第一章 数据库基础(清华大学)
第1章数据库基础
网状模型（Network Model） 关系模型（Relationship Model）
层次模型和网状模型统称为非关系模型，它是按照图论中
图的观点来研究和表示的数据模型。
Visual basic与SQL Server 2005 清华大学出版社
逻辑模型
层次模型，若用图来表示,层次模型是一棵倒立的树。
是兄弟结点，R2、R4和R5
是叶结点。
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逻辑模型
网状模型，若用图来表示， 网状模型是一个网络模型。
在数据库中，将满足下列两个条件的数据模型称为网状模型： （1）允许有一个以上的结点双亲结点。 （2）一个结点可以有一个或多个双亲结点。 在网状模型中，由于子结点与双亲结点的联系不是唯一的。因此，网络中的每个联 系都要命名以示区别，并指出与该联系有关的双亲结点和子结点。 右图给出了一个抽象的网状模型。 在图中，R1和 R4之间有两种联系， 分别命名为L1 、L2；R1、R2无双 亲结点，而R3、R5有两个双亲结点。
另一类模型是逻辑模型和物理模型，
逻辑模型主要包括网状模型、层次模型、关系模型、面向对象模 型等，按计算机系统的观点对数据建模，用于DBMS实现。
物理模型是对数据最底层的抽象，描述数据在系统内部的表示方
式和存取方法，在磁盘或磁带上的存储方式和存取方法。
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更好的安全保密性，也简化了程序员的工作和数据库开发建立的工作。所以 深受用户的喜爱。
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1.4 关系数据模型
基本概念
（1）关系：一个关系就是一张二维表，通常将一个没有重复行、重复列的二维表看成
第1章 数据库概论1
▪ 2 数据库管理系统（Database Management System，简记为DBMS）
▪ 数据库管理系统是位于用户与操作系统之间的一层数 据管理软件。数据库管理系统使用户能方便地定义数 据和操纵数据，并能够保证数据的安全性、完整性、 多用户对数据的并发使用及发生故障后的系统恢复。
02:56
实验内容
实验一 实验二 实验三 实验四 实验五 实验六 实验七 实验八
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数据库建模工具的使用 建立数据库及表 数据查询及优化 索引与视图 存储过程与触发器、函数 安全性及事务操作 数据库的备份与恢复 通过ODBC或JDBC访问数据库
数据库原理课程设计要求
▪ 1.设计目标 ▪ 运用数据库设计理论设计一个较完善有实
数据库技术中的三个名词: DB、DBMS、DBS
▪ 1 数据库（Database，简记为DB）:DB本 身可以被看作为一种电子文件柜。也就是 说，它是收集计算机数据文件的仓库或容 器。
▪ DB是长期存储在计算机内、有组织的、统 一管理的相关数据的集合。DB能为各种用 户共享，具有较小冗余度、数据间联系紧 密而又有较高的数据独立性等特点。
6
3
在视5图上进数一步据定结义构存取权 7
4
GR6ANT S数EL据EC处 T 理ON CS_Student T2O 王平
7 PASCAL
6
4
1．检索每个学生及其选 修的课程名和成绩。
2．．检索各个课程号及 相应的选课人数，并给出 结果。
3.王平只能检索计算机系
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学生的信息
数据不一致实例：飞机订票系统
( Entity-Relationship Model, 简称ER模型 )，
课程教学进程表
2008—2009学年第一学期
课程名称
数据库应用技术
总学时
64
理论学时
32
教学周数
16
实践学时
32
周学时
4
任课教师
李戈文
所在部门
信息系
联系电话
8305
任课班级
07软英1、2班，07软日1、2班
教材名称
SQL Server数据库原理
及应用
著者
曾长军
出版社
人民邮电出版社
实践指导书
SQL Server实训教程
§4.11 通过视图修改基本表中的数据
§4.12 习题课
1
1
1
1
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5
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第五章 SQL（结构化查询语言）
§5.1 SQL
§5.2 SELECT查询语句
§5.3 基于单表的查询
2
2
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11
12
第五章 SQL（结构化查询语言）
§5.4 基于多表的连接查询
§5.5 子查询
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第四章 表与视图
§4.1SQL Server中的数据类型
§4.2 创建表
§4.3 修改表的结构
§4.4 添加表中的记录
§4.5 修改表中的记录
§4.6 删除表中的记录
§4.7 删除表
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第四章 表与视图
§4.8 视图的概念
§4.9 创建视图
§4.10 管理视图
数据库系统原理教程(第一章)清华大学出版社PPT课件
DBMS对数据的控制功能（续）
并发（Concurrency）控制
– 对多用户的并发操作加以控制和协调，防止 相互干扰而得到错误的结果。
数据库恢复（Recovery）
– 将数据库从错误状态恢复到某一已知的正确 状态。
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1.1 引言
1.1.1 数据、数据库、数据库系统、数据库管理系统 1.1.2 数据库技术的生产与发展 1.1.3 数据库技术的研究领域
系所具有的制约和储存规则，用以限定符合 数据模型的数据库状态以及状态的变化，以 保证数据的正确、有效、相容。
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数据的约束条件(续)
数据模型对约束条件的定义
– 反映和规定本数据模型必须遵守的基本的通 用的完整性约束条件。例如在关系模型中， 任何关系必须满足实体完整性和参照完整性 两个条件。
– 提供定义完整性约束条件的机制，以反映具 体应用所涉及的数据必须遵守的特定的语义 约束条件。
...… ...…
应用程序ｎ
数据集n
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人工管理(续)
特点3
– 数据的共享程度：无共享、冗余度极大 – 数据的独立性：不独立，完全依赖于程序 – 数据的结构化：无结构 – 数据控制能力：应用程序自己控制
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二、文件系统
时期
– 50年代末--60年代中
产生的背景
– 应用需求 科学计算、管理 – 硬件水平 磁盘、磁鼓 – 软件水平 有文件系统 – 处理方式 联机实时处理、批处理
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1.2 数据模型
1.2.1 数据模型的要素 1.2.2 概念模型 1.2.3 数据模型
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1.2.2 概念模型
1. 概念模型 2. 信息世界中的基本概念 3. 概念模型的表示方法
数据库原理与应用课后答案--清华大学出
数据库原理与应用课后答案--清华大学出版社教材第一章2．简述数据、数据库、数据库管理系统、数据库应用系统的概念。
答：①数据是描述事物的符号记录，是信息的载体，是信息的具体表现形式。
②数据库就是存放数据的仓库，是将数据按一定的数据模型组织、描述和存储，能够自动进行查询和修改的数据集合。
③数据库管理系统是数据库系统的核心，是为数据库的建立、使用和维护而配置的软件。
它建立在操作系统的基础上，位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件，它为用户或应用程序提供访问数据库的方法，包括数据库的创建、查询、更新及各种数据控制等。
④凡使用数据库技术管理其数据的系统都称为数据库应用系统。
3．简述数据库管理系统的功能。
答：数据库管理系统是数据库系统的核心软件，一般说来，其功能主要包括以下5个方面。
(1) 数据定义和操纵功能2(2) 数据库运行控制功能(3) 数据库的组织、存储和管理(4) 建立和维护数据库(5) 数据通信接口4．简述数据库的三级模式和两级映像。
答：为了保障数据与程序之间的独立性，使用户能以简单的逻辑结构操作数据而无需考虑数据的物理结构，简化了应用程序的编制和程序员的负担，增强系统的可靠性。
通常DBMS将数据库的体系结构分为三级模式：外模式、模式和内模式。
模式也称概念模式或逻辑模式，是对数据库中全部数据的逻辑结构和特征的描述，是所有用户的公共数据视图。
外模式也称子模式或用户模式，它是对数据库用户能够看见和使用的局部数据的逻辑结构和特征的描述。
内模式也称存储模式或物理模式，是对数据物理结构和存储方式的描述，是数据在数据库内部的表示方式，一个数据库只有一个内模式。
三级模式结构之间差别往往很大，为了实现这3个抽3象级别的联系和转换，DBMS在三级模式结构之间提供了两级映像：外模式/模式映像，模式/内模式映像。
第二章4．实体的联系有哪三种？答：一对一联系(1:1)、一对多联系(1 : M)和多对多联系(M : N)。
VFP电子教案-管理学电子教案
教案讲稿第一章 Visual FoxPro数据库基础知识[旧课复习]：复习内容：1.以互动方式了解学生上学期对计算机基础知识的掌握程度2.复习数制转换复习目的：大致了解学生对计算机基础知识掌握程度及层次情况复习时长：大约5分钟[新课导入]：导入方式：解读为什么要学习VFP随着计算机应用的普及和深入，人们对数据采集、存储、加工、处理、管理的技术和方法的要求也越来越高。
而数据库技术主要研究如何组织和存储数据，如何高效地获取和处理数据。
VFP 6.0则是关系型数据库开发系统。
导入目的：让学生初识数据库及VFP导入时长：大约5分钟[新课讲授]：重点：数据模型、项目管理器。
难点：数据管理技术和Visual FoxPro操作界面。
方法：运用多媒体辅助教学，采用案例教学和任务驱动等教学法。
第1章Visual FoxPro数据库基础知识1.1数据库管理技术的发展一、数据、信息和数据处理数据：指存储在某一种媒体上，能够识别的物理符号。
信息：一种被加工成特定形式的数据。
数据处理：指将数据转换成信息的过程。
例如，一个人的“参加工作的日期”是固定的，属于原始数据，基于它就可以生成工龄数据，那么工龄就是得到的二次数据。
二、数据管理技术的发展数据处理的中心问题是数据管理。
计算机数据的管理：对数据的组织、分类、编码、存储、检索和维护。
计算机在数据管理方面经历了由低级到高级的发展过程。
计算机数据管理随着计算机硬件、软件技术和计算机应用范围的发展而不断发展，多年来经历了人工管理、文件系统、数据库系统、分布式数据库系统和面向对象数据库系统等几个阶段。
（1）人工管理20世纪50年代中期以前。
数据管理任务：存储结构、存取方法、输入输出方式等完全由程序设计人员一人负责。
特点：数据与程序不具有独立性，一组数据对应一组程序。
数据不长期保存，程序运行结束后就退出计算机系统，一个程序中的数据无法被其他程序利用，因此程序与程序之间存在大量的重复数据，称为数据冗余。
[理学]清华大学数据库access课件 第01章：概论与引言-工程硕士
![[理学]清华大学数据库access课件 第01章：概论与引言-工程硕士](https://img.taocdn.com/s3/m/550e631d0740be1e650e9a2b.png)
Ⅱ
7-8
DBMS 的基础
Ⅲ
9-11
DBMS 的核心
Ⅳ
结构扩展及前沿研究： 集中式、 C/S 、分布式、 并行系统； 12-13 数据仓库、 OLAP 、数据 挖掘等
2018/10/4
DBMS 的扩展
数据库系统设计与原理
教学安排：
■5月13日-7月8日周五晚上正常上课，每周课内4 个学时；7月9日补课一天； ■7月15日周五晚上的最后一节课考试：开卷考试， 时间2小时，占期末总成绩的80％； ■实验作业，5分，考试时同试卷一起交
2018/10/4 11
数据库系统设计与原理
主要参考教材
DATABASE SYSTEM CONCEPTS，Third Edition，《数据库系统概念》
• Abraham Silberschatz，Henry F.Korth & S. Sudarshan；杨冬青等翻译； • 机械工业出版社 • 本书的缺点是太贵，英文影印版RMB65元， 翻译过来的中文版RMB49元。但内容较新 颖，基础性的内容非常全面，难度不大， 容易理解。第4版也已经出版!
–在SQL Server 2000或其他数据库系统中利用具体 的实例测试与触发器有关的数据库选项和参数的设 置情况；
■大作业，15分，考试时同试卷一起交
–具体内容后面介绍；
2018/10/4 9
数据库系统设计与原理
大作业（15分，考试时同试卷一起交）:
结合你自己参与设计与实现的一个实际应用系统，完成一 份该应用系统数据库部分的设计报告。具体内容如下：
在DBMS出现以前，把需要管理的数据 存放在永久性的操作系统文件中，同 时为了能够操作这些文件里的数据， 系统里还有针对这些文件编写的应用 程序：文件 + 程序 文件处理系统是由源源不断的数据文 件和程序混合而成，由此产生了很多 问题！
数据库原理及应用课后答案解析清华大学出版社教材
完美 WORD 格式第一章2．简述数据、数据库、数据库管理系统、数据库应用系统的概念。
答：数据是描述事物的符号记录，是信息的载体，是信息的具体表现形式。
数据库就是存放数据的仓库，是将数据按一定的数据模型组织、描述和存储，能够自动进行查询和修改的数据集合。
数据库管理系统是数据库系统的核心，是为数据库的建立、使用和维护而配置的软件。
它建立在操作系统的基础上，位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件，它为用户或应用程序提供访问数据库的方法，包括数据库的创建、查询、更新及各种数据控制等。
凡使用数据库技术管理其数据的系统都称为数据库应用系统。
3．简述数据库管理系统的功能。
答：数据库管理系统是数据库系统的核心软件，一般说来，其功能主要包括以下 5 个方面。
(1)数据定义和操纵功能专业整理分享完美 WORD 格式(2)数据库运行控制功能(3)数据库的组织、存储和管理(4)建立和维护数据库(5)数据通信接口4．简述数据库的三级模式和两级映像。
答：为了保障数据与程序之间的独立性，使用户能以简单的逻辑结构操作数据而无需考虑数据的物理结构，简化了应用程序的编制和程序员的负担，增强系统的可靠性。
通常DBMS将数据库的体系结构分为三级模式：外模式、模式和内模式。
模式也称概念模式或逻辑模式，是对数据库中全部数据的逻辑结构和特征的描述，是所有用户的公共数据视图。
外模式也称子模式或用户模式，它是对数据库用户能够看见和使用的局部数据的逻辑结构和特征的描述。
内模式也称存储模式或物理模式，是对数据物理结构和存储方式的描述，是数据在数据库内部的表示方式，一个数据库只有一个内模式。
三级模式结构之间差别往往很大，为了实现这 3 个抽专业整理分享完美 WORD 格式象级别的联系和转换， DBMS在三级模式结构之间提供了两级映像：外模式 / 模式映像，模式 / 内模式映像。
第二章4．实体的联系有哪三种？答：一对一联系(1:1)、一对多联系(1 : M)和多对多联系(M:N)。
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（2）参照完整性 现实世界中的实体之间往往存在某种联系，在关 系模型中，实体及实体间的联系都是用关系来描 述的。这样就自然存在着关系与关系间的引用。 先来看下面的例子。
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SQL Server实用教程 2013年7月8日星期一 Page 22
（1）实体完整性（Entity Integrity） 实体完整性规则是指若属性A是基本关系R的主属 性，则属性A不能取空值，并且是惟一的。实体 完整性规则规定基本关系的所有主属性都不能取 空值（NULL），而不仅是主码整体不能取空值。 空值就是“不知道”或“无意义”。
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3．关系的完整性 候选键（Candidate Key） 若关系中的某一属性组的值能惟一地标识一个元 组，则称该属性组为 候选键。 主键（Primary Key） 主属性（Primary Attribute） 若一个关系中有多个候选键，则选定一个为主键。 主键的属性称为主属性。 外键（Foreign Key）
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（2）网状模型 现实世界中事物之间的联系更多的是非层次关系 的，用层次模型表示这种关系很不直观，网状模 型克服了这一弊病，可以清晰的表示这种非层次 关系。学生教室课程教师
学生 课程
教室
教师
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2．数据库（Database，简称DB） 数据库是存放数据的仓库，是长期存储在计算机 内的、有组织的、可共享的数据集合。在数据库 中集中存放了一个组织的完整的有价值的数据资 源，如学生成绩、学生档案、公司账目等。它可 以供各种用户共享、具有最小冗余度、较高的数 据独立性和易扩展性。
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2．概念模型
数据模型是数据库系统中用于提供停息表示和操作 手段的形式构架。
现实世界：个体 信息世界：概念模型 计算机世界：数据模型
实体：客观存在并且可以相互区别的事物。 实体的属性：描述实体的特性。 实体型：属性的集合表示一种实体的类型。 实体集：同型实体的集合。
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4．数据库系统（Database System，简称DBS） 数据库系统是指在计算机系统中引入数据库后的 系统构成，一般由数据、数据库管理系统（及其 开发工具）、应用系统、数据库管理员和用户构 成。
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实体间的联系：
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一对一联系（1：1） 一对多联系（1：n） 多对多的联系（m：n）
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E-R模型是用E-R图来表示的。 E-R图有如下三个要素。 ①实体：用矩形表示实体，矩形内标注实体名称。 ②属性：用椭圆表示属性，椭圆内标注属性名称。 并用连线与实体连接起来。 ③实体之间的联系：用菱形表示，菱形内注明联 系名称，并用连线将菱形框分别与相关实体相连， 并在连线上注明联系类型。
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编号
姓名 名称 学号 班级
m
n
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课目
课程
教师
授课
学生
所属系
姓名
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3．三种主要的数据模型 （1）层次模型 在层次模型中，每个结点表示一个记录类型，记 录（类型）之间的联系用结点之间的连线（有向 边）表示，这种联系是父子之间的一对多的联系。 层次数据库系统只能处理一对多的实体联系。
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3．数据库管理系统（Database Management System，简称DBMS） 数据库管理系统指位于用户与操作系统之间的一 层数据管理系统软件。数据库在建立、运行和维 护时由数据库管理系统统一管理、统一控制。数 据库管理系统是一组计算机程序，使用户能方便 地定义数据和操纵数据，并能够保证数据的安全 性、完整性、多用户对数据的并发使用及发生故 障后的系统恢复。
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清华大学出版社 李岩等
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课程要求
成绩
系统设计
50％，平时30%(报告、作业、出勤等),上 机考试20%
考勤
点名
不允许迟到、早退 无故旷课3次取消期末成绩
作业
统一使用实验报告,每次上机必须完成实验报告
（3）域完整性 域完整性是指关系中的列必须满足某种特定的数据类型 或约束。可以强制域完整性限制类型、限制格式或限制值 的范围等。例如限定性别列只能取值“男”或“女”。 （4）用户定义完整性 用户定义的完整性就是用户按照实际的数据库应用系统运 行环境要求，针对某一具体关系数据库的约束条件。例如 某个属性“成绩”的取值范围必须在0～100之间。用户 定义完整性反映某一具体应用所涉及的数据必须满足的语 义要求，保证数据库中的数据取值的合理性。
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2．专门的关系运算 包括选择、投影、连接、除等。 （1）选择 选择是在关系R中选择满足给定条件的诸元组， 这是从行的角度进行的运算。
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选择运算
学号 姓名 性别 女 男 男 男 女 女 班级 注会 注会 注会 注会 金融 金融 家庭住址 北京东城 北京崇文 北京丰台 北京朝阳 北京怀柔 北京宣武 联系电话 63956655 67117378 63728912 67391356 89356321 62367835
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1．3．2 关系运算
1．传统的集合运算 传统的集合运算，包括并、交、差、广义笛卡尔 积四种运算。设关系R和关系S具有相同的目n （即两个关系都具有n个属性），且相应的属性 取自同一个域，则四种运算定义如下： （1）并 关系R与关系S的并由属于R或属于S的元组组成， 其结果关系仍为n目关系。记作R∪S。 （2）交 关系R与关系S的交由既属于R又属于S的元组组 成，其结果关系仍为n目关系。记作R∩S。
1．1．2 数据库系统(DBS，Database System)的组成
（1）数据是构成数据库的主体，是数据库系统 的管理对象。 （2）硬件是数据库系统的物力支撑，包括CPU、 内存、外存及I/O设备等。 （3）软件包括系统软件和应用软件。系统软件 包括操作系统和数据库管理系统。数据库管理系 统是数据库系统中最重要的核心软件。应用软件 是在数据库管理系统的支持下由用户根据实际需 求开发的应用程序。 （4）用户包括专业用户、非专业用户和数据管 理员。
99010301 刘中雨 女 99010302 林天力 男 99010303 王 平 男
99010304 章闻天 男 99020201 闻书敏 女 99020202 于小丽 女
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1．3 关系数据库基本原理
1．3．1 关系模型 1．关系模型的基本概念 一个关系对应于一张二维表。这个二维表是指含 有有限个不重复行的二维表。在对E-R模型的抽 象上，每个实体集和联系集在这里都转化为关系 或称二维表，而E-R模型中的属性在这里转化为 二维表的列，也可称为属性，每个属性的名称称 为属性名，也可以称为列名。每个属性的取值范 围称为该属性的域。 关系模型允许定义四类完整性约束：实体完整性、 域完整性、参照完整性和用户定义的完整性。
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1．1．3 数据库系统的特点
1．数据结构化 2．数据的共享性高，冗余度低，易扩充 3．数据独立性高 4．数据由DBMS统一管理和控制 DBMS提供以下几个方面的数据控制功能。 （1）数据库的安全性（security）保护。 （2）数据的完整性检查（integrity）。 （3）并发（concurrency）控制。 （4）数据库恢复（recovery）。
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1．2 数据模型
1．数据模型的概念 数据模型是对客观事物及其联系的数据描述，使 概念模型数据化。它描述数据以及数据间的联系， 是现实世界的第二级抽象。 数据模型通常由数据结构、数据操作和数据的约 束条件三部分组成。
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第1章 数据库基础
1．1 数据库的基本概念及数据库系统 1．2 数据模型 1．3 关系数据库基本原理
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教学要求：通过本章学习，读者应掌握以下内容：
数据库的基本概念及数据库系统 数据模型 关系数据库基本原理及关系运算
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学号
姓名 性别 班级 家庭住址 联系电话 注会 北京东城 63956655 注会 北京崇文 67117378 注会 北京丰台 63728912 注会 北京朝阳 67391356 金融 北京怀柔 89356321 金融 北京宣武 62367835