第1章数据库原理基础知识

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信息世界中的基本概念
(1) 实体（Entity）
客观存在并可相互区别的事物称为实体。 可以是具体的人、事、物或抽象的概念。
(2) 属性（Attribute）
实体所具有的某一特性称为属性。 一个实体可以由若干个属性来刻画。
(3) 联系（Relationship）
现实世界中，事物内部以及事物之间是有联系的， 我们将它分为实体内部联系和实体之间的联系。实 体内部联系是指组成实体各属性之间的联系。实体 之间的联系是指不同实体集之间的联系。
Access数据库程序设计
计算机系
第1章 数据库原理基础知识
1.1 数据库系统概述 1.2 关系数据库的基本概念 1.3 关系数据库标准语言SQL 1.4 ACCESS概述
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1.1 数据库系统概述
数据库技术产生于六十年代末，是数据管 理的最新技术，是计算机科学的重要分支
数据库技术是信息系统的核心和基础，它 的出现极大地促进了计算机应用向各行各 业的渗透
批处理
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数据库系统阶段
特点
专门的数据管理软件：DBMS 数据由DBMS统一管理和控制 应用程序通过DBMS访问数据 数据面向现实世界 数据的共享程度高、独立性高
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1.1.3 数据库系统的特点
数据整体结构化 数据共享性高，冗余度低，易扩
充 数据独立性高 数据由DBMS统一管理和控制
一个数据库只有一个内模式
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1.1.5 数据库系统的组成
数据库 数据库管理系统（及其开发工具） 应用系统 人员：DBA、系统分析员、数据库设 计人员、应用程序员和最终用户。
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1.2 关系数据库的基本概念
1.2.1 数据模型 1.2.2 关系的数学定义 1.2.3 关系数据库 1.2.4 关系的完整性 1.2.5 关系运算
软件水平：没有操作系统
处理方式：批处理
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人工管理阶段
特点：
数据不进行保存 没有专门的数据管理软件 数据面向应用 无共享、冗余度极大
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文件系统阶段
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
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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1.1.4 数据库系统的三级模式结构
数据库系统的三级模式结构由外模式、模式 和内模式 组成
应用A 应用B 应用C 应用D 应用E
外模式1
外模式2 模式 内模式
外模式3 外模式/模式映象
模式/内模式映象
数据库
3
1.1.1 数据库常用术语
D B数M据S：的是主数要据功库能系统：研究和处理的对象，本
（1质）上数据讲定是义描功述能事：物对数的据符库号中记数录据，对象如进数行字定、义文 （2字）、数据声操音纵等功。能：实现对数据库的基本操作，如查 （ 3询数数 的）、据、据数插库据可库入在库共：、建的享是删立运除 、的长行和运数期管修用据储理改和的存等维集在。护合计时由。算数机据内库的管、理有系统组统织 （ 4一多数 间）管用的据数理户据一库、对库层管统数的数理一据建控 的据系立制并管统和，发理：维以使护软是保用功件位证及能，于数发据生属用的故于户安障系与全后统操性的软作、系件系完统整恢。统性复之、。 包数括据数库据系库统初始：数指据在的计输算入机、转中换引功入能数。据数库据库后的的
n联系
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Ｒ 1 根结点
Ｒ2
兄弟结点
Ｒ3
叶结点
Ｒ4
兄弟结点 Ｒ 5
叶结点
叶结点
33
网状模型
用有向图表示实体类型及实体间联系 有向图中的结点是记录类型 箭头表示了从箭尾的记录类型到箭头的记
录类型间的1：n联系 允许一个以上的结点无双亲 一个结点可以有多于一个的双亲
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Ｒ1
Ｒ2
12
数据整体结构化
整体数据的结构化是数据库的主要特征之一。
数据库中实现的是数据的真正结构化 数据的结构用数据模型描述，无需程序定义 和解释。 把文件系统中简单的记录结构变成了记录和 记录之间的联系所构成的结构化数据，在描 述数据时，不仅要描述数据本身，还要描述 数据之间的联系。 从整体角度来组织数据，数据不在针对某一 应用，而是面向全组织，实现了整体数据的 结构化
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文件系统阶段
特点：
数据可长期保存 由文件系统管理数据 应用程序直接存储数据文件 数据共享性差，冗余度大 数据独立性差 数据安全性差
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数据库系统阶段
时期
60年代末以来
产生的背景
应用背景：大规模管理 硬件背景：大容量磁盘 软件背景：有数据库管理系统 处理方式：联机实时处理,分布处理
数据模型的三个基本组成要素：数据结构、数据操作 和完整性约束。
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1.数据模型的三个基本组成要素
数据结构：对象类型的集合，是对系统静态特性的描述 数据操作：对数据库中各种对象的实例允许执行的操作
及有关的操作规则 数据操作的类型：检索、更新（插入、删除、修改） 数据操作是对系统动态特性的描述
m
选修
n
课程
出生日期 成绩
系别
学分 教师 上课时间
名额
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4．常见数据模型
非关系模型
层次模型（Hierarchical Model） 网状模型(Network Model )
关系模型（Relational Model）
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层次模型
用树型结构表示实体类型及实体间联系 树的结点是记录类型 非根结点有且只有一个双亲结点 有且只有一个结点没有双亲结点 上层记录类型和下层记录类型的联系是1：
L1 L2
R3
R1 L1 L2
R4
R2 L3
R3 L4
R5
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关系模型
最重要的一种数据模型。也是目前主要采 用的数据模型
1970年由美国IBM公司San Jose研究室的 研究员E.F.Codd提出
在用户观点下，关系模型中数据的逻辑结 构是一张二维表，它由行和列组成。
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学生基本情况表
转系储统、。恢复一功般能由，数数据据库库的、重数组据织库功管能理和性系能统监（视及、 分其析开功发能工等具。这）些、功应能用通系常统由一、些数实据用库程管序理完成员。和 用户组成。
4
1.1.2 数据管理的发展历程
什么是数据管理
对数据进行分类、组织、编码、存储、检索和 维护，是数据处理的中心问题
所有域的所有取值的一个组合 不能重复
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关系的数学定义（续）
例 给出三个域： D1=SUPERVISOR ={ 张清玫，刘逸 } D2=SPECIALITY={计算机专业，信息专业} D3=POSTGRADUATE={李勇，刘晨，王敏}
则D1，D2，D3的笛卡尔积为：
使每个用户只能按指定方式使用和处理指定数 据，保护数据以防止不合法的使用造成的数据 的泄密和破坏。
数据的完整性（Integrity）检查
将数据控制在有效的范围内，或保证数据之间 满足一定的关系。
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DBMS对数据的控制功能
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。
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数据独立性
物理独立性
指用户的应用程序与存储在磁盘上的数据库 中数据是相互独立的。当数据的物理存储改 变了，应用程序不用改变。
逻辑独立性
指用户的应用程序与数据库的逻辑结构是相 互独立的。数据的逻辑结构改变了，用户程 序也可以不变。
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DBMS对数据的控制功能
数据的安全性（Security）保护
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1.模式
模式（也称逻辑模式） 数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述 所有用户的公共数据视图，综合了所有用户的 需求
模式的地位：是数据库系统模式结构的中间层 与数据的物理存储细节和硬件环境无关 与具体的应用程序、开发工具及高级程序设计 语言无关
一个数据库只有一个模式 模式的定义
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E-R图
E-R图提供了表示实体、属性和联系的 方法：
实体：用矩形表示，矩形框内写明实体名。 属性：用椭圆形表示，椭圆形内写明属性
名。 联系：用菱形表示，菱形框内写明联系名，
用无向边分别与有关实体连接起来，同时在 无向边旁标上联系类型。
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E-R图示例
学号
姓名
课程号
课程名
性别
学生
学 姓 性 系别 号名别
05 王 男 电子
0雨
工
0
程
2
系
05 张 女 人文
0楠
系
1
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关系模型的基本术语
关系：二维表结构 属性：二维表中的列称为属性，Access中被称为
字段(Field)。 域：属性的取值范围称为域。 元组：二维表中的行(记录的值)称为元组，
Access中被称为记录（Record）。 主码：表中的某个属性或属性组，能够唯一确定
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实体之间的联系
实体之间的联系可分为三类
班级 1 班级-班长
班级 1
组成
1 班长
n 学生
1:1联系
1:n联系
课程 m
选修
n 学生
m:n联系
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3．概念模型的表示方法
概念模型的表示方法很多 实体－联系方法(E-R方法)
用E-R图来描述现实世界的概念模型 E-R方法也称为E-R模型