数据库理论与技术共123页文档

数据库技术 PDF教材

数据库技术 PDF教材数据库技术是计算机科学的重要分支，其核心是管理和处理数据。

数据库技术可以应用于各种应用程序，包括电子商务，金融业，医疗和物流等领域。

本文将介绍数据库技术的基础知识以及数据库管理系统的设计和实现。

一、基础知识1. 数据库数据库是一个存储、管理和处理数据的容器。

数据可以是文本、图像、视频或其他形式的信息。

数据库可以分为关系型数据库和非关系型数据库。

关系型数据库使用表格来存储数据，表格中的每一行表示一个记录，每一列表示一个字段。

关系型数据库还包括索引和约束等概念，以提高查询性能和数据完整性。

非关系型数据库则不使用表格，而是使用键值对、文本文档或图形对象等方式存储数据。

2. 数据库管理系统数据库管理系统（DBMS）是一种软件工具，用于管理数据库。

DBMS 提供多种功能，包括数据存储、数据检索、安全控制、备份和恢复等。

常见的 DBMS 包括 MySQL、Oracle 和SQL Server 等。

3. SQLSQL（Structured Query Language）是一种用于管理和操作关系型数据库的语言。

使用 SQL，可以执行各种任务，包括创建数据库、创建表格、插入数据和查询数据等。

二、数据库设计和实现1. 需求分析在设计和实现数据库之前，需要进行需求分析。

需求分析确定应用程序需要存储哪些数据，以及这些数据如何关联和组织。

例如，在一个电子商务网站中，需要存储客户信息、订单信息和产品信息等。

2. 数据库设计数据库设计是一个关于如何组织数据的过程。

设计包括确定表格、字段和数据类型等信息。

这些信息可以通过各种建模工具（如实体关系模型）来表示。

设计一个好的数据库可以提高数据的可管理性、安全性和可扩展性。

3. 数据库实现数据库实现将设计转化为实际代码。

实现步骤包括创建表格、插入数据和执行查询等操作。

数据库实现需要选择合适的 DBMS，并且按照 DBMS 的规则来编写SQL 代码。

在编写代码前，需要考虑数据类型、键、索引和约束等因素。

数据库理论PPT课件

三级模式都是处理数据的结构框架。（数据库框架）
应用A
应用B
外模式1
应用C 外模式2
应用D
应用E
外模式3
模式内模式
数据库
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1.4 数据库管理系统 (DBMS)
数据库管理系统 (DBMS): • 是指数据库系统中管理数据的软件系统。 • 用户使用的各种数据库的命令及应用程序的执行，都要通过DBMS。（DBMS是用户和数据库的接口）
➢数据库管理系统(DatadBase Management System，简称DBMS)：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(DataBase System，简称DBS)：一般由数据库、数据库管理系统、应用系统、数据库管理员和用户构成。
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1.1.2 文件系统阶段
• 缺点：
• 数据不共享：文件是面向应用的，一个文件对应一个应用程序。当不同的应用程序具有部分相同的数据时，也必须建立个自的文件，而无法共享数据，浪费存储空间
• 数据和程序缺乏独立性
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…. ….
应用程序1 应用数据库管理系统 (DBMS)
4. 数据库的维护功能 • 包括数据库的装载、数据库的转储、恢复、重组织、系统性能监视、分析等功能 • 由DBMS的实用程序来完成
• 几种数据库应用比较:
类型人事主管
例子
典型的用户典型的数据
数
库大小
学生信息管理
1
<10MB
系统
工作组学院信息管理
<25

数据库技术及应用第6章关系数据库理论

使之规范化。例如上述的关系模式“教学”，可以按“一事一地”
的原则分解成“学生”、“教学系”和“选课”三个关系，其关系模式为
学生(学号，姓名，年龄，性别，系名称) 教学系(系名，系主任) 选课(学号，课程名，成绩)
第6章关系数据库理论
表6-2 教学关系分解后形成的三个关系
第6章关系数据库理论
第6章关系数据库理论
多值依赖与函数依赖相比，具有以下两个基本的区别： (1) 多值依赖的有效性与属性集的范围有关。 (2) 多值依赖没有自反律。
第6章关系数据库理论
3. 4NF的定义定义6-9：关系模式R〈U，F〉(1NF，如果对于R的每个非平凡多值依赖X→ →Y(Y(X)，X必含有码，则
第6章关系数据库理论
6.5 判断下面的关系模式是不是BCNF，为什么？ (1) 任何一个二元关系。 (2) 关系模式选课(学号，课程号，成绩)，函数依赖集F={(学号，课程号)→成绩}。 (3) 关系模式R(A，B，C，D，E，F)，函数依赖集 F={A→BC，BC→A，BCD→EF，E→C}。
第6章关系数据库理论
1NF
消除决定因素非码的非平凡函数依赖
2NF 3NF
BCNF
4NF 5NF
消除非主属性对码的部分函数依赖消除非主属性对码的部分和传递函数依赖消除主属性对码的部分和传递函数依赖消除非平凡且非函数依赖的多值依赖消除不是由候选关键字蕴含的连接依赖
图6-2 各种范式及规范化过程
第6章关系数据库理论
6.6 设关系模式R{B，O，I，S，Q，D}，函数依赖集F={S→D，I→S，IS→Q，B→Q}。
(1) 找出R的主码。 (2) 把R分解为BCNF，且具有无损连接性和函数依赖保持性。 6.7 在关系模式选课(学号，课程号，成绩)中， “学号→ → 课程号”正确吗？为什么？ 6.8 设有关系模式 R(A ， B ， C) ，数据依赖集 F={AB→C，C→ →A}，R属于第几范式？为什么？

01 数据库相关理论知识

第一章数据库相关理论知识
数据库涉及的一些基本概念
数据管理技术的发展
人工管理阶段数据不长期存在计算机中，数据和程序结合在一起，且不能共数据不长期存在计算机中，数据和程序结合在一起，享不具有独立性。享不具有独立性。文件系统阶段数据可以以文件的形式存在计算机当中，可以共享，数据可以以文件的形式存在计算机当中，可以共享，但是数据和数据之间彼此孤立，不能反映数据之间的联系。和数据之间彼此孤立，不能反映数据之间的联系。数据库系统阶段数据共享性高、冗余度低、易扩充，数据共享性高、冗余度低、易扩充，由DBMS统一管理和控制统一管理和控制
第一章数据库相关理论知识
关系数据库 __ 采用关系模型
关系数据理论
针对一个具体数据库应用问题，应该构造几个关系模式？针对一个具体数据库应用问题，应该构造几个关系模式？如何构造好的关系模式？每个关系模式应该由哪些属性组成，造好的关系模式？每个关系模式应该由哪些属性组成，关系模式之间存在什么样的联系？间存在什么样的联系？数据依赖由于一个学号只对应一个学生，当一个学号值确定以后，由于一个学号只对应一个学生，当一个学号值确定以后，这个学生的相关信息也就确定了，例如姓名，性别，系别等，生的相关信息也就确定了，例如姓名，性别，系别等，这样我们就学号”函数决定“姓名” 性别” 系别” 或者说“ 称“学号”函数决定“姓名”、“性别”、“系别”，或者说“姓性别” 系别”函数依赖于“学号” 名”、“性别”、“系别”函数依赖于“学号”。完全函数依赖
第一章数据库相关理论知识
数据库的基础知识
主要介绍一些基本概念，主要介绍一些基本概念，及重点概念的相关知识点的介绍。点的介绍。
关系数据库的相关知识点

数据库基础理论

(2) 数据库系统：组织数据，存储数据的管理系统，主要包括用户、数据库和数据管理系统三方面。
(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。

数据库技术的发展及基本理论

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设计原则:
(1) 将有关不同实体集的信息拆分到不同的表中,在每个表中只有一个主关键字。
(2) 不允许出现“表中表”,即表中每一项都不可再分割。
(3) 冗余不可避免，但可以减少。 (4) 表中任意两行不能完全相同，也就是
说，不能有两条记录各字段的取值完全相同。
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应用程序1
应用程序2 应用程序n
数据库管理系统
数据库
图1-3 数据库系统阶段程序与数据的关系
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1.1.2 数据库技术的发展
• 数据库系统起源于60年代中期,从此开始了它的迅速发展历程。数据库系统的发展始终是以数据模型的发展为主线,其发展可以划分为三代。
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3．数据世界（Data World）
• 数据世界又称机器世界,信息世界中的信息经过抽象和组织,以数据形式存储在计算机中，它是数据库系统的处理对象。数据世界也有一些常用的、用来描述数据的术语:字段（Field）、记录（Record）、文件（File）。
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4．数据处理的抽象过程
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1．第一代数据库系统即层次数据库系统和网状数据库系统。
2．第二代数据库系统第二代数据库系统,即关系数据库系统
（RDBMS）。该系统的主要特点是:概念单一化,数据及数据间的联系都用关系来表示;以关系代数为理论基础;数据独立性强；数据库语言采用说明性语言，大大简化了用户的编程难度。
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1.4.3 关系数据库管理系统的三种关系操作
1．选择
– 从关系中找出满足给定条件的元组的操作称为选择,是在二维表的水平方向上选取一个子集。

数据库原理与技术.doc

数据库课程设计班级：计算机科学与技术姓名：学号：题目：某公司的自助餐管理系统某公司的自助餐管理系统语义如下：某公司为了提高职工的福利待遇，规定每个员工每天可以在职工食堂用餐两次（每餐3元），可以中午用餐一次，下午用餐一次；也可以集中到中午或下午一次用餐两次。

月底进行核算，如果用餐次数不足，餐费不退还职工。

公司根据实际的用餐次数支付食堂餐费。

要求如下：●创建一个能满足上述要求的数据库；●定义视图查询2005年1月份没有用过餐的员工信息；●创建存储过程统计每个员工指定月份的用餐次数；●创建存储过程统计指定月份公司应支付给食堂的费用；●建立数据库相关表之间的参照完整性约束。

1 业务需求是清晰地解释系统的业务需求。

业务需求描述了新系统将带给投资人，购买者和用户的主要利益，说明了项目的最终目标。

1.1应用背景概述系统开发的应用背景，描述原有的应用状况，说明新系统开发的动机。

必要的情况下，还需要说明应用的历史延续过程。

例子：目前，Process Impact公司的大多数员工平均每天要花费60分钟去自助餐厅用午餐，其中大约有20分钟要花在公司和自助餐厅之间的往返，选择午餐和以现金或信用卡方式结账上。

当员工到自助餐厅之外去用午餐时，他们平均有90分钟时间不在岗。

有些员工提前给自助食堂打电话预定午餐，请自助餐厅准备好他们选则的午餐。

但是，员工并不总是能够如愿以偿，因为自助餐厅有些食物已卖完。

而与此同时，自助餐厅又在浪费大量的食物，因为有些食物没有卖掉而只好倒掉。

早餐和午餐同样面临着这样的问题，只是到餐厅用餐的员工人数比午餐要少得多。

1.2 业务机遇如果开发的是商业产品，这部分描述的是存在的市场机遇以及产品要参与竞争的市场。

例子：许多员工都通过自助餐厅的一个在线订餐系统提出订餐要求，要求在指定时间的日期和时间内将所定的午餐送到公司的指定地点。

通过这样一个系统，使用这一服务的员工可以节约相当可观的时间，而且顶到自己喜欢的食物机会也增大了。

《数据库技术》ppt课件

• 神经网络(Neural Network) :它模拟人脑的功能.神经网络建立在自学习的数学模型根底之上。它可对大量复杂的数据进展分析，并可完成对人脑或其他计算机来说极为复杂的方式抽取及趋势分析。
• 相关规那么 :相关规那么是一种简单却很适用的关联分析规那么，它描画了一个事物中某些属性同时出现的规律和方式。
• SQL( Structured Query Language )Server: 是基于C/S模型的RDBMS，易学、易用。是运用广泛的群众化数据库产品，用户可自行安装和运用。它也是全球第一个支持Web运用的数据库。
• Ingres
6.1.4 银行数据库特点
• 具有很高的稳定性、可靠性和可伸缩性 • 基于开放式的体系构造 • 一致的、易操作的数据库管理平台 • 具有可靠的数据库平安性控制机制 • 数据库应支持超大数据量的存储与管理 • 支持分布式数据库处置才干 • 具有决策支持才干，支持多维分析、即席查询
分布式数据库运用案例图
DB1 场地1 计算机1
场地1
T1 T2 T3
DB2 计算机2
Байду номын сангаас场地2
场地2
T1 T2 T3
网络
DB3 计算机3
场地3 场地3 T1 T2 T3
图6.1 分布式数据库系统的例子
其他数据库
• 自动数据库：自动数据库是相对传统数据库的被动性而言的，所谓自动数据库就是除了完成一切传统数据库的效力外，还具有各种自动效力功能的数据库系统，即DB+AI。
“规那么〞。 • 决策树可以是二叉的，也可以是多叉的。
数据发掘的主要步骤
• 数据取样:从企业大量数据中取出一个与要搜索的问题相关的样板数据子集。

数据库原理与应用概论(数据库新技术)全文-毕业论文-

6 消息:对象是封装的，对象与外部的通信一般通过显式的消息传递，即消息从外部传送给对象，存取和调用对象中的属性和方法，在内部执行所要求的操作，而操作的结果仍以消息的形式返回。
2．对象间的联系
■ （1）类层次
某学校数据库的类层次结构图
对一个类来说，它可以有多个超类，也可以继承类层次中其直接或间接超类的属性和方法。超类与子类结构在语义上具有泛化与特化的关系，也即常说的Is-a关系。
7.3.4 分布式数据库查询处理和优化
1. 查询优化的意义 2. 查询优化要做的工作 1 全局查询分解 2 确定操作执行的次序 3 确定执行操作的方法 3 ．分布式查询处理的层次结构
分布式查询处理的层次模式
7.3.5 分布事务管理
1．分布事务的恢复
为了执行分布事务，通常在每个场地上都设立一个局部事务管理器，用来管理局部子事务的执行，保证子事务的完整性。同时，这些局部管理器之间还必须相互协调，保证所有场地对它们所处理的子事务采取同样的策略：要么都提交，要么都回滚。为了保证这一策略，最常用的技术是两段提交协议（简称2PC）。
3 子类/超类之间联系的改变，包括增加一个新的超类、删除一个已有超类。
■ 所谓转换方法是指在OO数据库中，已有的对象将要根据新的模式结构进行转换，以适应新的模式。根据转换发生的时间有以下转换方式：
① 立即转换方式。一旦模式变化立即执行所有变换，缺点是系统为了执行转换需要消耗一些时间。
② 延迟转换方式。模式变化后不是立即执行，而是延迟到低层数据库载入时，或者延迟到该对象被存取时才执行变换。缺点是应用程序存取一个对象时，要把它的结构与其所属类的定义比较，完成必须的修改，处理效率较低。
7.2.2 面向对象的基本概念

数据库技术 PDF教材

第一讲重点：讲述数据库的基本概念绪论1.介绍课程性质与实验安排：选修课，3 学分，每周一，十六周周三 2.处理好数据库理论与实践的关系：理论深度要求不高，上机实验要求高，作业要认真 3.学习方法与技巧：注意积累，灵活应用 4.学习本课程能学会什么：开发简单的数据库应用系统一、引入数据库的应用领域越来越广：信用卡购物，飞机、火车订票系统、图书管对书籍及借阅的管理等；数据库的应用形式日益多样：从小型事务处理到大型信息系统，从联机事务处理到联机分析处理，从一般企业管理到计算机辅助设计与制造（CAD/CAM），乃至地理信息系统；数据库技术定义：就是如何科学地管理数据，以便为人们提供可共享的、安全的、可靠的数据的技术，一般包括数据管理和数据处理两部分内容。

通俗地讲，数据库就是数据 Data 的存储基地 base，合起来就是 database。

二、数据管理的发展数据管理的发展可以简单概括为从文件管理到数据库管理（20 世纪 50 年代中期以前的人工管理除外）。

文件管理系统 (20 世纪 50 年代后期至 60 年代后期) 早期的数据是采用文件系统进行管理的，即将数据保存在文件中。

用户的应用程序直接操作文件中的数据。

在文件系统中，数据按照内容、结构和用途分成若干个命名的文件。

文件可以独用，也可以指定共享。

用户可以通过操作系统对文件进行打开、读、写、关闭操作。

学生管理文件系统应用程序 A1 学生基本信息管理应用程序 A2 学生选课管理学生基本信息文件 F1课程基本信息文件 F2学生选课信息文件 F3图 1 文件管理系统示例 F1 包含：学号、姓名、性别、出生日期、所在系、专业、所在班、特长、家庭住址； F2 包含：课程号、课程名、授课学期、学分、课程性质； F3 包含：学号、姓名、专业、课程号、课程名、修课类型、修课时间、考试成绩学生选课管理过程：①在学生选课管理系统中，若有学生选课，则查 F1 文件，判断有无此学生，若有，②访问 F2 文件，判断其所选课程是否存在，若存在③将学生选课信息写到 F3 文件中。

（完整版）数据库原理知识点总结精华.doc

（完整版）数据库原理知识点总结精华.doc数据库系统概述一、有关概念四个基本概念1.数据 (Data): 数据库中存储的基本对象2.数据库的定义 :数据库 (Database,简称 DB) 是长期储存在计算机内、有组织的、可共享的大量数据集合3.数据库管理系统（简称DBMS ）：位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件（系统软件）。

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.数据定义功能 2.数据操作功能 3.数据库的事务管理和运行管理功能4.数据库的建立和维护功能5.数据的组织，存储和管理功能 6.其他功能4.数据库系统（ DatabaseSystem，简称 DBS ）：指在计算机系统中引入数据库后的系统桌面 DBMS Access ,VFP客户机 /服务器型DBMS SQL Server , Oracle, MySQL , DB25．数据库系统（DBS ）的构成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（DBA) 和用户二、数据管理技术的发展1．数据管理的三个阶段人工管理阶段文件系统阶段数据库系统阶段2数据库系统管理数据的特点如下1 数据共享性高、冗余少；2 数据结构化；3 数据独立性高；4 由 DBMS 进行统一的数据控制功能3.数据库管理系统的主要功能1 数据定义功能2 数据操作功能3 数据库的事务管理和运行管理功能4 数据库的建立和维护功能5 数据的组织，存储和管理功能6 其他功能4.DBMS可以对数据提供哪些控制功能？数据的安全性（Security ）保护：保护数据，以防止不合法的使用造成的数据的泄密和破坏。

数据的完整性（ Integrity ）检查：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。

并发（ Concurrency ）控制：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。

数据库恢复（Recovery ）：将数据库从错误状态恢复到某一已知的正确状态。

数据库理论

第三章关系型数据库理论在第二章中，我们学习了数据库系统的发展，了解到支持层次模型、网状模型的数据库系统，数据操作的向导是指针。

层次模型、网状模型的数据库系统，数据操纵比较复杂、系统扩展困难。

关系模型数据库系统的数据结构简单，表示数据及其数据之间的联系均采用关系（二维表），同时关系模型有扎实的数学理论做基础，使得数据的操作可以通过关系的运算来完成，从20世纪80年代中期起，网状模型和层次模型的市场已逐渐被关系模型的数据库系统取代。

本章我们学习关系型数据库系统，主要内容：①关系及关系代数②关系型数据库的结构化查询语言SQL的操作③关系模型及关系数据库规范化理论§3.1 关系及关系代数§3.1.1关系及关系模型关系是数学上的一个概念，建立在日常生活中所论及的关系概念之上，例如我们通常所说的邻里关系、朋友关系、学生与所选修的课程及该课程的成绩关系等等。

在这里我们所论及的朋友关系涉及了互为朋友的双方，在数学上我们表示为（李，张）；邻里关系也涉及了互为邻里的双方，表示为（李家，张家）；学生与所选修的课程及该课程的成绩关系，涉及到学生、所选的课程名以及所取得的成绩，在数学上我们表示为（李兰，软件基础，90）。

（李，张）、（李家，张家）、（李兰，软件基础，90）等数学上称为元组，括号里边用逗号隔开的对象，数学上称为元组的分量。

在上面的实例中朋友关系是一个很大的概念，（李，张）只是其中的一个，邻里关系、学生与所选修的课程以及选修课程之间的关系也是一样。

数学上关系的概念是日常生活中关系概念的抽象。

下面我们给出关系的简单、直观的概念。

§3.1.1.1关系关系是以元组为元素的集合。

数据库技术中论及的关系概念应该是：关系是同类型元组的集合。

简单的说，关系就是集合，可以用大写字母R1，R2，R来表示。

例1：学生与所选课程之间的关系R可以表示为R={（李兰，软件基础，90），（张娜，高等数学，87），（张伟，C语言，76），…，（邵华，英语，79）}这样的一个关系R，在日常生活中我们通常记录成一个表格的形式：我们可以看到，这张表表示了一个关系，表中的每一行表示了一个元组，也是关系集合的元素，表格中每列中的数据表示了元组的分量。

数据库技术

7-111-06887-4 7-111-06887-4 7-53271224.9/1.717 7-5237-12249/1.321 可靠性模型与应用可靠性模型与应用基督山伯爵三个火枪手
数据库处理系统
用户用户用户应用程序1 应用程序2 应用程序3 DBMS 数据库中央数据库
特点： 1、完善的数据字典和数据模型 2、数据独立性 3、方便的接口 4、完整的数据控制功能 5、提高了系统的灵活性
《管理信息系统》制作：汪勇
武汉科技大学信息管理系
两种数据管理方式的对比
对比方面
《管理信息系统》制作：汪勇
武汉科技大学信息管理系
1、关系。一个关系对应于一张二维表。
2、元组。表中一行称为一个元组。 3、属性。表中一列称为一个属性。给每列起一个名即为属性名。 4、主码 (Primary Key，也称主关键字)。 5、域。属性的取值范围。 6、分量。元组中的一个属性值。 7、关系模式。对关系的描述，用关系名 (属性1，属性2，…属性n)来表示。 eg. 库存（仓库号，器件号，数量）仓库（仓库号，城市，面积）
《管理信息系统》制作：汪勇
武汉科技大学信息管理系
转换举例一
厂长号* 姓名年龄 1 厂号* 1 厂名地点
厂长
管理
工厂
厂长（厂长号，姓名，年龄）工厂（厂号，厂名，地点）管理（厂号，厂长号）
《管理信息系统》制作：汪勇
武汉科技大学信息管理系
转换举例二
仓库号* 地点面积 1 货号* n 品名价格
…...
数据项n-1
数据项n
数据库数据项(Database) 记录文件
– 多个字符组成一个词或者一个完整的数字 – 综合的、相关的文件集合 – 与某个特殊对象或活动有关的所有数据项组成 –– 与某个特定主题相关的数据记录的集合。不能再分成有意义的单位。 –数据库中包括了数据，它们之间的联系