第01章數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)基礎(chǔ)知識分析

VisualFoxPro教程目錄菜單和工具欄第九章報表的創(chuàng)建與應(yīng)用第八章類的創(chuàng)建與使用第七章表單及其控件的創(chuàng)建與使用第六章程序設(shè)計基礎(chǔ)第五章查詢和視圖第四章數(shù)據(jù)庫與表的創(chuàng)建及使用第三章VisualFoxPro數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)概述第二章數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)基礎(chǔ)知識第一章前言應(yīng)用程序的開發(fā)與發(fā)布第十章1/1/20251第1章數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)基礎(chǔ)知識1/1/202521.1數(shù)據(jù)處理與數(shù)據(jù)管理技術(shù)

1.2數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的組成

1.3數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的模式結(jié)構(gòu)

1.4數(shù)據(jù)模型

1.5關(guān)系數(shù)據(jù)庫標(biāo)準(zhǔn)語言SQL

1.6數(shù)據(jù)庫設(shè)計基礎(chǔ)

1.7主流的DBMS產(chǎn)品簡介1/1/202531.1數(shù)據(jù)處理與數(shù)據(jù)管理技術(shù)1.1.1信息、數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)處理

信息（information）是客觀事物屬性的反映。

數(shù)據(jù)

(data)是反映客觀事物屬性的記錄，是信息的載體，是信息的具體表現(xiàn)形式。

1/1/20254數(shù)據(jù)“對事實、概念或指令的一種特殊表達形式，這種特殊的表達形式可用人工的方式或者用自動化的裝置進行通信、翻譯轉(zhuǎn)換或者進行加工處理”通常把計算機能夠處理的對象一級處理后得到的結(jié)果都稱為數(shù)據(jù)形式：數(shù)字、文字、圖畫、聲音、活動圖象分類：數(shù)值型數(shù)據(jù)，非數(shù)值型數(shù)據(jù)（字符型、特殊型）

從計算機的角度看，數(shù)據(jù)泛指那些可以被計算機接受并能夠被計算機處理的符號。1/1/20255從信息處理角度看，任何事物的屬性都是通過數(shù)據(jù)來表示的；數(shù)據(jù)經(jīng)過加工處理后，使其具有知識性并對人類活動產(chǎn)生決策作用，從而形成信息。

用數(shù)據(jù)符號表示信息，其形式通常有：

數(shù)值型數(shù)據(jù)，即對客觀事物進行定量記錄的符號,如體重、年齡、價格等；

字符型數(shù)據(jù)，即對客觀事物進行定性記錄的符號,如姓名、單位、地址等；

特殊型數(shù)據(jù)，如聲音、視頻、圖像等。1/1/20256數(shù)據(jù)處理(信息處理)計算+數(shù)據(jù)管理數(shù)據(jù)處理是對各種類型數(shù)據(jù)綜合加工過程的總稱，包括大量數(shù)據(jù)的收集、存儲、分類計算、檢索和傳輸?shù)燃庸み^程。即對各類數(shù)據(jù)進行收集、整理、組織、存儲、分類、計算、維護、統(tǒng)計、檢索和傳輸?shù)纫幌盗械募庸ぬ幚磉^程。1/1/20257數(shù)據(jù)處理步驟：原始數(shù)據(jù)的收集（源文件：報表、單據(jù)）數(shù)據(jù)的規(guī)范化及其編碼數(shù)據(jù)輸入輸入設(shè)備：鍵盤、鼠標(biāo)、掃描儀、光筆、話筒數(shù)碼相機等數(shù)據(jù)存儲存儲設(shè)備：磁盤、磁卡、光盤等數(shù)據(jù)處理---計算、分類、合并、編輯、檢查等數(shù)據(jù)輸出---文字、圖像、圖形、表格輸出設(shè)備：顯示器、打印機、繪圖儀、音箱1/1/20258如何體現(xiàn)計算機數(shù)據(jù)管理技術(shù)水平？數(shù)據(jù)獨立性數(shù)據(jù)共享性數(shù)據(jù)完整性數(shù)據(jù)存取方式1/1/202591.1.2數(shù)據(jù)管理的發(fā)展三個階段人工管理階段（50年代中期前）數(shù)據(jù)管理的初期:程序與數(shù)據(jù)是一個整體，互相依賴；數(shù)據(jù)不保存、不獨立、不共享，由應(yīng)用程序（人工）管理；尚無統(tǒng)一的數(shù)據(jù)管理軟件。文件系統(tǒng)階段（50年代后期到60年代中期）數(shù)據(jù)可以以文件形式長期保存:即把有關(guān)的數(shù)據(jù)組織成一種文件，這種數(shù)據(jù)文件可以脫離程序而獨立存在，由一個專門的文件管理系統(tǒng)實施統(tǒng)一管理,數(shù)據(jù)開始具有相對獨立性，可重復(fù)使用。1/1/202510數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段（60年代后期以來）

數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)管理方式即對所有的數(shù)據(jù)實行統(tǒng)一規(guī)劃管理，形成一個數(shù)據(jù)中心，構(gòu)成一個數(shù)據(jù)倉庫，數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)能夠滿足所有用戶的不同要求，供不同用戶共享。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)與文件系統(tǒng)的本質(zhì)區(qū)別共享性好，冗余度低，一致性好數(shù)據(jù)與程序分離、數(shù)據(jù)集中的管理、程序與數(shù)據(jù)之間的獨立性高提供了數(shù)據(jù)安全性、完整性等控制功能數(shù)據(jù)由DBMS統(tǒng)一管理和控制，用戶接口方便，存取數(shù)據(jù)靈活1/1/202511概念是實現(xiàn)有組織地、動態(tài)地存儲大量關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)，方便用戶訪問的計算機軟硬件資源所組成的具有管理數(shù)據(jù)庫功能的計算機系統(tǒng)。組成數(shù)據(jù)庫（DB）----目的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DBMS）-----工具應(yīng)用程序操作系統(tǒng)硬件資源數(shù)據(jù)庫管理員（DBA）1.2數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的組成1/1/202512各中應(yīng)用程序數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DBMS）操作系統(tǒng)序數(shù)據(jù)庫管理員（DBA）數(shù)據(jù)庫（DB）數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)各部分關(guān)系1/1/202513一、數(shù)據(jù)庫（Database，DB）

數(shù)據(jù)庫是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的核心和管理對象概念

以一組一定數(shù)據(jù)模型組織的、長期存放在輔助存儲器上、可共享的相互關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)集合。

1、元數(shù)據(jù)2、實際數(shù)據(jù)特點數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化最小的冗余度數(shù)據(jù)共享性數(shù)據(jù)獨立性安全可靠保密性能好1/1/202514二、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DBMS）

DatabaseManagementSystem是為數(shù)據(jù)庫的建立、使用、管理和維護而配置的系統(tǒng)軟件，它建立在操作系統(tǒng)基礎(chǔ)上，對數(shù)據(jù)庫進行統(tǒng)一的管理和控制，是用戶與數(shù)據(jù)庫的接口。提供了用戶對數(shù)據(jù)庫進行操作的各種命令、工具、方法（建庫、記錄輸入、修改、檢索、顯示、刪除、統(tǒng)計）APPEND，MODIFY，SEEK，DISPLAY，DELETE，COUNT…常用系統(tǒng)：DB2，Informix，Sybase,VisualFoxPro1/1/202515DBMS的功能:1、數(shù)據(jù)定義2、數(shù)據(jù)操縱3、數(shù)據(jù)的組織和存儲管理4、數(shù)據(jù)庫運行管理5、數(shù)據(jù)庫的維護1/1/202516三、數(shù)據(jù)庫管理員（DBA）概念

DBA是指對數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)進行管理和控制的機構(gòu)和相關(guān)人員，具有最高的數(shù)據(jù)庫用戶特權(quán)，負責(zé)全面管理數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。職責(zé)規(guī)劃和定義數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)定義數(shù)據(jù)庫的安全性要求和完整性約束條件選擇數(shù)據(jù)庫的存取結(jié)構(gòu)和存取路徑監(jiān)督和控制數(shù)據(jù)庫的使用和運行改進數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和重組數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)1/1/202517數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（DBS）的組成應(yīng)用程序DBDBMS操作系統(tǒng)硬件人-----

用戶DBA數(shù)據(jù)庫管理員硬件OSDBMSDB數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)1/1/202518使用數(shù)據(jù)庫（DB）的兩種基本方法USER數(shù)據(jù)庫DBMSUSER應(yīng)用程序1/1/2025191.3數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的模式結(jié)構(gòu)應(yīng)用1應(yīng)用2應(yīng)用3應(yīng)用4外模式1外模式2外模式3（概念）模式內(nèi)模式數(shù)據(jù)庫外模式/模式映象模式/內(nèi)模式映象用戶視圖全局視圖存儲視圖1/1/202520三級模型結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特征：從數(shù)據(jù)管理的角度來看,與數(shù)據(jù)庫打交道的有三類人員：用戶、應(yīng)用程序員和系統(tǒng)程序員,由于他們對數(shù)據(jù)庫的認識、理解和接觸范圍各不相同,從而形成了各自的數(shù)據(jù)庫視圖所謂視圖是指觀察、認識和理解數(shù)據(jù)的范圍、角度和方法。根據(jù)各類人員與數(shù)據(jù)庫的不同關(guān)系，可把視圖分為三種：即對應(yīng)于用戶的外部視圖、對應(yīng)于應(yīng)用程序員的概念視圖和對應(yīng)于系統(tǒng)程序員的內(nèi)部視圖。由此形成數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級模式結(jié)構(gòu)：外模式、概念模式和內(nèi)模式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)1/1/202521用戶A1用戶A2用戶B1用戶B2…………外視圖A……外模式A外視圖B外模式B概念模式概念視圖存儲結(jié)構(gòu)定義（內(nèi)模式）存儲數(shù)據(jù)庫（內(nèi)視圖）……DBMS由數(shù)據(jù)庫管理員建立和維護的模式……1/1/2025221.4數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)庫的核心是數(shù)據(jù)模型

數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)是按一定的數(shù)據(jù)模型組織、描述和存儲的數(shù)據(jù)庫包含兩部分內(nèi)容：1、數(shù)據(jù)組織方式與要求---元數(shù)據(jù)2、實際數(shù)據(jù)----按一定數(shù)據(jù)模型組織并存儲的所需數(shù)據(jù)1/1/202523幾個概念記錄：描述對象的數(shù)據(jù)----記錄record字段：描述對象屬性的數(shù)據(jù)----域field數(shù)據(jù)模型：描述實體模型的數(shù)據(jù)格式----模型model文件：同一類記錄的集合----文件file字段記錄1/1/2025241.4.1數(shù)據(jù)模型概述信息——

具體的數(shù)據(jù)表示經(jīng)歷三個領(lǐng)域（抽象過程）

現(xiàn)實世界觀念（信息）世界數(shù)據(jù)世界事物及聯(lián)系實體（概念）模型數(shù)據(jù)模型事物（抽象）實體（集）（數(shù)據(jù)表示）數(shù)據(jù)對象性質(zhì)對象屬性

記錄字段同類記錄的集合為文件信息三個領(lǐng)域之間的關(guān)系1/1/202525數(shù)據(jù)模型定義數(shù)據(jù)模型是對客觀事物及其聯(lián)系的數(shù)據(jù)描述，即實體模型的數(shù)據(jù)化，是對現(xiàn)實世界的抽象。是反映客觀事物及客觀事物間聯(lián)系的數(shù)據(jù)組織的結(jié)構(gòu)和形式。數(shù)據(jù)模型由三個部分組成：

表示實體及實體間聯(lián)系的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)描述；對數(shù)據(jù)的操作；數(shù)據(jù)的完整性約束條件1/1/202526是由數(shù)據(jù)模型決定的：在數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)如果依照層次模型進行數(shù)據(jù)存儲，則該數(shù)據(jù)庫為層次數(shù)據(jù)庫；如果依照網(wǎng)絡(luò)模型進行數(shù)據(jù)存儲，則該數(shù)據(jù)庫為網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫；如果依照關(guān)系模型進行數(shù)據(jù)存儲，則該數(shù)據(jù)庫為關(guān)系數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)庫的性質(zhì)1/1/202527邏輯數(shù)據(jù)模型的種類層次模型（階層的樣板）—樹形結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)模型（網(wǎng)絡(luò)模型）——網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)關(guān)系模型（表示關(guān)系的樣板）——二維表面向?qū)ο竽Ｐ蛿?shù)據(jù)模型根據(jù)適用對象的不同，分為兩類：概念數(shù)據(jù)模型：面向客觀世界、面向用戶，描述用戶和設(shè)計者都能理解的信息結(jié)構(gòu)邏輯數(shù)據(jù)模型：面向DBMS和計算機，刻畫實體在數(shù)據(jù)庫中的組織、存儲形式及其聯(lián)系。（一般稱其為數(shù)據(jù)模型）1/1/2025281.4.2E-R模型E-R模型,即“實體---聯(lián)系”模型

1、實體（Entity）：客觀存在的事物；2、聯(lián)系（Relationship）：實體集之間的關(guān)系；

3、屬性（Attribute）：實體所具有的特征。關(guān)系類型：一對一、一對多、多對多E-R圖（P8）

實體、聯(lián)系、屬性1/1/2025291．層次模型

層次模型（hierarchicalmodel）表示數(shù)據(jù)間的從屬關(guān)系結(jié)構(gòu)，是一種以記錄某一事物的類型為根結(jié)點的樹形結(jié)構(gòu)。層次數(shù)據(jù)模型象一棵倒置的樹，根結(jié)點在上，層次最高；子結(jié)點在下，逐層排列。層次模型的示例如圖:

人才管理中心北京市國有企業(yè)界科研機構(gòu)高等院校廣東省黑龍江省上海市．．．．．．1/1/2025302．網(wǎng)狀模型（網(wǎng)絡(luò)模型）

網(wǎng)狀模型（networkmodel）是層次模型的擴展，表示多個從屬關(guān)系的層次結(jié)構(gòu)，呈現(xiàn)一種交叉關(guān)系的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。網(wǎng)狀模型是以記錄為結(jié)點的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，它可以表示較復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，即可以表示數(shù)據(jù)間的縱向關(guān)系與橫向關(guān)系。這種數(shù)據(jù)模型在概念上、結(jié)構(gòu)上都比較復(fù)雜，操作上也有很多不便。網(wǎng)狀模型的示例如圖:專業(yè)分類地區(qū)分布人才編號地區(qū)編號地區(qū)名稱人才編號專業(yè)編號專業(yè)名稱專門人才自然情況人才編號姓名年齡姓名學(xué)歷專業(yè)名稱專門人才專業(yè)特長職稱姓名專業(yè)名稱特殊成就成就1/1/2025311.4.3關(guān)系模型

關(guān)系模型（relationalmodel）的所謂“關(guān)系”是有特定含義的，廣義地說，任何數(shù)據(jù)模型都描述一定事物數(shù)據(jù)之間的關(guān)系。關(guān)系模型的所謂“關(guān)系”雖然也適用于這種廣義的理解，但同時又特指那種雖具有相關(guān)性而非從屬性的平行的數(shù)據(jù)之間按照某種序列排列的集合關(guān)系。關(guān)系：用二維表格的結(jié)構(gòu)形式來表示實體集及實體間的聯(lián)系列：字段或域（對應(yīng)于某類實體屬性）行：記錄(對應(yīng)于一特定實體)二維表：亦稱為一個關(guān)系（P7)關(guān)系模式:對關(guān)系模型結(jié)構(gòu)的描述:模式名(屬性列表)1/1/202532關(guān)系的示例如圖:姓名性別年齡甲乙丙丁女男男女40513545某部門專門人才基本情況表某地區(qū)專門人才基本情況表部門專業(yè)姓名性別年齡高等院校高等院校高等院校高等院校信息管理軟件工程計算機國際貿(mào)易甲乙丙丁女男男女202119201/1/202533關(guān)系術(shù)語：關(guān)系：一張二維表稱為一個關(guān)系元組、記錄：二維表水平方向的行，對應(yīng)現(xiàn)實世界一個實體屬性：即字段，一個關(guān)系的首行內(nèi)容，確定二維表垂直方向的列域：屬性的取值范圍

1/1/2025342、二維表的關(guān)鍵字作用：用以區(qū)分不同的紀(jì)錄二維表中不允許出現(xiàn)相同的記錄超關(guān)鍵字（總存在）能唯一確定記錄的一個列或幾個列的組全體字段必然是超關(guān)鍵字（原因：無相同記錄）單一關(guān)鍵字（學(xué)號）和合成關(guān)鍵字（學(xué)院+姓名）侯選關(guān)鍵字：超關(guān)鍵字的最小列集、二維表至少有一個（一定也是超關(guān)鍵字）（學(xué)號、編號）主關(guān)鍵字：是選出的侯選關(guān)鍵字，唯一值，不空外部關(guān)鍵字：當(dāng)一張二維表A（一）的主關(guān)鍵字被包含到另一張二維表（B）中時，A表的主關(guān)鍵字稱為B表的外部關(guān)鍵字（相對）1/1/202535集合運算-------并、差、交

關(guān)系運算-------選擇、投影、聯(lián)接3、關(guān)系的運算P10ABCR1R21/1/202536規(guī)范關(guān)系的基本性質(zhì)：屬性值不可再分割二維表的記錄數(shù)隨數(shù)據(jù)的增刪而改變，但它的字段數(shù)卻是相對固定的（字段數(shù)、名稱、類型、長度）二維表中的每一列均有唯一的字段名，且是同性質(zhì)的數(shù)據(jù)集合(字段名不能重復(fù))二維表中不允許出現(xiàn)完全相同的兩行二維表中行的順序、列的順序均可任意交換4、關(guān)系的規(guī)范化1/1/202537關(guān)系的規(guī)范化關(guān)系模型是以關(guān)系集合理論中重要的數(shù)學(xué)原理為基礎(chǔ)的，通過創(chuàng)建某一關(guān)系中的規(guī)范化準(zhǔn)則，既可以方便數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的處理，又可以給程序設(shè)計帶來方便

這一規(guī)范化準(zhǔn)則稱為數(shù)據(jù)規(guī)范化（datanormalization）

關(guān)系模型的規(guī)范化理論是研究如何將一個不好的關(guān)系模型轉(zhuǎn)化為一個好的關(guān)系模型的理論，它是圍繞范式而建立的。1/1/202538

規(guī)范化理論認為，關(guān)系數(shù)據(jù)庫中的每一個關(guān)系都要滿足一定的規(guī)范。根據(jù)滿足規(guī)范的條件不同，可以化分為五個等級，分別稱為第一范式(1NF)，第二范式(2NF)，……，第五范式(5NF)，其中，NF是