数据库管理系统及应用
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一、数据库系统的体系结构
数据库系统通常是指数据库和相应的软硬件系统。主要由数据（库）、用户、 软件和硬件等部分组成。
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《数据库系统原理及应用》复习资料
1．数据库系统的构成
二、数据库管理系统（DBMS） 1．DBMS 的主要功能
1）数据定义功能 2）数据操纵功能 3）数据组织、存储和管理 4）数据通信功能 5）数据库的建立和维护功能 6）数据库的运行管理功能
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第二章 数据模型与概念模型
2.1 信息的三种世界及其描述
一、信息的现实世界
实体（Entity）：客观存在并且可以相互区别的“事物”称为实体。 实体可以是可触及的对象，如一个学生，一本书，一辆汽车；也可以是抽象 的事件，如一堂课，一次比赛等。 实体的特征：实体的某一特性。 如学生实体有学号、姓名、年龄、性别、系等方面的属性。 实体集(Entity Set)：同型实体的集合称为实体集。 如所有的学生、所有的课程等。 实体集之间的联系： 学生和课程之间的选课关系。
2．数据库应用系统
凡是用数据库技术管理数据(信息)的系统都称为数据库应用系统(Database Application System).
按其实现的功能可以分为： ① 数据传递系统 ② 数据处理系统 ③ 管理信息系统
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3．管理信息系统
1）管理信息系统（Management Information System）是以数据库技术为基础 的。
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第一章 数据库基础知识
1.1 数据库的特点及概念
一、数据和信息的关系及数据的特征
1．二者关系：
数据是用于载荷信息的物理符号
2．数据的 4 个特征：
1）数据有“型”和“值”之分。 2）数据受数据类型和取值范围的约束。 3）数据有定性表示和定量表示之分。 4）数据应具有载体和多种表现形式
2) 多实体型之间的联系 ① 多实体集之间的一对多联系 设实体集 E1,…En，对于实体集 Ej(j=1,… n)中的一个给定实体，最多只和其
他实体集 Ei(i≠j)中的一个实体相联系，则称 Ej 与 E1…,En来自百度文库之间的联系是一对多 的。
② 多实体集之间的多对多联系 在两个以上的多个实体集之间，当一个实体集与其他实体集之间均存在多对 多联系，而其他实体集之间没有联系时，这种联系称为多实体集间的多对多联系。
3．数据库方法具有以下两个特征。
1) 数据库中的数据具有数据整体性。 2) 数据库中的数据具有数据共享性。
① 不同的用户可以按各自的用法使用数据库中的数据。 ② 多个用户可以同时共享数据库中的数据资源。
三、数据库管理系统与信息管理系统
1．数据库管理系统
数据库管理系统(DBMS：Database Management System)是专门用于管理数据 库的计算机系统软件。数据库管理系统能够为数据库提供数据的定义、建立、维 护、查询和统计等操作功能，并完成对数据完整性、安全性进行控制的功能。
2．DBMS 的组成
1）数据定义语言 DDL 及其编译程序 2）数据操纵语言 DML 及其编译程序 3）系统运行控制程序 4）系统建立、维护程序 5）数据字典（Data Dictionary，简称 DD）
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3．数据库系统的三级模式结构
数据库的三级模式是指逻辑模式、外模式（子模式）、内模式（物理模式）。
二、信息世界
实例：实体通过其属性表示称为实例； 属性：实体的特征在头脑中形成的知识称为属性； 对象：同类实例的集合称为对象，对象即实体集中的实体用属性表示得
出的信息集合； 对象联系：实体集之间的联系用对象联系表示;
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三、信息的计算机世界
记录(Record)：实例的数据表示。记录有型和值之分：记录的型是结构， 由数据项的型构成；记录的值表示对象中的一个实例，它的分量是数据 项值。
2．常见的数据模型
1）目前最常用的数据模型有 层次模型（Hierarchical Model）
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《数据库系统原理及应用》复习资料 网状模型（Network Model） 关系模型（Relational Model）。 2）数据之间联系的表示方式不同。 层次模型用“树结构”来表示数据之间的联系 网状模型是用“图结构”来表示数据之间的联系 关系模型是用“二维表”来表示数据之间的联系
1）数据库的三级模式结构： ① 逻辑模式（Schema）及概念数据库 逻辑模式是对数据库中数据的整体逻辑结构和特征的描述。 以逻辑模式为框架的数据库为概念数据库。 模式只是对记录型的描述，而与具体的值无关 ② 外模式（External Schema）及用户数据库 外模式也称子模式（Subschema），它是对各个用户或程序所涉及到 的数据的逻辑结构和数据特征的描述。 以子模式为框架的数据库为用户数据库。 ③ 内模式（Internal Schema）及物理数据库 内模式 也叫 存储模 式 （ Access Schema ） 或 物理模 式（ Physical Schema），它是数据的内部表示或底层描述。 以物理模式为框架的数据库为物理数据库。
2．实体联系的类型
1) 两个实体型之间的联系 ① 一对一联系（1:1） 实体集 A 中的一个实体至多与实体集 B 中的一个实体相对应，反之亦然， 则称实体集 A 与实体集 B 为一对一的联系。记作 1:1。 ② 一对多联系（1:n） 实体集 A 中的一个实体与实体集 B 中的多个实体相对应，反之，实体集 B 中的一个实体至多与实体集 A 中的一个实体相对应。记作 1:n。 ③ 多对多联系（m:n） 实体集 A 中的一个实体与实体集 B 中的多个实体相对应，反之，实体集 B 中的一个实体与实体集 A 中的多个 实体相对应。记作（m:n）。
1.2 数据库系统及发展 一、人工管理数据阶段
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二、文件系统数据管理阶段
1、文件系统在数据管理上的主要缺点
1) 文件系统的数据冗余度(Redundancy)大。 2) 文件系统中缺乏数据与程序独立性。 3) 数据一致性差
三、数据库技术及其发展 1、数据库系统阶段的数据管理特点：
2) 管理信息系统一般采用功能选单方式控制程序。 3) 管理信息系统的功能模块大致相同。 4）管理信息系统的主要功能：
输入数据 修改数据 删除数据 查询数据 打印报表
4．数据库系统（Database System）
数据库系统主要为信息管理系统。一个数据库系统应由计算机硬件、数据库、 数据库管理系统、应用软件和数据库管理员等 5 部分构成。
④ 利于数据的安全保密。 在外模式下根据要求进行操作，不能对限定的数据操作，保证了其他数据的 安全。
4. 数据库系统的二级映象技术及作用
1) 外模式/模式的映象： 定义并保证了外模式与数据模式之间的对应关系。 这一映象功能保证了数据的局部逻辑结构不变，由于应用程序是依据数据的 局部逻辑结构编写的，所以应用程序不必须修改，从而保证了数据与程序间的逻 辑独立性。 2) 模式/内模式的映象及作用： 定义并保证了数据的逻辑模式与内模式之间的对应关系。
1）数据库设计时面向数据模型对象 2）数据库系统的数据和程序之间具有较高的独立性
① 数据的物理独立性(Physical Data Independence) ② 数据的逻辑独立性(Logical Data Independence) 3）数据库系统的数据共享度高、冗余度小 4）数据库系统通过 DBMS 进行数据安全性和完整性控制
数据项(Item)：对象属性的数据表示。 文件(File)：对象的数据表示，同类记录的集合。 数据模型(Data Model)：现实世界中的事物和相互联系数据化的结果就
是数据模型。
四、现实世界信息世界和计算机世界的关系
2.2 概念模型及其表示 一、概念模型的基本概念
1．概念模型涉及的基本概念
二、数据管理与数据库
1．数据处理分为 3 类：
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，以指导 或控制人的行为或事物的变化趋势； 3）数据传播： 在空间或时间上以各种形式传播信息，而不改变数据的结构、性质和内容， 使更多的人得到信息。
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2.3 常见的数据模型
一、数据模型概述
1．数据模型的三要素：
数据结构、数据操作、数据的约束条件
1）数据结构 数据结构用于描述系统的静态特性。 数据结构是所研究的对象类型的集合，它是刻画一个数据模型性质最 重要的方面。 在数据库系统中，人们通常按照其数据结构的类型来命名数据模型。
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《数据库系统原理及应用》复习资料 5）数据库中数据的最小存取单位是数据项
1.3 数据库系统的结构
相关概念： 数据(Data) 数据库(Data Base：DB) 数据库管理系统(Data Base Management System：DBMS) 数据库应用系统(Data Base Application System：DBAS) 数据库系统(Data Base System：DBS) 数据库管理员(Data Base Adiministrator：DBA)
2）三级结构的优点： ① 保证数据的独立性。
将模式和内模式分开，保证了数据的物理独立性； 将外模式和模式分开，保证了数据的逻辑独立性。
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《数据库系统原理及应用》复习资料 ② 简化了用户接口。
按照外模式编写应用程序或敲入命令，而不需了解数据库内部的存储结构， 方便用户使用系统。
③ 有利于数据共享。 在不同的外模式下可有多个用户共享系统中数据，减少了数据冗余。
1) 对象（Object）和实例（Instance） 现实世界中具有相同性质、服从相同规则的一类事物（概念）的抽象称为对
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象。对象中的每一个具体的事物（实体）为该对象的实例。 2) 属性（Attribute） 属性为实体的某一方面特征的抽象表示。 3) 码(Key)、主码 (Primary key) 和次码 (Secondary Key) 码能够惟一标识一个实体； 不能惟一标识实体的属性叫次码。 4) 域（Domain） 属性的取值范围称为属性的域。
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二、概念模型的表示方法（E-R 模型)
1) 用长方形表示实体集，长方形内写明实体集名。 2) 用椭圆形表示实体集的属性，并用线段将其与相应的实体集连接起来。 3) 用菱形表示实体集间的联系，菱形内写上联系名，用线段分别与有关实 体集连接起来，在线段旁标出联系的类型。如果联系具有属性，则该属性仍用椭 圆框表示，仍需要用线段将属性与其联系连接起来。
2) 数据操作 数据操作用于描述系统的动态特性。 数据操作是对数据库中各种数据操作的集合，包括操作及相应的操作 规则。如数据的检索、插入、删除和修改等。 数据模型必须定义这些操作的确切含义、操作规则以及实现操作的语 言
3) 数据的约束条件 数据的约束条件是一组完整性规则的集合。 完整性规则是给定的数据模型中数据及其联系所具有的制约和依存 规则，用以限定符合数据模型的数据库状态以及状态的变化，以保证 数据的正确、有效、相容。 数据模型还应该提供定义完整性约束条件的机制，以反映具体应用所 涉及的数据必须遵守的特定的语义约束条件。
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2．数据处理（Data Management）及内容
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
数据库系统通常是指数据库和相应的软硬件系统。主要由数据（库）、用户、 软件和硬件等部分组成。
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1．数据库系统的构成
二、数据库管理系统（DBMS） 1．DBMS 的主要功能
1）数据定义功能 2）数据操纵功能 3）数据组织、存储和管理 4）数据通信功能 5）数据库的建立和维护功能 6）数据库的运行管理功能
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第二章 数据模型与概念模型
2.1 信息的三种世界及其描述
一、信息的现实世界
实体（Entity）：客观存在并且可以相互区别的“事物”称为实体。 实体可以是可触及的对象，如一个学生，一本书，一辆汽车；也可以是抽象 的事件，如一堂课，一次比赛等。 实体的特征：实体的某一特性。 如学生实体有学号、姓名、年龄、性别、系等方面的属性。 实体集(Entity Set)：同型实体的集合称为实体集。 如所有的学生、所有的课程等。 实体集之间的联系： 学生和课程之间的选课关系。
2．数据库应用系统
凡是用数据库技术管理数据(信息)的系统都称为数据库应用系统(Database Application System).
按其实现的功能可以分为： ① 数据传递系统 ② 数据处理系统 ③ 管理信息系统
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3．管理信息系统
1）管理信息系统（Management Information System）是以数据库技术为基础 的。
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第一章 数据库基础知识
1.1 数据库的特点及概念
一、数据和信息的关系及数据的特征
1．二者关系：
数据是用于载荷信息的物理符号
2．数据的 4 个特征：
1）数据有“型”和“值”之分。 2）数据受数据类型和取值范围的约束。 3）数据有定性表示和定量表示之分。 4）数据应具有载体和多种表现形式
2) 多实体型之间的联系 ① 多实体集之间的一对多联系 设实体集 E1,…En，对于实体集 Ej(j=1,… n)中的一个给定实体，最多只和其
他实体集 Ei(i≠j)中的一个实体相联系，则称 Ej 与 E1…,En来自百度文库之间的联系是一对多 的。
② 多实体集之间的多对多联系 在两个以上的多个实体集之间，当一个实体集与其他实体集之间均存在多对 多联系，而其他实体集之间没有联系时，这种联系称为多实体集间的多对多联系。
3．数据库方法具有以下两个特征。
1) 数据库中的数据具有数据整体性。 2) 数据库中的数据具有数据共享性。
① 不同的用户可以按各自的用法使用数据库中的数据。 ② 多个用户可以同时共享数据库中的数据资源。
三、数据库管理系统与信息管理系统
1．数据库管理系统
数据库管理系统(DBMS：Database Management System)是专门用于管理数据 库的计算机系统软件。数据库管理系统能够为数据库提供数据的定义、建立、维 护、查询和统计等操作功能，并完成对数据完整性、安全性进行控制的功能。
2．DBMS 的组成
1）数据定义语言 DDL 及其编译程序 2）数据操纵语言 DML 及其编译程序 3）系统运行控制程序 4）系统建立、维护程序 5）数据字典（Data Dictionary，简称 DD）
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3．数据库系统的三级模式结构
数据库的三级模式是指逻辑模式、外模式（子模式）、内模式（物理模式）。
二、信息世界
实例：实体通过其属性表示称为实例； 属性：实体的特征在头脑中形成的知识称为属性； 对象：同类实例的集合称为对象，对象即实体集中的实体用属性表示得
出的信息集合； 对象联系：实体集之间的联系用对象联系表示;
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三、信息的计算机世界
记录(Record)：实例的数据表示。记录有型和值之分：记录的型是结构， 由数据项的型构成；记录的值表示对象中的一个实例，它的分量是数据 项值。
2．常见的数据模型
1）目前最常用的数据模型有 层次模型（Hierarchical Model）
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《数据库系统原理及应用》复习资料 网状模型（Network Model） 关系模型（Relational Model）。 2）数据之间联系的表示方式不同。 层次模型用“树结构”来表示数据之间的联系 网状模型是用“图结构”来表示数据之间的联系 关系模型是用“二维表”来表示数据之间的联系
1）数据库的三级模式结构： ① 逻辑模式（Schema）及概念数据库 逻辑模式是对数据库中数据的整体逻辑结构和特征的描述。 以逻辑模式为框架的数据库为概念数据库。 模式只是对记录型的描述，而与具体的值无关 ② 外模式（External Schema）及用户数据库 外模式也称子模式（Subschema），它是对各个用户或程序所涉及到 的数据的逻辑结构和数据特征的描述。 以子模式为框架的数据库为用户数据库。 ③ 内模式（Internal Schema）及物理数据库 内模式 也叫 存储模 式 （ Access Schema ） 或 物理模 式（ Physical Schema），它是数据的内部表示或底层描述。 以物理模式为框架的数据库为物理数据库。
2．实体联系的类型
1) 两个实体型之间的联系 ① 一对一联系（1:1） 实体集 A 中的一个实体至多与实体集 B 中的一个实体相对应，反之亦然， 则称实体集 A 与实体集 B 为一对一的联系。记作 1:1。 ② 一对多联系（1:n） 实体集 A 中的一个实体与实体集 B 中的多个实体相对应，反之，实体集 B 中的一个实体至多与实体集 A 中的一个实体相对应。记作 1:n。 ③ 多对多联系（m:n） 实体集 A 中的一个实体与实体集 B 中的多个实体相对应，反之，实体集 B 中的一个实体与实体集 A 中的多个 实体相对应。记作（m:n）。
1.2 数据库系统及发展 一、人工管理数据阶段
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二、文件系统数据管理阶段
1、文件系统在数据管理上的主要缺点
1) 文件系统的数据冗余度(Redundancy)大。 2) 文件系统中缺乏数据与程序独立性。 3) 数据一致性差
三、数据库技术及其发展 1、数据库系统阶段的数据管理特点：
2) 管理信息系统一般采用功能选单方式控制程序。 3) 管理信息系统的功能模块大致相同。 4）管理信息系统的主要功能：
输入数据 修改数据 删除数据 查询数据 打印报表
4．数据库系统（Database System）
数据库系统主要为信息管理系统。一个数据库系统应由计算机硬件、数据库、 数据库管理系统、应用软件和数据库管理员等 5 部分构成。
④ 利于数据的安全保密。 在外模式下根据要求进行操作，不能对限定的数据操作，保证了其他数据的 安全。
4. 数据库系统的二级映象技术及作用
1) 外模式/模式的映象： 定义并保证了外模式与数据模式之间的对应关系。 这一映象功能保证了数据的局部逻辑结构不变，由于应用程序是依据数据的 局部逻辑结构编写的，所以应用程序不必须修改，从而保证了数据与程序间的逻 辑独立性。 2) 模式/内模式的映象及作用： 定义并保证了数据的逻辑模式与内模式之间的对应关系。
1）数据库设计时面向数据模型对象 2）数据库系统的数据和程序之间具有较高的独立性
① 数据的物理独立性(Physical Data Independence) ② 数据的逻辑独立性(Logical Data Independence) 3）数据库系统的数据共享度高、冗余度小 4）数据库系统通过 DBMS 进行数据安全性和完整性控制
数据项(Item)：对象属性的数据表示。 文件(File)：对象的数据表示，同类记录的集合。 数据模型(Data Model)：现实世界中的事物和相互联系数据化的结果就
是数据模型。
四、现实世界信息世界和计算机世界的关系
2.2 概念模型及其表示 一、概念模型的基本概念
1．概念模型涉及的基本概念
二、数据管理与数据库
1．数据处理分为 3 类：
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，以指导 或控制人的行为或事物的变化趋势； 3）数据传播： 在空间或时间上以各种形式传播信息，而不改变数据的结构、性质和内容， 使更多的人得到信息。
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2.3 常见的数据模型
一、数据模型概述
1．数据模型的三要素：
数据结构、数据操作、数据的约束条件
1）数据结构 数据结构用于描述系统的静态特性。 数据结构是所研究的对象类型的集合，它是刻画一个数据模型性质最 重要的方面。 在数据库系统中，人们通常按照其数据结构的类型来命名数据模型。
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《数据库系统原理及应用》复习资料 5）数据库中数据的最小存取单位是数据项
1.3 数据库系统的结构
相关概念： 数据(Data) 数据库(Data Base：DB) 数据库管理系统(Data Base Management System：DBMS) 数据库应用系统(Data Base Application System：DBAS) 数据库系统(Data Base System：DBS) 数据库管理员(Data Base Adiministrator：DBA)
2）三级结构的优点： ① 保证数据的独立性。
将模式和内模式分开，保证了数据的物理独立性； 将外模式和模式分开，保证了数据的逻辑独立性。
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《数据库系统原理及应用》复习资料 ② 简化了用户接口。
按照外模式编写应用程序或敲入命令，而不需了解数据库内部的存储结构， 方便用户使用系统。
③ 有利于数据共享。 在不同的外模式下可有多个用户共享系统中数据，减少了数据冗余。
1) 对象（Object）和实例（Instance） 现实世界中具有相同性质、服从相同规则的一类事物（概念）的抽象称为对
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象。对象中的每一个具体的事物（实体）为该对象的实例。 2) 属性（Attribute） 属性为实体的某一方面特征的抽象表示。 3) 码(Key)、主码 (Primary key) 和次码 (Secondary Key) 码能够惟一标识一个实体； 不能惟一标识实体的属性叫次码。 4) 域（Domain） 属性的取值范围称为属性的域。
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二、概念模型的表示方法（E-R 模型)
1) 用长方形表示实体集，长方形内写明实体集名。 2) 用椭圆形表示实体集的属性，并用线段将其与相应的实体集连接起来。 3) 用菱形表示实体集间的联系，菱形内写上联系名，用线段分别与有关实 体集连接起来，在线段旁标出联系的类型。如果联系具有属性，则该属性仍用椭 圆框表示，仍需要用线段将属性与其联系连接起来。
2) 数据操作 数据操作用于描述系统的动态特性。 数据操作是对数据库中各种数据操作的集合，包括操作及相应的操作 规则。如数据的检索、插入、删除和修改等。 数据模型必须定义这些操作的确切含义、操作规则以及实现操作的语 言
3) 数据的约束条件 数据的约束条件是一组完整性规则的集合。 完整性规则是给定的数据模型中数据及其联系所具有的制约和依存 规则，用以限定符合数据模型的数据库状态以及状态的变化，以保证 数据的正确、有效、相容。 数据模型还应该提供定义完整性约束条件的机制，以反映具体应用所 涉及的数据必须遵守的特定的语义约束条件。
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2．数据处理（Data Management）及内容
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