復(fù)習(xí)通識類基礎(chǔ)第1章

1VisualFoxpro

面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計及應(yīng)用財經(jīng)管理與計算機應(yīng)用系列教材2第1章數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)內(nèi)容概要：1、數(shù)據(jù)、信息的概念，數(shù)據(jù)處理概念2、計算機中數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展3、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)基本概念4、數(shù)據(jù)模型與關(guān)系數(shù)據(jù)庫學(xué)習(xí)重點與難點1、三個數(shù)據(jù)管理技術(shù)發(fā)展階段的特點2、三種數(shù)據(jù)模型3、關(guān)系數(shù)據(jù)庫基本概念31.1數(shù)據(jù)、信息與數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)是客觀事物屬性的取值，是信息的具體描述和表現(xiàn)形式，是信息的載體。

例如：張三的身高是170CM。客觀事物-張三屬性-身高170CM-取值在計算機系統(tǒng)中，凡能為計算機所接受和處理的各種字符、數(shù)字、圖形、圖像及聲音等都可稱為數(shù)據(jù)。

因此數(shù)據(jù)的概念是廣義的。41.1數(shù)據(jù)、信息與數(shù)據(jù)處理信息是事物狀態(tài)及運動方式的反映。通常認為信息是數(shù)據(jù)處理的結(jié)果。例如：張三的身高是170CM->身高適中對于同一數(shù)據(jù)按照不同的標準進行處理可能取得不同的結(jié)果。信息是對客觀現(xiàn)實世界的反映，數(shù)據(jù)是信息的具體表現(xiàn)形式。

51.1數(shù)據(jù)、信息與數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)處理也稱為信息處理。所謂數(shù)據(jù)處理，是指利用計算機將各種類型的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成信息的過程。它包括對數(shù)據(jù)的采集、整理、存儲、分類、排序、加工、檢索、維護、統(tǒng)計和傳輸?shù)纫幌盗刑幚磉^程。

數(shù)據(jù)處理將數(shù)據(jù)經(jīng)過處理取得信息，而這些信息又中下一級數(shù)據(jù)處理中的數(shù)據(jù)，因此在實際中往往并不區(qū)分數(shù)據(jù)與信息。61.2數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展計算機程序總是要進行數(shù)據(jù)處理的。1、人工管理階段始于20世紀50年代，出現(xiàn)在計算機應(yīng)用于數(shù)據(jù)管理的初期。這時的程序代碼與數(shù)據(jù)是不能分開的。一定格式的數(shù)據(jù)只能供一定的程序進行處理，并且數(shù)據(jù)由計算生成或由處理它的程序自行攜帶。

見以下的程序示例：71.2數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展人工管理階段程序示例：settalkoffx=2y=3z=x+y?zreturn81.2數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展在人工管理階段數(shù)據(jù)管理存在的主要問題是：（1）數(shù)據(jù)不能獨立（2）數(shù)據(jù)不能長期保存（3）沒有專門進行數(shù)據(jù)管理的軟件。（4）數(shù)據(jù)無法共享。92、文件管理階段

在20世紀60年代，操作系統(tǒng)的文件管理功能用于管理外部存儲器上的數(shù)據(jù)文件，數(shù)據(jù)與程序分開，數(shù)據(jù)能長期保存。在文件管理階段，把有關(guān)的數(shù)據(jù)組織成一個文件，這種數(shù)據(jù)文件能夠脫離程序而獨立存儲在外存儲器上。與早期人工管理階段相比，使用文件系統(tǒng)管理數(shù)據(jù)的效率和數(shù)量都有很大提高，但仍存在以下問題：（1）數(shù)據(jù)沒有完全獨立。（2）存在數(shù)據(jù)冗余。（3）數(shù)據(jù)不能被集中管理。103、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段

數(shù)據(jù)庫技術(shù)始于20世紀60年代末，到了20世紀80年代，隨著計算機的普遍應(yīng)用和數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的不斷完善，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)在全世界范圍內(nèi)得到廣泛的應(yīng)用。在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)管理階段，將所有的數(shù)據(jù)集中到一個數(shù)據(jù)庫中，形成一個數(shù)據(jù)中心，實行統(tǒng)一規(guī)劃，集中管理，用戶通過數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)來使用數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)。

這一階段的重要特征是：有一個專門的系統(tǒng)軟件對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一的管理和控制。這個軟件就是數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(DataBaseManagementSysytem，簡稱DBMS）VisualFoxpro系統(tǒng)可以看作是一個小型的桌面DBMS。11數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的主要特點

（1）實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化：數(shù)據(jù)存儲于有一定結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)庫文件中。（2）實現(xiàn)了數(shù)據(jù)共享：數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)能被多個應(yīng)用程序共享、為多個用戶服務(wù)。（3）實現(xiàn)了數(shù)據(jù)獨立：用戶的應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)及數(shù)據(jù)的物理存儲方式無關(guān)。（4）實現(xiàn)了數(shù)據(jù)統(tǒng)一控制：數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)提供了各種控制功能，保證了數(shù)據(jù)的并發(fā)控制、安全性和完整性。121.3數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)基本概念1、數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫（DataBase，DB）就是按一定的組織形式存儲在一起的相互關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)的集合。實際上，數(shù)據(jù)庫就是一個存放大量業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的場所，其中的數(shù)據(jù)具有特定的組織結(jié)構(gòu)。數(shù)據(jù)庫具有數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化、獨立性、共享性、冗余量小、安全性、完整性和并發(fā)控制等基本特點。132、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DataBaseManagementSystem，DBMS）是負責(zé)數(shù)據(jù)庫的定義、建立、操縱、管理和維護的一種計算機軟件，是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的核心部分。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)是在特定操作系統(tǒng)的支持下進行工作的，它提供了對數(shù)據(jù)庫資源進行統(tǒng)一管理和控制的功能。DBMS為用戶管理數(shù)據(jù)提供了一整套命令，利用這些命令可以實現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫的各種操作，如數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的定義，數(shù)據(jù)的輸入、輸出、編輯、刪除、更新、統(tǒng)計和瀏覽等。見命令示例。143、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（DataBaseSystem，DBS）是指計算機系統(tǒng)引入數(shù)據(jù)庫后的系統(tǒng)構(gòu)成，是一個具有管理數(shù)據(jù)庫功能的計算機軟硬件綜合系統(tǒng)。具體地說，它主要包括計算機硬件、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫（DB）、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DBMS）和相關(guān)軟件、數(shù)據(jù)庫管理員及用戶等組成部分。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化、共享性、獨立性、可控冗余度以及數(shù)據(jù)的安全性、完整性和并發(fā)控制等特點。154、數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)（DataBaseApplicationSystem，DBAS）是在DBMS支持下根據(jù)實際問題開發(fā)出來的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用軟件。一個DBAS通常由數(shù)據(jù)庫和應(yīng)用程序兩部分組成，它們都需要在DBMS支持下開發(fā)。16數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的數(shù)據(jù)模式

數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)可分為三級模式，從外到內(nèi)依次為外模式、模式和內(nèi)模式。（1）模式：模式也稱邏輯模式或概念模式，是對數(shù)據(jù)庫中全體數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和特征的描述，是所有用戶的公共數(shù)據(jù)視圖。（2）內(nèi)模式：內(nèi)模式又稱為存儲模式，是對數(shù)據(jù)庫物理結(jié)構(gòu)和存儲方式的描述，是數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫內(nèi)部的表示方式。（3）外模式：外模式又稱子模式或用戶模式，是數(shù)據(jù)庫用戶和數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的接口，是數(shù)據(jù)庫用戶看到的數(shù)據(jù)視圖，是對數(shù)據(jù)庫中局部數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和特征的描述，是與某一應(yīng)用有關(guān)的數(shù)據(jù)的邏輯表示。17三種模式之間的兩級映像為了實現(xiàn)三級模式的聯(lián)系和轉(zhuǎn)換，數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)在三級模式之間提供了兩層映像：外模式/模式映像和模式/內(nèi)模式映像。從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)獨立性。①外模式/模式映像：定義外模式與模式之間的對應(yīng)關(guān)系。當(dāng)數(shù)據(jù)庫的全局邏輯結(jié)構(gòu)改變時，只需要修改外模式與模式之間的對應(yīng)關(guān)系，而不必修改局部邏輯結(jié)構(gòu)，即保證外模式不變，從而相應(yīng)的應(yīng)用程序也不必修改，實現(xiàn)數(shù)據(jù)和程序的邏輯獨立性。②模式/內(nèi)模式映像：定義數(shù)據(jù)全局邏輯結(jié)構(gòu)與存儲結(jié)構(gòu)之間的對應(yīng)關(guān)系。當(dāng)數(shù)據(jù)庫的物理存儲結(jié)構(gòu)改變時，只需要修改模式與內(nèi)模式之間的對應(yīng)關(guān)系，即可保持模式不變，實現(xiàn)數(shù)據(jù)和程序的物理獨立性。

181.4數(shù)

據(jù)

模

型

數(shù)據(jù)模型是對現(xiàn)實世界數(shù)據(jù)特征的抽象，是用來描述數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)和聯(lián)系的一組概念和定義，是數(shù)據(jù)庫的核心內(nèi)容，分為概念數(shù)據(jù)模型和邏輯數(shù)據(jù)模型兩個層次。概念數(shù)據(jù)模型是面向客觀世界、面向用戶的模型。E-R模型、擴充的E-R模型等是常用的概念模型。邏輯數(shù)據(jù)模型是一種面向數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（面向計算機系統(tǒng)）的模型，主要用于DBMS的具體實現(xiàn)。常見的邏輯數(shù)據(jù)模型包括層次模型、網(wǎng)狀模型和關(guān)系模型等。

19E-R數(shù)據(jù)模型

E-R數(shù)據(jù)模型是描述概念數(shù)據(jù)模型的主要工具。E指實體（Entity）：客觀存在并可相互區(qū)分的事物稱為實體。例如，一個學(xué)生、一個教師、一門課程、一支鉛筆、一部電影、一個部門等都是實體。（客觀世界是由實體組成的）R指聯(lián)系（Relationship）：聯(lián)系是實體集之間關(guān)系的抽象表示，是對實現(xiàn)世界中事物之間關(guān)系的描述。（實體之間是必然有聯(lián)系的）20實體間聯(lián)系的三種類型

一對一聯(lián)系（1:1）—如果對于實體集A中的每一個實體，實體集B中至多有一個實體與之聯(lián)系，反之亦然，則稱實體集A與實體集B具有一對一聯(lián)系。例如，在一個學(xué)校中，一個班級只有一個正班長，而一個班長只在一個班中任職，則班級與班長之間具有一對一聯(lián)系。一對多聯(lián)系（1:n）—如果對于實體集A中的每一個實體，實體集B中有n個實體（n≥0）與之聯(lián)系，反之，對于實體集B中的每一個實體，實體集A中至多只有一個實體與之聯(lián)系，則稱實體集A與實體B有一對多聯(lián)系。多對多聯(lián)系（m:n）—如果對于實體集A中的每一個實體，實體集B中有n個實體（n≥0）與之聯(lián)系，反之，對于實體集B中的每一個實體，實體集A中也有m個實體（m≥0）與之聯(lián)系，則稱實體集A與實體B具有多對多聯(lián)系。21E-R模型三要素1、實體2、聯(lián)系3、屬性：描述實體的特性稱為屬性。一個實體可由若干個屬性來刻畫。屬性的組合表征了實體。例如：商品有商品代碼、商品名稱、單價、生產(chǎn)日期、進口否、商品外形等屬性?？梢晕ㄒ粯俗R實體的一個屬性集稱為碼，例如，商品代碼是商品實體的碼。

22一個E-R模型實例：考慮學(xué)生、課程實體及其聯(lián)系：1、學(xué)生是一個實體，具有學(xué)號、姓名、性別、年級、專業(yè)等屬性。2、課程是一個實體，具有課程代碼、課程名稱、類型、學(xué)分等屬性。3、學(xué)生與課程之間通過學(xué)習(xí)發(fā)生聯(lián)系，這個聯(lián)系將產(chǎn)生一項數(shù)據(jù)——成績，由于一個學(xué)生可以同時學(xué)習(xí)多門課程，一門課程可以有多個學(xué)生同時學(xué)習(xí)，因此這個聯(lián)系的類型是多對多m:n的。見下圖所示的E-R模型：23學(xué)生課程學(xué)習(xí)學(xué)號姓名性別年級專業(yè)課程代碼課程代碼類型學(xué)分成績mn學(xué)習(xí)問題的E-R圖E-R圖中使用矩形表示實體，菱形表示聯(lián)系，橢圓形表示實體或聯(lián)系的屬性。24主要數(shù)據(jù)模型1：層次模型

層次模型是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)最早使用的一種模型。層次模型表示數(shù)據(jù)間的從屬關(guān)系結(jié)構(gòu)，它是以樹型結(jié)構(gòu)表示實體（記錄）與實體之間聯(lián)系的模型。層次模型的主要特征是：（1）層次模型像一棵倒立的樹，有且僅有一個無雙親的根結(jié)點。（2）除根結(jié)點以外的子結(jié)點，有且僅有一個父結(jié)點。25主要數(shù)據(jù)模型2：網(wǎng)狀模型網(wǎng)狀模型是以網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)表示實體與實體之間聯(lián)系的模型，使用網(wǎng)狀模型可表示多個從屬關(guān)系的層次結(jié)構(gòu)，也可表示數(shù)據(jù)間的交叉關(guān)系，是層次模型的擴展。網(wǎng)狀模型的主要特征是：（1）允許有一個以上的結(jié)點無雙親。（2）一個結(jié)點可以有多個雙親。26主要數(shù)據(jù)模型3：關(guān)系模型關(guān)系模型是一種以關(guān)系（二維表）的形式表示實體與實體之間聯(lián)系的數(shù)據(jù)模型。關(guān)系模型用一張二維表來描述一個關(guān)系。關(guān)系模型的主要特點有：（1）關(guān)系中的每一分量不可再分，是最基本的數(shù)據(jù)單位。（2）關(guān)系中每一列的分量是同屬性的，列數(shù)根據(jù)需要而設(shè)，且各列的順序是任意的。（3）關(guān)系中每一行由一個具體實體或聯(lián)系的一個或多個屬性構(gòu)成，且各行的順序可以是任意的。（4）一個關(guān)系是一張二維表，不允許有相同的列（屬性），也不允許有相同的行（元組）。VisualFoxPro采用的數(shù)據(jù)模型是關(guān)系模型，因此它是一個關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。

271.5關(guān)

系

數(shù)

據(jù)

庫

關(guān)系數(shù)據(jù)庫是依照關(guān)系模型設(shè)計的若干二維數(shù)據(jù)表文件的集合。在VisualFoxPro中，一個關(guān)系數(shù)據(jù)庫由若干個數(shù)據(jù)表組成，每個數(shù)據(jù)表又是由若干個記錄組成，每個記錄由若干個數(shù)據(jù)項組成。一個關(guān)系的邏輯結(jié)構(gòu)就是一張二維表。這種用二維表的形式表示實體和實體之間聯(lián)系的數(shù)據(jù)模型稱為關(guān)系數(shù)據(jù)模型。

例如：對于前面的學(xué)習(xí)問題E-R模型可以建立一個成績管理數(shù)據(jù)庫，其中應(yīng)包括有學(xué)生表、課程表、成績表三個數(shù)據(jù)表。28關(guān)系術(shù)語（1）關(guān)系：一個關(guān)系就是一張二維表。元組：二維表中水平方向的行稱為元組，每一行是一個元組。在VisualFoxPro中，一行稱為一個記錄。例如表1-1“商品情況表”中的一行數(shù)據(jù)項。屬性：二維表中垂直方向的列稱為屬性，每一列有一個屬性名。在VisualFoxPro中，一列稱為一個字段。例如表1-1“商品情況表”中的商品代碼、商品名稱、單價等對應(yīng)的列。域：指表中屬性的取值范圍。VisualFoxPro中，一個字段的取值范圍通過一個字段的寬度定義。分量：元組中的一個屬性值。例如表1-1“商品情況表”中的“筆記本電腦”。29關(guān)系術(shù)語（2）候選碼：表中的某個屬性或?qū)傩越M合，其值可惟一確定一個元組。一個關(guān)系可以有多個候選碼。例如表1-1“商品情況表”中，商品名稱不重復(fù)的情況下，商品代碼、商品名稱是候選碼。主碼（主關(guān)鍵字）：從候選碼中，選擇一個作為主碼。一個關(guān)系只有一個主碼。例如表1-1“商品情況表”中的商品代碼。外碼（外關(guān)鍵字）：如果關(guān)系中的一個屬性不是本關(guān)系的主碼或候選碼，而是另外一個關(guān)系的主碼或候選碼，則該屬性稱為外碼。例如“銷售表”中的商品代碼不是“銷售表”的主碼或候選碼，而是“商品銷售表”的主碼，則商品代碼是“銷售表”的外碼。30關(guān)系術(shù)語（3）主屬性：包含在任何一個候選碼中的屬性。例如“商品情況表”中的商品代碼、商品名稱屬性是主屬性。非主屬性：不包含在任何候選碼中的屬性。例如“商品情況表”單價、生產(chǎn)日期、進口否等屬性是非主屬性。關(guān)系模式：對關(guān)系的描述。一個關(guān)系模式對應(yīng)一個關(guān)系的結(jié)構(gòu)。其格式為：關(guān)系名（屬性名1，屬性名2，屬性名3，…，屬性名n）31關(guān)系的規(guī)范化

規(guī)范化是指關(guān)系數(shù)據(jù)庫中的每一個關(guān)系都必須滿足一定的規(guī)范要求。根據(jù)滿足規(guī)范的條件不同，可以劃分為6個等級：第一范式（1NF），第二范式（2NF），第三范式（3NF），修正的第三范式（BCNF），第四范式（4NF）和第五范式（5NF）。32通常在解決一般性問題時，只要把數(shù)據(jù)表規(guī)范到第三個范式標準就可以滿足需要。關(guān)系規(guī)范化的三個范式有各自不同的原則要求。第一范式：在一個關(guān)系中消除重復(fù)字段，且各字段都是不可再分的基本數(shù)據(jù)項。第二范