A1数据库基础与应用ppt课件

数据库基础与应用数据库基础与应用河南工业大学电气工程学院河南工业大学电气工程学院20072007年年5 5月月.1 1数据库基础与应用河南工业大学电气工程学院.1 教材教材：李春葆，清华大学出版社，李春葆，清华大学出版社，数据库原理与应用数据库原理与应用 基于基于Visual Foxpro 2005.12005.1 参考教材参考教材：1.1.刘於勋，中国铁道出版社，刘於勋，中国铁道出版社，数据库原理及应用数据库原理及应用 Visual Foxpro 6.0版版2005.82005.8 2.2.王珊，萨师煊王珊，萨师煊 ，高等教育出版社，高等教育出版社 ，数据库系统概论数据库系统概论(第四版第四版)2006.52006.5.2 2 教材：.2 成绩组成：成绩组成：1、平时成绩；、平时成绩；（到课率、书面作业、上机练习）（到课率、书面作业、上机练习）2、期末闭卷考试；、期末闭卷考试；先修基础：先修基础：n nC语言程序设计、软件技术基础语言程序设计、软件技术基础.3 3 成绩组成：1、平时成绩；.3课时安排：课时安排：n n总学时数：总学时数：3636课时课时n n讲课学时：约讲课学时：约2020课时课时n n上机学时：约上机学时：约1616课时课时.4 4课时安排：.4注意！注意！1、本课程是大学工科非计算机类专业的、本课程是大学工科非计算机类专业的一门必修课。课程时间紧、任务重，上一门必修课。课程时间紧、任务重，上课务必提高效率；珍惜上机时间；课下课务必提高效率；珍惜上机时间；课下注意复习。注意复习。2、PPT中部分内容属于补充提高部分中部分内容属于补充提高部分（带（带*），注意分清重点！），注意分清重点！.5 5注意！1、本课程是大学工科非计算机类专业的一门必修课。课程时内容安排：内容安排：n n基础篇基础篇 第一章：数据库基本理论第一章：数据库基本理论第一章：数据库基本理论第一章：数据库基本理论n n应用篇应用篇 第二章：第二章：第二章：第二章：VFPVFP系统初步系统初步系统初步系统初步 第三章：第三章：第三章：第三章：Visual FoxProVisual FoxPro语言基础语言基础语言基础语言基础 第四章：第四章：第四章：第四章：表的基本操作表的基本操作表的基本操作表的基本操作 第五章：第五章：第五章：第五章：SQLSQL语言语言语言语言 第六章：第六章：第六章：第六章：建立和操作数据库建立和操作数据库建立和操作数据库建立和操作数据库 第七章：第七章：第七章：第七章：结构化程序设计结构化程序设计结构化程序设计结构化程序设计 第八章：第八章：第八章：第八章：表单及内部控件表单及内部控件表单及内部控件表单及内部控件 第九章：第九章：第九章：第九章：查询与视图设计查询与视图设计查询与视图设计查询与视图设计.6 6内容安排：基础篇.6.7 7第一章数据库基本理论.71.1 数据库系统概述数据库系统概述1.2 数据库系统的组成与结构数据库系统的组成与结构1.3 数据模型数据模型1.4 关系数据库关系数据库1.5 Visual FoxPro系统简介系统简介.8 81.1 数据库系统概述.81.1 1.1 数据库系统概述数据库系统概述1.1.1 信息、数据和数据处理信息、数据和数据处理1.“信息信息”与与“数据数据”数据数据是人们用于记录事物情况的物理符号。是人们用于记录事物情况的物理符号。为了描述客观事物而用到的数字、字符以及所有为了描述客观事物而用到的数字、字符以及所有能输入到计算机中并能被计算机处理的符号都可能输入到计算机中并能被计算机处理的符号都可以看作数据。以看作数据。.9 91.1 数据库系统概述1.1.1 信息、数据和数据处理.信息信息是数据中所包含的意义。通俗地讲，信息是数据中所包含的意义。通俗地讲，信息是经过加工处理并对人类社会实践和生产活动产生是经过加工处理并对人类社会实践和生产活动产生决策影响的数据。决策影响的数据。数据与信息既有区别，又有联系数据与信息既有区别，又有联系。数据是表示。数据是表示信息的，但并非任何数据都能表示信息，信息只是信息的，但并非任何数据都能表示信息，信息只是加工处理后的数据，是数据所表达的内容。另一方加工处理后的数据，是数据所表达的内容。另一方面信息不随表示它的数据形式而改变，它是反映客面信息不随表示它的数据形式而改变，它是反映客观现实世界的知识，而数据则具有任意性，用不同观现实世界的知识，而数据则具有任意性，用不同的数据形式可以表示同样的信息。的数据形式可以表示同样的信息。.1010 信息是数据中所包含的意义。通俗地讲，信息是经过 数据处理是指将数据转换成信息的过程。它包数据处理是指将数据转换成信息的过程。它包括对数据的收集、存储、分类、计算、加工、检索括对数据的收集、存储、分类、计算、加工、检索和传输等一系列活动。其基本目的是从大量的、杂和传输等一系列活动。其基本目的是从大量的、杂乱无章的、难以理解的数据中整理出对人们有价值、乱无章的、难以理解的数据中整理出对人们有价值、有意义的数据（即信息），作为决策的依据。有意义的数据（即信息），作为决策的依据。数据是信息的载体，而信息是数据的内涵。数据是信息的载体，而信息是数据的内涵。2.数据处理数据处理.1111 数据处理是指将数据转换成信息的过程。它包括对数1.1.2 数据管理技术的发展（包括三个阶段）：数据管理技术的发展（包括三个阶段）：1.人工管理阶段人工管理阶段 20世纪世纪50年代中期以前，计算机主要应用于科年代中期以前，计算机主要应用于科学计算，数据量较少，一般不需要长期保存数据。学计算，数据量较少，一般不需要长期保存数据。硬件方面，没有磁盘等直接存取的外存储器。软件硬件方面，没有磁盘等直接存取的外存储器。软件方面，没有对数据进行管理的系统软件。方面，没有对数据进行管理的系统软件。人工管理阶段的特点：人工管理阶段的特点：这一时期的数据由于是面向应用程序的，应用这一时期的数据由于是面向应用程序的，应用程序与其处理的数据结合成一个整体。程序与其处理的数据结合成一个整体。（1）数据不保存；）数据不保存；（2）应用程序管理数据；应用程序管理数据；（3）数据不能共享；）数据不能共享；（4）数据不具有独立性；）数据不具有独立性；.12121.1.2 数据管理技术的发展（包括三个阶段）：1.人工人工管理阶段的程序与数据的关系：人工管理阶段的程序与数据的关系：数据的组织面向应用程序，不同的程序之间数据的组织面向应用程序，不同的程序之间数据的组织面向应用程序，不同的程序之间数据的组织面向应用程序，不同的程序之间不能共享数据。不能共享数据。不能共享数据。不能共享数据。.1313人工管理阶段的程序与数据的关系：数据的组织面向应用程 2.2.文件系统阶段（专门管理数据的计算机软件）文件系统阶段（专门管理数据的计算机软件）文件系统阶段（专门管理数据的计算机软件）文件系统阶段（专门管理数据的计算机软件）20 20世纪世纪世纪世纪5050年代后期至年代后期至年代后期至年代后期至6060年代中期，计算机年代中期，计算机年代中期，计算机年代中期，计算机开始大量用于数据管理。硬件上出现了直接存开始大量用于数据管理。硬件上出现了直接存开始大量用于数据管理。硬件上出现了直接存开始大量用于数据管理。硬件上出现了直接存取的大容量外存储器，如磁盘、磁鼓等，这为取的大容量外存储器，如磁盘、磁鼓等，这为取的大容量外存储器，如磁盘、磁鼓等，这为取的大容量外存储器，如磁盘、磁鼓等，这为计算机系统管理数据提供了物质基础。软件方计算机系统管理数据提供了物质基础。软件方计算机系统管理数据提供了物质基础。软件方计算机系统管理数据提供了物质基础。软件方面，出现了操作系统，其中包含文件系统，这面，出现了操作系统，其中包含文件系统，这面，出现了操作系统，其中包含文件系统，这面，出现了操作系统，其中包含文件系统，这又为数据管理提供了技术支持。又为数据管理提供了技术支持。又为数据管理提供了技术支持。又为数据管理提供了技术支持。文件系统提供了在外存储器上长期保存数文件系统提供了在外存储器上长期保存数文件系统提供了在外存储器上长期保存数文件系统提供了在外存储器上长期保存数据并对数据进行存取的手段。文件的逻辑结构据并对数据进行存取的手段。文件的逻辑结构据并对数据进行存取的手段。文件的逻辑结构据并对数据进行存取的手段。文件的逻辑结构与存储结构有一定区别，即程序与数据有一定与存储结构有一定区别，即程序与数据有一定与存储结构有一定区别，即程序与数据有一定与存储结构有一定区别，即程序与数据有一定的独立性。数据的存储结构变化，不一定影响的独立性。数据的存储结构变化，不一定影响的独立性。数据的存储结构变化，不一定影响的独立性。数据的存储结构变化，不一定影响到程序，因此程序员可集中精力进行算法设计，到程序，因此程序员可集中精力进行算法设计，到程序，因此程序员可集中精力进行算法设计，到程序，因此程序员可集中精力进行算法设计，并大大减少了维护程序的工作量。并大大减少了维护程序的工作量。并大大减少了维护程序的工作量。并大大减少了维护程序的工作量。.1414 2.文件系统阶段（专门管理数据的计算机软件）.14文件系统阶段的特点：文件系统阶段的特点：（1 1）数据可以长期保存；数据可以长期保存；数据可以长期保存；数据可以长期保存；（2 2）文件系统管理数据；文件系统管理数据；文件系统管理数据；文件系统管理数据；（3 3）数据的共享性差，冗余度大；数据的共享性差，冗余度大；数据的共享性差，冗余度大；数据的共享性差，冗余度大；（4 4）数据独立性差数据独立性差数据独立性差数据独立性差 ；.1515.15文件系统阶段程序与数据的关系：文件系统阶段程序与数据的关系：.1616文件系统阶段程序与数据的关系：.16 3 3数据库系统阶段数据库系统阶段数据库系统阶段数据库系统阶段 20 20世纪世纪世纪世纪6060年代后期，计算机在管理中应用规模年代后期，计算机在管理中应用规模年代后期，计算机在管理中应用规模年代后期，计算机在管理中应用规模更加庞大、数据量急剧增加，数据共享性更强。硬更加庞大、数据量急剧增加，数据共享性更强。硬更加庞大、数据量急剧增加，数据共享性更强。硬更加庞大、数据量急剧增加，数据共享性更强。硬件价格下降，软件价格上升，编制和维护软件所需件价格下降，软件价格上升，编制和维护软件所需件价格下降，软件价格上升，编制和维护软件所需件价格下降，软件价格上升，编制和维护软件所需成本相对增加，其中维护成本更高。这些成为数据成本相对增加，其中维护成本更高。这些成为数据成本相对增加，其中维护成本更高。这些成为数据成本相对增加，其中维护成本更高。这些成为数据管理在文件系统的基础上发展到数据库系统的原动管理在文件系统的基础上发展到数据库系统的原动管理在文件系统的基础上发展到数据库系统的原动管理在文件系统的基础上发展到数据库系统的原动力。力。力。力。在数据库系统中，由一种叫做在数据库系统中，由一种叫做在数据库系统中，由一种叫做在数据库系统中，由一种叫做数据库管理系统数据库管理系统数据库管理系统数据库管理系统（DBMSDBMS：Database Management SystemsDatabase Management Systems）的系统）的系统）的系统）的系统软件来对数据进行统一的控制和管理，从而有效地软件来对数据进行统一的控制和管理，从而有效地软件来对数据进行统一的控制和管理，从而有效地软件来对数据进行统一的控制和管理，从而有效地减少了数据冗余，实现了数据共享，解决了数据独减少了数据冗余，实现了数据共享，解决了数据独减少了数据冗余，实现了数据共享，解决了数据独减少了数据冗余，实现了数据共享，解决了数据独立性问题，并提供统一的安全性、完整性和并发控立性问题，并提供统一的安全性、完整性和并发控立性问题，并提供统一的安全性、完整性和并发控立性问题，并提供统一的安全性、完整性和并发控制功能。制功能。制功能。制功能。.1717 3数据库系统阶段.17数据库系统阶段的特点：数据库系统阶段的特点：（1 1 1 1）数据结构化；）数据结构化；）数据结构化；）数据结构化；（2 2 2 2）数据共享性高，冗余度小，具有高度的物）数据共享性高，冗余度小，具有高度的物）数据共享性高，冗余度小，具有高度的物）数据共享性高，冗余度小，具有高度的物 理独立性和逻辑独立性；理独立性和逻辑独立性；理独立性和逻辑独立性；理独立性和逻辑独立性；（3 3 3 3）具有良好的用户接口；）具有良好的用户接口；）具有良好的用户接口；）具有良好的用户接口；（4 4 4 4）对数据实行统一管理和控制；）对数据实行统一管理和控制；）对数据实行统一管理和控制；）对数据实行统一管理和控制；.1818数据库系统阶段的特点：（1）数据结构化；.18数据库系统阶段程序与数据的关系：数据库系统阶段程序与数据的关系：.1919数据库系统阶段程序与数据的关系：.191.2.1 1.2.1 数据库系统（数据库系统（数据库系统（数据库系统（Date Base SystemDate Base System，简称，简称，简称，简称DBSDBS）:数据库系统数据库系统数据库系统数据库系统是把有关计算机硬件、软件、数是把有关计算机硬件、软件、数是把有关计算机硬件、软件、数是把有关计算机硬件、软件、数据和人员组合起来为用户提供信息服务的系统。据和人员组合起来为用户提供信息服务的系统。据和人员组合起来为用户提供信息服务的系统。据和人员组合起来为用户提供信息服务的系统。因此，数据库系统是由计算机系统、数据库及其因此，数据库系统是由计算机系统、数据库及其因此，数据库系统是由计算机系统、数据库及其因此，数据库系统是由计算机系统、数据库及其描述机构、数据库管理系统和有关人员组成，是描述机构、数据库管理系统和有关人员组成，是描述机构、数据库管理系统和有关人员组成，是描述机构、数据库管理系统和有关人员组成，是由这几个方面组成的具有高度组织性的总体。由这几个方面组成的具有高度组织性的总体。由这几个方面组成的具有高度组织性的总体。由这几个方面组成的具有高度组织性的总体。数据库系统数据库系统数据库系统数据库系统（DBSDBS）的四要素：数据库、软的四要素：数据库、软的四要素：数据库、软的四要素：数据库、软件系统、硬件系统、数据库系统有关人员。件系统、硬件系统、数据库系统有关人员。件系统、硬件系统、数据库系统有关人员。件系统、硬件系统、数据库系统有关人员。1.2 1.2 数据库系统的组成与结构数据库系统的组成与结构.20201.2.1 数据库系统（Date Base System，简“数据库系统数据库系统数据库系统数据库系统”（DBSDBSDBSDBS）的组成：）的组成：）的组成：）的组成：1.1.1.1.数据库数据库数据库数据库（Date Base,Date Base,Date Base,Date Base,简称简称简称简称DBDBDBDB）存储在计算机外部存储介质（包括存储在计算机外部存储介质（包括存储在计算机外部存储介质（包括存储在计算机外部存储介质（包括磁带、磁带、磁带、磁带、磁盘、光盘或其他外存介质）磁盘、光盘或其他外存介质）磁盘、光盘或其他外存介质）磁盘、光盘或其他外存介质）上的结构化的数上的结构化的数上的结构化的数上的结构化的数据集合。据集合。据集合。据集合。2.2.2.2.硬件系统硬件系统硬件系统硬件系统 数据库系统对计算机硬件的要求除要求数据库系统对计算机硬件的要求除要求数据库系统对计算机硬件的要求除要求数据库系统对计算机硬件的要求除要求CPUCPUCPUCPU的处理速度高、内存容量大以外，还要求的处理速度高、内存容量大以外，还要求的处理速度高、内存容量大以外，还要求的处理速度高、内存容量大以外，还要求有足够的外存空间以存储数据库中的数据。有足够的外存空间以存储数据库中的数据。有足够的外存空间以存储数据库中的数据。有足够的外存空间以存储数据库中的数据。.2121“数据库系统”（DBS）的组成：.21 3.3.软件系统软件系统软件系统软件系统 数据库系统中的软件包括数据库管理系统数据库系统中的软件包括数据库管理系统数据库系统中的软件包括数据库管理系统数据库系统中的软件包括数据库管理系统(DBMS)(DBMS)、操作系统、数据库应用程序及相关软件、操作系统、数据库应用程序及相关软件、操作系统、数据库应用程序及相关软件、操作系统、数据库应用程序及相关软件等。等。等。等。数据库管理系统数据库管理系统数据库管理系统数据库管理系统(DBMS)(DBMS)是数据库系统的核心是数据库系统的核心是数据库系统的核心是数据库系统的核心软件之一。它提供数据定义、数据操作、数据库软件之一。它提供数据定义、数据操作、数据库软件之一。它提供数据定义、数据操作、数据库软件之一。它提供数据定义、数据操作、数据库管理、数据库建立和维护以及通信等功能。如：管理、数据库建立和维护以及通信等功能。如：管理、数据库建立和维护以及通信等功能。如：管理、数据库建立和维护以及通信等功能。如：Visual FoxProVisual FoxPro、SQL ServerSQL Server等。等。等。等。.2222 3.软件系统.22 4.数据库系统的有关人员数据库系统的有关人员(1)(1)数数数数据据据据库库库库管管管管理理理理员员员员（DataBase DataBase AdministratorAdministrator，简简简简称称称称DBADBA）：）：）：）：大型数据库通常由专业人员设计，还要有专职大型数据库通常由专业人员设计，还要有专职大型数据库通常由专业人员设计，还要有专职大型数据库通常由专业人员设计，还要有专职的数据库管理员（的数据库管理员（的数据库管理员（的数据库管理员（DBADBADBADBA）进行管理。）进行管理。）进行管理。）进行管理。(2)(2)用户：用户：用户：用户：数据库系统的用户分为以下两类：数据库系统的用户分为以下两类：数据库系统的用户分为以下两类：数据库系统的用户分为以下两类：最终用户：分为：偶然用户、简单用户和复杂用户。最终用户：分为：偶然用户、简单用户和复杂用户。最终用户：分为：偶然用户、简单用户和复杂用户。最终用户：分为：偶然用户、简单用户和复杂用户。专业用户：这类用户主要是应用系统开发人员。专业用户：这类用户主要是应用系统开发人员。专业用户：这类用户主要是应用系统开发人员。专业用户：这类用户主要是应用系统开发人员。.2323 4.数据库系统的有关人员.23数据库系统（数据库系统（DBS）.2424数据库系统（DBS）.24 1.2.2 1.2.2 数据库系统的三级模式结构数据库系统的三级模式结构数据库系统的三级模式结构数据库系统的三级模式结构 为了有效地组织、管理数据，提高数据库为了有效地组织、管理数据，提高数据库为了有效地组织、管理数据，提高数据库为了有效地组织、管理数据，提高数据库的逻辑独立性和物理独立性，人们为数据库设的逻辑独立性和物理独立性，人们为数据库设的逻辑独立性和物理独立性，人们为数据库设的逻辑独立性和物理独立性，人们为数据库设计了一个严谨的体系结构，数据库领域公认的计了一个严谨的体系结构，数据库领域公认的计了一个严谨的体系结构，数据库领域公认的计了一个严谨的体系结构，数据库领域公认的标准结构是三级模式结构，它包括外模式、模标准结构是三级模式结构，它包括外模式、模标准结构是三级模式结构，它包括外模式、模标准结构是三级模式结构，它包括外模式、模式和内模式。式和内模式。式和内模式。式和内模式。.2525 1.2.2 数据库系统的三级模式结构.25 美国国家标准委员会（美国国家标准委员会（美国国家标准委员会（美国国家标准委员会（ANSIANSI：American American National Standards InstituteNational Standards Institute）的数据库管理系统）的数据库管理系统）的数据库管理系统）的数据库管理系统研究小组于研究小组于研究小组于研究小组于19751975年提出了标准化的建议，将数据年提出了标准化的建议，将数据年提出了标准化的建议，将数据年提出了标准化的建议，将数据库结构分为库结构分为库结构分为库结构分为3 3级：级：级：级：外模式：外模式：外模式：外模式：对应用户级数据库，面向用户或应用程序对应用户级数据库，面向用户或应用程序对应用户级数据库，面向用户或应用程序对应用户级数据库，面向用户或应用程序员。员。员。员。模式（概念模式）：模式（概念模式）：模式（概念模式）：模式（概念模式）：对应概念级模式，面向数据库对应概念级模式，面向数据库对应概念级模式，面向数据库对应概念级模式，面向数据库管理员。管理员。管理员。管理员。内模式（存储模式）：内模式（存储模式）：内模式（存储模式）：内模式（存储模式）：对应物理级数据库，面向系对应物理级数据库，面向系对应物理级数据库，面向系对应物理级数据库，面向系统程序员。统程序员。统程序员。统程序员。*使不同级别的用户对数据库形成不同的视图。使不同级别的用户对数据库形成不同的视图。使不同级别的用户对数据库形成不同的视图。使不同级别的用户对数据库形成不同的视图。.2626 美国国家标准委员会（ANSI：Ame数据库分级结构图数据库分级结构图.2727数据库分级结构图.27.2828.281 1模式模式模式模式模模模模式式式式也也也也称称称称为为为为逻逻逻逻辑辑辑辑模模模模式式式式或或或或概概概概念念念念模模模模式式式式，是是是是对对对对数数数数据据据据库库库库的的的的整整整整体体体体逻逻逻逻辑辑辑辑结结结结构构构构和和和和特特特特征征征征的的的的描描描描述述述述，是是是是数数数数据据据据库库库库系系系系统统统统模模模模式式式式结结结结构的中间层。一个数据库只有一个模式。构的中间层。一个数据库只有一个模式。构的中间层。一个数据库只有一个模式。构的中间层。一个数据库只有一个模式。模式并不涉及数据的物理存储细节和硬件环模式并不涉及数据的物理存储细节和硬件环模式并不涉及数据的物理存储细节和硬件环模式并不涉及数据的物理存储细节和硬件环境。境。境。境。2 2内模式内模式内模式内模式内模式也称为存储模式，它是数据库在物理存储器内模式也称为存储模式，它是数据库在物理存储器内模式也称为存储模式，它是数据库在物理存储器内模式也称为存储模式，它是数据库在物理存储器上具体存储实现的描述，是数据在数据库内部的上具体存储实现的描述，是数据在数据库内部的上具体存储实现的描述，是数据在数据库内部的上具体存储实现的描述，是数据在数据库内部的表示方法，也是数据物理结构和存储方式的描述。表示方法，也是数据物理结构和存储方式的描述。表示方法，也是数据物理结构和存储方式的描述。表示方法，也是数据物理结构和存储方式的描述。一个数据库只有一个内模式。一个数据库只有一个内模式。一个数据库只有一个内模式。一个数据库只有一个内模式。.29291模式.293 3外模式外模式外模式外模式外外外外模模模模式式式式也也也也称称称称为为为为子子子子模模模模式式式式或或或或用用用用户户户户模模模模式式式式，它它它它是是是是数数数数据据据据和和和和用用用用户户户户能能能能够够够够看看看看见见见见和和和和使使使使用用用用的的的的局局局局部部部部数数数数据据据据的的的的逻逻逻逻辑辑辑辑结结结结构构构构和和和和特特特特征征征征的的的的描描描描述述述述，是是是是数数数数据据据据和和和和用用用用户户户户的的的的数数数数据据据据视视视视图图图图，是是是是与与与与某某某某一一一一应应应应用用用用有关的数据的逻辑表示。有关的数据的逻辑表示。有关的数据的逻辑表示。有关的数据的逻辑表示。外外外外模模模模式式式式一一一一般般般般是是是是模模模模式式式式的的的的子子子子集集集集。一一一一个个个个模模模模式式式式可可可可以以以以有有有有多多多多个个个个外外外外模式。一个应用程序只能使用一个外模式。模式。一个应用程序只能使用一个外模式。模式。一个应用程序只能使用一个外模式。模式。一个应用程序只能使用一个外模式。外模式是保证数据库安全性的一个有力措施。外模式是保证数据库安全性的一个有力措施。外模式是保证数据库安全性的一个有力措施。外模式是保证数据库安全性的一个有力措施。.30303外模式.30 在一个数据库系统中，只有惟一的数在一个数据库系统中，只有惟一的数据库，因而作为定义、描述数据库存储结据库，因而作为定义、描述数据库存储结构（物理级）的内模式和定义、描述数据构（物理级）的内模式和定义、描述数据库逻辑结构（总体观）的模式，也是惟一库逻辑结构（总体观）的模式，也是惟一的，但建立在数据库系统之上的应用则是的，但建立在数据库系统之上的应用则是非常广泛、多样的，所以对应的外模式非常广泛、多样的，所以对应的外模式（用户观）不是惟一的，也不可能惟一。（用户观）不是惟一的，也不可能惟一。.3131.311.2.31.2.3 模式之间的映射模式之间的映射模式之间的映射模式之间的映射 （1 1 1 1）“外模式外模式外模式外模式/模式模式模式模式”之间的映射之间的映射之间的映射之间的映射 这这这这种种种种映映映映射射射射将将将将用用用用户户户户数数数数据据据据库库库库与与与与概概概概念念念念数数数数据据据据库库库库联联联联系系系系起起起起来来来来；实实实实现现现现了了了了数数数数据据据据与与与与程程程程序序序序的的的的逻逻逻逻辑辑辑辑独独独独立立立立性性性性，简简简简称称称称数数数数据据据据的的的的逻逻逻逻辑独立性。辑独立性。辑独立性。辑独立性。（2 2 2 2）“模式模式模式模式/内模式内模式内模式内模式”之间的映射之间的映射之间的映射之间的映射 这种映射把概念数据库与物理数据库联系起来。这种映射把概念数据库与物理数据库联系起来。这种映射把概念数据库与物理数据库联系起来。这种映射把概念数据库与物理数据库联系起来。模式与内模式的映射使全局逻辑数据独立于物理模式与内模式的映射使全局逻辑数据独立于物理模式与内模式的映射使全局逻辑数据独立于物理模式与内模式的映射使全局逻辑数据独立于物理数据，保证了数据与程序的物理独立性，简称数数据，保证了数据与程序的物理独立性，简称数数据，保证了数据与程序的物理独立性，简称数数据，保证了数据与程序的物理独立性，简称数据的物理独立性。据的物理独立性。据的物理独立性。据的物理独立性。.32321.2.3 模式之间的映射.321.2.4 1.2.4 数据库系统的特点数据库系统的特点数据库系统的特点数据库系统的特点1 1数据共享数据共享数据共享数据共享2 2减少数据冗余减少数据冗余减少数据冗余减少数据冗余3 3具有较高的数据独立性具有较高的数据独立性具有较高的数据独立性具有较高的数据独立性4 4增强了数据安全性和完整性保护增强了数据安全性和完整性保护增强了数据安全性和完整性保护增强了数据安全性和完整性保护 1.4“1.4“数据库管理系统数据库管理系统数据库管理系统数据库管理系统”请同学们课下自学。请同学们课下自学。请同学们课下自学。请同学们课下自学。.33331.2.4 数据库系统的特点.331.3 1.3 数据模型数据模型1.3.1 1.3.1 什么是数据模型什么是数据模型什么是数据模型什么是数据模型1 1模型的分类（模型的分类（模型的分类（模型的分类（2 2类）类）类）类）一种模型是一种模型是一种模型是一种模型是概念模型概念模型概念模型概念模型（信息模型），它是按照用户的（信息模型），它是按照用户的（信息模型），它是按照用户的（信息模型），它是按照用户的观点进行数据信息建模，主要用于数据库的设计。观点进行数据信息建模，主要用于数据库的设计。观点进行数据信息建模，主要用于数据库的设计。观点进行数据信息建模，主要用于数据库的设计。另一种模型是另一种模型是另一种模型是另一种模型是数据模型数据模型数据模型数据模型，这种模型是按计算机系统，这种模型是按计算机系统，这种模型是按计算机系统，这种模型是按计算机系统的观点对数据建模，主要用于的观点对数据建模，主要用于的观点对数据建模，主要用于的观点对数据建模，主要用于DBMSDBMS的设计。的设计。的设计。的设计。数据模型数据模型数据模型数据模型是对客观事物及其联系的数据描述，反映实是对客观事物及其联系的数据描述，反映实是对客观事物及其联系的数据描述，反映实是对客观事物及其联系的数据描述，反映实体内部和实体之间的联系。数据模型是信息模型在体内部和实体之间的联系。数据模型是信息模型在体内部和实体之间的联系。数据模型是信息模型在体内部和实体之间的联系。数据模型是信息模型在数据世界中的表示形式。可将数据世界中的表示形式。可将数据世界中的表示形式。可将数据世界中的表示形式。可将数据模型数据模型数据模型数据模型分为三类：分为三类：分为三类：分为三类：网状模型、层次模型和关系模型。详见后面的网状模型、层次模型和关系模型。详见后面的网状模型、层次模型和关系模型。详见后面的网状模型、层次模型和关系模型。详见后面的1.3.31.3.3。.34341.3 数据模型1.3.1 什么是数据模型.342 2 2 2数据模型的三要素数据模型的三要素数据模型的三要素数据模型的三要素*：（1 1 1 1）数据结构）数据结构）数据结构）数据结构数据结构是所研究对象类型的集合，这些对象组数据结构是所研究对象类型的集合，这些对象组数据结构是所研究对象类型的集合，这些对象组数据结构是所研究对象类型的集合，这些对象组成数据库。按照数据结构类型的不同，将数据成数据库。按照数据结构类型的不同，将数据成数据库。按照数据结构类型的不同，将数据成数据库。按照数据结构类型的不同，将数据模型划分为层次模型、网状模型和关系模型。模型划分为层次模型、网状模型和关系模型。模型划分为层次模型、网状模型和关系模型。模型划分为层次模型、网状模型和关系模型。（2 2 2 2）数据操纵）数据操纵）数据操纵）数据操纵数据操纵是指对数据库中各种对象实例的操作。数据操纵是指对数据库中各种对象实例的操作。数据操纵是指对数据库中各种对象实例的操作。数据操纵是指对数据库中各种对象实例的操作。（3 3 3 3）数据的完整性约束）数据的完整性约束）数据的完整性约束）数据的完整性约束数据的完整性约束是指在给定的数据模型中，数数据的完整性约束是指在给定的数据模型中，数数据的完整性约束是指在给定的数据模型中，数数据的完整性约束是指在给定的数据模型中，数据及其数据关联所遵守的一组规则。用以保证据及其数据关联所遵守的一组规则。用以保证据及其数据关联所遵守的一组规则。用以保证据及其数据关联所遵守的一组规则。用以保证数据库中数据的正确性、一致性。数据库中数据的正确性、一致性。数据库中数据的正确性、一致性。数据库中数据的正确性、一致性。.35352数据模型的三要素*：.351.3.2 1.3.2 概念模型概念模型概念模型概念模型概念模型也称为概念模型也称为概念模型也称为概念模型也称为“信息模型信息模型信息模型信息模型”。信息模型就是信息模型就是信息模型就是信息模型就是人们为正确直观地反映客观事物及其联系，人们为正确直观地反映客观事物及其联系，人们为正确直观地反映客观事物及其联系，人们为正确直观地反映客观事物及其联系，对所研究的信息世界对所研究的信息世界对所研究的信息世界对所研究的信息世界 建立的一个抽象的模型。建立的一个抽象的模型。建立的一个抽象的模型。建立的一个抽象的模型。是现实世界到信息世界的第一层抽象，是数是现实世界到信息世界的第一层抽象，是数是现实世界到信息世界的第一层抽象，是数是现实世界到信息世界的第一层抽象，是数据库设计人员和用户之间进行交流的语言。据库设计人员和用户之间进行交流的语言。据库设计人员和用户之间进行交流的语言。据库设计人员和用户之间进行交流的语言。.36361.3.2 概念模型.36现实世界客观对象的抽象过程：现实世界客观对象的抽象过程：现实世界客观对象的抽象过程：现实世界客观对象的抽象过程：.3737现实世界客观对象的抽象过程：.371 1概念模型的名词术语概念模型的名词术语概念模型的名词术语概念模型的名词术语（1 1）实体实体实体实体（EntityEntity）：客观存在并可相互区别的事物称）：客观存在并可相互区别的事物称）：客观存在并可相互区别的事物称）：客观存在并可相互区别的事物称为实体。实体既可以是实际的事物，也可以是抽象的为实体。实体既可以是实际的事物，也可以是抽象的为实体。实体既可以是实际的事物，也可以是抽象的为实体。实体既可以是实际的事物，也可以是抽象的概念或联系。概念或联系。概念或联系。概念或联系。（2 2）属性属性属性属性（AttributeAttribute）：属性就是实体所具有的特性，）：属性就是实体所具有的特性，）：属性就是实体所具有的特性，）：属性就是实体所具有的特性，一个实体可以由若干个属性描述。一个实体可以由若干个属性描述。一个实体可以由若干个属性描述。一个实体可以由若干个属性描述。（3 3）域域域域（DomainDomain）：属性的取值范围称为该属性的域。）：属性的取值范围称为该属性的域。）：属性的取值范围称为该属性的域。）：属性的取值范围称为该属性的域。（4 4）实体集实体集实体集实体集（Entity SetEntity Set）：具有相同属性的实体的集合）：具有相同属性的实体的集合）：具有相同属性的实体的集合）：具有相同属性的实体的集合称为实体集。称为实体集。称为实体集。称为实体集。（5 5）码码码码（键）（键）（键）（键）（KeyKey）：键是能够惟一地标识出一个实）：键是能够惟一地标识出一个实）：键是能够惟一地标识出一个实）：键是能够惟一地标识出一个实体集中每一个实体的属性或属性组合，键也被称为关体集中每一个实体的属性或属性组合，键也被称为关体集中每一个实体的属性或属性组合，键也被称为关体集中每一个实体的属性或属性组合，键也被称为关键字或码。键字或码。键字或码。键字或码。（6 6）联系联系联系联系（RelationshipRelationship）：联系分为两种：一种是实体）：联系分为两种：一种是实体）：联系分为两种：一种是实体）：联系分为两种：一种是实体内部各属性之间的联系，另一种是实体之间的联系。内部各属性之间的联系，另一种是实体之间的联系。内部各属性之间的联系，另一种是实体之间的联系。内部各属性之间的联系，另一种是实体之间的联系。.38381概念模型的名词术语.38.3939.39在在Visual FoxPro中，用中，用“表表”来表示同一来表示同一类实体，体，即即实体集，用体集，用“记录”来表示一个具体的来表示一个具体的实体，体，用用“字段字段”来表示来表示实体的属性。体的属性。显然，字段的然，字段的集合集合组成一个成一个记录，记录的集合的集合组成一个表。成一个表。相相应于于实体型，体型，则代表了表的代表了表的结构。构。.4040在Visual FoxPro中，用“表”来表示同一类实体，即2 2实体间的联系实体间的联系实体间的联系实体间的联系 实体之间的对应关系称为联系，它反映了现实实体之间的对应关系称为联系，它反映了现实实体之间的对应关系称为联系，它反映了现实实体之间的对应关系称为联系，它反映了现实世界事物之间的相互关联。例如，图书和出版社之世界事物之间的相互关联。例如，图书和出版社之世界事物之间的相互关联。例如，图书和出版社之世界事物之间的相互关联。例如，图书和出版社之间的关联关系为：一个出版社可出版多种书，同一间的关联关系为：一个出版社可出版多种书，同一间的关联关系为：一个出版社可出版多种书，同一间的关联关系为：一个出版社可出版多种书，同一种书只能在一个出版社出版。种书只能在一个出版社出版。种书只能在一个出版社出版。种书只能在一个出版社出版。实体间的联系是指一个实体集中可能出现的每实体间的联系是指一个实体集中可能出现的每实体间的联系是指一个实体集中可能出现的每实体间的联系是指一个实体集中可能出现的每一个实体与另一实体集中多少个具体实体存在联系。一个实体与另一实体集中多少个具体实体存在联系。一个实体与另一实体集中多少个具体实体存在联系。一个实体与另一实体集中多少个具体实体存在联系。两个实体之间有各种各样的联系，归纳起来有两个实体之间有各种各样的联系，归纳起来有两个实体之间有各种各样的联系，归纳起来有两个实体之间有各种各样的联系，归纳起来有3 3种类种类种类种类型：型：型：型：.41412实体间的联系.41（1 1）一）一）一）一对对一一一一联联系（系（系（系（1:11:1）。如果）。如果）。如果）。如果对对于于于于实实体集体集体集体集A A中的每一中的每一中的每一中的每一个个个个实实体，体，体，体，实实体集体集体集体集B B中有且只有一个中有且只有一个中有且只有一个中有且只有一个实实体与之体与之体与之体与之联联系，反系，反系，反系，反之亦然，之亦然，之亦然，之亦然，则则称称称称实实体集体集体集体集A A与与与与实实体集体集体集体集B B具有一具有一具有一具有一对对一一一一联联系。系。系。系。（2 2）一）一）一）一对对多多多多联联系（系（系（系（1:n1:n）。如果）。如果）。如果）。如果对对于于于于实实体集体集体集体集A A中的每一中的每一中的每一中的每一个个个个实实体，体，体，体，实实体集体集体集体集B B中有多个中有多个中有多个中有多个实实体与之体与之体与之体与之联联系，反之，系，反之，系，反之，系，反之，对对于于于于实实体集体集体集体集B B中的每一个中的每一个中的每一个中的每一个实实体，体，体，体，实实体集体集体集体集A A中至多只有一中至多只有一中至多只有一中至多只有一个个个个实实体与之体与之体与之体与之联联系，系，系，系，则则称称称称实实体集体集体集体集A A与与与与实实体集体集体集体集B B有一有一有一有一对对多多多多的的的的联联系。系。系。系。（3 3）多对多联系（）多对多联系（）多对多联系（）多对多联系（m:nm:n）。如果对于实体集）。如果对于实体集）。如果对于实体集）。如果对于实体集A A中的每中的每中的每中的每一个实体，实体集一个实体，实体集一个实体，实体集一个实体，实体集B B中有多个实体与之联系，而对于中有多个实体与之联系，而对于中有多个实体与之联系，而对于中有多个实体与之联系，而对于实体集实体集实体集实体集B B中的每一个实体，实体集中的每一个实体，实体集中的每一个实体，实体集中的每一个实体，实体集A A中也有多个实体中也有多个实体中也有多个实体中也有多个实体与之联系，则称实体集与之联系，则称实体集与之联系，则称实体集与之联系，则称实体集A A与实体集与实体集与实体集与实体集B B之间有多对多的之间有多对多的之间有多对多的之间有多对多的联系。联系。联系。联系。.4242（1）一对一联系（1:1）。如果对于实体集A中的每一个实体，3 3ERER模型模型模型模型信息模型有很多种，其中最为流行的一种是由美籍华信息模型有很多种，其中最为流行的一种是由美籍华信息模型有很多种，其中最为流行的一种是由美籍华信息模型有很多种，其中最为流行的一种是由美籍华人陈平山于人陈平山于人陈平山于人陈平山于19761976年提出的实体联系模型年提出的实体联系模型年提出的实体联系模型年提出的实体联系模型 （Entity-Entity-Relationship ModelRelationship Model，简称，简称，简称，简称ERER模型），这种图称模型），这种图称模型），这种图称模型），这种图称为实体为实体为实体为实体联系图，简称联系图，简称联系图，简称联系图，简称ERER图。图。图。图。ERER图有三个要素：图有三个要素：图有三个要素：图有三个要素：实体实体实体实体：用矩形表示实体，矩形内标注实体名称。：用矩形表示实体，矩形内标注实体名称。：用矩形表示实体，矩形内标注实体名称。：用矩形表示实体，矩形内标注实体名称。属性属性属性属性：用椭圆表示属性，椭圆内标注属性名称。并用：用椭圆表示属性，椭圆内标注属性名称。并用：用椭圆表示属性，椭圆内标注属性名称。并用：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。连线与实体连接起来。连线与实体连接起来。连线与实体连接起来。实体之间的联系实体之间的联系实体之间的联系实体之间的联系：用菱形表示，菱形内注明联系名称，：用菱形表示，菱形内注明联系名称，：用菱形表示，菱形内注明联系名称，：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，并在连线并用连线将菱形框分别与相关实体相连，并在连线并用连线将菱形框分别与相关实体相连，并在连线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。上注明联系类型。上注明联系类型。上注明联系类型。.43433ER模型.43(a)1:1 (a)1:1 联系联系联系联系 (b)1:n (b)1:n 联系联系联系联系 (c)m:n (c)m:n 联系联系联系联系 .4444(a)1:1 联系 (b)1:n.4545.451.3.3 1.3.3 数据库类型数据库类型数据库类型数据库类型 数据模型是对客观事物及其联系的数据描述，数据模型是对客观事物及其联系的数据描述，数据模型是对客观事物及其联系的数据描述，数据模型是对客观事物及其联系的数据描述，反映实体内部和实体之间的联系。由于采用的数反映实体内部和实体之间的联系。由于采用的数反映实体内部和实体之间的联系。由于采用的数反映实体内部和实体之间的联系。由于采用的数据模型不同，相应的数据库管理系统也就完全不据模型不同，相应的数据库管理系统也就完全不据模型不同，相应的数据库管理系统也就完全不据模型不同，相应的数据库管理系统也就完全不同。在数据库系统中，常用的数据模型有层次模同。在数据库系统中，常用的数据模型有层次模同。在数据库系统中，常用的数据模型有层次模同。在数据库系统中，常用的数据模型有层次模型、网状模型和关系模型型、网状模型和关系模型型、网状模型和关系模型型、网状模型和关系模型3 3种。种。种。种。.46461.3.3 数据库类型.46层次模型按树型结构组织数据，它是以记录类层次模型按树型结构组织数据，它是以记录类层次模型按树型结构组织数据，它是以记录类层次模型按树型结构组织数据，它是以记录类型为结点，以结点间联系为边的有序树，数型为结点，以结点间联系为边的有序树，数型为结点，以结点间联系为边的有序树，数型为结点，以结点间联系为边的有序树，数据结构为有序树或森林。据结构为有序树或森林。据结构为有序树或森林。据结构为有序树或森林。1.层次模型层次模型.4747层次模型按树型结构组织数据，它是以记录类型为结点，以结点间联层次模型有以下两个特点层次模型有以下两个特点层次模型有以下两个特点层次模型有以下两个特点:有且仅有一个结点无父结点，该结点称为根；有且仅有一个结点无父结点，该结点称为根；有且仅有一个结点无父结点，该结点称为根；有且仅有一个结点无父结点，该结点称为根；其它结点有且仅有一个父结点。其它结点有且仅有一个父结点。其它结点有且仅有一个父结点。其它结点有且仅有一个父结点。上面特点就使得用层次模型表示上面特点就使得用层次模型表示上面特点就使得用层次模型表示上面特点就使得用层次模型表示1:n1:n联系非常简联系非常简联系非常简联系非常简便，但是它不能直接表示便，但是它不能直接表示便，但是它不能直接表示便，但是它不能直接表示m:nm:n的联系。的联系。的联系。的联系。.4848层次模型有以下两个特点:.482 2网状模型网状模型网状模型网状模型网状模型用网状结构表示实体及其之间的联系，网状模型用网状结构表示实体及其之间的联系，网状模型用网状结构表示实体及其之间的联系，网状模型用网状结构表示实体及其之间的联系，网中结点之间的联系不受层次限制，可以任网中结点之间的联系不受层次限制，可以任网中结点之间的联系不受层次限制，可以任网中结点之间的联系不受层次限制，可以任意发生联系。意发生联系。意发生联系。意发生联系。.49492网状模型.49网状模型例子网状模型例子：.5050网状模型例子：.50网状模型有如下几个特点：网状模型有如下几个特点：网状模型有如下几个特点：网状模型有如下几个特点：一个子结点可以有两个或多个父结点。一个子结点可以有两个或多个父结点。一个子结点可以有两个或多个父结点。一个子结点可以有两个或多个父结点。在两个结点之间可以有两种或多种联系。在两个结点之间可以有两种或多种联系。在两个结点之间可以有两种或多种联系。在两个结点之间可以有两种或多种联系。可能有回路存在。可能有回路存在。可能有回路存在。可能有回路存在。网状模型的优点：网状模型的优点：网状模型的优点：网状模型的优点：能够更为直接地描述现实世界。能够更为直接地描述现实世界。能够更为直接地描述现实世界。能够更为直接地描述现实世界。具有良好的性能，存取效率高。具有良好的性能，存取效率高。具有良好的性能，存取效率高。具有良好的性能，存取效率高。主要缺点：主要缺点：主要缺点：主要缺点：结构复杂，不利于扩充；不容易实现。结构复杂，不利于扩充；不容易实现。结构复杂，不利于扩充；不容易实现。结构复杂，不利于扩充；不容易实现。.5151网状模型有如下几个特点：.51 在以上两种数据模型中，各实体之间在以上两种数据模型中，各实体之间的联系是用指针实现的，其优点是查询速的联系是用指针实现的，其优点是查询速度高。但是当实体集和实体集中实体的数度高。但是当实体集和实体集中实体的数目都较多时，众多的指针使得管理工作相目都较多时，众多的指针使得管理工作相当复杂，对用户来说使用也比较麻烦。当复杂，对用户来说使用也比较麻烦。.5252 在以上两种数据模型中，各实体之间的联系3 3关系模型关系模型关系模型关系模型 关系模型与层次模型和网状模型相比有着关系模型与层次模型和网状模型相比有着关系模型与层次模型和网状模型相比有着关系模型与层次模型和网状模型相比有着本质的差别，它是用二维表格来表示实体及其相本质的差别，它是用二维表格来表示实体及其相本质的差别，它是用二维表格来表示实体及其相本质的差别，它是用二维表格来表示实体及其相互之间的联系。在关系模型中，把实体集看成一互之间的联系。在关系模型中，把实体集看成一互之间的联系。在关系模型中，把实体集看成一互之间的联系。在关系模型中，把实体集看成一个二维表，每一个二维表称为一个关系。每个关个二维表，每一个二维表称为一个关系。每个关个二维表，每一个二维表称为一个关系。每个关个二维表，每一个二维表称为一个关系。每个关系均有一个名字，称为关系名。系均有一个名字，称为关系名。系均有一个名字，称为关系名。系均有一个名字，称为关系名。虽然关系模型比层次模型和网状模型发展虽然关系模型比层次模型和网状模型发展虽然关系模型比层次模型和网状模型发展虽然关系模型比层次模型和网状模型发展得晚，但是因为它建立在严格的数学理论基础上，得晚，但是因为它建立在严格的数学理论基础上，得晚，但是因为它建立在严格的数学理论基础上，得晚，但是因为它建立在严格的数学理论基础上，所以是目前比较流行的一种数据模型。自所以是目前比较流行的一种数据模型。自所以是目前比较流行的一种数据模型。自所以是目前比较流行的一种数据模型。自2020世纪世纪世纪世纪8080年代以来，新推出的数据库管理系统几乎都支年代以来，新推出的数据库管理系统几乎都支年代以来，新推出的数据库管理系统几乎都支年代以来，新推出的数据库管理系统几乎都支持关系模型，持关系模型，持关系模型，持关系模型，Visual FoxProVisual FoxPro就是一种关系数据就是一种关系数据就是一种关系数据就是一种关系数据库管理系统。库管理系统。库管理系统。库管理系统。.53533关系模型.53关系模型例子关系模型例子：.5454关系模型例子：.541.4.1 1.4.1 关系模型关系模型关系模型关系模型关系数据模型是由关系数据模型是由关系数据模型是由关系数据模型是由IBMIBM公司的公司的公司