第第1章数据库基础章数据库基础武汉科技大学计算机学院第第1章数据库基础章数据库基础第第1 1章数据库基础章数据库基础第第1章数据库基础章数据库基础教学目标教学目标掌握数据库系统的特点掌握数据库系统的特点；掌握数据模型的概念；掌握数据模型的概念；掌握关系数据库的基本概念及关系运算掌握关系数据库的基本概念及关系运算；掌握关系数据库的规范化及完整性概念掌握关系数据库的规范化及完整性概念重点与难点：数据模型、关系运算、关系的数据模型、关系运算、关系的 规范化及完整性描述规范化及完整性描述 第第1章数据库基础章数据库基础 1.1 1.1 数据库管理系统数据库管理系统 第第1章数据库基础章数据库基础一. 信息、数据与数据库信息信息 通过各种方式传播的、可被感受的声音、文字、图像、符通过各种方式传播的、可被感受的声音、文字、图像、符号等所表示的某一特定事物的知识、情况和消息。号等所表示的某一特定事物的知识、情况和消息。数据数据 用一定方式记录下来的客观事物的特征。用一定方式记录下来的客观事物的特征。信息与数据的关系信息与数据的关系 信息依赖于数据而存在；信息依赖于数据而存在；数据是记载、表达、传递信息的工具数据是记载、表达、传递信息的工具。第第1章数据库基础章数据库基础数据处理数据处理 数据收集、转换、组织、输入、检索、合并、计算更新、数据收集、转换、组织、输入、检索、合并、计算更新、 输出、存储。输出、存储。目的：目的： 对原始数据综合加工，给出有价值、有意义的数据，作对原始数据综合加工，给出有价值、有意义的数据，作 为决策的依据或编辑后存储起来供以后取用。为决策的依据或编辑后存储起来供以后取用。数据管理数据管理 对数据的组织、存储、维护和使用等。对数据的组织、存储、维护和使用等。第第1章数据库基础章数据库基础数据库数据库(DB,Database) 以一定的以一定的数据模型数据模型组织和存储的、能为多个用户共享组织和存储的、能为多个用户共享的、独立于应用程序的、相互关联的数据集合。的、独立于应用程序的、相互关联的数据集合。特点：特点： 数据的共享隆数据的共享隆 数据的独立性数据的独立性 数据的完整性数据的完整性 数据库中的冗余数据少数据库中的冗余数据少第第1章数据库基础章数据库基础二. 数据管理技术的发展1. 1. 人工管理阶段人工管理阶段特点：特点：第第1章数据库基础章数据库基础2. 2. 文件管理阶段文件管理阶段特点：特点：第第1章数据库基础章数据库基础3. 3. 数据库管理阶段数据库管理阶段特点：特点：第第1章数据库基础章数据库基础四. 数据库管理系统Database Management System ( (DBMS) )对数据库的描述、建立、编辑、运行、维护和通信等进行对数据库的描述、建立、编辑、运行、维护和通信等进行集中管理的集中管理的系统软件系统软件。 目前广泛运用的大型数据库管理系统软件有：目前广泛运用的大型数据库管理系统软件有：ORACLE、SYBASE、DB2等。等。 在在PC机上广泛应用的有：机上广泛应用的有：SQL Server、Access、Visual FoxPro等。等。第第1章数据库基础章数据库基础 数据定义功能数据定义功能 数据操作功能数据操作功能 控制和管理功能控制和管理功能 数据字典数据字典 数据库管理系统具有的功能：数据库管理系统具有的功能：第第1章数据库基础章数据库基础 1.2 1.2 数据库系统数据库系统 第第1章数据库基础章数据库基础一一. . 数据库系统的组成数据库系统的组成数据库系统数据库系统(DBS，Database System)：指引进数据库技术后的整个计算机系统。指引进数据库技术后的整个计算机系统。由以下部分组成：由以下部分组成：DBS第第1章数据库基础章数据库基础数据库系统层次示意图数据库系统层次示意图第第1章数据库基础章数据库基础二二. . 数据库系统的特点数据库系统的特点第第1章数据库基础章数据库基础 1.3 1.3 数据模型数据模型第第1章数据库基础章数据库基础一一. . 概念模型概念模型实体实体 客观存在并且可以相互区别的事物客观存在并且可以相互区别的事物属性属性 实体所具有的特性。不同实体由其属性的不同而被区分。实体所具有的特性。不同实体由其属性的不同而被区分。实体集和实体型实体集和实体型 属性的集合表示一种实体的类型，称为实体型。属性的集合表示一种实体的类型，称为实体型。 同类型的实体的集合，称为实体集。同类型的实体的集合，称为实体集。 第第1章数据库基础章数据库基础实体间的联系方式实体间的联系方式 一对一联系一对一联系( (one-to-one relationship，1:1) ) 两不同实体集中，一方的一个实体惟一与另一方的一个两不同实体集中，一方的一个实体惟一与另一方的一个实体相对应。如：实体相对应。如：职工职工实体与实体与工资工资实体。实体。一对多联系一对多联系( (one-to-many relationship, 1:n) ) 两不同实体集中，一方一个实体对应另一方多个实体；反两不同实体集中，一方一个实体对应另一方多个实体；反之另一方一个实体最多只与本方一个实体相对应。之另一方一个实体最多只与本方一个实体相对应。 如：如：学院学院实体与实体与学生学生实体。实体。第第1章数据库基础章数据库基础多对多联系多对多联系( (many-to-many relationship, m:n) ) 两不同实体集中，任何方一个实体都与对方一个或多个两不同实体集中，任何方一个实体都与对方一个或多个实体相对应。实体相对应。 如：如：学生学生实体与实体与课程课程实体、实体、图书图书实体与实体与读者读者实体。实体。 三种联系方式中，基本的是三种联系方式中，基本的是1:n联系，因为联系，因为1:n包含了包含了1:1，而，而m:n可以转换为可以转换为1:n 。第第1章数据库基础章数据库基础概念模型的表示方法（概念模型的表示方法（E-R图图）实体实体型型属性属性联系联系键键第第1章数据库基础章数据库基础层次模型示例层次模型示例 大大 学学 计算机学院计算机学院 管理学院管理学院财务处财务处教务处教务处院院办办系系院院办办系系财财务务科科教教材材科科教教务务科科二二. .数据模型数据模型第第1章数据库基础章数据库基础 网状模型网状模型第第1章数据库基础章数据库基础 学生学生学号学号姓名姓名班级班级0700107001周言周言0010010700207002高尚高尚002002课程号课程号课程名课程名学分学分0101计算机计算机2 20202英语英语4 4学号学号课程号课程号07001070010101070010700102020700207002010107002070020202课程课程学生学生课程课程关系模型关系模型第第1章数据库基础章数据库基础 1.4 1.4 关系数据库系统关系数据库系统第第1章数据库基础章数据库基础一. 关系模型中常用的术语 关系关系 元组元组 属性属性 域域 主键主键 外键外键 主表和从表主表和从表 关系模式关系模式 关系数据库管理系统关系数据库管理系统 第第1章数据库基础章数据库基础二. 关系数据模型的特点 关系中的每一列不可再分关系中的每一列不可再分 在同一个关系中不能出现相同的属性名在同一个关系中不能出现相同的属性名 关系中不允许有完全相同的元组关系中不允许有完全相同的元组 关系中元组的次序无关紧要关系中元组的次序无关紧要 关系中列的次序无关紧要关系中列的次序无关紧要 第第1章数据库基础章数据库基础R1R2R1R2R1R2三. 关系运算1.1. 传统的集合运算传统的集合运算设有两个结构相同的学生关系设有两个结构相同的学生关系R1、R2并运算并运算交运算交运算差运算差运算第第1章数据库基础章数据库基础2.2.专门的关系运算专门的关系运算选择选择(Select)：从指定关系中找出满足给定条件的元组从指定关系中找出满足给定条件的元组 （在二维表格中选择行）（在二维表格中选择行）投影投影(Project)：从关系模式中指定若干个属性组成新的关系从关系模式中指定若干个属性组成新的关系 （在二维表格中选择列）（在二维表格中选择列）联接联接(Join)：在两个关系中按某个条件提取部分在两个关系中按某个条件提取部分(或全部或全部)记记录录 及部分及部分(或全部或全部)字段组合成一个新的关系字段组合成一个新的关系第第1章数据库基础章数据库基础三. 关系规范化基基本本思思想想：消消除除关关系系模模式式中中的的数数据据冗冗余余，消消除除数数据据依依赖赖中中不不合合适适的的部部分分，解解决决插插入入、更更新新、删删除除时时发发生异常现象。生异常现象。 第一范式：第一范式：第二范式：第二范式：第三范式：第三范式：满足关系模型的基本性质满足关系模型的基本性质关系中每个非主属性都完全依赖关系中每个非主属性都完全依赖于任意一个候选关键字于任意一个候选关键字 所有非主属性对任何候选关键字所有非主属性对任何候选关键字都不存在传递依赖都不存在传递依赖 第第1章数据库基础章数据库基础本章小结本章小结 本本章章介介绍绍了了数数据据、数数据据库库、数数据据库库管管理理系系统统、数数据据库库系系统统的的概概念念，介介绍绍了了数数据据库库管管理理系系统统的的功功能能。针针对对关关系系模模型型介介绍绍了了关关系系、关关系系型型数数据据库库的的特特点点，以及关系运算、关系规范化等知识。以及关系运算、关系规范化等知识。