数据库应用技术 教程课件 第1章 数据库设计基础

第1章数据库设计基础学习目标掌握有关数据库的基本概念掌握数据的基本知识，了解关系数据库的设计。了解VisualFoxPro6.0安装方法了解VisualFoxPro6.0安装后的配置掌握VisualFoxPro6.0的启动和退出方法1.1数据库基础知识1.2VisualFoxPro概述1.3VisualFoxPro6.0的“项目管理器”1.1数据库基础知识数据库系统中的基本概念1．数据（Data）与数据处理2．数据库（DataBase，简称DB）3．数据库应用系统4．数据库管理系统（DataBaseManagementSystem，简称DBMS）5．数据库系统（DataBaseSystem，简称DBS）1.1数据库基础知识1．数据（Data）与数据处理数据是指存储在某一种媒体上能够识别的物理符号。数据的概念包括二个方面的涵义：描述事物特性的数据内容以及存储在某一种媒体上的数据形式。数据的形式是多种多样的，例如：姓名、性别、年龄、工资等都是数据。数据处理是指将数据转换成信息的过程，通过对数据的处理可以产生我们需要的信息，通过分析和筛选信息可以产生决策。如在企业人事管理系统中，员工的出生日期是原始数据，经过与当前年份的相减可以得出年龄的二次数据，从而为人员的合理调配提供了依据。1.1数据库基础知识2．数据库（DataBase，简称DB）数据库是存储在计算机存储设备上，结构化的相关数据集合。它包括描述事物的数据本身，和相关事物之间的联系。数据库中的数据面向多种应用，可以被多个用户、多个应用程序共享。它的结构是独立于使用数据程序的，而对于数据库的数据增删、修改、检索等操作是由系统软件进行统一的控制的。1.1数据库基础知识3．数据库应用系统数据库应用系统是指系统开发人员利用数据库系统资源开发出来的，面向某一类实际应用的应用软件系统。例如：学生管理系统，小区物业管理系统等等。数据库应用系统由数据库系统、应用软件及应用界面三者组成。1.1数据库基础知识

4．数据库管理系统（DataBaseManagementSystem，简称DBMS）为了让多种应用程序并发地使用数据库中具有最小冗余度的共享数据，必须是数据与程序既有较高的独立性。这需要一个软件系统对数据实行专门管理，提供完整性和安全性等统一控制机制，方便用户对数据库进行操作。数据库管理员是对数据库进行规划、设计、维护、监视等的专业管理人员。其主要工作是设计数据库、维护数据库、改善系统性能。1.1数据库基础知识

5．数据库系统（DataBaseSystem，简称DBS）数据库系统指在计算机系统中引入数据库后的系统构成，一般是由数据库（数据）、数据库管理系统（软件）、数据库管理员（人员）、硬件平台（硬件）、软件平台（软件）五个部分构成的运行实体。在数据库系统中，各层次之间的相互关系。1.1数据库基础知识（1）数据库系统的发展数据库系统的发展经历了人工管理阶段、文件系统阶段和数据库系统阶段。人工管理阶段主要是指50年代中期以前的这段时间，由人来手工管理。文件系统阶段，主要是指50年代后期到60年代中期的这段时间，此时的计算机已经有了操作系统。把大量的数据存储在磁盘这种介质上，以实现对数据的永久保存和自动管理以及维护。数据库系统阶段主要是指60年代后期以后，由于数据库管理系统的诞生，通过数据库管理系统管理大量的数据，不仅解决了数据的永久保存，而且真正实现了数据的方便查询和一致性维护问题，并且能严格保证数据的安全。1.1数据库基础知识（2）数据库系统的特点数据库系统的基本特点：数据的集成性、数据的高共享性与低冗余性、数据独立性（物理独立性与逻辑独立性）、数据统一管理与控制。1.1数据库基础知识（3）数据库系统内部结构体系数据库系统在其内部具有三级模式及二级映射。应用外模式（用户数据库）外模式（用户数据库）外模式（用户数据库）概念模式（概念数据库）内模式（物理数据库）数据库应用应用1.1数据库基础知识①数据库系统的三级模式：概念模式。数据库系统中全局数据逻辑结构的描述，全体用户公共数据视图；外模式。也称子模式与用户模式。是用户的数据视图，也就是用户所见到的数据模式；内模式。又称物理模式，它给出了数据库物理存储结构与物理存取方法。1.1数据库基础知识②数据库系统的二级映射为：概念模式到内模式的映射。该映射给出了概念模式中数据的全局逻辑结构到数据的物理存储结构间的对应关系，此种映射一般由DBMS实现。外模式到概念模式的映射。该映射给出了外模式与概念模式的对应关系，该映射一般也是由DBMS实现。1.1数据库基础知识数据库需要根据应用系统中数据的性质、内部联系，按照管理的要求来设计和组织。事物之间是存在联系的，这种联系是客观存在的，是由事件本身的性质所决定的。例如，学校教学管理系统中的教师、课程、学生、成绩等都是相互关联的。通常把表示客观事物及其联系的数据及结构称为数据模型。1.1数据库基础知识1．实体的描述（1）实体（2）实体的属性（3）实体集和实体型：1.1数据库基础知识（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，如教师、学生、部门、单位；也可以是抽象的事件，如选课、定货、借阅图书等。1.1数据库基础知识（2）实体的属性描述实体的特性称为属性。例如，教师的实体可以用教师编号、姓名、性别、职称等属性来描述。股票实体可以用股票代号、股票名称、交易量等多个属性来描述。1.1数据库基础知识（3）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。1.1数据库基础知识2．实体之间的联系实体之间的对应关系称为联系，这些联系在信息世界中反映为实体内部的联系和实体之间的联系。两个实体间的联系可以分为三种类型：（1）一对一联系（2）一对多联系（3）多对多联系1.1数据库基础知识（1）一对一联系若对于实体集A中的每一个实体，在实体B中都有惟一的一个实体与之联系，则称实体集A与实体集B具有一对一的联系。它表现为主表的每一条记录只与相关表中的一条记录相关联。例如：一个部门有一个经理，而每个经理只在一个部门任职，则部门和经理之间具有一对一的关系。1.1数据库基础知识（2）一对多联系若对于实体集A中的每一个实体，在实体B中有n(n>1)个实体与之联系，反之，对于实体集B中的每个实体，在实体A中至多只有一个实体与之联系，则称实体集A与实体集B具有一对多的联系。它表现为主表中的每一条记录与相关表中的多条记录相关联。例如：学校的系别表中的系别，学生表中的学生是一对多的关系，一个系中有多个学生，一个学生只能在一个系就读。1.1数据库基础知识（3）多对多联系若对于实体集A中的每一个实体，在实体B中有n(n>1)个实体与之联系，反之，对于实体集B中的每个实体，在实体A中也有m(m>1)个实体与之联系，则称实体集A与实体集B具有多对多的联系。它表现为一个表中的多个记录在相关表中同样有多个记录与其匹配。例如：学生和选修课程的关系，是多对多的关系，一个学生可以选修多门课程，一门课程可以供多个学生选修。1.1数据库基础知识3．数据模型简介数据库中的数据从整体来看是有结构的，即数据的结构化。各实体以及实体间存在的联系的集合称为数据模型。数据库管理系统所支持的数据模型为三种：层次模型网状模型关系模型。1.1数据库基础知识（1）层次模型用树形结构表示实体及其之间联系的模型称为层次模型。在树结构中，有且仅有一个结点无父结点，这个结点称为根结点；其他结点有且仅有一个父结点。学院计算机系机电工程系经管系外语系硬件教研室公外教研室专业教研室软件教研室1.1数据库基础知识（2）网状模型用网状结构表示实体之间联系的模型称为网状模型。这种模型规定可以有一个以上的结点无父结点，允许结点有多于一个的父结点。专业系课程学生教研室教师任课选课1.1数据库基础知识（3）关系模型用二维表结构来表示实体以及实体之间联系的模型称为关系模型。在关系模型中，操作的对象和结果都是二维表，这种二维表就是关系。关系模型有很强的数据表达能力和坚实的数学理论，且结构单一，数据操作方便，最易被用户接受，以关系模型建立的关系数据库是目前引用最广泛的数据库。1.1数据库基础知识1.1数据库基础知识1．关系模型（1）关系术语①关系②元组③属性④域⑤关键字⑥外部关键字1.1数据库基础知识①关系：一个关系就是一张二维表，每个关系有一个关系名，如学生表、选修课程表等。在VisualFoxPro中，一个关系就是一个“表”，每个表对应一个文件，文件的扩展名为．DBF。在对关系的描述称为关系模式，一个关系模式对应一个关系的结构。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n）1.1数据库基础知识②元组：在一个二维表（一个具体关系）中，水平方向的行称为元组，每一行是一个元组。元组对应存储文件中的一个具体的记录。例如，在教师个人信息表和工作信息表中各包括多条记录（或多个元组）。1.1数据库基础知识③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，与前面讲的实体属性相同。在VF中表示为字段名。每个字段的数据类型、宽度等在创建表的结构时规定。例如，教师个人信息表中的教师编号、姓名、出生日期、毕业学校等字段名及其相应的数据类型组成表的结构。1.1数据库基础知识④域：属性的取值范围，即不同元组对同一个属性的取值所限定的范围。例如：姓名的取值范围是文字字符，逻辑型属性的取值只能是．T．（真）或．F．（假）。1.1数据库基础知识⑤关键字：属性或属性的组合，其值能够惟一地标识一个元组。例如：教师的编号，注意姓名因为可能重名，所以不能惟一的标识一个教师。在VisualFoxPro中表示为字段或字段的组合，主关键字和侯选关键字就起到唯一标识一个元组的作用。1.1数据库基础知识⑥外部关键字：如果表中的一个字段不是本表的主关键字或候选关键字，而是另外一个表中的主关键字或候选关键字，这个字段称为外部关键字。1.1数据库基础知识（2）关系的特点关系模型看起来很简单，但并不能把日常手工管理所用的各种表格，按照一张表一个关系直接存放到数据库系统中。在关系模型中对关系有一定的要求，关系必须具有以下特点：①关系必须规范化。②同一关系中不能出现相同的属性名。③关系中不允许有完全相同的元组，即冗余。④一个关系中的元组次序无关紧要。⑤一个关系中的列的词学无关紧要。1.1数据库基础知识2．关系运算（1）选择运算（2）投影运算（3）联接运算1.1数据库基础知识（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的操作。选择的条件以逻辑表达式给出，使得逻辑表达式的值为真的元组被选取。选择是从行（元组）的角度进行的。在VisualFoxPro中，选择操作使用命令短语FOR<条件>/WHILE<条件>或设置记录过滤器来实现操作。1.1数据库基础知识（2）投影运算投影运算是指从关系模式中指定若干个属性组成新的关系。投影是从列的角度进行的运算，经过投影运算可以得到一个新关系，其关系模式所包含的属性个数往往比原关系少，或者属性的排列顺序不同。在VisualFoxPro中，投影操作使用命令短语FIELDS<字段1>，<字段2>，…，或设置字段过滤器来实现操作。1.1数据库基础知识（3）联接运算联接运算是关系的横向结合，它将两个关系拼接成一个更宽的关系模式，生成的新关系中包含满足联接条件的元组。联接过程是通过联接条件来控制的，联接条件中将出现两个关系中的公共属性名，或者具有相同语义、可比的属性。联接结果是满足条件的所有记录，相当于“内部联接”（innerjoin）。1.1数据库基础知识数据库的设计与管理数据库设计是建立数据库及其应用系统的技术，是信息系统开发和建设中的核心技术。具体说，数据库设计是指对于一个给定的应用环境，构造最优的数据库模式，建立数据库及其应用系统，使之能够有效地存储数据，满足各种用户的应用需求（信息要求和处理要求）。1.1数据库基础知识１．数据库的设计方法（1）奥尔良方法（2）S.B.Yao方法（3）I.R.Palmer方法1.1数据库基础知识2．数据库的设计步骤（1）需求分析（2）概念结构设计（3）逻辑结构设计（4）数据库物理设计（5）数据库实施（6）数据库运行和维护1.1数据库基础知识３．数据库的应用（1）最终用户（2）应用程序员（3）系统分析员（4）数据库管理员（DBA）1.2VisualFoxPro概述VisualFoxPro功能及特点VisualFoxPro起源于xBase系列数据库产品。继dBASEII之后，dBASEIII，FoxBASE以及FoxPro的相继诞生,其功能逐渐增强。VisualFoxPro是为数据库结构和应用程序开发而设计的功能强大的面向对象的环境。VisualFoxPro可以提供管理数据所需的工具，可以在应用程序或数据库开发的任何一个领域中提供帮助。VisualFoxPro所具有的速度、能力和灵活性，是普通数据库管理系统无法比拟的，它把我们带入一个xBase新时代。1.2VisualFoxPro概述VisualFoxPro功能及特点:１．增强的项目及数据库管理２．更简便、快速、灵活的应用程序开发３．提供真正的面向对象程序设计４．使用优化应用程序的Rushmore技术５．可以与多个开发者一齐工作６．充分利用已有数据７．增强的网络功能８．多语言编程1.2VisualFoxPro概述VisualFoxPro6.0的安装1．VisualFoxPro6.0系统环境VisualFoxPro6.0可以运行在Windows98（中文版）或更高版本，或者WindowsNT4.0（中文版）或更高版本中。在Windows操作系统中运行VisualFoxPro6.0推荐系统的要求：48666MHz处理器（或更高档处理器）的IBM兼容机一台。CD-ROM驱动器。一个鼠标。32MB以上内存。用户自定义安装需要85MB硬盘空间，完全安装需要90MB硬盘空间。推荐使用VGA或更高分辨率的监视器。1.2VisualFoxPro概述2．安装VisualFoxPro6.0VisualFoxPro6.0可以从CD-ROM或网络上安装。这里仅介绍从CD-ROM安装。安装步骤：①将VisualFoxPro6.0光盘插入CD-ROM驱动器。②从“资源管理器”或者“我的电脑”中打开光盘，找到setup.exe文件，双击该文件，运行安装向导，或者单击【开始】菜单，选择【运行】，键入G:\setup，单击【确定】按钮（这里G代表CD-ROM驱动器盘符）。然后按照安装向导提示进行安装。1.2VisualFoxPro概述1.2VisualFoxPro概述若要进行最小化安装（15MB），请选择“用户自定义安装”。该选项允许您只选取必须的文件。若要进行典型安装（85MB），请选择“完全安装”。该选项不安装帮助文件，但是安装支持文件（包括ODBC）。1.2VisualFoxPro概述1.2VisualFoxPro概述1．启动VisualFoxPro6.0系统启动VisualFoxPro的方法有以下几种：①在【开始】菜单中选择【所有程序】中的“MicrosoftVisualFoxPro6.0”命令。②双击VisualFoxPro6.0图标。③双击与VisualFoxPro6.0关联的文件。1.2VisualFoxPro概述2．退出VisualFoxPro6.0系统退出VisualFoxPro6.0的方法有以下几种：①使用VisualFoxPro6.0菜单：在【文件】菜单下选择【退出】命令。②使用VisualFoxPro6.0命令窗口：执行“QUIT”命令。③单击VisualFoxPro6.0窗口右上角的【关闭】按钮。1.2VisualFoxPro概述VisualFoxPro6.0系统的主界面由以下部分组成：1．标题栏2．菜单栏3．工具栏4．命令窗口5．工作区窗口6．状态栏1.2VisualFoxPro概述标题栏菜单栏工具栏命令窗口状态栏工作区窗口1.2VisualFoxPro概述1．标题栏标题栏位于主界面的顶行，其中包含系统程序图标，主界面标题“MicrosoftVisualFoxPro”，最小化按钮，最大化按钮和关闭按钮。2．菜单栏标题栏下方是系统提供的条形菜单，也叫做系统菜单,它提供了VisualFoxPro6.0的各种操作命令。VF6.0的系统菜单的菜单项随窗口操作内容不同而有所增加或减少。如对表文件进行浏览操作时，会在菜单栏中增加“表单”菜单项。1.2VisualFoxPro概述3．工具栏工具栏位于系统菜单栏的下面，由若干个工具按钮组成，每一个按钮对应一个特定的功能。VisualFoxPro6.0提供了十几个工具栏。在工具栏的右边有几个特有的工具按钮，如“表单”，“报表”等，可方便地创建表单和报表。1.2VisualFoxPro概述4．命令窗口命令窗口是用户用交互的方式来执行VisualFoxPro6.0命令的窗口。用户可用【窗口】菜单下的【隐藏】命令来隐藏命令窗口，隐藏之后又可以用【窗口】菜单中的【命令窗口】命令把它显示出来。命令窗口可用鼠标拖动它的标题栏改变位置，可拖动它的边框来改变大小。用户还可以用键盘的上下箭头键翻动以前使用过的命令。1.2VisualFoxPro概述VisualFoxPro命令结构的一般格式为：命令动词[<范围>][FOR|WHILE<条件>][FIELDS<字段名表>]其中[]表示可选项，|两边的内容由用户任选其一。书写规则：（1）任何命令必须是命令动词开头，命令和关键字可以用前4个字母缩写形式；（2）绝大多数子句的排列顺序可以改变；（3）命令中的字符大小写通用；（4）命令中的标点符号在英文状态下书写；（5）若一条命令需要分行书写，应在一行终了时键入续行符“；”。1.2VisualFoxPro概述5．工作区窗口该窗口也叫信息窗口，用来显示VisualFoxPro各种操作信息的窗口。如在命令窗口输入命令回车后，命令的执行结果立即会在工作区窗口显示。若信息窗口显示的信息太多，可在命令窗口中执行Clear命令来予以清除。6．状态栏在VisualFoxPro6.0系统界面的下方是状态栏,状态栏用于显示当前操作状态的提示信息。1.2VisualFoxPro概述

VisualFoxPro6.0的配置在成功地安装了VisualFoxPro6.0之后，需要设置开发环境。环境设置包括主窗口标题、默认目录、项目、编辑器、调试器及表单工具选项、临时文件存储、拖放字段对应的控件和其他选项。VisualFoxPro6.0的配置决定了VisualFoxPro6.0的外观和行为。配置VisualFoxPro6.0既可以用交互式方法，也可以用编程的方法。您甚至可以使VisualFoxPro6.0启动时调用您自建的配置文件。1.2VisualFoxPro概述1．打开“选项”对话框操作步骤：①启动VisualFoxPro6.0系统。②在【工具】菜单下选择【选项】命令，打开“选项”对话框。1.2VisualFoxPro概述2．使用“选项”对话框“选项”对话框具有一系列代表不同类别环境选项的选项卡，根据各选项卡中的选项对VisualFoxPro6.0系统进行设置。1.2VisualFoxPro概述【实例1.1】将“文件位置”中的“默认目录”设置为自己想用以存放自己VFP文件的目录“C：\我的文档\VFP”。操作步骤：①在【工具】菜单下选择【选项】命令，打开“选项”对话框。②选择“文件位置”选项卡。1.2VisualFoxPro概述③选择“文件类型”中的“默认目录”项，单击【修改】按钮，弹出“更改文件位置”对话框。④在“定位默认目录”文本框中输入“C：\我的文档\VFP”。⑤单击【确定】按钮，退出“选项”对话框，完成设置。1.2VisualFoxPro概述3．保存设置4．显示设置5．用【SET】命令设置6．配置VisualFoxPro6.0工具栏1.3VisualFoxPro6.0的“项目管理器”“项目管理器”是VisualFoxPro6.0中处理数据和对象的主要组织工具，是VisualFoxPro6.0的“控制中心”。项目是文件、数据、文档和VisualFoxPro6.0对象的集合，其保存文件带有.pjx扩展名。在建立表、数据库、查询、表单、报表以及应用程序时，可以用“项目管理器”来组织和管理文件。用户可以利用项目管理器查看表结构、查看表的内容，并向其中加入文件、删除文件、生成文件、修改已有文件等。通过把已有的.dbf文件添加到一个新的项目中，可以为自己创建项目