第1章 数据库系统简介(改)

1第一章数据库系统简介1.1数据处理技术发展概述1.2数据库系统的基本概念1.3数据模型1.4关系数据库1.5VisualFoxPro6.0系统概述21.1数据处理技术发展概述1.1.1数据与信息数据是反映客观事物特征的一种符号化的表示。通过各种方式所获得的数据，经过解释、分析、推理、归纳与综合等方法，从中获得的有用数据称为信息。数据是信息的一种表示形式，只有通过处理后有用的数据才能成为信息。数据是信息的载体，信息则是数据的内涵，是对数据的语义解释数据是信息的一种表示手段，信息只有通过数据表示出来才能被人们理解。31.1.2数据处理数据处理是指对各种类型的数据进行收集、存储、分类、排序、计算、加工、检索、传输等的过程。计算机处理数据输入数据编码编码表示形式计算机表示形式数据（原始数据）供用户使用的信息（结果数据）计算机中数据处理过程（1）数据搜集。原始数据的搜集要及时、可靠、完整、实用。（2）整理和加工。包括对数据的核对、编辑、增减、分类、比较、选择、计算和汇总等工作。（3）信息存储。（4）信息传播。41.1.3数据库的产生利用计算机对数据进行处理经历了4个阶段。1．人工管理阶段20世纪50年代中期之前，没有专门的管理数据的软件，数据包含在计算机或处理它的程序中。数据的存储结构、存取方式、输入输出方式等完全由程序员通过编程实现。人工管理阶段也称为无管理阶段。2．文件系统管理阶段20世纪50年代后期至60年代后期。数据处理采取程序和数据分离的方式，但修改一个会影响另一个。该阶段在理论上实现了程序和数据的分离，但实际上还存在着致命的缺点：一个数据文件只能为一个应用程序所拥有。数据不能被集中管理。53．数据库管理阶段计算机处理的数据量增大，计算机软件提出了数据库的概念，数据库系统应运而生，由此进入数据库管理阶段。数据有结构化、可统一控制。使用数据库技术的主要目的是有效地管理和存取大量的数据资源，包括提高数据的共享。人工管理阶段文件管理阶段数据库管理阶段应用程序和数据混为一体文件中的数据由特定的应用程序专用数据库内的数据由多个程序共享数据和程序相互依赖，不可分割，不可控制冗余程序拥有独立的数据，导致数据重复存储，冗余度大原则上可消除冗余，保障了数据的共享性数据是程序的一部分数据从属于程序，二者相互依赖数据独立于程序，实现数据的独立性61.2.１数据库1.概念数据库（DataBase，简称DB）是指以一定的组织形式存放在计算机存储介质上的相互关联的数据的集合。数据库具有数据的结构化、独立性、共享性、冗余量小、安全性、完整性和并发控制等基本特点。在VisualFoxPro中，数据库是由一些表以及这些表之间的关系构成的，而表就是我们平时常用的二维表格。1.2数据库系统的基本概念7教师基本情况表编号姓名性别出生日期职称党员否所在学院照片备注40001王小强男09/07/1971副教授T信息学院GenMemo40002东方清清女02/12/1980讲师T外语学院GenMemo40003赵小曼女04/26/1963教授F土木学院GenMemo40004刘诗云男11/16/1960教授T信息学院GenMemo40005万伟男04/25/1968副教授F电气学院GenMemo40006张悦悦女01/08/1984助教F信息学院GenMemo40007刘宇航男06/01/1983助教T信息学院GenMemo40008吴大海男12/24/1966教授T外语学院GenMemo8教师工资表编号基本工资岗位工资扣款实发工资400011111.0444.523.01532.5400021234.0666.645.01855.640003780.0680.052.01408.040004980.0660.088.01552.0400051080.0960.056.01984.040006680.0760.045.01395.0400071200.0800.080.01920.040008810.0360.012.01158.092.数据库的特点（1）数据可以共享。（2）数据独立性。（3）可控制冗余度。（4）可避免不一致性。（5）数据安全性。（6）数据完整性。（7）标准化实施。101.2.2数据库管理系统1.概念数据库管理系统（DataBaseManagementSystem，简称DBMS）是一系列软件的集合，这些软件以统一的方式管理、维护数据库中的数据，为用户访问数据库提供安全、有效、可靠的环境。数据库管理系统是数据库系统（DataBaseSystem，简称DBS）的核心。2.主要功能DBMS主要职能包括数据库的定义、维护、运行控制、通信等。（1）数据库定义功能（2）数据库操纵语言（3）数据库运行控制功能（4）数据库维护功能111.2.3数据库应用系统和数据库系统1.数据库应用系统数据库应用系统(DataBaseApplicationSystem，简称DBAS)是指基于数据库的应用系统。一个DBAS通常是由数据库和应用程序两部分组成，它们都需要在DBMS的支持下开发。开发应用程序可以采用“功能分析、总体设计、模块设计、编码调试”等步骤来实现。2.数据库系统由硬件系统、数据库管理系统及相关软件、数据库应用系统和用户等组成的。121.3数据模型数据模型：是指反映客观事物及客观事物间联系的数据组织的结构和形式。常用的数据模型有如下三种：1.3.1.层次模型表示数据间的从属关系结构。表示实体之间的联系，其主要特征如下：.仅有一个无双亲的根结点。.根结点以外的子结点，向上仅有一个父结点，向下有若干子结点。层次模型是一对多（包括一对一）的关系。像倒立的树，如学校的行政机构就可用一个层次模型来表达。ABCDEF层次模型结构示意13大学行政机构的层次模型大学处研究所学院教研室科室研究室学院课程学生教研室教师任课选课网状模型示例141.3.2.网状模型是层次模型的扩充，它表示多个从属关系的层次结构。可表示数据间的交叉关系，它比层次模型更普遍。其主要特征如下：.有一个以上的结点无双亲。.至少有一个结点有多个双亲。1.3.3.关系模型所谓“关系”是指那种虽具有相关性但非从属性的平行的数据之间按照某种序列排列的集合关系。网状模型结构示意ABCDEFHG15•关系模型的主要特点：1）关系中的每个分量不可再分。2）关系中的每一列分量是同属性的，且各列顺序任意。3）关系中每一行由一个具体实体或联系的一个或多个属性构成，各行顺序可以任意。4）一个关系是一张二维表，不允许有相同的列或相同的行。16对某班同学按照学号、姓名、年龄三个属性建立一张二维表，这个二维表就是关系模型中的一个关系。学号姓名年龄2002101张三242002102李四222002103王五23某班级学生基本情况表数据库的性质是由其中的数据模型决定的。按照层次模型建立的数据库称为层次数据库，按照网状模型建立的数据库称为网状数据库，按照关系模型建立的数据库称为关系数据库。171.4关系数据库1.4.1基本概念1．关系与表关系的逻辑结构是一张二维表。在VisualFoxPro中，一个关系就是一个“表”或者说一个数据表，每个表对应着一个磁盘文件，表文件的扩展名是．dbf。2．属性与字段对于二维表来说，属性就是表格中的列（栏）。在VisualFoxPro中，属性表示为表中的字段。3．关系模式与表结构对关系的描述称为关系模式。其格式为：关系名（属性名1，属性名2，．．．，属性名n）在VisualFoxPro中对应的表结构为：表名（字段名1，字段名2，．．．，字段名n）184．元组与记录二维表除了第一行之外的每一行称为一个“元组”。在VisualFoxPro中，元组表示为表中的“记录”。5．域域是指属性的取值范围。6．码和关键字用来区分不同的元组的属性或属性组合，称为码。在VisualFoxPro中对应的概念是关键字。若是一个字段表示的关键字，称为“单关键字”，若多个字段组合形成的关键字称为“组合关键字”。7．关系与数据库在VisualFoxPro中，把相互之间存在联系的表放到一个数据库中进行统一管理。数据库文件的扩展名为．dbc。数据库中的表通过相同的关键字建立关联。191.4.2数据完整性数据完整性是指关系中的数据及具有关联关系的数据间必须遵循的制约条件和依存关系，以保证数据的正确性、有效性和相容性。1．实体完整性实体完整性是指数据库表的每一行都拥有一个惟一的标识。具体是指关系中的主属性值不能取空值，保证关系中记录的唯一性，是对主属性的约束。关键字是关系模式中的主属性，2．域完整性域完整性是指数据库中字段取值的正确性。域是关系中属性值的取值范围。它包括字段的值域、类型和有效规则等约束。3．参照完整性20参照完整性是指数据库中表与表之间存在主键与外键的约束关系，具体地说，就是对相互有关联的两个表中的某一个表进行更新记录、删除记录或插入新纪录时，由于与另一个表之间存在约束关系，更新、删除或插入操作不能随心所欲，根据选择的约束条件的严格程度不同，或许禁止更新、删除、插入操作，或许有条件地执行，或许无条件地允许操作。例子：多对多的实例,学生选课学生课程选修学号姓名年龄性别成绩学时数课程号课程名mn21这个ER图对应的关系模式：学生（学号，姓名，年龄，性别）；课程（课程号，课程名，学时数）；选修（学号，课程号，成绩）；当在数据库中建立基本表后，1）学号可作为学生表的主键；2）课程号可作为课程表的主键；3)学号和课程号的组合码最为选修表的主键；4)在选修表中定义学号为外码，其参照表为学生表，该外码对应学生表中的学号的约束。定义课程号为外码，其参照表为课程表。221.4.3对关系数据库的要求生活中的二维表多种多样，但不是所有的二维表都能被当成“关系”经过处理后存放到数据库中。关系模型中的关系应该满足一定的要求：（1）二维表中的每个属性（列）必须是不可分割的数据单元。例如不能建立“姓名性别”这样的属性。（2）同一个二维表中不能有完全相同的属性名，即在同一个表格中不能出现相同的列。（3）二维表中不能有完全相同的元组，即在同一个二维表中不能出现完全相同的行。（4）元组和属性名与次序无关，即交换两行或两列的位置不会影响数据的实际含义。231.4.4关系运算关系运算分为：传统的集合运算和专门的关系运算。传统的集合运算包括交、并、差运算，专门的关系运算包括选择、投影和连接运算。1．选择运算选择运算是指从关系中找出满足给定条件的元组，又称为筛选运算，它是一种横向操作。2．投影运算从关系模式中指定若干个属性来组成新的关系称为投影，它是一种纵向操作。3．连接运算从两个关系中选取满足连接条件的元组组成新关系，称为连接。它是将两个关系通过共同的属性名（字段名）连接成一个新关系，它可以实现两个关系的横向合并。241.5VisualFoxPro6.0系统概述1.5.1VisualFoxPro6.0的基本功能1.5.2VisualFoxPro6.0的特点1.5.3VisualFoxPro6.0的安装1.5.4VisualFoxPro6.0的启动和退出1．启动三种方法：菜单、快捷方式、文件夹（见下页）2．退出①单击主窗口右上角的关闭按钮。②打开“文件”菜单，选择“退出”命令。③在命令窗口输入“QUIT”命令。25双击快捷方式打开如右图所示文件夹双击狐狸头