第1章数据库基础理论

1、,数据库技术及应用,教材：Visual FoxPro 8.0实用教程 谢维成 陈永强 郑海春 编著 清华大学出版社,课程简介：,学时分配：授课28 上机20 学分3 成绩评定：卷面成绩占70 平时成绩占30 平时成绩：课堂考勤 上机考勤 设计报告 设计报告：56人一组完成一个数据库系统的设计，每组需 提交一份设计报告。 课程教材：Visual FoxPro 8.0 实用教程,第1章 数据库基础理论,1.1 数据、信息和数据处理 1.2 数据模型 1.3 数据库系统 1.4 关系数据库及其设计 1.5 习题,1.1 数据、信息和数据处理,客观世界和人类社会是一个数据的世界和数据的社会。无论是企业

2、、事业单位还是行政管理部门，每时每刻都会产生大量的数据， 这些数据记录了经营和管理活动的过程。此外，在反映自然现象、生命过程及仪器设备运行状态的数据中，除了我们常规概念上的数据之外，可能还有一些物理量。数值的、非数值的（例如， 文字、 图形、 图像、声音、 物理量）数据， 从数据处理的角度来看， 都统称之为数据。,反映客观世界和人类社会活动的数据，并不是都需要人们采集和处理的，而是根据实际问题的需要，有目的地采集那些最能反映目标问题实质的数据，通过对这种数据的分析、处理得出的结果，叫做信息。 但是，信息也是用数据表达的，数据是信息的载体。信息和数据并没有本质上的区别。 所以，今后我们把针对实际

3、问题所采集、存储的数据， 既可以叫做数据，也可以叫做信息。 ,解决实际问题时，往往离不开与实际问题有关的数据。 为此，需要进行数据的采集、整理和存储。在此基础上， 利用计算机对存储的数据进行分析，充分挖掘出数据中隐含的信息，这一系列操作过程叫做数据处理。 因为数据处理的操作对象是数据，所以数据的采集、整理和存储是数据处理的基础。特别是如何在计算机中存储数据，既关系到数据的安全性、完整性问题，又关系到数据的存取、管理和使用是否迅速、方便的问题， 这是计算机专业人员一直在探索的重要课题。,数据处理的核心是数据管理，数据管理经历了人工阶段、文件系统和数据库系统三个阶段。 人工管理阶段出现在计算机应用

4、于数据管理的初期。应用程序中不仅要设计数据的逻辑结构，还要阐明数据在存储器上的存储地址。 文件系统阶段即把有关的数据组织成一种文件，这种数据文件可以脱离程序而独立存在，由一个专门的文件系统实施统一管理。 数据库系统管理阶段即对所有的数据实行统一规划管理，形成一个数据中心，构成一个数据“仓库”,1.2 数据模型,数据模型是反映客观事物及客观事物间联系的数据组织的结构和形式。数据库的数据模型先后经历了层次模型、网状模型、关系模型和面向对象模型等阶段。其中关系模型因为有完整的理论基础，取代了层次模型和网状模型，目前关系数据库在实际应用中居于主导地位。,层次模型（Hierarchical Model）

5、利用树型结构来表示实体以及实体之间的联系。 网状模型（Network Model）是层次模型的扩展，它表示多个从属关系的层次结构，呈现一种交叉关系的网络结构。 ,层次模型,网状模型,关系模型（Relational Model）是把与实际问题有关的数据， 分别归纳成若干个简单的二元关系，每个二元关系可以视为一个二维结构的表格; 若干个二维表之间， 还可以建立关联关系。 例如，在大家所熟悉的图书馆管理中， 涉及到很多数据项目，但是可以把这些数据项目分别归纳成三种二元关系， 即三个二维表：有关馆藏图书数据的二维表（见表1.1）， 有关读者信息的二维表（见表1.2），有关图书流通信息的二维表（见表1.

6、3）。,关系模型中的主要术语有： 元组：表中的一行称为一个元组，相当于一个记录。 属性：表中的一列称为属性，给每一列起一个名称即属性名，属性相当于字段。 关系：一个关系就是一张二维表。 关键字：唯一地标识一个元组的一个或若干个属性集合，称为关键字。 主关键字：当一个关系有多个关键字，选定其中一个作为主关键字。 外部关键字：若在诸属性中，某属性不是该关系的主关键字，却是另一个关系的主关键字，称该属性为外部关键字。 域：属性的取值范围。 分量：元组中的一个属性值，相当于一个数据项。,基于关系模型的数据库为关系数据库。关系数据库管理系统是到目前为止最为常见的产品，较为著名的有SQL Server、O

7、racle、Sybase、Visual FoxPro等。关系数据库管理系统通常支持数据独立性，因而可维护性、可扩展性、可重用性都比较好。,1.3 数据库系统,数据库系统实际上是一个应用系统，它是在计算机硬、软件系统支持下，由数据库、数据库管理系统、数据库应用系统和人员构成的数据处理系统。其中数据库管理系统是数据库系统的核心组成部分。 数据库（Data Base）是以一定的组织方式将相关的数据组织在一起，存放在计算机外存储器上形成的，能为多个用户共享的，与应用程序彼此独立的一组相关数据的集合。,1.4 关系数据库及其设计,关系数据库（Relational Data Base）是若干个关系的集合。

8、也可以说，关系数据库是由若干张二维表组成的。,课程数据表,关系规范化理论是研究如何将一个不十分合理的关系模型转化为一个最佳的数据关系模型的理论。关系规范条件中最基本的一条是，关系的每一个分量必须是不可分的数据项，也就是说，不允许表中还有表。,表1.4 表中有表示例,在同一个数据库中，相关联的表间关系的类型有一对一、一对多和多对多三种关系。 （1）一对一关系 A表中的每一条记录仅能在B表中有一个匹配，同样，在B表中的每一条记录也只能在A表中有一个匹配记录。 （2）一对多关系 A表中的一个记录能与B表中的多个记录匹配，但是B表中的一个记录仅能与A表中的一个记录匹配。 （3）多对多关系 A表中的记录

9、能与B表中的多个记录匹配，并且B表中的记录也能与A表中的多个记录匹配。,关系的完整性主要包括域完整性、实体完整性和参照完整性三种。 （1）域完整性 域完整性是对数据表中字段属性的约束，它包括字段的值域、字段的类型及字段的有效规则等约束。 （2）实体完整性 实体完整性是指关系中记录的唯一性，也就是主键的约束。准确地说，实体完整性是指关系中的主键值不能为空且不能有相同值。 （3）参照完整性 参照完整性是对关系数据库中建立关联关系的数据表间数据参照引用的约束，也就是对外键的约束。准确地说，参照完整性是指关系中的外键必须是另一个关系的主键值之一或者为空。也就是说外键可以没有值，但不允许是一个无效值。,

10、关系运算是以关系为运算对象的运算，在关系运算中，变量是关系，运算结果仍然是关系。常见的关系运算有选择运算、投影运算和连接运算三种。 （1）选择（Select） 选择运算是从关系中选择某些满足条件的记录组成一个新的关系。 （2）投影（Project） 投影运算是从关系中选择某些字段的所有值组成一个新的关系。也可以说，投影运算是在关系中选择出若干属性列。 （3）连接（Join） 连接运算是将两个或多个关系通过连接条件组成一个新的关系。,选择题 1在关系运算中，查找满足一定条件的元组，相关的运算称为( )。 A）选择B）投影C）连接D）扫描 2在数据库管理系统中,常用的数据模型有哪几种类型，它们是(

11、 )。 A）大型、中型和小型 B）西文、中文和兼容 C）层次、网状、关系和关系对象型 D）数据、图形和多媒体 3Visual FoxPro是关系数据库管理系统，所谓关系是指（ ）。 A）二维表中各条记录中的数据彼此有一定的关系 B）二维表中各个字段彼此有一定的关系 C）一个表与另一个表之间有一定的关系 D）数据模型符合并满足一定条件的二维表格 4数据库系统的核心是（ ）。 A）数据库B）数据库管理系统 C）操作系统 D）文件 5关系中的“主关键字”不允许取空值是指（ ）约束规则。 A）实体完整性 B）引用完整性 C）用户定义的完整性D）数据完整性,6下列( )是长期存储在计算机内的有组织、可共享的数据集合。 A）数据库管理系统B）数据库系统C）数据库D）文件系统 7一个关系数据库管理系统所管理的关系是（ ）。 A）一个DBF文件 B）一个DBC文件 C）若干个二维表D）若干个DBC文件 8数据库系统与文件系统的主要区别是（ ）。 A）数据库系统复杂，而文件系统比较简单 B）文件系统管理的数据量较少，而数据库系统可以管理庞大