复习通识类基础第1章

1VisualFoxpro

面向对象程序设计及应用财经管理与计算机应用系列教材2第1章数据库基础内容概要：1、数据、信息的概念，数据处理概念2、计算机中数据管理技术的发展3、数据库系统基本概念4、数据模型与关系数据库学习重点与难点1、三个数据管理技术发展阶段的特点2、三种数据模型3、关系数据库基本概念31.1数据、信息与数据处理

数据是客观事物属性的取值，是信息的具体描述和表现形式，是信息的载体。

例如：张三的身高是170CM。客观事物-张三属性-身高170CM-取值在计算机系统中，凡能为计算机所接受和处理的各种字符、数字、图形、图像及声音等都可称为数据。

因此数据的概念是广义的。41.1数据、信息与数据处理信息是事物状态及运动方式的反映。通常认为信息是数据处理的结果。例如：张三的身高是170CM->身高适中对于同一数据按照不同的标准进行处理可能取得不同的结果。信息是对客观现实世界的反映，数据是信息的具体表现形式。

51.1数据、信息与数据处理

数据处理也称为信息处理。所谓数据处理，是指利用计算机将各种类型的数据转换成信息的过程。它包括对数据的采集、整理、存储、分类、排序、加工、检索、维护、统计和传输等一系列处理过程。

数据处理将数据经过处理取得信息，而这些信息又中下一级数据处理中的数据，因此在实际中往往并不区分数据与信息。61.2数据管理技术的发展计算机程序总是要进行数据处理的。1、人工管理阶段始于20世纪50年代，出现在计算机应用于数据管理的初期。这时的程序代码与数据是不能分开的。一定格式的数据只能供一定的程序进行处理，并且数据由计算生成或由处理它的程序自行携带。

见以下的程序示例：71.2数据管理技术的发展人工管理阶段程序示例：settalkoffx=2y=3z=x+y?zreturn81.2数据管理技术的发展在人工管理阶段数据管理存在的主要问题是：（1）数据不能独立（2）数据不能长期保存（3）没有专门进行数据管理的软件。（4）数据无法共享。92、文件管理阶段

在20世纪60年代，操作系统的文件管理功能用于管理外部存储器上的数据文件，数据与程序分开，数据能长期保存。在文件管理阶段，把有关的数据组织成一个文件，这种数据文件能够脱离程序而独立存储在外存储器上。与早期人工管理阶段相比，使用文件系统管理数据的效率和数量都有很大提高，但仍存在以下问题：（1）数据没有完全独立。（2）存在数据冗余。（3）数据不能被集中管理。103、数据库系统阶段

数据库技术始于20世纪60年代末，到了20世纪80年代，随着计算机的普遍应用和数据库系统的不断完善，数据库系统在全世界范围内得到广泛的应用。在数据库系统管理阶段，将所有的数据集中到一个数据库中，形成一个数据中心，实行统一规划，集中管理，用户通过数据库管理系统来使用数据库中的数据。

这一阶段的重要特征是：有一个专门的系统软件对数据进行统一的管理和控制。这个软件就是数据库管理系统(DataBaseManagementSysytem，简称DBMS）VisualFoxpro系统可以看作是一个小型的桌面DBMS。11数据库系统的主要特点

（1）实现了数据的结构化：数据存储于有一定结构的数据库文件中。（2）实现了数据共享：数据库中的数据能被多个应用程序共享、为多个用户服务。（3）实现了数据独立：用户的应用程序与数据的逻辑结构及数据的物理存储方式无关。（4）实现了数据统一控制：数据库系统提供了各种控制功能，保证了数据的并发控制、安全性和完整性。121.3数据库系统基本概念1、数据库数据库（DataBase，DB）就是按一定的组织形式存储在一起的相互关联的数据的集合。实际上，数据库就是一个存放大量业务数据的场所，其中的数据具有特定的组织结构。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。132、数据库管理系统数据库管理系统（DataBaseManagementSystem，DBMS）是负责数据库的定义、建立、操纵、管理和维护的一种计算机软件，是数据库系统的核心部分。数据库管理系统是在特定操作系统的支持下进行工作的，它提供了对数据库资源进行统一管理和控制的功能。DBMS为用户管理数据提供了一整套命令，利用这些命令可以实现对数据库的各种操作，如数据结构的定义，数据的输入、输出、编辑、删除、更新、统计和浏览等。见命令示例。143、数据库系统数据库系统（DataBaseSystem，DBS）是指计算机系统引入数据库后的系统构成，是一个具有管理数据库功能的计算机软硬件综合系统。具体地说，它主要包括计算机硬件、操作系统、数据库（DB）、数据库管理系统（DBMS）和相关软件、数据库管理员及用户等组成部分。数据库系统具有数据的结构化、共享性、独立性、可控冗余度以及数据的安全性、完整性和并发控制等特点。154、数据库应用系统数据库应用系统（DataBaseApplicationSystem，DBAS）是在DBMS支持下根据实际问题开发出来的数据库应用软件。一个DBAS通常由数据库和应用程序两部分组成，它们都需要在DBMS支持下开发。16数据库系统的数据模式

数据库系统可分为三级模式，从外到内依次为外模式、模式和内模式。（1）模式：模式也称逻辑模式或概念模式，是对数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述，是所有用户的公共数据视图。（2）内模式：内模式又称为存储模式，是对数据库物理结构和存储方式的描述，是数据在数据库内部的表示方式。（3）外模式：外模式又称子模式或用户模式，是数据库用户和数据库系统的接口，是数据库用户看到的数据视图，是对数据库中局部数据的逻辑结构和特征的描述，是与某一应用有关的数据的逻辑表示。17三种模式之间的两级映像为了实现三级模式的联系和转换，数据库管理系统在三级模式之间提供了两层映像：外模式/模式映像和模式/内模式映像。从而实现数据独立性。①外模式/模式映像：定义外模式与模式之间的对应关系。当数据库的全局逻辑结构改变时，只需要修改外模式与模式之间的对应关系，而不必修改局部逻辑结构，即保证外模式不变，从而相应的应用程序也不必修改，实现数据和程序的逻辑独立性。②模式/内模式映像：定义数据全局逻辑结构与存储结构之间的对应关系。当数据库的物理存储结构改变时，只需要修改模式与内模式之间的对应关系，即可保持模式不变，实现数据和程序的物理独立性。

181.4数

据

模

型

数据模型是对现实世界数据特征的抽象，是用来描述数据的结构和联系的一组概念和定义，是数据库的核心内容，分为概念数据模型和逻辑数据模型两个层次。概念数据模型是面向客观世界、面向用户的模型。E-R模型、扩充的E-R模型等是常用的概念模型。逻辑数据模型是一种面向数据库系统（面向计算机系统）的模型，主要用于DBMS的具体实现。常见的逻辑数据模型包括层次模型、网状模型和关系模型等。

19E-R数据模型

E-R数据模型是描述概念数据模型的主要工具。E指实体（Entity）：客观存在并可相互区分的事物称为实体。例如，一个学生、一个教师、一门课程、一支铅笔、一部电影、一个部门等都是实体。（客观世界是由实体组成的）R指联系（Relationship）：联系是实体集之间关系的抽象表示，是对实现世界中事物之间关系的描述。（实体之间是必然有联系的）20实体间联系的三种类型

一对一联系（1:1）—如果对于实体集A中的每一个实体，实体集B中至多有一个实体与之联系，反之亦然，则称实体集A与实体集B具有一对一联系。例如，在一个学校中，一个班级只有一个正班长，而一个班长只在一个班中任职，则班级与班长之间具有一对一联系。一对多联系（1:n）—如果对于实体集A中的每一个实体，实体集B中有n个实体（n≥0）与之联系，反之，对于实体集B中的每一个实体，实体集A中至多只有一个实体与之联系，则称实体集A与实体B有一对多联系。多对多联系（m:n）—如果对于实体集A中的每一个实体，实体集B中有n个实体（n≥0）与之联系，反之，对于实体集B中的每一个实体，实体集A中也有m个实体（m≥0）与之联系，则称实体集A与实体B具有多对多联系。21E-R模型三要素1、实体2、联系3、属性：描述实体的特性称为属性。一个实体可由若干个属性来刻画。属性的组合表征了实体。例如：商品有商品代码、商品名称、单价、生产日期、进口否、商品外形等属性。可以唯一标识实体的一个属性集称为码，例如，商品代码是商品实体的码。

22一个E-R模型实例：考虑学生、课程实体及其联系：1、学生是一个实体，具有学号、姓名、性别、年级、专业等属性。2、课程是一个实体，具有课程代码、课程名称、类型、学分等属性。3、学生与课程之间通过学习发生联系，这个联系将产生一项数据——成绩，由于一个学生可以同时学习多门课程，一门课程可以有多个学生同时学习，因此这个联系的类型是多对多m:n的。见下图所示的E-R模型：23学生课程学习学号姓名性别年级专业课程代码课程代码类型学分成绩mn学习问题的E-R图E-R图中使用矩形表示实体，菱形表示联系，椭圆形表示实体或联系的属性。24主要数据模型1：层次模型

层次模型是数据库系统最早使用的一种模型。层次模型表示数据间的从属关系结构，它是以树型结构表示实体（记录）与实体之间联系的模型。层次模型的主要特征是：（1）层次模型像一棵倒立的树，有且仅有一个无双亲的根结点。（2）除根结点以外的子结点，有且仅有一个父结点。25主要数据模型2：网状模型网状模型是以网状结构表示实体与实体之间联系的模型，使用网状模型可表示多个从属关系的层次结构，也可表示数据间的交叉关系，是层次模型的扩展。网状模型的主要特征是：（1）允许有一个以上的结点无双亲。（2）一个结点可以有多个双亲。26主要数据模型3：关系模型关系模型是一种以关系（二维表）的形式表示实体与实体之间联系的数据模型。关系模型用一张二维表来描述一个关系。关系模型的主要特点有：（1）关系中的每一分量不可再分，是最基本的数据单位。（2）关系中每一列的分量是同属性的，列数根据需要而设，且各列的顺序是任意的。（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，且各行的顺序可以是任意的。（4）一个关系是一张二维表，不允许有相同的列（属性），也不允许有相同的行（元组）。VisualFoxPro采用的数据模型是关系模型，因此它是一个关系数据库管理系统。

271.5关

系

数

据

库

关系数据库是依照关系模型设计的若干二维数据表文件的集合。在VisualFoxPro中，一个关系数据库由若干个数据表组成，每个数据表又是由若干个记录组成，每个记录由若干个数据项组成。一个关系的逻辑结构就是一张二维表。这种用二维表的形式表示实体和实体之间联系的数据模型称为关系数据模型。

例如：对于前面的学习问题E-R模型可以建立一个成绩管理数据库，其中应包括有学生表、课程表、成绩表三个数据表。28关系术语（1）关系：一个关系就是一张二维表。元组：二维表中水平方向的行称为元组，每一行是一个元组。在VisualFoxPro中，一行称为一个记录。例如表1-1“商品情况表”中的一行数据项。属性：二维表中垂直方向的列称为属性，每一列有一个属性名。在VisualFoxPro中，一列称为一个字段。例如表1-1“商品情况表”中的商品代码、商品名称、单价等对应的列。域：指表中属性的取值范围。VisualFoxPro中，一个字段的取值范围通过一个字段的宽度定义。分量：元组中的一个属性值。例如表1-1“商品情况表”中的“笔记本电脑”。29关系术语（2）候选码：表中的某个属性或属性组合，其值可惟一确定一个元组。一个关系可以有多个候选码。例如表1-1“商品情况表”中，商品名称不重复的情况下，商品代码、商品名称是候选码。主码（主关键字）：从候选码中，选择一个作为主码。一个关系只有一个主码。例如表1-1“商品情况表”中的商品代码。外码（外关键字）：如果关系中的一个属性不是本关系的主码或候选码，而是另外一个关系的主码或候选码，则该属性称为外码。例如“销售表”中的商品代码不是“销售表”的主码或候选码，而是“商品销售表”的主码，则商品代码是“销售表”的外码。30关系术语（3）主属性：包含在任何一个候选码中的属性。例如“商品情况表”中的商品代码、商品名称属性是主属性。非主属性：不包含在任何候选码中的属性。例如“商品情况表”单价、生产日期、进口否等属性是非主属性。关系模式：对关系的描述。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3，…，属性名n）31关系的规范化

规范化是指关系数据库中的每一个关系都必须满足一定的规范要求。根据满足规范的条件不同，可以划分为6个等级：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通常在解决一般性问题时，只要把数据表规范到第三个范式标准就可以满足需要。关系规范化的三个范式有各自不同的原则要求。第一范式：在一个关系中消除重复字段，且各字段都是不可再分的基本数据项。第二范