第1章 VF数据库基础

数据库基础知识数学与计算机学院蒋传健学习内容VF数据库基础数据库基础知识关系数据库数据库设计基础计算机数据管理的发展数据库系统数据模型（难点）关系模型关系运算（难点）数据库设计的原则数据库设计的过程重点一、数据库基础知识计算机数据管理的发展数据库系统数据模型数据信息成绩：96价格：5.8优秀；价格是否上涨？加工处理数据处理有用的数据影响人的行为客观事实几个基本概念1.1计算机数据管理发展的三个阶段人工管理阶段（50年代中期以前）文件系统阶段（50年代后期--60年代中期）数据库系统阶段（60年代后期开始）早期的手工数据处理：结绳记事算盘手摇计算机帐薄1.人工管理阶段背景计算机主要用于科学计算数据量小、结构简单，如高阶方程、曲线拟和等外存为顺序存取设备磁带、卡片、纸带，没有磁盘等直接存取设备没有操作系统，没有数据管理软件需求技术条件1.人工管理阶段访问访问访问数据1数据2数据n程序1程序2程序n思考：这样的处理方式好不好？1.人工管理阶段特点：数据不能共享数据的组织、存储结构、存取方法、输入输出等数据与程序没有独立性程序中存取数据的子程序随着存储结构的改变而改变数据不能长期保存2.文件系统阶段背景计算机不但用于科学计算，还用于管理外存有了磁盘、磁鼓等直接存取设备有了专门管理数据的软件，一般称为文件系统需求技术条件2.文件系统阶段数据1数据2数据n存取方式程序1程序2程序n2.文件系统阶段特点：系统提供一定的数据管理功能数据仍是面向应用的一个数据文件对应一个或几个用户程序数据与程序有一定的独立性（独立性差）数据的共享性差，冗余度大2.文件系统阶段数据的不一致性由于数据存在很多副本，给数据的修改与维护带来了困难，容易造成数据的不一致性数据查询困难记录之间无联系2.文件系统阶段补贴系别姓名学号劳资科住址系别性别姓名学号宿管科学位学分系别姓名学号学籍科学位出身年龄系别性别姓名学号人事科思考：有更好的数据管理方法吗？3.数据库系统阶段背景计算机管理的数据量大，关系复杂，共享性要求强（多种应用、不同语言共享数据）外存有了大容量磁盘，光盘编制和维护软件及应用程序成本相对增加，其中维护的成本更高，力求降低数据库技术的产生1969，IBM开发IMS软件，层次结构的数据模型70年代初，DBTG报告，奠定网状结构的数据模型1979，IBM公司，关系数据库3.数据库系统阶段数据不是依赖于程序的附属品，而是现实世界中独立存在的对象数据1统一存取数据2数据n程序2程序1程序n数据库学科的研究领域数据库管理系统软件的研制目前常用的数据库：oracle,DB2,SYBASE,INFORMIX,SQLSERVER,ACCESS,FOXBASE,FoxPro,VisualFoxPro,dBASE数据库理论关系的规范化理论数据库设计数据库设计方法与工具数据库技术的特点：能实现数据共享，减少数据冗余采用特定的数据模型关系模型具有较高的数据独立性

数据的存储/逻辑结构的变化时，程序不必改变有统一的数据控制功能安全性、完整性、并发性（封锁）数据库技术的特点学号姓名性别系别年龄住址出身学位学分补贴学籍科宿管科人事科劳资科1.2数据库系统数据库系统的相关概念数据库系统的组成1.数据系统的相关概念数据库（Database简称DB）

数据库管理系统（DatabaseManagementSystem简称DBMS）数据库管理员（DatabaseAdministrator，简称DBA）数据库系统（DatabaseSystem，简称DBS）数据库应用系统2.数据库系统的组成数据库系统(DBS)硬件系统数据库(DB)数据库管理系统(DBMS)核心数据库管理员用户DBS包含：DB和DBMS1.3数据模型1．实体的描述

现实世界存在各种事物，事物与事物之间存在着联系。这种联系是客观存在的，是事物本身的性质所决定的。（1）实体客观存在并且可以相互区别的事物称为实体。实体可以是实际的事物，也可能是抽象的事件。（2）实体的属性描述实体的特性称为属性。2.三个“世界”事物及联系概念模型数据模型事物数据实体对象性质对象属性记录字段（抽象）（数据表示）现实世界信息世界数据世界3.概念模型

长期以来广泛使用的概念模型是“实体－联系”模型（Entity－

RelationshipModel，简称E－R模型）

（1）E－R模型的三个基本概念

实体（Entity）—是客观存在的、可以相互区别的事物。

联系（Relationship）—是实体集之间关系的抽象表示。

属性（Attribute）—是指实体或联系所具有的特征。（2）E－R图

E－R图是E－R模型的图形表示法，它是直接表示概念模型的工具。在E－R图中，用矩形表示实体集，菱形表示联系，椭圆表示属性。实体联系

属性4.实体集和实体型属性值的集合表示一个实体，而属性的集合表示一种实体的类型，称为实体型。同类型的实体的集合，称为实体集。5.实体间的联系及联系的种类

实体之间的对应关系称为联系，它反映现实世界事物之间的相互关联。两个实体间的联系可以归结为三种类型：（1）一对一联系（2）一对多联系（3）多对多联系（1）一对一联系在VisualFoxPro中，一对一的联系表现为主表中的每一条记录只与相关表中的一条记录相关联。例如，一个单位的职工表和工资表之间就存在一对一的联系。定义：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（相关联），反之亦然，则称实体集A与实体集B的联系为一对一的联系。公司总经理(2)一对多联系定义：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，则称实体集A与实体集B的联系为一对多的联系部门职工1职工n在VisualFoxPro中，一对多的联系表现为主表中的每——条记录与相关表中的多条记录相关联。一对多联系是最普遍的联系。也可以把一对一的联系看作一对多联系的一个特殊情况。(3)多对多联系定义：实体集A中的一个实体与实体集B中的多个实体相对应，而实体集B中的一个实体与实体集A中的多个实体相对应，则称实体集A与实体集B的联系为多对多的联系。课程1课程n学生1学生n可以通过一个纽带表将一个多对多的联系分解成两个一对多的联系6.数据模型简介

数据库中的数据必须有一定的结构，这种结构用数据模型来表示。数据模型是数据库管理系统用来表示实体及实体间联系的方法。数据库管理系统所支持的数据模型为三种：

(1)层次模型----树形结构

(2)网状模型----网状结构

(3)关系模型----二维表结构

面向对象模型语义表达能力强，可支持复杂的数据模型（如向量、矩阵、有序集），它具有封装性、继承性、版本管理功能，可支持长事物处理等。数据库的数据模型层次数据库网状数据库关系据库面向对象数据库二、关系数据库

1.关系模型

2.关系运算1.关系模型一个关系模式对应一个关系的结构，其格式为：关系名(属性名1，属性名2…．，属性名n)

在VisualFoxPro中表示为表结构：表名(字段名1，字段名2…．，字段名”)

学生（学号，性别，姓名，年龄，系号）（1）关系术语在VFP中，一个“表”就是一个关系。关系：一个关系就是一张二维表，每个关系有一个关系名。在VisualFoxPro中，一个关系存储为一个文件，文件扩展名为“.dbf”---称为表。①表名②元组：在一个二维表中，水平方向的行称为元组。元组对应存储文件中的一条记录。

③属性：二维表中垂直方向的列称为属性，在vlsuaI

FoxPr中表示为字段名。④域：字段的取值范围。⑤关键字：字段或字段的组合，其值能够惟一地标识一个元组。（2）关系的特点①关系必须规范化。要求是每个属性（字段）必须是不可分割的数据单元，即表中不能再包含表。②在同一个关系中不能出现相同的属性名，

VisualFoxPro不允许同一个表中有相同的字段名。③关系中不允许有完全相同的元组（记录），即冗余。④在一个关系中元组的次序无关紧要。也就是说，任意交换两行的位置并不影响数据的实际含义。⑤在一个关系中列的次序无关紧要。任意交换两列的位置也不影响数据的实际含义。2.关系的运算（1）传统的关系运算

①并②差③交

（2）专门的关系运算

①选择②投影③连接

并运算ABCa1b1c1a1b2c2a2b2c1RABCa1b2c2a2b2c1a2b2c2SR∪SABCa1b1c1a1b2c2a2b2c1a2b2c2交运算ABCa1b1c1a1b2c2a2b2c1RABCa1b2c2a2b2c1a2b2c2SR∩SABCa1b2c2a2b2c1差运算ABCa1b1c1a1b2c2a2b2c1RSR-SABCa1b1c1ABCa2b2c1S-RABCa1b2c2a2b2c1a2b2c2选择运算编号系名姓名性别出生年月03004计算机系韩东男1979.10.1002001外语系刘玲女1979.08.0203001计算机系王冬男1978.08.0704001数学系姜瑞青男1981.06.0205001电子工程系翁超雷男1980.08.1005002电子工程系田茉莉女1976.09.0203002计算机系宋江明男1981.01.0303003计算机系邵林文贺女1979.05.04编号系名姓名性别出生年月03004计算机系韩东男1979.10.1003001计算机系王冬男1978.08.0703002计算机系宋明男1981.01.0303003计算机系邵林文贺女1979.05.04投影运算编号系名姓名性别出生年月03004计算机系韩东男1979.10.1002001外语系刘玲女1979.08.0203001计算机系王冬男1978.08.0704001数学系姜瑞青男1981.06.0205001电子工程系翁超雷男1980.08.1005002电子工程系田茉莉女1976.09.0203002计算机系宋江明男1981.01.0303003计算机系邵林文贺女1979.05.04系名姓名计算机系韩东外语系刘玲计算机系王冬数学系姜瑞青电子工程系翁超雷电子工程系田茉莉计算机系宋江明计算机系邵林文贺笛卡尔积运算ABCa1b1c1a2b2c2RDEd1e1d2e2SABCDEa1b1c1d1e1a1b1c1d2e2a2b2c2d1e1a2