第二章数据库基础

授课题目：第二章数据库基础

目的要求：了解数据库的概念；了解数据库的特征和分类；了解并掌握关系型数据库的基本概念；了解数据库对电子商务的支持；

重点难点：数据库的概念；关系型数据库的基本概念；

组织教学：点名考勤；复习；引入新课；讲解理论知识；实例演示；指导学生练习；总结总结复习导入新课：数据库技术的应用在日常生活中随处可见，数据库技术是一门综合性技术，它涉及操作系统、数据结构、算法设计和程序设计等知识，是信息社会的重要基础技术之一，也是计算机科学领域中发展最为迅速的分支。通过本课程的学习，理解网站管理中后台数据库的管理，理解数据库的基本知识，掌握Access2003的基本操作，能够根据专业中的实际问题进行数据库的设计和创建，提高使用Access2003进行数据处理和管理的能力，并能开发出简单的数据库应用系统。

提问：

1、你是怎么理解数据库的？

2、同学平时使用什么软件处理数据？

3、现在你知道常用的数据库系统哪些？

教学方式、手段、媒介：教学手段：讲授、多媒体；媒介：教材

授课内容：

一、什么是数据库

（一）、简介

数据库技术的应用在日常生活中随处可见。例如，学校为了方便管理，需要把全校所有学生的相关信息（包括姓名、性别、出生年月、籍贯、班级等）汇集起来。运用数据库知识，将所有学生的信息资料按照一定的规则存储到计算机中，需要查询某些信息时，只需要设定查询条件，通过计算机的处理运算，就可以很快地输出所需的信息。数据库示例如课本P2页，再如下图所示：

系统登录界面

电子文档管理系统主界面

（二）、相关概念

1、数据库

数据库就是以一定的组织方式将相关数据组织在一起存放在计算机存储器上形成的、能为多个用户共享的、与应用程序彼此独立的一组相关数据的集合。

2、数据库系统

数据库系统一般由4个部分组成：

1)数据库（database，DB）是指长期存储在计算机内的，有组织，可共享的数据的集

合。数据库中的数据按一定的数学模型组织、描述和存储，具有较小的冗余，较高

的数据独立性和易扩展性，并可为各种用户共享。

2)硬件：构成计算机系统的各种物理设备，包括存储所需的外部设备。硬件的配置应

满足整个数据库系统的需要。

3)软件：包括操作系统、数据库管理系统及应用程序。数据库管理系统（database

management system，DBMS）是数据库系统的核心软件，是在操作系统的支持下工

作，解决如何科学地组织和存储数据，如何高效获取和维护数据的系统软件。其主

要功能包括：数据定义功能、数据操纵功能、数据库的运行管理和数据库的建立与

维护。

4)人员：主要有4类。第一类为系统分析员和数据库设计人员：系统分析员负责应用

系统的需求分析和规范说明，他们和用户及数据库管理员一起确定系统的硬件配置，并参与数据库系统的概要设计。数据库设计人员负责数据库中数据的确定、数据库

各级模式的设计。第二类为应用程序员，负责编写使用数据库的应用程序。这些应

用程序可对数据进行检索、建立、删除或修改。第三类为最终用户，他们利用系统

的接口或查询语言访问数据库。第四类用户是数据库管理员（data base

administrator，DBA），负责数据库的总体信息控制。DBA的具体职责包括：具体

数据库中的信息内容和结构，决定数据库的存储结构和存取策略，定义数据库的安

全性要求和完整性约束条件，监控数据库的使用和运行，负责数据库的性能改进、

数据库的重组和重构，以提高系统的性能。

3、数据库管理系统（DBMS）

数据库管理系统(database management system)是一种操纵和管理数据库的大型软件，用于建立、使用和维护数据库，简称dbms。它对数据库进行统一的管理和控制，以保证数据库的安全性和完整性。用户通过dbms访问数据库中的数据，数据库管理员也通过dbms进行数据库的维护工作。它可使多个应用程序和用户用不同的方法在同时或不同时刻去建立，修改和询问数据库。DBMS提供数据定义语言DDL（Data Definition Language）与数据操作语言DML（Data Manipulation Language），供用户定义数据库的模式结构与权限约束，实现对数据的追加、删除等操作。

注：数据库主要解决3个问题

1) 有效地组织数据。主要是对数据结构进行合理设计，以便存放在计算机中。

2) 将数据方便地输入计算机中。

3) 根据用户的要求将数据从计算机中抽取出来。

二、数据库的特征和分类

（一）、数据库的特征

1、实现数据共享：数据共享允许多个用户同时存取数据而互不影响。

2、实现数据独立：数据独立是指应用程序不随数据存储结构的改变而变动。

3、减少了数据冗余度：数据文件存在着“多对一”的重叠关系，有效地节省了存储资源。

4、避免了数据不一致性：数据中有一个物理备份，所以对数据的访问不会出现不一致的情况。

（二）、数据模型的分类

层次模型、网状模型和关系模型是三种重要的数据模型。这三种模型是按其数据结构而命名的。前两种采用格式化的结构。在这类结构中实体用记录型表示，而记录型抽象为图的顶点。记录型之间的联系抽象为顶点间的连接弧。整个数据结构与图相对应。对应于树形图的数据模型为层次模型；对应于网状图的数据模型为网状模型。关系模型为非格式化的结构，用单一的二维表的结构表示实体及实体之间的联系。满足一定条件的二维表，称为一个关系。

1、层次模型（参考P4页图）

1)用树型（层次）结构表示实体类型及实体间联系的数据模型称为层次模型

(Hierarchical Model)。

2)层次模型是指用树行结构表示实体及其之间的联系，树中每一个节点代表一个记录

类型，树状结构表示实体型之间的联系。

3)在一个层次模型中的限制条件是：有且仅有一个节点，无父节点，此节点为树的根；

其他节点有且仅有一个父节点，向下有若干子节点。

4)层次模型的优点：记录之间的联系通过指针实现，查询效率高。缺点：只能表示1：

N的联系。尽管有许多辅助手段实现M：N的联系，但比较复杂，不易掌握。

2、网状模型（参考P5页图）

用网络结构表示实体类型及其实体之间联系的模型。顾名思义，一个事物和另外的几个都有联系……这样构成一张网状图。

网状模型的数据结构主要有以下两个特征:

1)允许一个以上的节点无双亲。

2)一个节点可以有多于一个的双亲。

3、关系模型（参考P5页图）

用二维表的形式表示实体和实体间联系的数据模型。

1)数据结构单一：关系模型中，不管是实体还是实体之间的联系，都用关系来表示，

而关系都对应一张二维数据表，数据结构简单、清晰。

2)关系规范化，并建立在严格的理论基础上：构成关系的基本规范要求关系中每个属

性不可再分割，同时关系建立在具有坚实的理论基础的严格数学概念基础上。

3)概念简单，操作方便：关系模型最大的优点就是简单，用户容易理解和掌握，一个

关系就是一张二维表格，用户只需用简单的查询语言就能对数据库进行操作。

三、关系数据库的基本概念

关系型数据库是若干个依照关系模型设计的数据表文件的集合，即关系型数据库是由若干张完成关系模型设计的二维表组成的。

（一）、表

表也称关系表，由表名、列名及若干行组成。

（二）、列

列也称字段、域或者属性，表中的每列都包含一类信息。表中列的顺序与要表达的信息无必然的联系，列是无序的。

（三）、行

行也称记录或元组，表中每一行由若干字段组成，描述一个对象的信息。行的次序也是不重要的，一般可以互换，但在一张表中，一般不能出现完全相同的两行。

（四）、主键

主键是表中的某个字段组，它们的值唯一地标识一个元组。

（五）、关系模式

关系的描述称为关系模式。关系模式通常可以描述为R (A1，A2，…，An)，

R 关系名，A1，A2，…，An 属性名。例如，学生信息（学号，姓名，性别，出生日期，专业，入学成绩）。

（六）、值域

值域是字段的取值范围，在表中每个列都以某个值域为基础从中取得数据。

（七）、表名和列名的命名规定

表名在整个数据库中必须唯一；列名在一个表中必须唯一，但在不同的表中可以出现相同的名字；表名和列名应尽可能带有一定意义并尽量简单。

四、数据库对电子商务的支持

（一）、数据的收集、存储和组织

数据是企业的重要资源，是决策的依据，是进行各类生产经营活动的基础及结果。（二）、决策支持

数据库中存储的数据是决策的依据，决策是关系到企业未来成败的关键。对于参与电子商务的企业而言，由于它们的信息更灵通、过程更规范，这就为决策支持打下了良好的基础。（三）、对EDI（电子数据交换）的支持

EDI是英文Electronic Data Interchange的缩写，中文可译为“电子数据交换”。EDI商务是指将商业或行政事务按一个公认的标准，形成结构化的事务处理或文档数据格式，从计算机到计算机的电子传输方法。简单地说，EDI就是按照商定的协议，将商业文件标准化和格式化，并通过计算机网络，在贸易伙伴的计算机网络系统之间进行数据交换和自动处理。

有良好的数据库系统的支持，企业内部的管理信息系统依据业务情况自动产生EDI单证，并传输给贸易伙伴；而对方传来的EDI单证也可以由系统自动解释，并存入相应的数据库。

※※补充：

数据库设计步骤：

?确定数据库的用途。

?查找和组织所需的信息。

?将信息划分到表中。

?将信息项转换为列。

?指定每个表的主键。

?建立表关系。

?优化设计。

?应用规范化规则。

?将数据库设计的结果画成表格数据库模型图。

总结巩固：数据库的概念；数据库的特征和分类；关系型数据库的基本概念；数据库对电子商务的支持；；

布置作业：课后习题

参考资料：教材

教学后记：

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