数据库系统基本概念及其设计
中等职业教材数据库应用基础(第三版)第一章笔记整理
中等职业教材数据库应用基础(第三版)第一章笔记整理摘要：一、前言二、数据库系统基本概念1.数据2.数据库3.数据库管理系统4.数据库系统三、数据库设计1.需求分析2.概念设计3.逻辑设计4.物理设计四、关系数据库基本概念1.关系模型2.关系运算3.关系数据库的规范化五、SQL 语言1.SQL 概述2.SQL 数据定义3.SQL 数据操作4.SQL 数据查询5.SQL 数据更新六、数据库的安全与保护1.数据安全2.数据完整性3.并发控制4.数据备份与恢复七、数据库应用系统设计与开发1.数据库应用系统设计2.数据库应用系统开发3.数据库应用系统实例八、数据库技术的发展趋势正文：【前言】随着计算机技术的飞速发展，数据库技术在各行各业中得到了广泛的应用。
数据库技术不仅成为了计算机科学与技术领域的一个重要分支，而且已经深入到了日常工作和生活的方方面面。
本章将介绍数据库应用基础，帮助读者了解和掌握数据库技术的基本原理和应用方法。
【数据库系统基本概念】为了更好地理解数据库技术，首先需要了解数据、数据库、数据库管理系统和数据库系统这四个基本概念。
数据是指存储在计算机中的各种信息，数据库是对数据进行统一组织、存储、管理和维护的集合，数据库管理系统是用于管理数据库的计算机软件，而数据库系统则是数据库与数据库管理系统相结合的产物。
【数据库设计】数据库设计是数据库应用的基础，包括需求分析、概念设计、逻辑设计和物理设计四个阶段。
需求分析是为了了解用户的需求，概念设计是将需求转化为信息结构，逻辑设计是将信息结构转换为逻辑结构，物理设计则是将逻辑结构转换为物理结构。
【关系数据库基本概念】关系数据库是基于关系模型的数据库，采用关系运算、关系查询和关系更新等方式进行数据操作。
为了保证数据的一致性和正确性，需要对关系数据库进行规范化。
【SQL 语言】SQL（结构化查询语言）是关系数据库的通用语言，用于对数据库进行定义、操作和查询。
数据库管理系统的基本概念及应用
数据库管理系统的基本概念及应用数据库管理系统（简称DBMS）是指为管理和操作数据库而设计、开发和维护的软件系统。
它具备数据定义与描述、数据存储与操纵、数据查询与检索、数据安全与保护等功能，用于帮助用户有效地管理和应用数据库。
数据库管理系统已经广泛应用于各个领域，成为管理和处理大量数据的重要工具。
基本概念：1. 数据库：数据库是指按照一定数据模型组织、存储和管理数据的集合。
其目的是为了方便用户对数据进行存储和管理，并且提供对数据的高效访问。
2. 数据管理系统：数据管理系统是指为了对数据库进行管理和维护而开发的软件系统。
它通常包括了数据定义语言（DDL）和数据操作语言（DML），用于对数据库进行建立、修改、更新和查询等操作。
3. 数据模型：数据模型是对现实世界进行抽象和描述的工具。
常见的数据模型包括层次模型、网状模型和关系模型。
其中关系模型最为广泛应用，它使用表格形式（关系）来表示实体和实体之间的关系，并使用关系代数和关系演算来进行数据操作。
应用：1. 数据存储与操纵：数据库管理系统提供了有效的数据存储与操纵机制。
用户可以通过定义数据结构和数据类型来存储数据，并可以通过增删改查等操作对数据进行处理。
2. 数据查询与检索：数据库管理系统具备灵活和高效的数据查询与检索功能。
用户可以通过SQL语言（结构化查询语言）或者图形界面进行查询，从而获取符合特定条件的数据。
3. 数据完整性与安全性：数据库管理系统提供了数据完整性和安全性的保护机制。
通过定义约束条件、触发器、视图和用户权限控制等方式，可以对数据进行有效的保护和控制。
4. 数据备份与恢复：数据库管理系统具备数据备份与恢复的能力。
用户可以通过备份数据库的操作，将数据库中的数据定期备份到外部存储介质中。
一旦数据库出现故障或数据丢失，可以通过恢复操作将备份的数据重新导入到数据库中。
5. 并发控制与事务管理：数据库管理系统支持并发访问和多用户同时操作同一个数据库的能力。
计算机科学与技术——数据库系统原理
第一章数据库系统概述本章学习重点：1.数据库系统的三级模式结构2.数据模型中概念层模型（E-R）模型域逻辑层模型（关系模型）第一节数据库基本概念一、数据（Data）：是描述事物的符号记录，是指用物理符号记录下来的、可以鉴别的信息包括数字、字母、文字、特殊字符组成的文本数据，也可以是图形、图像、动画、影像、声音、语言等多媒体数据。
例如，日常生活和工作中使用的客户档案记录、商品销售记录等都是数据二、数据库（Database,简称DB）1.定义：是长期储存在计算机中的有组织的、可共享的（大量）数据集合2.数据库中存储的数据具有永久存储、有组织和可共享三个基本特点三、数据库管理系统（Data Management System,简称DBMS）数据库管理系统产生的时期是20世纪60年代后期DBMS必须具有将数据库从错误状态恢复到某一已知的正确状态的功能，这就是数据库的故障恢复1.定义：是位于应用程序（用户）与操作系统之间的一层数据管理软件2.主要功能（1）数据定义功能：提供数据定义语言（DDL）定义数据库中的数据对象例如：表、视图、存储过程、触发器等（2）数据操纵功能：提供数据操纵语言（DML）操纵数据实现对数据库的基本操作例如：查询、插入、删除和修改（3）数据库的运行管理：保证数据的安全性（用户只能使用视图定义中的数据，而不能使用视图定义外的其它数据）、完整性（数据的正确性、有效性和相容性，防止错误的数据进入数据库）、多用户对数据的并发使用以及发生故障后的系统恢复（4）数据库的建立和维护功能：创建数据库及对数据库空间的维护、数据库的备份与恢复功能、数据库的重组织功能和性能监视、分析等数据库恢复采用的方法：建立检查点、建立副本、建立日志文件（5）数据组织、存储和管理功能例如：索引查找、顺序查找（6）其他功能：主要包括与其他软件的网络通信功能、不同数据库管理系统之间的数据传输以及相互访问功能等四、数据库系统（Database System,DBS）：是指在计算机中引入数据库技术之后的系统1.通常一个完整的数据库系统包括数据库、数据库管理系统及相关实用工具、应用程序、数据库管理员和用户2.数据库管理员（Database Administrator,DBA）：专门负责对数据库进行维护，并保证数据库正常、高效运行第二节数据管理技术的发展一、人工管理阶段（20世纪50年代中期以前）特点：1.数据不保存2.应用程序管理数据3.数据面向应用注意：记录内无结构，整体无结构二、文件系统阶段（20世纪50年代后期到60年代中期）缺陷：数据冗余、数据不一致、数据联系弱特点：1．数据的管理者：文件系统，数据可长期保存2．数据面向的对象：某一应用程序3．数据的共享程度：共享性差、冗余度大4．数据的结构化：记录内有结构，整体无结构5．数据的独立性：独立性差，数据的逻辑结构改变必须修改应用程序6．数据控制能力：应用程序自己控制三、数据库系统阶段（20世纪60年代后期以来）特点：1.数据集成2.数据共享性高3.数据冗余度小4.数据一致性5.数据独立性高6.实施统一管理与控制7.减少应用程序开发与维护的工作量第三节数据库系统的结构一、数据库系统的三级模式结构1.模式：也称为概念模式或逻辑模式，它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2.外模式：也称为子模式（Subschema）或用户模式，它是数据库用户（包括应用程序员和最终用户）能够看见和使用的局部数据的逻辑结构和特征的描述DBMS提供子模式描述语言（Subschema DDL）来严格地定义子模式3.内模式：也称为存储模式（Storage Schema），它是对数据库中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形式4.三级模式结构的两层映像与数据独立性（1）外模式/模式映像（逻辑独立性）（2）模式/内模式映像（物理独立性）数据独立性：不会因为系统数据库存储（物理）结构与数据逻辑结构的变化而影响应用程序二、数据库系统的运行与应用结构1.客户/服务器（Client/Server,C/S）模式（需要下载）例如：QQ、桌面客户端游戏2.浏览器/服务器（Browser/Server,B/S）模式例如：网站、在线web游戏第四节数据模型一、数据特征与数据模型组成要素1.数据结构：描述的是系统的静态特性及数据对象的数据类型、内容、属性以及数据对象之间的联系2.数据操作：描述的是系统的动态特性，是对各种对象的实例允许执行的操作的集合，包括操作及有关的操作规则3.数据约束：描述数据结构中数据间的语法和语义关联，包括相互制约与依存关系以及数据动态变化规则，以保证数据的正确性，有效性与相容性二、数据模型的分类1.概念层数据模型（1）信息世界中的基本概念A．实体（Entity）: 客观存在并可相互区别的事物称为实体，可以是具体的人、事、物或抽象的概念，B．属性（Attribute）：实体所具有的某种特性称为实体的属性，一个实体可以由多个属性来描述C．码或键（Key）：唯一标识实体的属性集称为码D．域（Domain）：属性的取值范围称为该属性的域E．实体型（Entity Type）：用实体名及其属性名集合来抽象和刻画同类实体，称为实体型F．实体集（Entity Set）：同型实体的集合称为实体集G．联系（Relationship）：现实世界中事物内部以及事物之间的联系在信息世界中反映为实体内部的联系和实体之间的联系实体型间联系：★一对多1：N★一对一1：1★多对多N：M（2）概念模型的表示方法概念模型：用来描述现实世界的事物，与具体的计算机系统无关表达用户需求观点的数据全局逻辑结构的模型最典型的概念模型是实体联系（E-R）2.逻辑层数据模型（1）层次模型（2）网状模型（3）关系模型（4）面向对象模型在面向对象技术中，相同元素的有序集合，并且允许有重复的元素的复合数据类型是列表类型3.物理层数据模型：也称为数据的物理模型（Physical Model），其描述数据在存储介质上的组织结构，是逻辑模型的物理实现，即每一种逻辑模型在实现时都有与其相对应的物理模型逻辑模型是从数据库实现的观点出发，对数据建模第二章关系数据库本章学习重点：1.关系数据库的相关概念2.关系规范化理论，各个范式之间的转化关系第一节关系数据库概述系统而严格地提出关系模型的是美国IBM公司的E.F.Codd1.1970年提出关系数据模型2. E.F.Codd在1970年发表了论文《Communication of the ACM》3.之后，提出了关系代数和关系演算的概念4.1972年提出了关系的第一、第二、第三范式5.1974年提出了关系的BC范式关系数据库应用数学方法来处理数据库中的数据80年代后，关系数据库系统成为最重要、最流行的数据库系统典型实验系统：System R、University INGRES典型商用系统：ORACLE（占有率最高）、SYBASE、INFORMIX、IBM DB2课程中使用的是MySQL第二节关系数据模型一、关系数据结构关系模型的数据结构非常简单，只包含单一的数据结构，即关系基本术语：1.表（Table）：表，也称为关系，是一个二维的数据结构，它由表名构成表的各个列（如学号、姓名等）及若干行数据（各个学生的具体信息）组成。
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。
数据库基础知识
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Access 2010 的系统结构是指其包含的数据库对象，不同的数据库对象可以实现不同的数据库 功能。Access 包含的数据库对象有以下6种。
表
查询
窗体
报表
宏
模块
1.4.1 Access 2010的系统结构
28
1．表
表是 Access 数据库的核心和基础，是整个数据库系统的数据源。在表中，数据以二维表的形式 保存，表中的列称为字段，字段是数据信息的最基本载体，是数据的属性体现 ;表中的行称为记录， 一条记录就是 一个完整的信息
1.1.2 数据库系统
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3．数据库管理系统概述
数据组织、存储与管理：数据库管理系统要分类组织、存储和管理各种数据，包括数 据字典、用 户数据、存取路径等，确定以哪种文件结构和存取方式组织这些数据，如 何实现数据之间的联系， 以提高存储空间利用率和存取效率。
数据库的建立与维护：数据库管理系统能够实现数据库的数据载入、转换、转储、数 据库的重组 合重构及性能监控等，这些功能分别由各个程序来完成。
指表 A 中的一条记录在表 B 中可以对应多条记录，而表 B 中的一条记录在 表 A 中也可 对应多条记录。
1.1.3 数据模型
12
3．数据模型的类型
层次数据模型
网状数据模型
关系数据结构
1.1 数据库基本概念 1.2 关系数据库 1.3 数据库设计基础 1.4 Access 2010 概述
1.2.1 关系模型
外部关键字：如果表中的一个字段不是本表的主关键字，而是另外一个表的主关键字和候选关键 字，这个字段(属性)就称为外部关键字。
1.2.1 关系模型
2．关系的特点
关系必须规范化
A
数据库系统概念 概述及内容总结
数据库系统概念概述及内容总结1. 引言1.1 概述数据库系统是指由数据库、数据库管理系统（DBMS）和应用程序组成的，用于存储和管理大量结构化数据的软件系统。
近年来，随着信息技术的迅猛发展，数据库系统在各个行业中得到了广泛应用。
无论是电子商务、金融、医疗还是制造业等领域，都离不开高效可靠的数据库系统。
本文将围绕数据库系统概念展开讨论，从定义和基本原理、组成部分以及数据模型等方面进行介绍。
同时，还会探讨数据库系统的功能，包括数据管理和存储、数据访问与查询以及数据安全与完整性保护。
此外，文章还将对主要数据库系统类型和应用场景进行分析和比较。
关系型数据库管理系统（RDBMS）、非关系型数据库管理系统（NoSQL DBMS）以及分布式数据库管理系统（DDBMS）都将在这一部分中得到详细阐述。
最后，在结论与总结部分，我们将回顾本文所介绍的关键概念和内容要点，并对数据库系统的发展趋势进行思考。
同时也会展望未来数据库研究的方向，希望能够为读者提供全面而深入的了解和思考。
通过本文的阅读，读者将对数据库系统的基本概念有更清晰的认识，了解数据库系统的功能和特点，并能够掌握不同类型数据库系统的适用场景和优缺点。
同时，本文还将引发读者对未来数据库技术发展方向的思考，为相关研究工作提供指导与启示。
2. 数据库系统概念:数据库系统是指在计算机中存储、管理和组织数据的一种软件系统。
它通过使用数据模型来描述现实世界中的实体和它们之间的关系，并提供了对这些数据进行存储、访问和查询的功能。
2.1 定义和基本原理:数据库系统是由数据、数据库管理系统（DBMS）和用户组成的。
数据是数据库中存储的信息，可以表示各种实体、属性和关系。
数据库管理系统是负责管理数据库的软件，提供了对数据进行增加、删除、修改和查询等操作的接口。
用户可以通过DBMS与数据库进行交互，执行各种操作并获取所需信息。
数据库系统的基本原理包括三个方面：- 数据独立性：数据库系统将物理数据与逻辑数据相分离，使得应用程序可以独立于底层物理存储结构而访问或操作数据。
数据库设计的基本原理和实现方法
数据库设计的基本原理和实现方法一、引言随着信息化时代的到来，数据已成为企业、组织等各种机构的重要资源，但如何有效地管理、保存和利用这些数据却是一个复杂的问题。
数据库设计作为一个重要的信息系统领域，直接影响着企业、组织和个人的信息化水平。
本文将探讨数据库设计的基本原理和实现方法。
二、数据库设计基本原理1.需求分析在进行数据库设计之前，首先要对需求进行充分的分析。
需求是指系统用户的要求及其对系统功能、性能、安全等方面的要求。
通过需求分析，可以清晰地获得系统用户的需求，确定数据库的基本结构和数据逻辑模型，为后续的数据库设计提供准确的基础。
2.概念设计概念设计是数据库设计的第一阶段，也是最为重要的阶段。
概念设计即通过对业务层面的分析，抽象出数据的基本元素及其之间的关系，确定数据库的基本设计。
在概念设计阶段，需要进行实体关系的设计，通过对实体间的属性和关系的分析，确定实体与实体之间的关系及其属性，从而完善数据库的设计，确保数据库的正常运行。
3.逻辑设计逻辑设计是在概念设计的基础上进行的。
逻辑设计主要是将抽象的实体关系模型转化为具体的关系模型，确定关系型数据库各个表之间的联系，参照外部键等，为后续的物理设计提供准确的数据模型。
在逻辑设计的过程中，需要进一步设计数据表并进行规范化，为后续的物理设计提供准确的数据模型。
4.物理设计物理设计是数据库设计的最后一步，主要是将逻辑设计转化为实际的存储方案，包含数据文件、索引文件、事务日志等。
物理设计需要考虑到数据的安全性、可靠性、性能、扩展性等方面的问题，在不同的场景下需要选用不同的物理设计方案。
三、数据库设计实现方法数据库设计实现方法有多种，本文将介绍以下三种常用的实现方法：1.关系型数据库关系型数据库是目前最为常用的数据库类型，建立在关系代数理论的基础上。
关系型数据库可以使用 SQL 语言进行操作，管理和运维相对简单，具有良好的扩展性和可维护性。
关系型数据库的缺点是对数据的规范化程度较高，需要对数据进行预先规划，否则可能导致数据冗余和性能问题。
数据库基础知识培训
数据库基础知识培训一、引言数据库是计算机科学中一个重要的分支，它涉及到数据的有效存储、管理和查询。
在当今信息时代，数据已成为企业和个人不可或缺的资产，因此，掌握数据库基础知识显得尤为重要。
本培训旨在帮助读者了解数据库的基本概念、原理和技能，为实际应用奠定基础。
二、数据库基本概念1. 数据：描述事物的符号记录，包括数字、文字、图形、图像等。
2. 数据库：长期存储在计算机内的、有组织的、可共享的大量数据的集合。
3. 数据库管理系统（DBMS）：数据库系统中管理数据的软件系统，负责数据的组织、存储、检索、更新和维护。
4. 数据模型：描述数据、数据联系、数据操作、数据语义以及一致性约束的概念工具。
5. 关系型数据库：采用关系模型组织的数据库，是目前应用最广泛的数据库类型。
三、数据库系统架构1. 单机数据库系统：数据库和应用程序运行在同一台计算机上，适用于小型应用。
2. 网络数据库系统：数据库和应用程序分布在不同的计算机上，通过网络进行通信，适用于大型应用。
3. 分布式数据库系统：数据分布在多个地理位置的计算机上，通过网络进行协同工作，具有高可用性和可扩展性。
4. 云数据库系统：基于云计算技术，将数据库部署在云端，提供按需分配、弹性扩展的服务。
四、关系型数据库基本操作1. 数据定义：创建、修改和删除数据库中的表、视图、索引等对象。
2. 数据操纵：对数据库中的数据进行插入、删除、修改和查询操作。
3. 数据查询：采用SQL（结构化查询语言）进行数据检索，包括单表查询、连接查询、子查询等。
4. 数据控制：对数据库中的数据进行权限管理，确保数据的安全性。
五、数据库设计1. 需求分析：了解用户需求，明确数据库需要存储哪些数据。
2. 概念结构设计：采用E-R模型等方法，描述实体及其属性、实体间的关系。
3. 逻辑结构设计：将概念结构转换为关系模型，设计表结构、字段、索引等。
4. 物理结构设计：根据逻辑结构设计，选择合适的存储引擎、文件组织方式等。
数据库基础理论
(3) 数据库管理系统：是管理、维护数据库数据的一组软件。
2.信息与数据
数据与信息在概念上是有区ห้องสมุดไป่ตู้的。
从信息处理角度看，任何事物的属性都是 通过数据来表示的，数据经过加工处理后，使 其具有知识性并对人类活动产生决策作用，从 而形成信息。
数据处理的目的是从大量的、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。
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要点
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1.1.2 数据管理的三个阶段
(1) 人工管理（50年代中期以前）： 计算机代替了人的手工劳动，但数据不独立，没有软件
系统对数据进行管理。
人工管理阶段出现在计算机应用于数据管理 的初期。由于没有必要的软件、硬件环境的支 持，用户只能直接在裸机上操作。当数据有所 变动时程序则随之改变，独立性差；另外，各 程序之间的数据不能相互传递，缺少共享性， 因而这种管理方式既不灵活，也不安全，编程 效率较差。
1.4.2 表间关联关系的类型 在一个关系数据库中，若想将依赖于关
系模型建立的多个数据表组织在一起，反映 客观事物数据间的多种对应关系，通常将这 些数据表放入同一个数据库中，并建立表间 关联。
在同一个数据库中，相关联的表间关系 的类型有一对一、一对多和多对一3种关系。
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要点
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1．一对一关系
• 有一个以上的结点无双亲。 • 至少有一个结点有多个双亲。
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要点
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1.2.3
关系模型（Relational Model）的 所谓“关系”是有特定含义的。广义地 说，任何数据模型都描述一定事物数据 之间的关系。
数据库设计与规范化的基本概念及方法
数据库设计与规范化的基本概念及方法第一章：引言随着信息技术的快速发展，大量的数据被不断地产生和积累，如何高效地管理这些数据成为了各个行业的重要挑战。
数据库设计与规范化是建立和维护高效数据库系统的关键环节。
本章将对数据库设计与规范化的基本概念及方法进行介绍。
第二章：数据库设计的概念2.1 数据库设计的定义数据库设计是指根据用户需求、组织结构和数据特点，利用数据库管理软件对数据库进行结构化设计，包括数据模型的选择、数据结构的设计以及数据操作规则的定义等。
2.2 数据库设计的目标数据库设计的主要目标是满足用户需求，提供高效可靠的数据存储和查询功能。
同时，数据库设计还应考虑数据的一致性、完整性、可扩展性和安全性等方面的要求。
2.3 数据库设计的步骤数据库设计的一般步骤包括需求分析、概念设计、逻辑设计和物理设计。
需求分析阶段主要确定用户需求和数据特点；概念设计阶段将需求转化为概念模型；逻辑设计阶段将概念模型转化为关系模型；物理设计阶段将关系模型映射为具体的物理存储结构。
第三章：数据库规范化的概念3.1 数据库规范化的定义数据库规范化是指通过一系列的规范化步骤，将非规范化的数据库模式转化为满足某种规范化要求的数据库模式的过程。
3.2 数据库规范化的目的数据库规范化的主要目的是消除冗余数据，提高数据库的灵活性，减少数据更新异常的可能性，从而提高数据库的效率和可靠性。
3.3 数据库规范化的级别数据库规范化按级别分为一般规范化和高级规范化。
一般规范化包括第一范式（1NF）、第二范式（2NF）和第三范式（3NF）；高级规范化包括第四范式（4NF）和第五范式（5NF）。
第四章：数据库规范化的方法4.1 功能依赖分析功能依赖是指在关系模型中，某个属性的值依赖于其他属性的值。
通过功能依赖分析，可以确定属性之间的依赖关系，为后续的规范化提供依据。
4.2 规范化步骤规范化的一般步骤包括分解、消除冗余和合并。
分解是指将一个关系模式分解为多个关系模式；消除冗余是指通过调整关系模式的结构，消除冗余数据；合并是指将分解后的关系模式合并为满足某种规范化要求的关系模式。
数据库系统课程设计
数据库系统课程设计一、教学目标本课程旨在让学生了解数据库系统的基本概念、原理和技术，掌握数据库的设计和应用，培养学生运用数据库技术解决实际问题的能力。
具体目标如下：1.知识目标：•掌握数据库的基本概念、特点、分类和应用领域。
•理解数据库系统的组成、工作原理和体系结构。
•熟悉关系模型、实体-关系模型等数据库设计方法。
•了解数据库管理系统的基本功能和常用产品。
2.技能目标：•学会使用数据库管理系统进行数据库的创建、修改和删除。
•掌握SQL语言进行数据查询、更新和管理。
•能够运用数据库设计方法进行简单数据库系统的规划和设计。
•具备一定的安全性和完整性控制能力。
3.情感态度价值观目标：•培养学生对数据库技术的兴趣和好奇心，激发学生主动学习和探索的精神。
•使学生认识到数据库技术在现代社会中的重要性，提高学生的社会责任感和使命感。
•培养学生团队协作、沟通交流的能力，养成良好职业道德和行为规范。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.数据库基本概念：数据库、数据库管理系统、数据库系统等。
2.数据库发展历史：层次模型、网状模型、关系模型等。
3.关系数据库：关系运算、SQL语言、数据库设计原则等。
4.数据库设计方法：实体-关系模型、E-R图、关系模型转换等。
5.数据库管理系统的应用：事务管理、存储过程、触发器等。
6.数据库安全与完整性：访问控制、加密技术、约束等。
7.数据库性能优化：索引、分区、事务隔离等。
三、教学方法为提高教学效果，本课程将采用以下教学方法：1.讲授法：通过讲解数据库的基本概念、原理和技术，使学生掌握相关知识。
2.案例分析法：分析实际数据库应用案例，让学生了解数据库在实际中的应用。
3.实验法：安排上机实验，让学生动手操作，巩固所学知识。
4.讨论法：学生进行小组讨论，培养学生团队协作和解决问题的能力。
四、教学资源为实现教学目标，本课程将采用以下教学资源：1.教材：《数据库系统原理与应用》。
数据库基础知识
1.1 数据库基本概念 1.1.3 数据模型
1、概念模型
实体的属性及其值
属性名称 属性值
学号 05001 05002 05003
姓名 张建国 李天明 王Байду номын сангаас春
性别 男 男 女
出生年月 1981.6 1980.3 1981.5
1.1 数据库基本概念 1.1.3 数据模型
1、概念模型
(3)实体型、实体值和实体集 属性的集合可以表示一种实体的类型，称为实体型，通 常使用实体名和试题属性名的集合来描述。同类型的实体 的集合称为实体集。实体值是实体的具体实例。 例如，对学生实体的描述：学生（学号，姓名，性别，出 生年月）。全体学生就是一个实体集。（05001，张建国， 男，1981.6）是实体集中的一个具体的学生或者是一个实体 值。
1.1 数据库基本概念 1.1.3 数据模型
1、概念模型
（4）实体间的联系 实体间的对应关系，它反映客观事物之间的相互联 系。例如，一个教师可能教几门不同的课程，而每一门 课程又有可能有若干个不同的学生选修。 实体间的联系： ① 一对一的联系 简记为1:1。含义：如果实体A中的任一 实体最多与实体B的一个实体相对应（相联系），反之， 若实体B中的任一实体也最多与实体A中的一个实体相 对应，则称A与B是一对一的关系
1.1 数据库基本概念 1.1.2 数据管理的发展历史
2、文件系统阶段
优点：数据以文件形式保存， 优点：数据以文件形式保存， 与程序独立，且可多次存取。 与程序独立，且可多次存取。 缺点： 缺点： 数据文件是无结构的数据集合， 存在， 数据文件是无结构的数据集合，只能反映客观事物的 存在， 不能反映各事物间的联系。 不能反映各事物间的联系。 数据和应用程序互相依赖，数据文件由程序生成， 数据和应用程序互相依赖，数据文件由程序生成，数 据存取 由程序完成， 意义。 由程序完成，离开所依赖的程序则失去 意义。 服务与不同程序的数据文件互相独立， 共享。 服务与不同程序的数据文件互相独立，无法实现数据 共享。 一个应用程序所对应的数据文件不能为另 一个 程序使 数据冗余大。 用。数据冗余大。 应用程序编制较繁烦，缺乏对数据正确性、安全性、 应用程序编制较繁烦，缺乏对数据正确性、安全性、 保密性 的有效控制手段。 的有效控制手段。
数据库管理系统的基本概念
数据库管理系统的基本概念数据库管理系统（Database Management System, DBMS）是一种允许用户定义，创建，维护和使用数据库的软件系统。
它集中存储数据，允许用户对这些数据进行访问、查询、分析和修改。
数据库管理系统是现代信息技术中不可或缺的组成部分。
一、数据库管理系统的基础构成数据库系统包括数据库、数据库管理系统和应用程序。
数据库是用来存储数据的集合，数据库管理系统是指管理数据库的软件系统，应用程序则是专门针对数据库系统开发的软件。
数据库管理系统既要提供高效的数据存储、高速的数据访问，也要保证数据的完整性、安全性和一致性。
数据库管理系统还应该为用户提供友好的操作界面，方便用户进行数据的增、删、改、查等操作。
二、数据库管理系统的基本概念1. 数据库数据库是一种存储数据的集合，是指按照一定数据模型组织起来并存储在计算机媒体中的数据集合。
数据库以易于访问和使用的方式组织数据，以满足多种不同需求，包括企业管理、商品销售、科学研究等。
2. 数据库模型数据库模型是指数据库中数据组织和存储的方式，常见的数据库模型有层次型、网状型、关系型、面向对象型等。
其中，关系型数据库模型是目前应用最广泛的一种模型。
3. 数据库设计数据库设计是指根据应用需求，通过分析数据关系和数据流程，将数据组织成合适的数据模型并设计数据结构，以支持数据存储、查询和管理。
数据库设计既包括数据结构设计，也包括数据操作设计。
4. 数据库管理数据库管理是指对数据库进行维护和管理，以确保数据库的正确和高效的运行。
数据库管理包括数据备份、数据恢复、性能优化、安全保护等。
5. 数据库查询数据库查询是指在数据库中进行数据搜索、过滤、排序、分组、连接等操作，以生成满足条件的数据结果。
数据库查询语言（SQL）是用来实现数据库查询的一种语言。
三、常见的数据库管理系统常见的数据库管理系统包括MySQL、Oracle、SQL Server、PostgreSQL、MongoDB等。
数据库的4个基本概念
数据库的4个基本概念数据库的4个基本概念数据库的4个基本概念1.数据(Data)：描述事物的符号记录称为数据。
2.数据库(DataBase，DB)：长期存储在计算机内、有组织的、可共享的大量数据的集合。
3.数据库管理系统(DataBase Management System，DBMS4.数据库系统(DataBase System，DBS)数据模型数据模型（data model）也是一种模型，是对现实世界数据特征的抽象。
用来抽象、表示和处理现实世界中的数据和信息。
数据模型是数据库系统的核心和基础。
数据模型的分类第一类：概念模型按用户的观点来对数据和信息建模，完全不涉及信息在计算机中的表示，主要用于数据库设计现实世界到机器世界的一个中间层次实体(Entity): 客观存在并可相互区分的事物。
可以是具体的人事物，也可以使抽象的概念或联系实体集(Entity Set): 同类型实体的集合。
每个实体集必须命名。
属性(Attribute): 实体所具有的特征和性质。
属性值(Attribute Value): 为实体的属性取值。
域(Domain): 属性值的取值范围。
码(Key): 唯一标识实体集中一个实体的属性或属性集。
学号是学生的码实体型(Entity Type): 表示实体信息结构，由实体名及其属性名集合表示。
如：实体名(属性1,属性2,。
) 联系(Relationship): 在现实世界中，事物内部以及事物之间是有联系的，这些联系在信息世界中反映为实体型内部的联系（各属性）和实体型之间的联系（各实体集）。
有一对一，一对多，多对多等。
第二类：逻辑模型和物理模型逻辑模型是数据在计算机中的组织方式物理模型是数据在计算机中的存储方式数据模型的组成要素数据模型通常由数据结构、数据操作和数据的完整性约束条件三部分组成关系模型（数据模型的一种，最重要的一种）从用户观点看关系模型由一组关系组成。
每个关系的数据结构是一张规范化的二维表。
数据库系统概念 原书第7版
数据库系统概念原书第7版数据库系统是现代计算机科学和信息技术领域中的重要研究方向，它对于数据管理和数据处理具有举足轻重的意义。
本篇文章将围绕《数据库系统概念》第7版这本原书展开讨论，介绍数据库系统的基本概念和原理。
第一章：绪论数据库系统是通过计算机程序组织、存储和管理数据的系统。
它的核心目标是提供高效、可靠和安全的数据管理服务。
通过对数据的集中管理和共享，数据库系统可以提高数据存储和查询的效率，有效管理大量的数据。
第二章：关系模型关系模型是数据库系统中最重要的数据模型之一，它使用关系来表示数据之间的联系。
关系模型通过表格的形式来组织数据，表格中的每一行代表一个实体，每一列代表一个属性。
关系模型能够提供灵活的数据查询和数据操作能力。
第三章：SQL语言结构化查询语言(SQL)是数据库系统中用于查询和操作数据库的标准语言。
SQL语言具有简洁、易学和强大的特点，能够帮助用户快速实现数据存储和查询操作。
本章内容将介绍SQL语言的基本语法和常用查询操作。
第四章：关系数据库设计关系数据库设计是数据库系统中一个关键的环节，它涉及到数据库的结构设计和数据模型设计。
合理的数据库设计可以提高数据存储和查询的效率，减少数据冗余和数据不一致的问题。
本章内容将介绍关系数据库设计的基本原理和方法。
第五章：高级关系数据库设计高级关系数据库设计是在关系数据库设计的基础上进一步优化和完善数据库的设计。
它包括了主键和外键的设计、索引的设计以及数据库规范化等内容。
通过高级关系数据库设计，可以提高数据库的性能和可靠性。
第六章：数据仓库与数据挖掘数据仓库和数据挖掘是数据库系统中的重要技术，用于从大量的数据中挖掘有价值的信息。
数据仓库是一个面向主题的、集成的和稳定的数据集合，数据挖掘是从数据仓库中发现隐藏在数据中的模式和规律。
本章内容将介绍数据仓库和数据挖掘的基本概念和方法。
第七章：NoSQL数据库NoSQL数据库是一种非关系型的数据库系统，它能够有效地处理大规模和高速增长的数据。
数据库系统基本概念及特点(“数据库”相关文档)共29张
数据库是以一定的组织形式存放在计算机存储介质上的相互关联 的数据的集合。描述事物本身和事物之间的联系。
⑤ 数据库管理系统（DBMS） 数据库管理系统是对数据库进行管理的软件系统，简称为DBMS (DataBase Management System) 。 是一种关系数据库管理系 统。 功能 ：增、删、查、改等。
字段名 类型
课程号 字符型
课程名 字符型
学分
数值型
先修课程 字符型
宽度 小数位 索引
4
▲
12
1
4
NULL
7. “教学管理系统”数据库设计案例
⑶专业表(Zyb.dbf)
字段名 专业号 专业名 科类 学制 学位
类型 字符型 字符型 字符型 数值型 字符型
宽度 小数位 索引
3
▲
12
6
10
10
NULL
7. “教学管理系统”数据库设计案例
包文字、数字、图表、图片等。
② 信息（information）
是客观世界的事物在人脑中抽象的反映，是经过加工处理后对客 观世界产生影响的数据。
③ 数据处理
是对各种类型的数据进行收集、存储、分类、计算、加工、检索和 传输的过程。数据信息数据处理
三者之间的关系：
数据
数据处理
信息
1.数据库系统基本概念及特点
7. “教学管理系统”数据库设计案例
④确定表的字段 ⑴学生表(Xsb.dbf)
字段名 类型
学号
字符型
姓名
字符型
性别
字符型
专业
字符型
出生年月 日期型
高考分数 数值型
团员
逻辑型
简况
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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内模式也称存储模式，它是数据物理结构和存储结构的描述，是数 据在数据库内部的表示方式（例如，记录的存储方式是顺序存储、 按照B树结构存储还是按hash方法存储；索引按照什么方式组织； 数据是否压缩存储，是否加密；数据的存储记录结构有何规定）。
一个数据库只有一个内模式。
3、数据库的二级映象功能与数据独立性
(5) 数据库的建立和维护 建立数据库包括数据库初始数据的输入与数据转换等。 维护数据库包括数 据库的转储与恢复、数据库的重组织与重构造、性能的监视与分析等。
(6) 数据通信接口 DBMS需要提供与其他软件系统进行通信的功能。例如提供与其他DBMS 或文件系统的接口，从而能够将数据转换为另一个DBMS或文件系统能 够接受的格式，或者接收其他DBM时不仅要定义数据的逻辑结构（例如数据记录由哪些数据 项构成，数据项的名字、类型、取值范围等），而且要定义与数 据有关的安全性、完整性要求，定义这些数据之间的联系。
（2） 外模式
外模式也称子模式或用户模式，它是数据库用户（包括应用程序员 和最终用户）看见和使用的局部数据的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数据的逻辑表示。
当数据库的存储结构改变了，由数据库管理员对模式 / 内模式映象 作相应改变，可以使模式保持不变，从而保证了数据的物理独立 性。
4．数据库系统的体系结构 (1) 单用户数据库系统 整个数据库系统，包括应用程序、DBMS、数据，都装在一台计算机上， 为一个用户独占，不同机器之间不能共享数据。
3．DBMS的工作过程
（1）应用程序A向DBMS发出从数据库中读数据记录的命令；
（2）DBMS对该命令进行语法检查、语义检查，并调用应用程序A 对应的子模式，检查A的存取权限，决定是否执行该命令。如果 拒绝执行，则向用户返回错误信息；
（3）在决定执行该命令后，DBMS调用模式，依据子模式／模式映 象的定义，确定应读入模式中的哪些记录；
(5) 数据库系统管理员（DBA） 数据库系统管理员负责数据库的建立、使用和维护的专门的人员。
二. 数据库管理系统
DBMS是数据库系统的核心。它建立在操作系统的基础上，是位 于操作系统与用户之间的一层数据管理软件，负责对数据库进行 统一的管理和控制。 1、DBMS的功能 (1) 数据定义 定义数据库的模式、存储模式和外模式，定义各个外模式与模式之 间的映射，定义模式与存储模式之间的映射，定义有关的约束条 件。
对于每一个外模式，数据库系统都有一个外模式 / 模式映象，它定 义了该外模式与模式之间的对应关系。
当模式改变时，由数据库管理员对各个外模式 / 模式的映象作相应 改变，可以使外模式保持不变，从而应用程序不必修改，保证了 数据的逻辑独立性。
数据库中只有一个模式，也只有一个内模式，所以模式 /内模式映 象是唯一的，它定义了数据 全局逻辑结构与存储结构之间的对 应关系。
数据库系统基本概念及其设计
第1章 数据库系统基本概念
1.1 数据库的作用及相关概念
一. 数据、数据库、数据库管理系统
(1) 数据（Data） 数据实际上就是描述事物的符号记录。数据的形式本身并不能完全 表达其内容，需要经过语义解释。数据与其语义是不可分的。
(2) 数据库（DB） 数据库是长期存储在计算机内有结构的大量的共享的数据集合。 它可以供各种用户共享、具有最小冗余度和较高的数据独立性。
(3) 数据库管理系统（DBMS） 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。 数据库管理系统使用户能方便地定义数据和操纵数据，并能够保 证数据的安全性、完整性、多用户对数据的并发使用及发生故障 后的系统恢复。
(4) 数据库系统（DBS） 数据库系统是指在计算机系统中引入数据库后的系统构成，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。
（9）DBMS将数据记录从系统缓冲区传送到应用程序A的用户工作 区；
（10）DBMS向应用程序A返回命令执行情况的状态信息。
1．2 数据库技术的产生与发展
1.3 数据库系统结构
数据库系统的三级模式结构是指数据库系统是由外模式、模式和内 模式三级构成。
（1） 模式
模式是数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述。
(2)数据操纵 数据操纵包括对数据库数据的检索、插入、修改和删除等基本操作。
(3) 数据库运行管理 包括对数据库进行并发控制、安全性检查、完整性约束条件的检查和执行 数据库的内部维护（如索引、数据字典的自动维护）等。
(4) 数据组织、存储和管理 对数据字典、用户数据、存取路径等数据进行分门别类地组织、存储和管 理，确定以何种文件结构和存取方式物理地组织这些数据，如何实现数 据之间的联系，以便提高存储空间利用率以及提高随机查找、顺序查找、 增、删、改等操作的时间效率。
系统运行控制程序负责数据库运行过程中的控制与管理 （包括系统初启程序、文件读写与维护程序、存取路径管 理程序、缓冲区管理程序、安全性控制程序、完整性检查 程序、并发控制程序、事务管理程序、运行日志管理程序 等）。
（4）实用程序
包括数据初始装入程序、数据转储程序、数据库恢复程序、 性能监测程序、数据库再组织程序、数据转换程序、通信 程序等。
（4）DBMS调用物理模式，依据模式／物理模式映象的定义，决定 应从哪个文件、用什么存取方式、读入哪个或哪些物理记录；
（5）DBMS向操作系统发出执行读取所需物理记录的命令；
（6）操作系统执行读数据的有关操作；
（7）操作系统将数据从数据库的存储区送至系统缓冲区；
（8）DBMS依据子模式／模式映象的定义，导出应用程序A所要读 取的记录格式；
2、DBMS的组成
(1) 数据定义语言及其翻译处理程序
（2）数据操纵语言及其翻译解释程序
数据操纵语言（Data Manipulation Language，简称DML） 用来实现对数据库的检索、插入、修改、删除等基本操作。
（3）数据运行控制程序
数据定义语言（Data Definition Language，简称DDL）供用 户定义数据库的模式、存储模式、外模式、各级模式间的 映射、有关的约束条件等。