1Visual FoxPro 面向对象程序设计实用教程2第一章 数据库基本理论1.1 数据、信息和数据处理1.2 数据管理技术的发展1.3 数据库系统基本概念1.4 数据模型1.5 关系数据库基础知识3Visual FoxPro面向对象程序设计实用教程电子教案本章主要介绍信息、数据、数据处理、数据模型的基本概念，着 重介绍数据库，数据库管理系统，数据库系统的功能、组成和相互 关系，以及关系数据库的三种关系运算和关系表中的记录、字段、 关键字段、关系模型等概念。1.1 数据、信息和数据处理 数据与信息1数据数据是对客观事物记录下来的事实，是描述或表达信息的物理形式 。在计算机领域，凡能为计算机所接受和处理的物理形式，例如字 符、数字、图形、图像、声音等都可称之为数据。因此，数据泛指 一切可被计算机接受和处理的符号。数据可分为数值型数据(如产 量、价格、成绩等)和非数值型数据(如人名、日期、文章、声音、 图形、图像等)。数据可以被收集、存储、处理(加工、分类、计算 等)、传播和使用。4Visual FoxPro面向对象程序设计实用教程电子教案2信息 信息是指数据经过加工处理后所得到的有价值的知识。信息无时 不有，无处不在，客观存在于人类社会的各个领域，而且不断地变 化着。我们需要不断地获取信息、加工信息和运用信息为社会的各 个领域服务。从计算机应用的角度，我们通常将信息看成是人们进 行各种活动所需要获取的知识。 信息与数据既有联系又有区别，数据反映了信息，而信息又依靠 数据来表达。用不同的数据形式可以表示同样的信息，信息不随它 的数据形式不同而改变。例如：某个部门要召开会议，这个事件形 成了“开会”这样一个信息。把这个信息通知有关单位时，可以使用 广播，即通过“声音”这个具体形式；也可以通过文件，以文字形式 向有关单位传递。“开会”这一信息就从两种不同数据得到。尽管数 据形式不同，但“开会”这个信息的内容没有变，因此可以说信息是 数据的内涵，而数据是信息的具体表示形式。在许多地方，信息和 数据并不是截然分开的， 5因为有些信息本身就是数据化的，数据本身又是一种信息。因此， 在多数情况下不对它们进行区分，计算机进行数据交换也可以说是 信息交换，数据处理也意指信息处理。总之，信息是反映客观现实 世界的知识，数据是信息的具体表现形式，数据经过加工处理后使 其具有知识性并对人类活动产生有意义的决策作用。 1.1.2 数据处理数据处理是指将数据转换成信息的过程。数据处理主要包括对 数据的收集、分类、排序、存储、计算、加工、检索、传输和制表 等处理过程，经过处理提炼的数据能够反映事物或过程的本质和内 在联系，为我们工作和决策提供必要的信息基础和依据，输出有价 值、有意义的信息。 Visual FoxPro面向对象程序设计实用教程电子教案61.2 数据管理技术的发展数据库（Data Base，简写为DB）技术是20世纪60年代末出现的 以计算机技术为基础的数据处理技术。数据处理的核心问题是数据 管理。数据管理指的是对数据进行组织、编码、分类、存储、检索 与维护等操作。随着计算机硬件技术和软件技术的发展和进步，计 算机数据管理的水平不断提高，管理方式也发生了很大的变化。发 展到现在，数据管理经历了人工管理、文件管理和数据库系统（ Data Base System，简写为DBS）三个阶段。.2.1 人工管理阶段 人工管理阶段起始于20世纪50年代。当时计算机的存储设备没有 磁盘，数据只能存放于卡片、纸带上。在软件方面，也没有专门的 管理数据的文件，数据由计算数据的程序携带。Visual FoxPro面向对象程序设计实用教程电子教案7Visual FoxPro面向对象程序设计实用教程电子教案在人工管理阶段对数据的管理存在的主要问题是：数据不能独立 ，编写的程序是针对程序中携带的数据，当数据修改时程序也得修 改。而程序修改后，数据的格式、类型也得变化以适应处理它的程 序。数据不能长期保存，数据被包含在程序中。程序运行结束后 ，数据和程序一起从内存中释放。没有对数据管理的软件，即当 时还没有开发专门进行数据管理的软件。人工管理阶段不仅要设计 数据的处理方法， 而且还要说明数据在存储器的存储地址。应用 程序和数据是一一对应的，各程序之间的数据不能相互传递，数据 不能重复使用。 1.2.2 文件管理阶段在20世纪60年代，计算机软、硬件技术得到快速发展，硬件 有了磁盘、磁鼓等大容量且能长期保存数据的存储设备，软件有了 操作系统。操作系统中有专门的文件系统用于管理外部存储器上的 数据文件，数据与程序分开，数据能长期保存。8Visual FoxPro面向对象程序设计实用教程电子教案文件管理阶段可以把有关的数据组织成一个文件，这种数据 文件可以脱离程序而独立存储在外存储器上，由一个专门的文件 管理系统对其进行管理。与早期人工管理阶段相比，文件管理的 效率和数量都有很大提高，但仍存在以下问题：数据没有完全独立：虽然数据和程序分开，但所设计的数 据是针对某一特定程序，所以无论是修改数据文件或程序文件都 要相互影响。存在数据冗余：文件系统中的数据没有合理、规范的结构 ，使得数据的共享性极差，哪怕是不同程序使用部分相同的数据 ，数据结构也有一点不同，都要创建各自的数据文件，造成数据 的重复存储。数据不能集中管理：文件系统中的数据文件没有集中的管 理机制，数据的安全性和完整性都不能保障。各数据之间、数据 文件之间缺乏联系，给数据处理造成不便。 9Visual FoxPro面向对象程序设计实用教程电子教案由于文件系统管理数据的缺陷，迫切需要新的数据管理方式，把 数据组成合理结构，能集中、统一地进行管理。数据库技术开始于 20世纪60年代末，在美国产生了具有商业价值的数据库系统，20世 纪80年代随着微型机的普遍应用和数据库系统的不断完善，数据库 系统在世界范围内得到了广泛的应用。 数据库系统是将所有的数据集中到一个数据库中，形成一个数据 中心，实行统一规划，集中管理，用户通过数据库管理系统（ DataBase Management System，简写为DBMS）来使用数据库中的数 据。 1数据库系统的主要特点实现了数据的结构化：在数据库中采用了特定的数据模型组织 数据。数据库系统把数据存储于有一定结构的数据库文件中，实现 了数据的独立和集中管理，克服了人工管理和文件系统管理的缺陷 ，大大方便了用户的使用，提高了数据管理的效率。10Visual FoxPro面向对象程序设计实用教程电子教案实现了数据的共享：数据库中的数据能为多个用户服务。 实现了数据的独立：用户的应用程序与数据的逻辑结构及数据 的物理存储方式无关。 实现了数据的统一控制：数据库系统提供了各种控制功能，保 证了数据的并发控制、安全性和完整性。数据库作为多个用户和应 用程序的共享资源，允许多个用户同时访问。并发控制可以防止多 用户并发访问数据时而产生的数据不一致性。安全性可以防止非法 用户存取数据，完整性可以保证数据的正确性和有效性。 在数据库系统阶段，应用程序和数据完全独立，应用程序对数据 管理和访问更加灵活，一个数据库可以为多个应用程序共享，使得 程序的编制和效率大大提高，减少了数据的冗余度，实现数据资源 共享，提高了数据的完整性、一致性以及数据的管理效率。 11Visual FoxPro面向对象程序设计实用教程电子教案2数据库系统的分类数据库系统的分类有多种形式，按数据的存放地点，数据库系统 分为集中式数据库系统和分布式数据库系统。（1）集中式数据库系统 集中式数据库系统是将数据集中在一个数据库中。数据在逻辑上 和物理上都是集中存放的。所有的用户在存取和访问数据时，都要 访问这个数据库。例如，一个银行储蓄系统，如果系统的数据存放 在一个集中式数据库中，所有的储户在存款和取款时都要访问这个 数据库。这种方式访问方便，但通信量大，速度慢。12Visual FoxPro面向对象程序设计实用教程电子教案（2）分布式数据库系统 分布式数据库系统是将多个集中式的数据库通过网络联接起来 ，使各个结点的计算机可以利用网络通信功能访问其他结点上的数 据库资源，使各个数据库系统的数据实现高度的共享。分布式数据 库系统是在20世纪70年代后期开始使用的，由于网络技术的发展为 数据库提供了良好的运行环境，使数据库系统从集中式发展到分布 式，从主机/终端系统发展到客户机/服务器系统结构。在网络环境 中，分布式数据库在逻辑上是一个集中式数据库系统，实际上数据 是存储在计算机网络的各个结点上。每个结点的用户并不需要了解 他所访问的数据究竟在什么地方，就如同在使用集中式数据库一样 ，因为在网络上的每个结点都有自己的数据库管理系统，都具有独 立处理本地事务的能力，而且这些物理上分布的数据库又是共享资 源。分布式数据库特别适合地理位置分散的部门和组织机构，如铁 路、民航订票系统，银行业务系统等。分布式数据库系统的主要特 点：系统具有更高的透明度；可靠性更高、效率更高；局部与集中 控制相结合；系统易于扩展。13Visual FoxPro面向对象程序设计实用教程电子教案1.3 数据库系统基本概念 1.3.1 数据库 数据库是按一定的组织形式存储在一起的相互关联的数据集合。 实际上，数据库就是一个存放大量业务数据的场所，其中的数据具 有特定的组织结构。所谓“组织结构”，是指数据库中的数据不是分 散的、孤立的，而是按照某种数据模型组织起来的，不仅数据记录 内的数据之间是彼此相关的，数据记录之间在结构上也是有机地联 系在一起的。数据库具有数据的结构化、独立性、共享性、冗余量 小、安全性、完整性和并发控制等基本特点。 1.3.2 数据库管理系统 数据库管理系统是一种负责数据库的定义、建立、操纵、管理、 维护的软件系统，是数据库系统的核心部分。14Visual FoxPro面向对象程序设计实用教程电子教案数据库管理系统是在操作系统的支持下进行工作的，它实现了对 数据库资源进行统一管理和控制，使数据结构和数据存储具有一定 的规范性，提高数据库应用的简明性和方便性。DBMS为用户管理数 据提供了一整套命令，利用这些命令可以实现对数据库的各种操作 ，如数据结构的定义，数据的输入、输出、编辑、删除、更新、统 计、浏览等。 数据库管理系统通常由以下几个部分组成： 提供了数据定义语言DDL（Data Definition Language）及其 编译和解释程序主要是用于定义数据库的结构。 数据操纵语言DML(Data Manipulation Language)或查询语言 提供了对数据库中的数据存取、检索、统计、修改、删除、输 入、输出等基本操作。 数据库运行管理和控制例行程序，是数据库管理系统的核心部 分用于数据的安全性控制、完整性控制、并发控制、通信控制 、数据存取、数据库转储、数据库初始装入、数据库恢复、数据库 的内部维护等，这些操作都是在该程序控制和统一管理下进行的。15Visual FoxPro面向对象程序设计实用教程电子教案数据字典DD（Data Dictionary）提供了对数据库数据描 述的集中管理规则，对数据库的使用和操作可以通过查阅数据字典 来进行。 1.3.3 数据库系统 数据库系统是指计算机系统引入数据库后的系统构成，是一个具 有管理数据库功能的计算机软硬件综合系统。具体地说，它主要包 括计算机硬件、操作系统、数据库、数据库管理系统和建立在该数 据库之上的相关软件、数据库管理员和用户等组成部分。数据库系 统具有数据的结构化、共享性、独立性、可控冗余度以及数据的安 全性、完整性和并发控制等特点。 硬件系统：是数据库系统的物理支持，包括主机、键盘、显示 器、外存储器、输入输出设备等。 16Visual FoxPro面向对象程序设计实用教程电子教案软件系统：包括系统软件和应用软件。系统软件包括支持数据 库管理系统运行的操作系统(如Windows)和数据库管理系