第一章 数据库基础知识.ppt

1、Visual FoxPro 程序设计,刘 鹏 山西农业大学信息学院,制作人：刘 鹏,2,课程要求,Visual FoxPro 程序设计共54课时 36课时理论 18课时实验 考试课 平时成绩30% 期末考试70%,制作人：刘 鹏,3,本节内容,第一章 数据库基础知识 1.1 数据库的基础概念 1.2 概念模型 1.3 数据模型 1.4 关系数据库,制作人：刘 鹏,4,引言-数据库技术的重要性,数据管理不仅仅是存储和管理数据，而转变成用户所需要的各种数据管理的方式。数据库有很多种类型，从简单数据存储的表格到海量数据存储的大型数据库系统都在各个方面得到了广泛的应用。 对于一个国家来说，数据库的建设

2、规模、数据库信息量的大小和使用频率已成为衡量国家信息化程度的重要标志。,制作人：刘 鹏,5,1.1 数据库的基础概念,1.1.1 信息与数据 数据（Data）：载荷或记录信息按一定规则排列组合的物理符号。在计算机科学的领域内，数据是指所有能输入到计算机并被计算机程序处理的符号介质的总称 。 信息（Information）：构成一定含义的一组数据。是客观事物状态和运动特征的一种普遍形式。 数据处理（data processing）：对数据的采集、存储、检索、加工、变换和传输。数据经过解释并赋予一定的意义之后，便成为信息。,制作人：刘 鹏,6,1.1.2 数据库 数据库(DataBase，简称DB

3、) ：按照数据结构来组织、存储和管理数据的仓库 。 1.1.3 数据库管理系统 数据库管理系统(database management system)，是一种操纵和管理数据库的大型软件，是用于建立、使用和维护数据库的系统，简称DBMS。 用户通过DBMS访问数据库中的数据，数据库管理员也通过DBMS进行数据库的维护工作。,1.1 数据库的基础概念,制作人：刘 鹏,7,数据库应用系统(database utility system)：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软件系统。数据库应用系统是由数据库系统、应用程序系统、用户组成 。 1.1.4 数据库系统 数据库

4、系统（database systems）：是由数据库及其管理软件组成的系统。是一个实际可运行的存储、维护和为应用系统提供数据的软件系统。,1.1 数据库的基础概念,制作人：刘 鹏,8,1.2 概念模型（E-R模型）,1.2.1 概念模型（E-R模型）的要素 常见概念模型：实体模型（Entity Relationship Model，简称E-R模型） 。 1、实体：客观存在并且可以相互区别的事物。 2、属性：实体的某一特征。 3、实体集：具有相同类型及性质的实体集合。 4、联系：实体之间的互相联系。,制作人：刘 鹏,9,1.2 概念模型（E-R模型）,1.2.2 实体之间的联系 1、一对一的联系

5、（1：1）：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，反之亦然 。记为：1：1。 2、一对多的联系（1：n）：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中的多个实体至多与实体集A中的一个实体相对应。记为1：n。 3、多对多的联系（m：n）：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中的一个实体与实体集A中的多个实体相对应。记为m：n。,制作人：刘 鹏,10,1.3 数据模型,模型是对现实世界特征的模拟和抽象，是数据库管理的教学形式框架。 数据模型是模型的一种，是现实世界数据特征的抽象，便于计算机处理。 数据模型分类：层次模型，网状模型和关

6、系模型。,制作人：刘 鹏,11,1.3 数据模型,1.3.1 层次模型 定义：用树形结构来表示各类实体以及实体间的联系的数据模型 。,制作人：刘 鹏,12,1.3 数据模型,特征： 1、有且仅有一个结点没有双亲，该结点称为根结点； 2、根以外的其他结点有且仅有一个双亲结点 （一对多关系）； 3、任何一个给定的记录值只有按其路径查看时，才能显出它的全部意义，没有一个子女记录值能够脱离双亲记录值而独立存在。 支持层次模型的数据库管理系统称为层次数据库管理系统，其中的数据库称为层次数据库。,制作人：刘 鹏,13,1.3 数据模型,1.3.2 网状模型 定义：用网形结构表示实体及其之间的联系的数据模型

7、 。,制作人：刘 鹏,14,1.3 数据模型,特征： 1、允许多个结点没有双亲结点； 2、至少有一个结点可以有多于一个的双亲结点。 支持网状模型的数据库管理系统称为网状数据库管理系统，其中的数据库称为网状数据库。,制作人：刘 鹏,15,1.3 数据模型,1.3.3 关系模型 定义：用二维表格结构来表示实体集中实体之间联系的数据模型 。,制作人：刘 鹏,16,1.3 数据模型,特征： 表由两部分构成，即一个表头和若干行数据。从垂直方向看，表由若干列组成，每列都有列名。同一列的值取自同一个定义域 。 在关系模型中，操作对象和结果都是二维表，每个二维表又可称为关系。 采用关系模型作为数据组织方式的数

8、据库系统称为关系数据库系统。,制作人：刘 鹏,17,1.3 数据模型,1.3.4 面向对象模型 面向对象的数据模型吸收了面向对象程序设计方法的核心概念和基本思想，它用面向对象的观点来描述现实世界的实体。 一系列面向对象的核心概念构成了面向对象数据模型的基础，其中主要包括对象和对象标识、属性和方法、封装和消息以及类和集成。,制作人：刘 鹏,18,1.4 关系数据库,关系数据库的一个基本特性是用“关键字”来表征各个表之间的关系。关键字即表中某个字段，每一个关键字值都必须具有唯一的含义。 一个表中至少存在一个关键字、但也可以有多于一个关键字的情况。 1.4.1 关系数据库的基本概念 关系数据库是建立

9、在关系数据库模型基础上的数据库，借助与集合代数等概念和方法来处理数据库中的数据。,制作人：刘 鹏,19,1.4 关系数据库,1.4.2 关系术语 1、关系：规范化的二维表 ，有唯一的关系名。在Visual Foxpro 中，一个关系存储为一个文件，文件扩展名为.dbf，称为表。 2、元组：表格中的一行称为元组。一个元组即为一个实体的所有属性值的总称。 3、属性：表格中的一列称为属性，相当于记录中的一个字段。,制作人：刘 鹏,20,1.4 关系数据库,1.4.2 关系术语 4、域：属性的取值范围称为域，每个属性都对应一个域，不同的属性可以对应于同一个域。 5、关键字：可惟一标识元组的属性或属性集

10、称为关键字，也称主码。 6、外关键字：如果关键字在一个关系中是主关键字，那么这个关键字被称为另一个关系的外关键字，又称作外键。,制作人：刘 鹏,21,1.4 关系数据库,1.4.3 E-R模型向关系模型转换 1、关系模式的概念：定义为对关系的描述。一个关系模式应当是一个5元组。它可以形式化地表示为：R（U，D，DOM，F） 其中：R关系名； U为组成该关系的属性名集合； D属性组U中属性所来自的域； DOM属性向域的映象集合； F属性间数据的因果关系集合。 关系模式通常可以简记为R（U）。,制作人：刘 鹏,22,1.4 关系数据库,1.4.3 E-R模型向关系模型转换 2、E-R图转换成关系模

11、式 ： 转换规则： （1）每个实体类型转换成一个关系模式。 （2）一个1：1的关系可转换为一个关系模式，或与任意一端的关系模式合并，若独立转换为一个关系模式，那么，两端关系的码及联系的属性为该关系的属性；若与一端合并，那么将另一端的码及联系的属性合并到该端。 （3）一个1：n的联系可转换为一个关系模式，或与n端的关系模式合并。若独立转换为一个关系模式，那么，两端关系的码及联系的属性为关系的属性，而n端的码为关系的码。,制作人：刘 鹏,23,1.4 关系数据库,1.4.3 E-R模型向关系模型转换 2、E-R图转换成关系模式 ： 转换规则： （4）一个n：m的联系可以转换为一个关系模式，那么，诸

12、关系的码及联系的属性为关系的属性，而关系的码为两端实体的码的组合。 （5）3个或3个以上多对多的联系可转换为一个关系模式，那么，诸关系的码及联系的属性为关系的属性，而关系的码为各实体的码的组合。 （6）具有相同码的关系可以合并。,制作人：刘 鹏,24,1.4 关系数据库,1.4.4 关系运算 关系运算有两种： 一种是传统的集合运算(并、差、交、广义笛卡尔积等)，它不仅涉及关系的水平方向(即二维表的行)，而且涉及关系的垂直方向(即二维表的列)； 另一种是专门的关系运算(选择、投影、联接等)，关系运算的操作对象是关系，运算的结果仍为关系。,制作人：刘 鹏,25,1.4 关系数据库,1.4.4 关系

13、运算 传统集合运算 1、并（Union） 2、差（Difference） 3、交（Intersction） 4、广义笛卡尔积（Extended Cartesian Product）,制作人：刘 鹏,26,1.4 关系数据库,1.4.4 关系运算 专门关系运算 1、选择：在共系中选择满足某些条件的元组。 即在二维表中选择满足指定条件的行 。 2、投影：在关系中选择某些(部分)属性列。 3、联接：从两个关系的笛卡儿积中选取属性间满足一定条件的元组。联接条件中的属性称为联接属性。 （1）等值联接 （2）自然联接（去掉重复的属性列） 【了解】4、除（Division） ：广义笛卡尔积的逆运算 。,制作人：刘 鹏,27,1.4 关系数据库,1.4.5 数据完整性 数据的完整性规则是对关系的某种约束条件。 在关系模型中有三类完整性规则，即实体完整性、参照完整性和用户定义的完整性规则。其中实体完整性和参照完整性是关系模型必须满足的完整性约束，被称为是关系的两个不变性 。 1、实体完整性：若属性或属性集A是关系R的关键字，则任何一个元组在A上不能取空值（Null）。,制作人：刘 鹏,28,1.4 关系数据库,1.4.5 数