计算机软件及应用数据库基础知识
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1.1.1 数据库基本概念
1．数据（Data） 数据是描述现实世界事物的符号记录，可以是数 字、文字、图形、图像、声音、语言等，是指存储在 数据库中的一切信息。
2、数据库（Database，简称DB） 数据库是存放数据的仓库，是长期存储在计算机 内的、有组织的、可共享的数据集合。
3、数据库管理系统（DBMS） 是一种软件，如Access，负责数据库中的数据组 织、数据操作、数据维护、控制及保护等，是数据库 系统的核心。
(3)多对多联系(m:n)：一个实体集A中的每个实体在 另一个实体集B中有多个实体相对应，反之亦然。如教 师与学生，课程与学生。
一对一是一对多的特例，一对多是多对多的特例。
E-R图的表wk.baidu.com方法
E-R图用来描述现实世界中的概念模型，有如下三
要素： 实体：用矩形表示。 属性：用椭圆表示，并用无向边与实体连接。 联系：用菱形表示，并用无向边与实体连接。
课程号 A001 A002 A001 A005
成绩 88 78 78 92
(6)实体集：同类实体的集合。 (7)联系：实体与实体之间的联系。
实体集间联系的三种情况
(1)一对一联系(1:1)：一个实体集A中的每个实体在 另一个实体集B中只有一个实体相对应，反之亦然。如 班级与正班长，学生与学号。
(2)一对多联系(1:n)：一个实体集A中的每个实体在 另一个实体集B中有多个实体相对应，而B在A中只有一 个实体相对应。如班级与同学。
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、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。
5、数据处理 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、检索与传输的过程。
1.1.2 数据库技术的发展
1、人工管理阶段 20世纪50年代中期以前，都靠人工干预进行工 作，特点为：数据不保存、数据无专门软件进行管 理、数据不共享、数据不具有独立性、数据无结构。 数据与程序连在一起，不可分割。
模式—内模式映像： 定义了数据全局逻辑结构与存储结构之间的对应 关系，当数据库采用不同的内模式时，只需更改此映 像可以使得模式和外模式保持不变。
数据独立性：是指数据与应用程序相互独立。包 括逻辑独立性和物理独立性。
数据的逻辑独立性：是应用程序与数据库的逻辑 结构之间的相互独立，可以修改“外模式—模式”达 到此目的。
1.1.4 数据库系统的结构
数据库系统的外部结构可以分为单用户结构、主 从式结构、分布式结构、客户机/服务器结构(C/S)、 浏览器/服务器结构(B/S）。
数据库系统在总体结构上分为三级模式：外模 式、模式、内模式。
外模式：也称为用户模式，是不同用户看到的内 容，是数据库用户看见和使用的局部数据的逻辑结构 和特征的描述。一个数据库可以有多个外模式。
编号 名称
姓名
学号
班级
课目 m
课 n 教师 1
授
程
课
所属系 姓名
n 学生
1.2.4 数据模型
数据模型：按计算机系统的观点来对数据建模， 是现实世界数据特征的抽象，是现实世界的模拟。主 要用于DBMS的实现。
数据模型的要素： 数据结构：是所研究对象类型的集合，包括与数 据类型、内容、性质有关的对象，以及数据之间有关 的对象。它用于描述系统的静态特性。即表。 数据操作：对数据库中各种对象允许执行操作的 集合，主要有检索和更新(添加、删除、修改)两类。 数据的约束条件：是一组完整性规则的集合，是 数据库中的数据需要满足的规定。
概念模型的相关概念
学号
姓名
性别
班级 编号
家庭住址 联系电话
99010301 刘中雨 女 001 北京东城 63956655
99010302 林天力 男 001 北京崇文 67117378
99010303 王 平 男 002 北京丰台 63728912
(1)实体：客观存在并且可以相互区分的事物。如人。 (2)属性：实体所具有的某种特征。 (3)码：唯一标示实体的属性集，即主键。如学号。 (4)域：属性的取值范围。
数据的物理独立性：是应用程序与存储在磁盘上 的数据库中数据之间的相互独立性，可以修改“模 式—内模式”达到此目的。
1.2.1 三个世界的转化
现实世界：在现实生活中所看到的各种事物的表 现形式。
概念世界：将现实生活中的所有事物在人们头脑 中的反映，是对现实世界的描述，对现实世界的事物 及联系进行整理、归类和分析。
2、文件系统阶段 20世纪50年代后期到60年代中期，计算机软件和 硬件有一定的发展，计算机用于各种管理，使用磁盘 等存储数据，操作系统有了很大的发展，数据不属于 某个特定的程序而能重复使用。但是数据冗余多、数 据不一致。
3、数据库系统阶段 20世纪60年代末，出现了统一管理数据的专门软 件（即DBMS），采用复杂的数据模型表示数据结构， 有较高的数据独立性。分为以下两个阶段： 分布式数据库系统阶段：由多个站点组成，各个 站点可以单独工作，也可以联合起来工作。 面向对象数据库系统：采用面向对象的知识来管 理数据库，使数据库的重用性、灵活性和扩展性得以 提高。
学号
姓名
性别
班级 编号
家庭住址 联系电话
99010301 刘中雨 女 001 北京东城 63956655
99010302 林天力 男 001 北京崇文 67117378
99010303 王 平 男 002 北京丰台 63728912
学号 99010301 99010302 99010302 99010304
模式：也称为概念模式或逻辑模式，是数据库中 全体数据的逻辑结构和特征描述，是从用户的角度对 数据进行描述。一个数据库只有一个模式。
内模式：也称为存储模式或物理模式，是数据在 数据库系统中的内部表示，即数据在数据库中存储的 方式。一个数据库只有一个内模式。
三级模式之间的关系
外模式—模式映像： 每个外模式都有一个对应的“外模式—模式”映 像，建立外模式中的数据对象与模式中数据对象之间 的对应关系。当模式改变时，数据库管理员可以修改 有关的“外模式—模式”映像，使外模式保持不变。
数据世界：将概念世界中的数据在计算机中进行 存储和处理。
概念模型
数据模型
现实世界
概念世界
数据世界
独立于DBMS
依赖于DBMS
1.2.3 概念模型
概念模型：模型是现实世界某些特征的模拟和抽 象。概念模型按照用户的观点对数据和信息建模，是 现实世界到数据世界的第一层抽象，不依赖于DBMS， 是现实世界的真实全面反映。主要用于数据库设计。
1．数据（Data） 数据是描述现实世界事物的符号记录，可以是数 字、文字、图形、图像、声音、语言等，是指存储在 数据库中的一切信息。
2、数据库（Database，简称DB） 数据库是存放数据的仓库，是长期存储在计算机 内的、有组织的、可共享的数据集合。
3、数据库管理系统（DBMS） 是一种软件，如Access，负责数据库中的数据组 织、数据操作、数据维护、控制及保护等，是数据库 系统的核心。
(3)多对多联系(m:n)：一个实体集A中的每个实体在 另一个实体集B中有多个实体相对应，反之亦然。如教 师与学生，课程与学生。
一对一是一对多的特例，一对多是多对多的特例。
E-R图的表wk.baidu.com方法
E-R图用来描述现实世界中的概念模型，有如下三
要素： 实体：用矩形表示。 属性：用椭圆表示，并用无向边与实体连接。 联系：用菱形表示，并用无向边与实体连接。
课程号 A001 A002 A001 A005
成绩 88 78 78 92
(6)实体集：同类实体的集合。 (7)联系：实体与实体之间的联系。
实体集间联系的三种情况
(1)一对一联系(1:1)：一个实体集A中的每个实体在 另一个实体集B中只有一个实体相对应，反之亦然。如 班级与正班长，学生与学号。
(2)一对多联系(1:n)：一个实体集A中的每个实体在 另一个实体集B中有多个实体相对应，而B在A中只有一 个实体相对应。如班级与同学。
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、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。
5、数据处理 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、检索与传输的过程。
1.1.2 数据库技术的发展
1、人工管理阶段 20世纪50年代中期以前，都靠人工干预进行工 作，特点为：数据不保存、数据无专门软件进行管 理、数据不共享、数据不具有独立性、数据无结构。 数据与程序连在一起，不可分割。
模式—内模式映像： 定义了数据全局逻辑结构与存储结构之间的对应 关系，当数据库采用不同的内模式时，只需更改此映 像可以使得模式和外模式保持不变。
数据独立性：是指数据与应用程序相互独立。包 括逻辑独立性和物理独立性。
数据的逻辑独立性：是应用程序与数据库的逻辑 结构之间的相互独立，可以修改“外模式—模式”达 到此目的。
1.1.4 数据库系统的结构
数据库系统的外部结构可以分为单用户结构、主 从式结构、分布式结构、客户机/服务器结构(C/S)、 浏览器/服务器结构(B/S）。
数据库系统在总体结构上分为三级模式：外模 式、模式、内模式。
外模式：也称为用户模式，是不同用户看到的内 容，是数据库用户看见和使用的局部数据的逻辑结构 和特征的描述。一个数据库可以有多个外模式。
编号 名称
姓名
学号
班级
课目 m
课 n 教师 1
授
程
课
所属系 姓名
n 学生
1.2.4 数据模型
数据模型：按计算机系统的观点来对数据建模， 是现实世界数据特征的抽象，是现实世界的模拟。主 要用于DBMS的实现。
数据模型的要素： 数据结构：是所研究对象类型的集合，包括与数 据类型、内容、性质有关的对象，以及数据之间有关 的对象。它用于描述系统的静态特性。即表。 数据操作：对数据库中各种对象允许执行操作的 集合，主要有检索和更新(添加、删除、修改)两类。 数据的约束条件：是一组完整性规则的集合，是 数据库中的数据需要满足的规定。
概念模型的相关概念
学号
姓名
性别
班级 编号
家庭住址 联系电话
99010301 刘中雨 女 001 北京东城 63956655
99010302 林天力 男 001 北京崇文 67117378
99010303 王 平 男 002 北京丰台 63728912
(1)实体：客观存在并且可以相互区分的事物。如人。 (2)属性：实体所具有的某种特征。 (3)码：唯一标示实体的属性集，即主键。如学号。 (4)域：属性的取值范围。
数据的物理独立性：是应用程序与存储在磁盘上 的数据库中数据之间的相互独立性，可以修改“模 式—内模式”达到此目的。
1.2.1 三个世界的转化
现实世界：在现实生活中所看到的各种事物的表 现形式。
概念世界：将现实生活中的所有事物在人们头脑 中的反映，是对现实世界的描述，对现实世界的事物 及联系进行整理、归类和分析。
2、文件系统阶段 20世纪50年代后期到60年代中期，计算机软件和 硬件有一定的发展，计算机用于各种管理，使用磁盘 等存储数据，操作系统有了很大的发展，数据不属于 某个特定的程序而能重复使用。但是数据冗余多、数 据不一致。
3、数据库系统阶段 20世纪60年代末，出现了统一管理数据的专门软 件（即DBMS），采用复杂的数据模型表示数据结构， 有较高的数据独立性。分为以下两个阶段： 分布式数据库系统阶段：由多个站点组成，各个 站点可以单独工作，也可以联合起来工作。 面向对象数据库系统：采用面向对象的知识来管 理数据库，使数据库的重用性、灵活性和扩展性得以 提高。
学号
姓名
性别
班级 编号
家庭住址 联系电话
99010301 刘中雨 女 001 北京东城 63956655
99010302 林天力 男 001 北京崇文 67117378
99010303 王 平 男 002 北京丰台 63728912
学号 99010301 99010302 99010302 99010304
模式：也称为概念模式或逻辑模式，是数据库中 全体数据的逻辑结构和特征描述，是从用户的角度对 数据进行描述。一个数据库只有一个模式。
内模式：也称为存储模式或物理模式，是数据在 数据库系统中的内部表示，即数据在数据库中存储的 方式。一个数据库只有一个内模式。
三级模式之间的关系
外模式—模式映像： 每个外模式都有一个对应的“外模式—模式”映 像，建立外模式中的数据对象与模式中数据对象之间 的对应关系。当模式改变时，数据库管理员可以修改 有关的“外模式—模式”映像，使外模式保持不变。
数据世界：将概念世界中的数据在计算机中进行 存储和处理。
概念模型
数据模型
现实世界
概念世界
数据世界
独立于DBMS
依赖于DBMS
1.2.3 概念模型
概念模型：模型是现实世界某些特征的模拟和抽 象。概念模型按照用户的观点对数据和信息建模，是 现实世界到数据世界的第一层抽象，不依赖于DBMS， 是现实世界的真实全面反映。主要用于数据库设计。