数据库基础 第一章 数据库系统基础知识

数据库原理与应用
——Visual FoxPro6.0
Who am I?
1995.9-1999.7 毕业于大连理工大学，获工学学 士学位；
1999.9-2002.3 毕业于大连理工大学，获工学硕
士学位； 2006.6-2010.3 毕业于大连理工大学管理学院系 统工程研究所，获工学博士学位 2009.7-至今 东北财经大学副教授
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1.1.1 计算机数据管理的发展
3.计算机数据管理 是指利用计算机技术对数据的组织、分类、编码、存储、 检索和维护提供操作手段之一。 数据管理发展的三个阶段： 人工管理（50年代中期以前） 文件系统（50年代后期--60年代中期) 数据库系统（60年代后期开始）
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特点：数据的逻辑结构是有横行和竖列的二维表
姓名
张军 王红
学号
09701023 09702011
年龄
男 女
系别
数学系 物理系
李明
09708250
男
计算机系
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1.3 关系数据库
• 1.3.1 关系模型
用表格数据来表示实体和实体间联系的模型叫
关系模型
关系表示两类数据： ① 实体本身 ② 实体间的联系
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1.2 数据模型
模型: 现实世界特征的模拟和抽象 数据模型（Data Model）:现实世界中数据特征的抽象。
在数据库中用数据模型来抽象、表示和处理现实世界中的
数据和信息。 数据模型分为两类，属于两个不同的层次: 概念模型(信息模型): 按用户的观点来对数据和信息 建模，主要用于数据库设计 物理模型: 按计算机系统的观点对数据建模，主要用 于DBMS的实现。
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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； 现实世界->信息世界 –把概念模型转换为某一DBMS支持的逻辑模型。 信息世界->机器世界 概念模型是现实世界到机器世界的一个中间层次。
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1.2.1 概念模型 1.实体描述
(1)实体（Entity）：是指客观存在并可相互区别的事物 (2)实体的属性（Attribute）：实体具有许多特性,实体的每一个特性 (3)实体集（Entity Set）：具有相同特性的同类实体的集合
(4)实体型(Entity type ) : 实体名和属性名的集合
(5)联系(Relationship)：实体内部的联系（实体各属性之间的联系）
通过商品进销存 实例介绍VF的功 能、数据库应用 系统的基本结构 及开发过程
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课程特点与学习要求
特点：
实践性强，细节多，应用为主，理论为辅。
学习要求:
1.按时出席，保持课堂纪律。 2.记笔记，勤于思考，善归纳、多总结、点带面。 3.课堂学习与上机实践相结合，后者尤为重要； 4.对我的讲课有任何建议和意见可以在课堂内外与 开展互动交流.
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数据仓库：对数据库中的数据再加工。历史数据而非日常数据。
OLTP 数据源
生产 财务 结算 外部
数据集市 数据仓库
数据分析、DM
航线 分析 总量 分析
高层用户
InfoPump 数据的映射规则、模型
决策用户 市场 。。。 （元数据管理） 分析
数据采集与整合
数据展现及决策
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数值型、字符串型、日期型、逻辑型。。。。
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1.1 数据库系统概述
数据有定性表示和定量表示之分 –定性：老、中、青（模糊、粗略的方式）
–定量：精确表示
数据应具有载体和多种表现形式
–数据是客体属性的记录，在一定的载体上（纸张、计 算机外存、内存等）
–有多种表现形式：报表、图形、语音。。。。
(3) 数据传播：在空间或时间上以各种形式传播信 息，使更多的人得到信息。
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1.1.1
数据库的基本概念
2 数据管理及内容(数据管理是其他数据处理的核心和基础。
1）组织和保存数据
即将收集到的数据合理地分类组织，将其存储在物理
载体上，使数据能够长期地被保存； 2）进行数据维护 即根据需要插入新数据、修改原数据和删除失效数据的 操作； 3）提供数据查询和数据统计功能 以便快速地得到需要的正确数据，满足各种使用要求。
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主要参考书
数据库系统概论 (第三版) 萨师煊 王 珊 高等教育出版社，2000.2 数据库基础教程 主编 李洪心 东北财经大学出版社，2002
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第1部分 Visual FoxPro 6.0基础知识-1
第一章 数据库系统基础知识
1.1 数据库系统概述 1.2 概念模型与数据模型 1.3 关系数据库 1.4 数据库应用实例
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最终用户
应用系统 应用开发工具
数 据 库 系 统 构 成
DBMS
应用程序员 操作系统
数据库 数据库应用基础
数据库管理员 DBA
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1.1.3 数据库系统的特点
(1)面向全组织的数据结构，实现数据共享， 减少数据冗余 (2)采用特定的数据模型 (3)具有较高的数据独立性 (4)有统一的数据控制功能
及实体之间的联系
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1.2.1 概念模型
1.二元实体间的联系
(1)一对一联系 (2)一对多联系 班级
1 n
(3)多对多联系
课程
班级
1
班级-班长
1 m
组成
m
选修
班长
学生
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学生
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2. 多个实体间的联系
采购员
3.实体内部联系
员工
m
商品
p
采购
n
供货商
1 主管
n
采购日期
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分类 按与网络技术结合程度: 紧密结合 、松散结合
DB1
北京 计算机1 计算机1 DB1 计算机1 通讯网络
重庆
上海
DB1
分布
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•面向对象数据库系统
面向对象数据库系统特点
可以描述复杂对象以及之间的关系，提高了数 据管理效率，降低了使用复杂度。 1.对象 表单、命令按钮、列表框、表格、文本框、复选 框等控件，都是对象 2.对象的属性 表明了对象的行为和所处的状态，如控件的可见 性、颜色、位置等
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1.1.4 数据库技术的发展
数据库技术是计算机科学中发展最快的领域之一 ，
数据库技术发展的三个技术方向：
分布式数据库系统 面向对象的数据库系统 数据仓库
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• 分布式数据库系统
特点
(Distributed DataBase System)
数据物理分布：数据不是驻留在同一地点 数据逻辑相关：数据具有某些相互联系的特性 结点的自治性：每个结点都有自己的资源且独管局部数据库
院 教研室 教师 实验员 班级 学生
层次
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1.2.2 数据模型
网状模型
特点：描述数据间多对多关系
1.可有一个以上结点无双亲结点 2.至少有一个结点有多于一个的双亲结点 3.两结点间可有多种联系
院
院
教师
课程
学生
教师
院办 课程
学生 选课
网状
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1.2.2 逻辑模型
关系模型数据库系统
(1)数据库( DataBase，DB ) 存储在计算机存储设备上，有组织，可共享的数据集合 (2)数据库管理系统（DataBase Management System，DBMS） 位于用户与操作系统之间的数据管理软件, DBS的核心 (3)数据库系统（DataBase System，DBS） 使用数据库技术组织、存取和维护数据的计算机系统。 包括,软、硬件，数据库集合、管理员和用户 (4)数据库应用系统 是系统开发人员利用数据库系统资源开发出来、面向某 一类实际应用的应用软件系统
①数据结构化（数据库与文件系统的根本区别）
特点 ②数据的共享性好，冗余度低
③数据独立性高（物理数据独立、逻辑数据独立） ④数据由DBMS统一管理和控制
⑤数据安全性和完整性保护
教师管理 学生管理 教学管理
数 据 库 管 理 系 统
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数据库
数据1 数据n 数据2 数库
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1.1.2 数据库系统的组成 1.有关数据库的概念
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1.2.1 概念模型
P.P.S.Chen于1976年提出，信息世界建模的概念工具。
3.实体联系图(E-R图)
E-R图提供了表示实体型、属性和联系的方法。
实体型：用矩形表示，矩形框内写明实体名；
属性：用椭圆表示，椭圆内写明属性名，并用无向边将 其与相应的实体连接起来；
联系：用菱形表示，菱形框内写明联系名，并用无向边 与有关实体型连接，同时在无向边旁标明联系的类型。如果 联系具有属性，也要用无向边与该联系连接起来。
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课程管理E-R图
班编号 班级 院系
成绩
专业
1
组 成
学生人 数
学号
学分 课程名 课程号 课程
n m
选 修
n
学生
性别
年龄 姓名
n
授 课
年龄
性别 职工号
m
教师
n
参考书
姓名 职称
内容摘要
书号 书名 数据库应用基础价格
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1.2.2数据模型
数据模型简介
数据模型是数据库管理系统用来表示实体及 实体之间联系的方法。
是用于承载信息的物理符号。
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1.1 数据库系统概述
数据的4个特征：
– “型”（数据的结构）和“值”（具体的取值）
学生档案中的学生数据结构如下： –学生＝（姓名，性别，年龄，系别，入学年份。。。） 学生数据具体的取值可以是： –（李明，男，21，信息，2005）
–数据受数据类型和取值范围的约束。
•人工管理
• 数据不保存（不允许也不需要长期保存数据，需要
时输入，用完就撤走）
• 人工管理特点 • 数据与程序不具有独立性
• 一组数据只能对应一个程序，数据不共享 • 应用程序管理自己的数据
教师管理程序
学生管理程序
访问
数据1
访问
数据2
教学管理程序
访问
数据库应用基础
数据n
人工
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• 文件系统
文件系统特点
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1.1.1 数据库的基本概念( ）
1节课
2.数据处理与数据管理
数据处理是指对数据的收集、组织、整理、加 工、存储和传播等工作.
(1) 数据管理：收集信息、将信息用数据表示并按 类别组织保存，在需要的时候能够提供数据； (2) 数据加工：对数据进行变换、抽取和运算，通
过数据加工会得到更有用的数据，进一步加以利用。
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学习目标
面向全校开设的公共基础必修课 了解数据库系统的基本概念、原理和方法;
掌握VF6.0数据库的操作方法及命令;
掌握编程方法和培养解题思路;
通过上机实习训练，初步具备应用VF进行信息系 统开发的能力。
为以后进一步深入学习和研究数据库知识打下良 好基础
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前言
课程内容
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关系模型中的常见术语 1.3.1 关系模型
1.关系 ：一个关系就是一张规范的二维表 ⑴ 关系术语
层次模型：用树形结构表示实体及其之间联系 网状模型：用网状结构表示实体及其之间联系 关系数据模型：用二维表结构表示实体及其之间联系
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1.2.2 逻辑模型
层次模型
特点：描述数据间的一对一或一对多的关系
1.有且只有一个根结点 2.其它结点有且只有一 个父结点 3.除叶结点无子结点外，其它结点均向下可与其子结点相连 4.所有结点都处于某一层上，同层上的各结点之间没有联系
第1部分 VF基础知识
第2部分 数据库操作
第3部分 程序设计
第4部分 VF应用系统开发
数据库的基础知 识。VF基本组 成部分（数据类 型、函数、表达 式、变量）等
学习VF6.0系统 的基本操作命 令、表的建立、 维护、查询、 统计等
VF6.0系统的程 序设计方法(结 构化程序设计、 面向对象程序 设计）、表单、 菜单、报表设 计的方法等
• 数据可以以文件形式长期保存
• 程序与数据有一定的独立性 • 系统提供一定的数据管理功能
教师管理程序
文 件 管 数据和程序相互依赖 存 理 取 数据2 学生管理程序 系 数据共享性差，冗余度大，易造成数据不一致 统
数据1
文件系统的不足：
数据完整性难于保证
Hale Waihona Puke Baidu
教学管理程序
数据库应用基础
数据n
文件
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• 数据库系统
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课程管理E-R图
例： 假设上面的5个实体型即学生、班级、课程、 教师、参考书分别具有下列属性： 学生：学号、姓名、性别、年龄 班级：班级编号、所属专业、院系 课程：课程号、课程名、学分 教师：职工号、姓名、性别、年龄、职称 参考书：书号、书名、内容提要、价格 这5个实体的属性用E-R图表示为：
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1.1 数据库系统概述
1.1.1 数据库的基本概念 信息（Information）
• 新的、有用的事实和知识。人脑对客观事物的抽象反映。
•
信息的作用：
1）提高认识，减少盲目性，增加主动性和科学性； 2) 纽带，通过信息网相互了解并协同工作，协调发展；
3) 信息又是管理活动的核心。
数据（Data）