逻辑级上 的视图。一个数据库只有一个模式。
数据库原理及应用
第一章 数据库系统概述
1.1 数据管理技术的产生和发展 1.2 数据模型 ★ 1.3 数据库系统 ★
1.1 数据管理技术的产生和发展 一、数据和数据管理
1.数据：通常指用符号记录下来的、可以 识别的信息。
2.信息：是经过加工处理并对人类社会实 践和生产活动产生决策影响的数据。
3.信息与数据的区别：
多媒体数据库系统：是数据库技术 与多媒体技术结合的产物。
空间数据库系统：指的是地理信息 系统在计算机物理存储介质上存储 与应用相关地理空间数据的综合。
专家数据库系统：是人工智能与数 据库技术相结合的产物。
工程数据库系统：是指在工程设计 中用到的数据库。
作业：教材P20面
1、填空题2、选择题（做书上） 3、简答题1、3、5 5、设计题2、3
数据库数据具有永久存储、有组织和可 共享三个基本特点。
3.数据库管理系统（DataBase Management System，简记DBMS）是位于用户与操作系统之 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
DBMS的主要功能： 数据库的定义功能 数据库的操纵功能 数据库的保护功能 数据库的维护功能 数据字典（DD）
节点1
节点1
节点1
节点1
节点1
关系模型:是一种二维表结构，以数学理论为基 础而构造的数学模型，把实体与实体之间的联 系用二维表表示，并称为关系或表。(本书所讨 论的SQL Server 2008就是关系数据库管理系统)
学号 200912004 200912006 200912008
…
姓名 王小明 黄大鹏 张文斌
内模式/模式映像 内模式
数据库
概念级涉及到所有用户的数据 定义，也就是全局性的数据视 图。全局数据视图的描述称为 “概念模式”，也称为“模 式”。
外模式（External Schema） 外模式也称子模式（SubSchema）或用户模式，
是三级模式的最外层，它是数据库用户能够看 到和使用的局部数据的逻辑结构和特征的描述。
内模式（Internal Schema）
内模式也称为存储模式，一个数据库只有一个内 模式。它是数据物理结构和存储方式的描述， 是数据在数据库内部的表示方式。
比较
外模式
模式
内模式
也称子模式或用户模式，也称逻辑模式，还称概念级 也称存储模式，
还称用户级模式
模式
还称物理级模式
定 义
是数据库用户能够看见 和使用的局部数据的逻
课程集合
M
学习
N
学生集合
例：现以学校的教学情况为例来建立ER图：教 学情况可由学生、课程、教师、学习、任课等 组成。
姓名 学号
性别 年龄
课程名
课程号
课时数
性别
姓名
年龄
学生
M
学习
N
课程
N
任课
1
教师
成绩
2.逻辑数据模型:逻辑模型是对应于数据世界的 模型，是数据库中实体及其联系的抽象描述。
层次模型
网状模型
5.数据管理：是指对数据的收集、组织、 存储、检索和维护等操作，是数据处理 的中心环节。
二、数据管理技术的三个发展阶段
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
数据管理有下列特点：
数据不保存在计算机内 没有专用的软件对数据进行管理 只有程序（program）的概念，没有文 件（file）的概念 数据面向程序
内部级（Internal）
应用A
应用B
外模式1
外部级最接近用户， 是单个用户能看到的 数据特性。单个用户 使用的数据视图的描 述称为“外模式”。
应用C
应用D
应用E
外模式2 概念模式
内部级外最模接式近3于物理存储设 备，涉及到物理数据存储的
结构。物理外存模储式数/据模式视映图像的 描述称为“内模式”。
数据联系弱（poor data relationship）
人事管理应用程序
教职工信息数据集
学生管理应用程序
学生信息数据集
课程管理应用程序
文件系统
课程信息数据集
3.数据库系统阶段
数据管理有下列特点： 数据结构化 较高的数据共享性 统一管理和控制数据
人事管理应用程序 学生管理应用程序
数据库管理系统
课程管理应用程序
3.几种新型的数据库系统
分布式数据库系统：是数据库技术、计算机网 络技术与分布式处理技术相结合的产物，是地 理上分布在计算机网络的不同结点上、逻辑上 属于同一系统的数据库系统。
面向对象数据库系统：是将面向对象的模型、 方法和机制与先进的数据库技术有机的结合起 来而形成的新型数据库系统。主要是为了解决 面向对象程序设计语言与数据库的无缝连接。
班长集合
1
管理
1
班级集合
一对多联系（1:N）：如果对于实体集A中的每 一个实体，实体集B中有N（N≥0）个实体与之 联系，反之，对于实体集B中的每一个实体， 实体集A中至多只有一个实体与之联系，则称 实体集A与实体集B有一对多联系，记为1:N。
班级集合
1
属于
M
学生集合
多对多联系（M:N）：如果对于实体集A中的每一个实 体，实体集B中有N（N≥0）个实体与之联系，反之， 对于实体集B中的每一个实体，实体集A中也有M（M≥0） 个实体与之联系，则称实体集A与实体集B具有多对多 联系，记为M:N。
属性：用椭圆形表示，并用无向边将其与相应的实体 型连接起来。
联系：用菱形表示，菱形框内写明联系名，并用无向 边分别与有关实体型连接起来，同时在无向边旁标上 联系的类型（1:1，1:N或M:N）。
一对一联系（1:1）：如果对于实体集A中的每 一个实体，实体集B中至多有一个（也可以没 有）实体与之联系，反之亦然，则称实体集A 与实体集B具有一对一联系，记为1:1 。
关系模型
层次模型： :是一种树状结构的实体与实体之 间联系的数据模型。 特点：有且仅有一个根节点，其他节点向下可与
若干节点联系，但向上只能与唯一的一个节点
相联系 。
R1
根节点
R2
兄弟节点
R4 叶节点