数据库技术及应用

1、数据库技术及应用南京信息工程大学 计算机与软件学院第一章数据库系统及Visual FoxPro概述数据库技术及应用南京信息工程大学 计算机与软件学院本章学习要求 了解数据管理的发展过程。理解数据模型的概念，重点掌握关系模型。理解掌握关系数据库系统的概念。了解VFP的编程环境。掌握项目管理器的概念及作用。教学目的 数据库技术及应用主讲： 南京信息工程大学计算机与软件学院教学重点与难点教学重点 数据库系统的定义，数据库的特点，数据库系统，关系模型，DBMS，项目管理器。 教学难点 数据库系统的定义，数据库的特点，关系模型,关系数据库系统。 数据库技术及应用主讲： 南京信息工程大学计算机与软件学院1

2、.1.1 数据和信息数据(Data)是数据库中存储的基本对象数据的定义描述事物的符号记录数据的种类文本、数值、图形、图像、音频、视频等 数据库技术及应用主讲： 南京信息工程大学计算机与软件学院1.1.1 数据和信息信息 信息是关于现实世界事物的存在方式或运动形态反映的综合，信息是一种已经被加工为特定形式的数据，这种数据形式对接收者来说是有意义的，而且对当前和将来的决策具有明显的或实际的价值。信息的特征 信息是有价值的，是可以被感知的。 信息可以通过载体传递，可以通过信息处理工具进行存储、加 工、传播、再生和增值。 数据库技术及应用主讲： 南京信息工程大学计算机与软件学院1.1.2 数据管理技术

3、的发展什么是数据管理对数据进行分类、组织、编码、存储、检索和维护等操作。 数据库技术及应用主讲： 南京信息工程大学计算机与软件学院数据管理技术的发展过程人工管理阶段(20世纪40年代中-50年代中)文件系统阶段(20世纪50年代末-60年代中)数据库系统阶段(20世纪60年代末-现在)1.1.2 数据管理技术的发展 数据库技术及应用主讲： 南京信息工程大学计算机与软件学院数据管理技术的发展动力应用需求的推动计算机硬件的发展计算机软件的发展1.1.2 数据管理技术的发展 数据库技术及应用主讲： 南京信息工程大学计算机与软件学院一、人工管理阶段时期20世纪40年代中-50年代中产生的背景应用需求

4、科学计算硬件水平 无直接存取存储设备软件水平 没有操作系统1.1.2 数据管理技术的发展 数据库技术及应用主讲： 南京信息工程大学计算机与软件学院人工管理阶段(续)特点数据不保存；数据冗余度大；数据与程序之间依赖性大1.1.2 数据管理技术的发展 数据库技术及应用主讲： 南京信息工程大学计算机与软件学院应用程序与数据的对应关系(人工管理阶段) 应用程序1数据集1应用程序2数据集2应用程序数据集n.人工管理阶段应用程序与数据之间的对应关系 1.1.2 数据管理技术的发展 数据库技术及应用主讲： 南京信息工程大学计算机与软件学院二、文件系统阶段时期20世纪50年代末-60年代中产生的背景应用需求

5、科学计算、管理硬件水平 磁盘、磁鼓软件水平 有文件系统1.1.2 数据管理技术的发展 数据库技术及应用主讲： 南京信息工程大学计算机与软件学院文件系统阶段(续)特点 数据以文件形式保存；数据冗余度较大；易造成数据的不一致性；程序与数据相互依赖。1.1.2 数据管理技术的发展 数据库技术及应用主讲： 南京信息工程大学计算机与软件学院应用程序与数据的对应关系(文件系统阶段)应用程序文件应用程序文件2应用程序文件n存取方法.文件系统阶段应用程序与数据之间的对应关系 1.1.2 数据管理技术的发展 数据库技术及应用主讲： 南京信息工程大学计算机与软件学院三、数据库系统阶段时期20世纪60年代末以来产生

6、的背景应用背景大规模管理硬件背景大容量磁盘、磁盘阵列软件背景有数据库管理系统1.1.2 数据管理技术的发展 数据库技术及应用主讲： 南京信息工程大学计算机与软件学院应用程序与数据的对应关系(数据库系统)DBMS应用程序1应用程序2数据库数据库系统阶段应用程序与数据之间的对应关系 1.1.2 数据管理技术的发展 数据库技术及应用主讲： 南京信息工程大学计算机与软件学院数据库系统阶段特点 数据结构化实现数据共享减少数据冗余度数据独立性统一的数据安全保护1.1.2 数据管理技术的发展 数据库技术及应用主讲： 南京信息工程大学计算机与软件学院1.1.3 数据库系统的组成基本概念 数据库(Databas

7、e)数据库管理系统(DBMS)数据库系统(DBS) 数据库技术及应用主讲： 南京信息工程大学计算机与软件学院一、数据库数据库的定义数据库(Database,简称DB)是长期储存在计算机内、有组织的、可共享的大量数据的集合。数据库的基本特征数据按一定的数据模型组织、描述和储存可为各种用户共享冗余度较小数据独立性较高易扩展1.1.3 数据库系统的组成 数据库技术及应用主讲： 南京信息工程大学计算机与软件学院二、数据库管理系统什么是DBMS位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件。是基础软件，是一个大型复杂的软件系统 DBMS的用途科学地组织和存储数据、高效地获取和维护数据1.1.3 数据库系统的组

8、成 数据库技术及应用主讲： 南京信息工程大学计算机与软件学院DBMS的主要功能数据定义功能 提供数据定义语言(DDL) 定义数据库中的数据对象数据操纵功能 提供数据操纵语言(DML) 实现对数据库的基本操作 (查询、插入、删除和修改)1.1.3 数据库系统的组成 数据库技术及应用主讲： 南京信息工程大学计算机与软件学院DBMS的主要功能数据组织、存储和管理数据库的事务管理和运行管理数据库的建立和维护功能 1.1.3 数据库系统的组成 数据库技术及应用主讲： 南京信息工程大学计算机与软件学院三、数据库系统什么是数据库系统（Database System，简称DBS） 在计算机系统中引入数据库后的

9、系统构成数据库系统的构成数据库数据库管理系统（及其开发工具）应用系统数据库管理员 1.1.3 数据库系统的组成 数据库技术及应用主讲： 南京信息工程大学计算机与软件学院数据库管理系统数据库管理员各种应用程序操作系统数据库图1-1 数据库系统示意图1.1.3 数据库系统的组成 数据库技术及应用主讲： 南京信息工程大学计算机与软件学院 数据库系统的特点数据结构化数据的共享性高，冗余度低，易扩充数据独立性高数据由DBMS统一管理和控制1.1.3 数据库系统的组成 数据库技术及应用主讲： 南京信息工程大学计算机与软件学院1.2 数据模型在数据库中用数据模型这个工具来抽象、表示和处理现实世界中的数据和信

10、息。数据模型就是现实世界的模拟。数据模型应满足三方面要求能比较真实地模拟现实世界容易为人所理解便于在计算机上实现 数据库技术及应用主讲： 南京信息工程大学计算机与软件学院1.2.1 两大类数据模型数据模型分为两类（分属两个不同的层次）(1) 概念模型 也称信息模型，它是按用户的观点来对数据和信息建模，用于数据库设计。 (2) 数据模型 按计算机系统的观点对数据建模，用于DBMS实现。主要包括网状模型、层次模型、关系模型等。 数据库技术及应用主讲： 南京信息工程大学计算机与软件学院两大类数据模型 (续)客观对象的抽象过程-两步抽象现实世界中的客观对象抽象为概念模型；把概念模型转换为某一DBMS支

11、持的数据模型。1.2.1 两大类数据模型 数据库技术及应用主讲： 南京信息工程大学计算机与软件学院现实世界中客观对象的抽象过程DBMS支持的数据模型概念模型认识抽象现实世界1.2.1 两大类数据模型两大类数据模型 信息世界数据世界 数据库技术及应用主讲： 南京信息工程大学计算机与软件学院一、信息世界中的基本概念(1) 实体（Entity） 客观存在并可相互区别的事物称为实体。可以是具体的人、事、物或抽象的概念。(2) 属性（Attribute） 实体所具有的某一特性称为属性。一个实体可以由若干个属性来刻画。 (3) 码（Key） 唯一标识实体的属性集称为码。1.2.1 两大类数据模型 数据库技

12、术及应用主讲： 南京信息工程大学计算机与软件学院信息世界中的基本概念(续)(4) 域（Domain） 属性的取值范围称为该属性的域。 (5) 实体型（Entity Type） 用实体名及其属性名集合来抽象和刻画同类实体称为实体型(6) 实体集（Entity Set） 同一类型实体的集合称为实体集学生（学号，姓名，性别，年龄，系名）1.2.1 两大类数据模型 数据库技术及应用主讲： 南京信息工程大学计算机与软件学院信息世界中的基本概念(续)(7) 联系（Relationship） 现实世界中事物内部以及事物之间的联系在信息世界 中反映为实体内部的联系和实体之间的联系。实体之间的联系通常是指不同实

13、体集之间的联系 数据库技术及应用主讲： 南京信息工程大学计算机与软件学院二、两个实体型之间的联系实体型A联系名实体型B111:1联系实体型A联系名1n1:n联系实体型A实体型B联系名mnm:n联系实体型B用图形来表示两个实体型之间的这三类联系 1.2.1 两大类数据模型 数据库技术及应用主讲： 南京信息工程大学计算机与软件学院二、两个实体型之间的联系一对一联系（1:1） 定义： 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（也可以没有）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，记为1:1 实例 :一个班级只有一个正班长一个班长只在一个班中任职班级班级-班长班长111

14、:1联系 数据库技术及应用主讲： 南京信息工程大学计算机与软件学院两个实体型之间的联系 (续)一对多联系（1：n）定义：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（n0）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与实体集B有一对多联系，记为1:n实例 : 一个班级中有若干名学生， 每个学生只在一个班级中学习班级组成学生1n1:n联系1.2.1 两大类数据模型 数据库技术及应用主讲： 南京信息工程大学计算机与软件学院两个实体型之间的联系 (续)多对多联系（m:n）定义：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（n0）与之联系

15、，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（m0）与之联系，则称实体集A与实体B具有多对多联系，记为m:n实例 :课程与学生之间的联系：一门课程同时有若干个学生选修一个学生可以同时选修多门课程课程选修学生mnm:n联系1.2.1 两大类数据模型 数据库技术及应用主讲： 南京信息工程大学计算机与软件学院 概念模型的一种表示方法实体联系方法(E-R方法)用E-R图来描述现实世界的概念模型E-R方法也称为E-R模型1.2.1 两大类数据模型 数据库技术及应用主讲： 南京信息工程大学计算机与软件学院E-R图实体型用矩形表示，矩形框内写明实体名。 属性用椭圆形表示，并用无向边将其与相应的

16、实体连接起来学生教师学生学号年龄性别姓名1.2.1 两大类数据模型 数据库技术及应用主讲： 南京信息工程大学计算机与软件学院E-R图(续)联系联系本身： 用菱形表示，菱形框内写明联系名，并用无向边分别与有关实体连接起来，同时在无向边旁标上联系的类型（1:1、1:n或m:n） 1.2.1 两大类数据模型 数据库技术及应用主讲： 南京信息工程大学计算机与软件学院联系的表示方法实体型A联系名实体型B111:1联系实体型A联系名1n1:n联系实体型A实体型B联系名mnm:n联系实体型B1.2.1 两大类数据模型 数据库技术及应用主讲： 南京信息工程大学计算机与软件学院联系的表示方法示例班级班级-班长班

17、长111:1联系课程选修学生mnm:n联系班级组成学生1n1:n联系1.2.1 两大类数据模型 数据库技术及应用主讲： 南京信息工程大学计算机与软件学院联系的属性课程选修学生mn成绩联系的属性：联系本身也是一种实体型，也 可以有属性。如果一个联系具有属性，则这些属性也要用无向边与该联系连接起来 1.2.1 两大类数据模型 数据库技术及应用主讲： 南京信息工程大学计算机与软件学院E-R模型例子班级号班 级专业名称年级课 程学 生学号课程号成绩选修课程有课程名课时数学分姓名性别籍贯班级、学生和课程对应的E-R图 1nmn1.2.1 两大类数据模型 数据库技术及应用主讲： 南京信息工程大学计算机与软

18、件学院1.3 关系数据库关系数据库系统采用关系模型作为数据的组织方式 1970年美国IBM公司的研究员E.F.Codd首次提出了数据库系统的关系模型 计算机厂商新推出的数据库管理系统几乎都支持关系模型 数据库技术及应用主讲： 南京信息工程大学计算机与软件学院关系数据模型的基本术语 在用户观点下，关系模型中数据的逻辑结构是一张二维表，它由行和列组成。学 号姓 名年 龄性 别系 名年 级2007004王明19女计算机20072007006黄鹏20男管理20072007008张文斌20女计算机2007学生关系属性(列)元组(行)1.3 关系数据库 数据库技术及应用主讲： 南京信息工程大学计算机与软件

19、学院课程关系课程号课程名学分001软件工程3005数据库技术及应用3010高等数学31.3 关系数据库 数据库技术及应用主讲： 南京信息工程大学计算机与软件学院学号课程号成绩2007004001892007004005762000700601058 选修关系 1.3 关系数据库 数据库技术及应用主讲： 南京信息工程大学计算机与软件学院关系数据模型的基本术语关系（Relation）一个关系对应通常说的一张表元组（Tuple）表中的一行即为一个元组属性（Attribute） 表中的一列即为一个属性，给每一个属性起一个名称即属性名1.3 关系数据库 数据库技术及应用主讲： 南京信息工程大学计算机与软

20、件学院关系数据模型的基本术语主码（Key）表中的某个属性组，它可以唯一确定一个元组。域（Domain）属性的取值范围。分量元组中的一个属性值。关系模式对关系的描述关系名（属性1，属性2，属性n）如：学生（学号，姓名，年龄，性别，系，年级）1.3 关系数据库 数据库技术及应用主讲： 南京信息工程大学计算机与软件学院关系数据模型的一对一关系实例 例1系与系主任间的一对一联系系（系名，系主任，地址）1.3 关系数据库 数据库技术及应用主讲： 南京信息工程大学计算机与软件学院关系数据模型的一对多关系实例例1学生、系、系与学生之间的一对多联系：学生（学号，姓名，年龄，性别，系名，年级）系 (系名，系主任

21、，办公地点)外键1.3 关系数据库 数据库技术及应用主讲： 南京信息工程大学计算机与软件学院关系数据模型的多对多关系的实例例3学生、课程、学生与课程之间的多对多联系： 学生（学号，姓名，年龄，性别，系名，年级）课程（课程号，课程名，学分）选修（学号，课程号，成绩）1.3 关系数据库 数据库技术及应用主讲： 南京信息工程大学计算机与软件学院2. 关系的基本特点（1）在关系模型中，关系具有以下基本特点：(1)关系必须规范化，属性不可再分割。规范化是指关系模型中每个关系模式都必须满足一定的要求，最基本的要求是关系必须是一张二维表，每个属性值必须是不可分割的最小数据单元，即表中不能再包含表。(2)在同

22、一关系中不允许出现相同的属性名。Visual FoxPro不允许同一个表中有相同的字段名。1.3 关系数据库 数据库技术及应用主讲： 南京信息工程大学计算机与软件学院2. 关系的基本特点（2）(3)关系中不允许有完全相同的元组。(4)在同一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)在同一关系中属性的次序无关紧要。任意交换两列的位置也并不影响数据的实际含义，不会改变关系模式。1.3 关系数据库 数据库技术及应用主讲： 南京信息工程大学计算机与软件学院3. 关系的操作（1）关系运算中，关系作为操作数，关系运算符作为操作符。关系运算的结果是一个新的关系。关系

23、作为一张二维表，其可进行的操作包括：选择、投影、自然联接。关系操作根据参与操作的数据表分为：一元操作符：仅一个数据表参与操作二元操作符：有二个数据表参与操作1.3 关系数据库 数据库技术及应用主讲： 南京信息工程大学计算机与软件学院3. 关系的操作（2）选择操作和投影操作为一元操作符1.选择操作给定一个关系，从中筛选出满足某种条件的记录(或元组)的过程称为选择。1.3 关系数据库 数据库技术及应用主讲： 南京信息工程大学计算机与软件学院选择例 查询学生关系中年龄=20 的所有同学学 号姓 名年 龄性 别系 名年 级2007006黄鹏20男管理20072007008张文斌20女计算机20071.

24、3 关系数据库 数据库技术及应用主讲： 南京信息工程大学计算机与软件学院关系的操作 2.投影操作给定一个关系，从中只检索期望得到的字段(或属性)的过程称为投影。1.3 关系数据库 数据库技术及应用主讲： 南京信息工程大学计算机与软件学院投影例：要求从学生表得到只有三个字段(学号、姓名、系名)的关系。这是投影操作。学 号姓 名系 名2007004王明计算机2007006黄鹏管理2007008张文斌计算机1.3 关系数据库 数据库技术及应用主讲： 南京信息工程大学计算机与软件学院3. 关系的操作（3）自然联接操作要求二个关系参与运算，即为二元操作符。前提条件通常这二个关系中，有一个公共的属性（称为

25、联接属性），在一个关系（称为一表）中它是主键，而在另一个关系（称为多表）中它是外键。如 “系表”（一表）中主键是系名，而系名在“学生表”（多表）中是外键。1.3 关系数据库 数据库技术及应用主讲： 南京信息工程大学计算机与软件学院3. 关系的操作（4）自然联接操作的结果：在属性上是二个参与运算关系的属性叠加；在元组上是在多表元组的记录基础上，扩展联接属性相同时的一表对应的数据值。即以多表为准。1.3 关系数据库 数据库技术及应用主讲： 南京信息工程大学计算机与软件学院3. 关系的操作（5）自然联接前提条件：二个表间存在一个公共属性。系表系名系主任名系地址学生表学号姓名性别年龄系名年级1.3 关

26、系数据库 数据库技术及应用主讲： 南京信息工程大学计算机与软件学院学 号姓 名年 龄性 别系 名年 级2007004王明19女计算机20072007006黄鹏20男管理20072007008张文斌20女计算机2007系名系主任地址计算机刘敏文德楼管理王军明德楼电子工程李军电子楼系表学生关系表1.3 关系数据库 数据库技术及应用主讲： 南京信息工程大学计算机与软件学院3. 关系的操作（6）自然的等值联接的结果集仍是一个关系该关系的属性（字段）是两个关系的叠加；该关系的元组（记录）是以多表为准。学 号姓 名年 龄性 别系 名年级系主任地址2007004王明19女计算机2007刘敏文德楼200700

27、6黄鹏20男管理2007王军明德楼2007008张文斌20女计算机2007刘敏文德楼1.3 关系数据库 数据库技术及应用主讲： 南京信息工程大学计算机与软件学院4、关系数据模型的特点 建立在严格的数学概念的基础上 概念单一实体和各类联系都用关系来表示对数据的检索结果也是关系1.3 关系数据库 数据库技术及应用主讲： 南京信息工程大学计算机与软件学院1.4 Visual FoxPro 概述1.4.1 VFP6.0的特点完善了关系型数据库的概念，采用了Rushmore技术，引入了SQL命令；支持多种数据交换格式；采用了可视化的面向对象的程序设计方式；提供了功能完善的集成环境和丰富的开发工具。 数据

28、库技术及应用主讲： 南京信息工程大学计算机与软件学院1.4.2 VFP6.0的集成操作环境界面基本组成：标题栏、主菜单栏、工具栏、主窗口、命令窗口、状态栏 数据库技术及应用主讲： 南京信息工程大学计算机与软件学院VFP 6.0的工作方式菜单操作方式根据所需的操作从菜单中选择相应的命令（与WORD类似）。每执行一次菜单命令，命令窗口中一般都会显示出与菜单对应的命令内容。利用工具菜单中的向导可以很方便地完成常规任务。命令交互方式根据所要进行的各项操作，采用人机对话方式在命令窗口中按格式要求逐条输入所需命令，按回车后，机器逐条执行。程序执行方式先在程序编辑窗口中编完程序，再从程序菜单中选择执行，或从

29、命令窗口中输入DO 命令，让机器执行。1.4.2 VFP6.0的集成操作环境 数据库技术及应用主讲： 南京信息工程大学计算机与软件学院Visual FoxPro 6.0 系统启动单击此菜单项鼠标指向此菜单项鼠标指向此菜单项双击桌面快捷方式方法三1.4.2 VFP6.0的集成操作环境 数据库技术及应用主讲： 南京信息工程大学计算机与软件学院1.4.2 VFP6.0的集成操作环境双击双击双击双击双击 数据库技术及应用主讲： 南京信息工程大学计算机与软件学院1.4.3 命令的语法格式1、命令规则：(1)以命令动词开始；(2) 各部分之间要用空格隔开；(3) 命令、子句、函数名都可简写为前4个字符，大

30、、小写等效；(4) 一行只能写一条命令，总长度不超过8192个字符，超过屏幕宽度时用续行符“；”;(5) 变量名、字段名和文件名应避免与命令动词、关键字或函数名同名，以免运行时发生混乱。Delete file filename|? recycle 数据库技术及应用主讲： 南京信息工程大学计算机与软件学院2、 命令格式中的符号约定：命令中的 、| 、 符号都不是命令本身的语法成分，使用时不能照原样输入，其中： 表示可选项，根据具体情况决定是否选用| 表示两边的部分只能选用其中的一个 表示可以有任意个类似参数，各参数间用逗号隔开斜体或 表示其中内容要以实际名称或参数代入1.4.3 命令的语法格式

31、数据库技术及应用主讲： 南京信息工程大学计算机与软件学院1.4.3 命令的语法格式3、常见的命令错误(1)命令动词写错(2) 格式不符合要求 标点符号不对（一定要用英文标点符号） 缺少必需的空格或添加了不该有的空格 数据类型不一致，要注意字符型、数值型、日期型、逻辑型数据的书写格式 (3) 打不开所需文件：没有正确输入盘符和路径或文件名输错 数据库技术及应用主讲： 南京信息工程大学计算机与软件学院1.4.4 几个常用的命令*和&*：注释一行，位于第一个字符&：注释其后的内容？和？命令在主窗口显示表达式的值?|? 表达式1 表达式2 ？换行显示，？不换行显示Clear:清除主窗口内容Dir:显示

32、文件的目录Dir 路径文件说明路径省略显示当前文件夹文件说明省略显示所有的表文件(DBF)文件说明的通配符：*和？dirdir *.txtdir d:mydbf?.* 数据库技术及应用主讲： 南京信息工程大学计算机与软件学院1.4.5 VFP环境配置环境：影响VFP运行的参数设置显示方式数据表示文件位置设置方法：通过选项菜单通过SET命令一个典型的环境设置：设置默认的文件夹菜单法：工具菜单选项文件位置默认目录修改钩上“使用默认目录”选择确定设为默认值关闭窗口。set default to 路径 数据库技术及应用主讲： 南京信息工程大学计算机与软件学院1.4.6 VFP常见的文件类型扩展名文件类

33、型扩展名文件类型.app生成的应用程序.frx报表.exe可执行程序.frt报表备注.pjx项目.lbx标签.pjt项目备注.lbt标签备注.dbc数据库.prg程序.dct数据库备注.fxp编译后的程序.dcx数据库索引.err编译错误.dbf表.mnx菜单.fpt表备注.mnt菜单备注.cdx复合索引.mpr生成的菜单程序.idx单索引.mpx编译后的菜单程序.qpr生成的查询程序.vcx可视类库.qpx编译后的查询程序.vct可视类库备注.scx表单.txt文本.sct表单备注.bak备份文件 数据库技术及应用主讲： 南京信息工程大学计算机与软件学院1.5 项目管理器1. 项目管理器简介项目：是一种文件，用于跟踪创建应用系统所需要的所有程序、表单、菜单、库、报表、标签、查询和一些其他类型的文件。项目管理器：是开发VFP应用系统的一个工具，它生成一个项目文件，项目文件的扩展名为 .PJX，项