第1章-数据库基础知识

28十月2026第1章数据库基础知识本章要点数据库基础知识关系数据库数据库设计基础Access简介初识Access

Access2003数据库第一章数据库系统概述1.1数据库基础知识数据库是一个持久数据的集合，这些数据用于某企业的应用系统中。个人地址簿，图书馆的目录卡片，在线书店等都是我们熟悉的数据库。数据库技术就是研究如何科学组织和存储数据，如何高效地获取和处理数据，以及如何保障数据安全，实现数据共享。第一章数据库系统概述1.1.1计算机数据管理的发展一、数据与数据处理数据：存储在某种介质上能够识别的物理符号。（两方面：内容和形式）数据处理：将数据转换成信息的过程。二、计算机数据管理数据管理：分类、组织、编码、存储、检索和维护。发展：人工管理、文件系统、数据库系统、分布式、面向对象。人工管理阶段

文件系统阶段数据库系统阶段1.1.1数据管理技术的发展

第一章数据库系统概述A1新书入库A2读者增删A3图书出纳A4催还通知F1书目文件F2读者文件F3出借文件1.1.2数据库系统一、有关概念数据数据库数据库应用系统数据库管理系统数据库系统二、数据库系统的组成数据库系统是实现有组织地，动态地存储大量相关的结构化数据，方便各类用户使用数据库的计算机软件、硬件资源的集合。数据库系统主要由数据库、各类用户、软件系统、硬件系统四部分组成。数据库系统是一个多级结构，它既方便用户存储数据，又能高效地组织数据。它是数据库系统的一个总框架。现有的数据库系统的结构是三级模式和二级映射结构，如下图所示。

第一章数据库系统概述数据库系统的三级模式结构第一章数据库系统概述三、数据库系统的特点1.实现数据共享，减少数据冗余2.采用特定的数据模型3.具有较高的数据独立性4.有统一的数据控制功能四、数据库管理系统数据库管理系统（DBMS）支持用户对于数据库的基本操作，是数据库系统的核心，主要目标是使数据成为方便用户使用的资源，易于为各种用户所共享，并增进数据的安全性、完整性和可用性。DBMS功能主要包括：数据定义：数据库结构（三级模式二级映射）、约束数据操作：增、删、改、查数据库运行管理：并发控制、安全性检查、完整性约束检查、内部维护数据的组织、存储和管理：物理的组织数据、实现数据之间的联系数据库的建立和维护：初始数据、备份、恢复、性能监视等数据通信接口：与其它软件或应用程序之间的通信问题四、数据库管理系统DBMS组成1.数据定义语言及其翻译程序：DDL2.数据操作语言及其编译程序：DML3.数据库运行控制程序：DCL4.实用程序：备份程序、恢复程序、性能监测程序等。数据库层次结构图1.1.3数据模型

数据模型是对现实世界进行抽象的工具，它是指构造数据时所遵循的规则以及对数据所能进行的操作的总和。数据模型包括三部分：数据结构、数据操纵和数据的完整性约束：

数据结构是数据库中数据对象以及数据对象之间的联系，是对系统静态特性的描述。数据操纵是指对数据库中各种对象实例允许的操作的总和。数据的完整性约束是指在给定的数据模型中，数据及数据关联等各种对象所遵守的一组通用的完整性规则。正确性、一致性。数据模型是数据库技术的关键。数据模型按不同的应用层次分成三种类型：分别是概念数据模型、逻辑数据模型、物理数据模型。

第一章数据库系统概述概念模型是从现实世界到计算机世界的一个中间层次，是现实世界到信息世界的一种抽象，它不依赖于具体的计算机系统。

信息世界中的基本概念：实体、属性、码、域、联系概念模型的表示法最常用的是实体-联系方法，也称为E-R模型，它可由最直观的E-R图来表示：E-R图中包括实体、实体的属性、实体（集）之间的联系三要素

1.1.4概念模型第一章数据库系统概述图书会员会员编号姓名性别办证日期借阅属于图书编号书名作者出版社类别图书类别编号图书类别名称n1借书日期nm图书借阅管理系统E-R图1.1.5三种主要的逻辑数据模型

简称数据模型，这是用户从数据库所看到的模型。主要逻辑数据模型有层次模型、网状模型、关系模型等。其中层次模型和网状模型统称为非关系模型。Access2003数据库层次模型结构示意图网状模型结构示意图第一章数据库系统概述有且仅有一个结点没有父结点其它结点有且仅有一个父结点允许一个以上的结点无父结点一个结点可以有多于一个的父结点关系模型关系模型是目前最流行、最重要的数据库模型。它有严格的数学基础以及在此基础上发展起来的关系数据理论。关系模型的数据结构简单清晰，是一个二维表的集合，每个表格就是一个关系。

第一章数据库系统概述1.1.6物理数据模型简称物理模型，是面向计算机物理表示的模型，描述了数据在储存介质上的组织结构，它不但与具体的DBMS有关，而且还与操作系统和硬件有关。每一种逻辑数据模型在实现时都有起对应的物理数据模型。1.1.7将概念模型转换为数据库模式将概念模型转换为数据库模式是数据库逻辑结构设计的任务，即把E-R图转换为数据模型。E-R图转换为关系模型实际上就是要将实体、实体的属性和实体之间的联系转换为关系模式。以图书借阅管理系统的局部E-R图为例进行解释E-R图向关系模型转换应遵循如下原则。实体1：11：nm:n第一章数据库系统概述例一：学校中有学生，学生可以选课程，学期末要对学生所学课程进行考试并记成绩。用E-R图画出此概念模型并确定共有几张表。例二：医院中有若干医生，每位医生可能给多位病人治病，每一位住院病人可以有多位治疗医生，每一个病房允许住多位病人，而每一位病人只能住在一间病房，每一位住院病人可能有多次住院记录，当然每一份住院记录上反映的只能是一位病人的情况；病房中有多个床位，一个床位只能在一个病房中；一个床位可以反映在不同的住院记录中，而一份住院记录只能记录一张病床的情况。请用E-R图画出医院的概述模型。1.2关系数据库关系数据库是采用了关系模型作为数据的组织方式。它是表的集合，对关系数据库的查询和更新操作都归结为对关系的运算。

关系数据库的基本概念：关系、属性、域、元组、关键字、主码（主键）、关系模式、外部关键字（外键）

Access2003数据库学号姓名性别系年龄

981101张华君男计算机23

981102徐逸华男计算机24

981201朱国庆女物理22

981301郭茜茜女外语23981302高涵男外语23981401张三男数学25关系U第一章数据库系统概述关系的特点1.关系必须规范化。2.同一关系中不能出现相同属性名。3.关系中不允许有完全相同的元组，即冗余。4.关系中元组的次序无关紧要。5.关系中的列的次序无关紧要。实际关系模型举例例1.1学校职工管理数据库中教师-工资关系模型和公共字段名的作用。教师（编号，姓名，性别，工作时间……）工资（编号，姓名，基本工资，奖金……）例1.2教学管理中学生表-选课表-课程表关系模型1.2.2关系运算及关系完整性

关系运算有两种：传统的集合运算和专门的关系运算。专门的关系运算不仅涉及关系的行，还涉及关系的列，是根据数据库操作需要而专门设计的：选择投影连接关系运算的操作对象是关系，运算结果仍为关系。针对关系的某种约束条件就是关系模型的完整性：实体完整性参照完整性(主、外码或主、外键)用户定义的完整性注：其中前两种是关系模型必须满足的完整性。

Access2003数据库第一章数据库系统概述学号姓名性别981101张华君男981102徐逸华男981201朱国庆女关系R学号课程分数9811011021100981102103198981201101188981201102190关系S学号姓名性别学号课程分数981101张华君男9811011021100981101张华君男981102103198981101张华君男981201101188981101张华君男981201102190981102徐逸华男9811011021100981102徐逸华男981102103198981102徐逸华男981201101188981102徐逸华男981201102190981201朱国庆女9811011021100981201朱国庆女981102103198981201朱国庆女981201101188981201朱国庆女981201102190关系W学号姓名性别学号课程分数981101张华君男9811011021100981102徐逸华男981102103198981201朱国庆女981201101188981201朱国庆女981201102190学号姓名性别课程分数981101张华君男1021100981102徐逸华男103198981201朱国庆女101188981201朱国庆女102190关系V关系YS（供应厂号，厂名，状态码，厂址）SP（供应厂号，零件号，存储量）P（零件号，零件名，颜色，存放点）供应厂号厂名状态码厂址S0010上海一厂XXX上海S0011北京二厂YYY北京S0012广州三厂ZZZ广州零件号零件名颜色存放点P01螺丝黄仓库一P02螺帽白仓库二P03扳手绿仓库三供应厂号零件号存储量S0010P0320S0022P0110S0011P05301.2.2函数依赖

函数依赖用以说明在一个关系中属性之间的相互联系的情况。函数依赖分为完全函数依赖、部分函数依赖和传递函数依赖三类。它们是规范化理论的依据和规范化程度的准则。

第一章数据库系统概述STUD（会员编号，姓名，图书类别，类别编号，图书编号，书名，借书日期）语义规定：一个图书类别有若干本书，但一本书只属于一种类别;一个会员可以借阅多本图书，每本图书可有若干会员借阅;每个会员借阅图书有一个借书时间。会员编号姓名图书类别类别编号图书编号书名借书日期AAAA-1111李秀才计算机01393138001局域网一点通2007-3-26BBBB-2222百展堂文化03393138002易中天品三国2007-3-18CCCC-3333童湘玉文化03393138003历史上的多尔衮2007-3-30dddd-4444吕大嘴经济02393138004赢在执行2007-3-24eeee-5555过芙蓉经济02393138005细节决定成败2007-3-26ffff-6666莫晓贝文化03393138006论语心得2007-3-22BBBB-2222百展堂计算机01393138007C++语言程序设计2007-3-28hhhh-8888祝妩双计算机01393138008PowerBuilder2007-3-26iiii-9999邢捕头计算机01393138001局域网一点通2007-3-301.2.3关系模式的规范化

针对一具体问题，应如何构造一个适合于它的数据模式，即构造几个关系模式，每个关系模式由哪些属性组成等。这是数据库逻辑设计问题。不好的关系模式具有一下问题：数据冗余插入异常删除异常关系模式的规范化，就是把不好的关系模式分解为好的关系模式。Access2003数据库第一章数据库系统概述规范化的基本思想是消除关系模式中的数据冗余，消除数据依赖中的不合适的部分。规范化过程中为不同程度的规范化要求设立的不同标准称为范式：第一范式（1NF）无重复属性，每个属性不可再分，最低要求。第二范式（2NF）满足第一范式，且非主属性不部分依赖于候选键。第三范式（3NF）满足第二范式，且任何非主属性不传递依赖于任何候选键。一般的应用满足第三范式即可。以关系模式STUD为例，介绍一下数据