第1讲数据库基础知识讲解
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实体内部和实体之间都存在联系。在E-R图中， 联系用◇表示。
实体之间的联系分为３类：1-1，1-n，n-m。
①一对一联系（１:１）如果实体集Ａ中的每一个实体，实体集 Ｂ中至多有一个实体与之相联系，反之亦然，则称实体集Ａ 与实体集Ｂ具有一对一的联系，记为1-1．
例如：确定校长实体与学校实体之间存在一对一的关系，意味着一个正校长 只管一个学校，一个学校只有一个校长．
应用程序员：应用程序员负责编写访问数据库的面向终端用户的 应用程序，使用户可以很友好地使用数据库。可以是vb、delphi， php，asp和jsp等来开发数据库应用程序。
操作员： （普通用户）只需要操作应用程序软件来访问数据库， 利用数据库系统完成日常的工作，不关心维护和管理等问题。
6.数据处理发展阶段： （１）人工管理阶段 20世纪50年代中期
例如：我校一年招收2000名学生，这里我校每年 招收的学生人数是信息，而2000是数据。
3.数据库 （DataBase，DB）顾名思义，是存放 数据的仓库，是长期存储在计算机内、有组织、 可共享的数据集合。
数据库中的数据按一定的数据模型进行组 织、描述、存储，具有较小的冗余度，较高的独 立性和可扩展性，并可以为一定的范围内的用户 来共享。
优：
1）可描述复杂的现象； 2）较好性能，存取效率高；
缺：
1）结构复杂，不利用户掌握； 2）DDL、DML复杂，不易用； 3）应用开发困难。 典型代表是DBTG系统也称CODASYL系统。
3.关系模型（relational model） 目前最常有的一种数据模型，用二维表格结构表
DBMS提供数据定义语言(DDL，Data Definition Language),用户可以通过它方便的对数据库中的 对象进行定义。 （２）数据操纵功能： DBMS提供数据操纵语言（DML,Data Manipulation Language）用户可以使用DML操纵 数据，实现对数据的基本操作，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、完整性、多用户对数据的并 发使用以及发生故障后的系统恢复。
其中：数据库系统的用户——系统程序员，数据库 管理员，应用程序员，操作员。
系统程序员：负责整个数据库系统的设计工作，依据用户的需求 安装数据库管理系统，建立维护数据库管理系统及相关软件的 工具，设计合适的数据库及表文件，并对整个数据库的存取权 限做出规划。
数据库管理员：（Database Administrator，DBA）是支持数据库系 统的专业技术人员。数据库管理员的任务主要是决定数据库的 内容，对数据库中的数据进行修改、维护，对数据库的运行情 况进行监督，管理账号，备份和还原数据，以提高数据库的运 行效率。
４.数据库管理系统 (DBMS,DataBase Management System) 管理、维护数据库中数据的一系列软件的集
合。
DBMS是用户与计算机之间的数据管理软件，是计算机操作 系统支持的计算机系统软件 。
应用系统
发工
开 用
具 DBMS
软
应 操作系统
件
硬件
它的基本功能包括以下几个方面： （１）数据定义功能：
（４）数据库的建立和维护功能： 它包括数据库初始数据的输入、转换功能，数据 库的转储、恢复功能等等。这些功能通常是由一 些实用程序完成。 目前流行的有Oracle、Sybase、SQL Server、Access 和VisuaI FoxPro等
5.数据库系统（DBS,DataBase System) ——是指在计算机系统中引入数据库后的系统 组成，如下图，
②一对多联系（1:n）实体集Ａ中的每一个实体与实体
集Ｂ中ｎ（ｎ≥0）个实体相联系，反之对于实体Ｂ中的每一个 实体，实体集Ａ中至多有一个实体与之联
系则称实体集Ａ与实体集Ｂ有一对多的联系，记１-n
例如：班级和其学生之间的关系。
③多对多联系（ｍ:n）实体集Ａ中每一个实体与实体集Ｂ中ｎ 个实体联系，实体集Ｂ中每一个实体，实体集Ａ中也有ｍ个 实体与之联系，则称实体集Ａ与实体集Ｂ具有多对多联系， 记为ｍ:n
1.4 关系数据库
采用关系模型所设计的数据库成为关系数据库。 实体自身及实体间的联系都用关系（表）来表示；
在DBMS中，关系对应于多个表。 关系数据库组成元素：
网络数据库操作SQL
SQLServer2000 2010-2011(1)
教师：周哲 zhouzhets_2009@
考核方式：巻试70%+平时成绩（上机实验作业完成 情况+出勤）30%
理论课时间：7-9，11-19周，周三12节。419 实验课时间：8-9，11-19周，周五56节，518 考试：期末考试时间。 课堂及时做笔记，注意教学过程中的重点知识的掌
（５）实体型（entity type） 具有相同属性的实体叫同类实体，用实体名及
属性名集合来刻画同类实体，称为实体型。例如： 学生（姓名、性别、出生年份）就是一个实体型。
（６）实体集（entity set） 同型实体的集合叫实体集。
（７）联系（relationship） 现实事物内部以及事物之间是有联系的，所以
属性描述。如：学生实体可以由姓名、性别、
出生年份等属性组成。
一个属性对应于数据表中的一列，也称为一个字段。
E-R图中用椭圆表示。
（３）主码（primary key）主键 惟一标识实体的属性称为主码。例如：学生姓 名是学生实体的主码。
（４）域（domain） 属性的取值范围称为域。例如：姓名的域为字 母字符串的集合。
基础技术：没有直接存储设备（卡片）；没有基本操 作系统；
应用程序与数据之间的对应关系如下：
应用程序１ 应用程序2
应用程序ｎ
数据集１
数据集2
数据集ｎ
（２）文件系统阶段 20世纪50年代到60年代中期 文件系统阶段应用程序与数据之间的对应关系如下：
应用程序１
文件１
应用程序２
文件２
应用程序ｎ
文件ｎ
（３）数据库系统阶段 应用程序１ 应用程序2
人类社会已经进入信息化社会，人们在政治、经济、科学研究、文化 教育等各个领域都产生了大量的信息。这些信息需要加工和处理、需要交流 和应用。——数据库技术
2. 数据库技术作为信息技术的一个重要支撑部分，是人 们有效地进行数据存储、共享和处理的工具。
第一章 数据库基础
1.2 数据库的基本概念
1.信息 2.数据 3.数据库
昵称 密码
……
会员昵称
发帖日期 ……
注册会员 １
M-C
Ｎ 发帖信息
1.3.2逻辑模型
逻辑模型又称为模式，是用户与数据库的接口，是 应用程序可见的数据描述。逻辑模型是从 概念模型 导出的数据模型，可以反映数据库的逻辑结构。 数据模型----计算机系统角度信息建模---DBMS设 计
1.层次模型（hierarchical model） 层次模型是最早出现的数据模型，用树型（层次）表示实
例如：一门课程同时有若干个学生选修，而一个学生可以同时选修多门课程， 那么课程与学生之间具有多对多联系。
1.3.1.2 概念模型的表示方法
最常用的概念模型的表示方法是实体－联系 （Entity-Relationship)方法．该方法用Ｅ－Ｒ图来 描述现实世界的概念模型，用这种方法表示的概念模 型叫实体－联系模型，简称Ｅ－Ｒ模型．
用户 用户
用户
应用系统
应用开发工具
数据库管理系统 操作系统 数据库
数据库管理员
5.数据库系统（DBS,DataBase System) ——是一个数据库系统一般是由数据库、数据库 管理系统（DBMS）以及数据库用户组成。 ——广义地说，数据库系统是由计算机硬件、操 作系统、数据库管理系统以及在它支持下建立起 来的数据库、数据库应用程序、用户和维护人员 组成的一个整体。
Ｅ－Ｒ图中实体型、属性、联系的表示方法分别
为：实体型： 实体名
矩形加实体名表示
属性：
属性名
椭圆加属性名表示，用
无向边将其与相应的实体联系起来
联系：
联系 名
用菱形加联系名表示，
并用无向边与相关的实体连接起来，同时在无向边的
边上注明联系的类型（1:1、1:n或m:n）
Ｅ－Ｒ图的实例：（局部论坛数据库例子）
表明物理模型与逻辑模型之间的相互映象关系，读 者通过图书管理员即可以借到所需要的书．图书管 理员就相当于DBMＳ。读者不需要知道书的具体存 放位置， 只需要知道书卡。图书的存放地点改变 了．不会影响到读者按照书卡借书，而书库中的书 是供所 有读者共享的。 正是数据库的这两层映像保证了数据库系统中的数据 能够具有较高的逻辑独立性和物理独立性，也就是说 逻辑结构变了或是物理结构变了都不需要改变应用程 序。
1.3.1.1.信息世界中的基本概念 （１）实体（entity）
客观存在并可相互区别的事物称为实体。如： 一个学生、一个部门等。 一个实体集合对应与数据库中的一个表，一个实体则 对应于表的一行，也称为一条记录。E-R图中用矩形框表 示。
（２）属性（attribute） 实体所具有的某一特性。一个实体可由若干个
握。
知识要点：
第一章 数据库基础
1.1数据库技术概述 1.2数据库的基本概念 1.3数据库系统模型和结构 1.4关系型数据库
第一章 数据库基础
1.1 数据库技术概述
1.数据库技术是数据管理的最新技术，是计算机科学的 重要分支。
从1946年研制成功第一台“电子数值积分器和计数器”到现在，短短 50多年中，计算机技术以迅猛的速度向前发展，计算机已经成为当今世界上 最重要、最先进、最广泛的用于计算管理和控制的工具。
概念模型：现实世界的第一层抽象，不涉及信息在计算机中的 表示问题，只把现实转化为信息
实质：是对现实世界抽象后的信息建模，以便向机器世界过渡。 作用：
1）设计人员的有力工具； 2）易于用户理解，便于和用户交流； 3）为下一步数据库设计准备。
概念模型（信息模型）-------用户角度的信息建模---数据库设 计
4.数据库管理系统 5.数据库系统 6.数据库处理发展阶段
第一章 数据库基础
1.2 数据库的基本概念
1.信息 是对现实世界事物的反映
2.数据 描述现实世界事物的符号记录。符号包括： 数字、声音、图形、图像等。 数据！=数字 (一种形式）
数据和信息的关系：数据是信息的载体,是信息的 量化表示；信息是数据的内涵，是数据的语义解释, 信息通过数据来表达。
示实体类型以及实体间的联系。
1.3.3 物理模型
物理模型又称为内模式或存储模式，它描述数据在 存储介质上的安排与存储方式。。其中包括 存储 的磁盘位置、文件格式、存取方式（顺序、散列 等）等。
1.3.4 数据库的二层映像 三级模式之间的联系是通过二级映射来实现的。映射 用来指定映射双方进行数据转换的规 则．实际的转换 工作是由数据库管理系统来完成的。子模式／模式映 射表达了概念模型与逻辑模 型之间的对应关系。模式 ／物理模式映射表达了逻辑模型与物理模型之间的对 应关系。 为了便于理解三级模式的概念，用图书馆做个比喻。 图书馆中的书库，是存放各类图书的仓库，这些图书 的存放有一定规则，按照类别摆在书架上，相当于数 据库的物理模型。为了借阅方 便．需要编制一套书目 卡片，书卡与书架上的书一一对应．书卡就相当于逻 辑模型。书卡与书的 对应关系称之为映射或映象。
应用程序n
应用程序与数据之间的对应 关1.3 数据库系统的体系结构
数据库的设计就是先设计概念模型，然后是逻辑模型最后再是设计物理模型
1 .3.1概念模型－E-R模型
概念模型也称为外模式或子模式，是由数据库设计者综合 所有用户数据．按照统一的观点构 造的全局逻辑结构，多个用 户也可以使用一个外模式。用户通过于模式描述语言来描述用 户级 数据库的记录，还可以利用数据操纵语言来操作这些记录。 概念模型内数据库管理员统—组织 管理，故又称为DBA视图。
体类型以及实体间的联系。 缺点： 1）多对多的联系处理难； 2）插入删除限制多； 3）查询子女结点须经过双亲结点， 4）随机查找效率低。 典型代表是IBM公司的IMS（Information Management
System）数据库管理系统。
2. 网状模型（network model） 用网状结构表示实体类型以及实体间的联系。
实体之间的联系分为３类：1-1，1-n，n-m。
①一对一联系（１:１）如果实体集Ａ中的每一个实体，实体集 Ｂ中至多有一个实体与之相联系，反之亦然，则称实体集Ａ 与实体集Ｂ具有一对一的联系，记为1-1．
例如：确定校长实体与学校实体之间存在一对一的关系，意味着一个正校长 只管一个学校，一个学校只有一个校长．
应用程序员：应用程序员负责编写访问数据库的面向终端用户的 应用程序，使用户可以很友好地使用数据库。可以是vb、delphi， php，asp和jsp等来开发数据库应用程序。
操作员： （普通用户）只需要操作应用程序软件来访问数据库， 利用数据库系统完成日常的工作，不关心维护和管理等问题。
6.数据处理发展阶段： （１）人工管理阶段 20世纪50年代中期
例如：我校一年招收2000名学生，这里我校每年 招收的学生人数是信息，而2000是数据。
3.数据库 （DataBase，DB）顾名思义，是存放 数据的仓库，是长期存储在计算机内、有组织、 可共享的数据集合。
数据库中的数据按一定的数据模型进行组 织、描述、存储，具有较小的冗余度，较高的独 立性和可扩展性，并可以为一定的范围内的用户 来共享。
优：
1）可描述复杂的现象； 2）较好性能，存取效率高；
缺：
1）结构复杂，不利用户掌握； 2）DDL、DML复杂，不易用； 3）应用开发困难。 典型代表是DBTG系统也称CODASYL系统。
3.关系模型（relational model） 目前最常有的一种数据模型，用二维表格结构表
DBMS提供数据定义语言(DDL，Data Definition Language),用户可以通过它方便的对数据库中的 对象进行定义。 （２）数据操纵功能： DBMS提供数据操纵语言（DML,Data Manipulation Language）用户可以使用DML操纵 数据，实现对数据的基本操作，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、完整性、多用户对数据的并 发使用以及发生故障后的系统恢复。
其中：数据库系统的用户——系统程序员，数据库 管理员，应用程序员，操作员。
系统程序员：负责整个数据库系统的设计工作，依据用户的需求 安装数据库管理系统，建立维护数据库管理系统及相关软件的 工具，设计合适的数据库及表文件，并对整个数据库的存取权 限做出规划。
数据库管理员：（Database Administrator，DBA）是支持数据库系 统的专业技术人员。数据库管理员的任务主要是决定数据库的 内容，对数据库中的数据进行修改、维护，对数据库的运行情 况进行监督，管理账号，备份和还原数据，以提高数据库的运 行效率。
４.数据库管理系统 (DBMS,DataBase Management System) 管理、维护数据库中数据的一系列软件的集
合。
DBMS是用户与计算机之间的数据管理软件，是计算机操作 系统支持的计算机系统软件 。
应用系统
发工
开 用
具 DBMS
软
应 操作系统
件
硬件
它的基本功能包括以下几个方面： （１）数据定义功能：
（４）数据库的建立和维护功能： 它包括数据库初始数据的输入、转换功能，数据 库的转储、恢复功能等等。这些功能通常是由一 些实用程序完成。 目前流行的有Oracle、Sybase、SQL Server、Access 和VisuaI FoxPro等
5.数据库系统（DBS,DataBase System) ——是指在计算机系统中引入数据库后的系统 组成，如下图，
②一对多联系（1:n）实体集Ａ中的每一个实体与实体
集Ｂ中ｎ（ｎ≥0）个实体相联系，反之对于实体Ｂ中的每一个 实体，实体集Ａ中至多有一个实体与之联
系则称实体集Ａ与实体集Ｂ有一对多的联系，记１-n
例如：班级和其学生之间的关系。
③多对多联系（ｍ:n）实体集Ａ中每一个实体与实体集Ｂ中ｎ 个实体联系，实体集Ｂ中每一个实体，实体集Ａ中也有ｍ个 实体与之联系，则称实体集Ａ与实体集Ｂ具有多对多联系， 记为ｍ:n
1.4 关系数据库
采用关系模型所设计的数据库成为关系数据库。 实体自身及实体间的联系都用关系（表）来表示；
在DBMS中，关系对应于多个表。 关系数据库组成元素：
网络数据库操作SQL
SQLServer2000 2010-2011(1)
教师：周哲 zhouzhets_2009@
考核方式：巻试70%+平时成绩（上机实验作业完成 情况+出勤）30%
理论课时间：7-9，11-19周，周三12节。419 实验课时间：8-9，11-19周，周五56节，518 考试：期末考试时间。 课堂及时做笔记，注意教学过程中的重点知识的掌
（５）实体型（entity type） 具有相同属性的实体叫同类实体，用实体名及
属性名集合来刻画同类实体，称为实体型。例如： 学生（姓名、性别、出生年份）就是一个实体型。
（６）实体集（entity set） 同型实体的集合叫实体集。
（７）联系（relationship） 现实事物内部以及事物之间是有联系的，所以
属性描述。如：学生实体可以由姓名、性别、
出生年份等属性组成。
一个属性对应于数据表中的一列，也称为一个字段。
E-R图中用椭圆表示。
（３）主码（primary key）主键 惟一标识实体的属性称为主码。例如：学生姓 名是学生实体的主码。
（４）域（domain） 属性的取值范围称为域。例如：姓名的域为字 母字符串的集合。
基础技术：没有直接存储设备（卡片）；没有基本操 作系统；
应用程序与数据之间的对应关系如下：
应用程序１ 应用程序2
应用程序ｎ
数据集１
数据集2
数据集ｎ
（２）文件系统阶段 20世纪50年代到60年代中期 文件系统阶段应用程序与数据之间的对应关系如下：
应用程序１
文件１
应用程序２
文件２
应用程序ｎ
文件ｎ
（３）数据库系统阶段 应用程序１ 应用程序2
人类社会已经进入信息化社会，人们在政治、经济、科学研究、文化 教育等各个领域都产生了大量的信息。这些信息需要加工和处理、需要交流 和应用。——数据库技术
2. 数据库技术作为信息技术的一个重要支撑部分，是人 们有效地进行数据存储、共享和处理的工具。
第一章 数据库基础
1.2 数据库的基本概念
1.信息 2.数据 3.数据库
昵称 密码
……
会员昵称
发帖日期 ……
注册会员 １
M-C
Ｎ 发帖信息
1.3.2逻辑模型
逻辑模型又称为模式，是用户与数据库的接口，是 应用程序可见的数据描述。逻辑模型是从 概念模型 导出的数据模型，可以反映数据库的逻辑结构。 数据模型----计算机系统角度信息建模---DBMS设 计
1.层次模型（hierarchical model） 层次模型是最早出现的数据模型，用树型（层次）表示实
例如：一门课程同时有若干个学生选修，而一个学生可以同时选修多门课程， 那么课程与学生之间具有多对多联系。
1.3.1.2 概念模型的表示方法
最常用的概念模型的表示方法是实体－联系 （Entity-Relationship)方法．该方法用Ｅ－Ｒ图来 描述现实世界的概念模型，用这种方法表示的概念模 型叫实体－联系模型，简称Ｅ－Ｒ模型．
用户 用户
用户
应用系统
应用开发工具
数据库管理系统 操作系统 数据库
数据库管理员
5.数据库系统（DBS,DataBase System) ——是一个数据库系统一般是由数据库、数据库 管理系统（DBMS）以及数据库用户组成。 ——广义地说，数据库系统是由计算机硬件、操 作系统、数据库管理系统以及在它支持下建立起 来的数据库、数据库应用程序、用户和维护人员 组成的一个整体。
Ｅ－Ｒ图中实体型、属性、联系的表示方法分别
为：实体型： 实体名
矩形加实体名表示
属性：
属性名
椭圆加属性名表示，用
无向边将其与相应的实体联系起来
联系：
联系 名
用菱形加联系名表示，
并用无向边与相关的实体连接起来，同时在无向边的
边上注明联系的类型（1:1、1:n或m:n）
Ｅ－Ｒ图的实例：（局部论坛数据库例子）
表明物理模型与逻辑模型之间的相互映象关系，读 者通过图书管理员即可以借到所需要的书．图书管 理员就相当于DBMＳ。读者不需要知道书的具体存 放位置， 只需要知道书卡。图书的存放地点改变 了．不会影响到读者按照书卡借书，而书库中的书 是供所 有读者共享的。 正是数据库的这两层映像保证了数据库系统中的数据 能够具有较高的逻辑独立性和物理独立性，也就是说 逻辑结构变了或是物理结构变了都不需要改变应用程 序。
1.3.1.1.信息世界中的基本概念 （１）实体（entity）
客观存在并可相互区别的事物称为实体。如： 一个学生、一个部门等。 一个实体集合对应与数据库中的一个表，一个实体则 对应于表的一行，也称为一条记录。E-R图中用矩形框表 示。
（２）属性（attribute） 实体所具有的某一特性。一个实体可由若干个
握。
知识要点：
第一章 数据库基础
1.1数据库技术概述 1.2数据库的基本概念 1.3数据库系统模型和结构 1.4关系型数据库
第一章 数据库基础
1.1 数据库技术概述
1.数据库技术是数据管理的最新技术，是计算机科学的 重要分支。
从1946年研制成功第一台“电子数值积分器和计数器”到现在，短短 50多年中，计算机技术以迅猛的速度向前发展，计算机已经成为当今世界上 最重要、最先进、最广泛的用于计算管理和控制的工具。
概念模型：现实世界的第一层抽象，不涉及信息在计算机中的 表示问题，只把现实转化为信息
实质：是对现实世界抽象后的信息建模，以便向机器世界过渡。 作用：
1）设计人员的有力工具； 2）易于用户理解，便于和用户交流； 3）为下一步数据库设计准备。
概念模型（信息模型）-------用户角度的信息建模---数据库设 计
4.数据库管理系统 5.数据库系统 6.数据库处理发展阶段
第一章 数据库基础
1.2 数据库的基本概念
1.信息 是对现实世界事物的反映
2.数据 描述现实世界事物的符号记录。符号包括： 数字、声音、图形、图像等。 数据！=数字 (一种形式）
数据和信息的关系：数据是信息的载体,是信息的 量化表示；信息是数据的内涵，是数据的语义解释, 信息通过数据来表达。
示实体类型以及实体间的联系。
1.3.3 物理模型
物理模型又称为内模式或存储模式，它描述数据在 存储介质上的安排与存储方式。。其中包括 存储 的磁盘位置、文件格式、存取方式（顺序、散列 等）等。
1.3.4 数据库的二层映像 三级模式之间的联系是通过二级映射来实现的。映射 用来指定映射双方进行数据转换的规 则．实际的转换 工作是由数据库管理系统来完成的。子模式／模式映 射表达了概念模型与逻辑模 型之间的对应关系。模式 ／物理模式映射表达了逻辑模型与物理模型之间的对 应关系。 为了便于理解三级模式的概念，用图书馆做个比喻。 图书馆中的书库，是存放各类图书的仓库，这些图书 的存放有一定规则，按照类别摆在书架上，相当于数 据库的物理模型。为了借阅方 便．需要编制一套书目 卡片，书卡与书架上的书一一对应．书卡就相当于逻 辑模型。书卡与书的 对应关系称之为映射或映象。
应用程序n
应用程序与数据之间的对应 关1.3 数据库系统的体系结构
数据库的设计就是先设计概念模型，然后是逻辑模型最后再是设计物理模型
1 .3.1概念模型－E-R模型
概念模型也称为外模式或子模式，是由数据库设计者综合 所有用户数据．按照统一的观点构 造的全局逻辑结构，多个用 户也可以使用一个外模式。用户通过于模式描述语言来描述用 户级 数据库的记录，还可以利用数据操纵语言来操作这些记录。 概念模型内数据库管理员统—组织 管理，故又称为DBA视图。
体类型以及实体间的联系。 缺点： 1）多对多的联系处理难； 2）插入删除限制多； 3）查询子女结点须经过双亲结点， 4）随机查找效率低。 典型代表是IBM公司的IMS（Information Management
System）数据库管理系统。
2. 网状模型（network model） 用网状结构表示实体类型以及实体间的联系。