第一章 数据库应用基础第 1 章数据库应用基础
20世纪 70年代,数据库技术得到迅速发展和推广使用 。 目前,流行的关系数据库系统有,Oracle,Sybase,SQL Server,Visual
Foxpro,Access 等 。
第一章 数据库应用基础
1,1 数据处理及数据管理
1.1.1、信息与数据
1.1.2、数据处理及数据管理
1,2 数据库系统组成
1.2.1 组成数据库系统的 5个主要部分
1.2.2 数据库系统对软、硬件要求
1.2.3 数据库系统的特点
1.3 数据模型（ Data Model）
1.3.1 实体联系模型（ ER模型）
1.3.2 数据模型
1.3.3 关系具有的性质
1.3.4 关系运算教学内容第一章 数据库应用基础
1,信息信息是人们头脑中对现实世界中客观事物以及事物之间联系的抽象反映,它向我们提供了关于现实世界实际存在的事物和联系的有用知识 。
2,数据数据是人们用各种物理符号,把信息按一定格式记载下来的有意义符号组合 。
3,数据与信息的关系数据是信息的具体的表示形式,信息是各种数据所包括的意义 。 信息可用不同的数据形式来表现,信息不随数据的表现形式而改变 。
1.1 数 据 处 理 及 数 据 管 理
1.1.1 信息与数据第一章 数据库应用基础
1.1.2 数据处理及数据管理人类历史上的数据处理活动，可以追溯到远古时代。
在漫长 的历史进程中，数据处理技术不断得到发展，它经历了手工处理、机械处理和电子处理 3个阶段。
1,数据处理数据的处理过程包括：数据收集,转换,组织,数据的输入,存储,合并,计算,更新,数据的捡索,输出等一系列活动 。
2．数据管理计算机数据管理是指计算机对数据的管理方法和手段。数据管理是指对数据的组织、分类、编码、存储、检索和维护。
第一章 数据库应用基础
3．计算机数据管理发展的 3个阶段计算机数据管理 技术经历了人工管理阶段,文件系统阶段和数据库管理系统阶段 3个阶段 。
（ 1）人工管理阶段。
（ 2）文件系统阶段。
（ 3）数据库管理系统阶段。数据库技术的主要目的是有效地管理和存取大量数据资源。包括：提高数据的共享性，使多个用户能够同时访问数据库中的数据；减小数据的冗余度，以提高数据的一致性和完整性；提供数据与应用程序的独立性，
从而减少应用程序的开发和维护代价。以数据库为中心的数据库系统，是当代数据管理的主要方式。
第一章 数据库应用基础
1,2 数 据 库 系 统 组 成
1.2.1 组成数据库系统的 5个主要部分
1,数据库数据库是某一组织或某一单位各种应用所需要保存和处理的数据的集合,数据按照某一数据模型结构化地存放在数据库中,完全地或部分地消除了数据的冗余。数据库中的数据能为用户共享。
2,数据库管理系统 （ DBMS）
数据库管理系统 （ Database Management System）,是 一种负责数据库的定义、建立、操作、管理和维护的系统管理软件。
它位于用户和操作系统之间,负责处理用户和应用程序存取、
操纵数据库的各种请求。
第一章 数据库应用基础
3．数据库管理员 （ Database Administrator,DBA）
数据库管理员是大型数据库系统的一个工作小组。主要负责数据库设计、建立、管理和维护数据库，协调各用户对数据库的要求等。
4．用户用户是数据库系统的服务对象,是使用数据库系统者,数据库系统的用户可以有两类：终端用户,应用程序员 。
5．应用系统应用系统是指在数据库管理系统提供的软件平台上，结合各领域的应用需求开发的软件产品。
第一章 数据库应用基础
1．硬件平台
（ 1） 要有足够大的内存 。
（ 2） 要有足够大的外存,存放数据库的大量数据 。
（ 3） 要具有较高的通信能力，以提高数据传送率。
1.2.2 数据库系统对软、硬件要求
2,软件
（ 1） 要有适合数据库系统功能要求的数据库管理系统软件 。
（ 2） 要有支持数据库管理系统的操作系统 。
（ 3） 高级语言及编译系统 。
（ 4） 开发工具 。
第一章 数据库应用基础
1,数据结构化数据结构面向全组织中整体数据,不再面向某个应用 。 系统易于扩充,容易增加新应用 。
2,数据的共享性好,冗余度低,易扩充 。
数据库中的整体数据可以被多个用户,多种应用共享使用；
数据共享 。
3,数据独立性高数据和程序的独立,把数据的定义从程序中分离出来,简化了应用程序的编制,大大减少程序维护的工作量 。
4,数据由数据库管理系统统一管理和控制有效地提供了数据的安全性保护,数据的完整性检查,并发控制和数据库恢复等功能 。
1.2.3 数据库系统的特点第一章 数据库应用基础
1.3 数据模型（ Data Model）
1.3.1实体联系模型（ ER模型）
1．实体联系模型实体－联系模型为数据库建模提供了 3个基本的语义概念：
实体 （ Entity）,联系 （ Relationship）,属性
（ Attributes） 。
2．实体实体是指客观存在并能够互相区别的事物,实体可以是我们看到的具体人,事,物,也可以是抽象的概念或联系 。
第一章 数据库应用基础
3．属性属性是指事物的某一方面的特征。
4．实体型属性值的集合表示一个实体，而属性的集合表示一种实体的类型，称为实体型。
5．实体联系实体联系是指实体类型之间的联系，它反映了实体类型之间的某种关联。
6．实体（型）间联系的种类：
（ 1） 一对一联系 。 （ 2） 一对多联系 。 （ 3） 多对多联系 。
第一章 数据库应用基础
1．数据模型数据模型是用来表示信息世界中的实体及其联系在数据世界中的抽象描述，它描述的是数据的逻辑结构。数据库领域中常用的数据模型有：层次模型、网状模型、关系模型和面向对象模型。
2,层次模型用树形结构表示实体及其之间联系的模型称为层次模型 。 它是以记录 （ 型 ） 为结点,以记录 （ 型 ） 之间的联系为边的有向树 。
1.3.2 数据模型第一章 数据库应用基础
4,关系模型关系模型中基本数据逻辑结构是一张二维表,用二维表结构来表示实体以及实体之间联系的模型称为关系模型 。
在关系模型中,通常把二维表称为关系,一个表的结构称为关系模式,表中的每一行称为一个元组,相当于通常的一个记录 （ 值 ） 。 每一列称为一个属性,相当于记录中的一个数据项 。 由若干个关系模式 （ 相当于记录型 ） 组成的集合,就是一个关系模型 。
3．网状模型用网状结构表示实体之间联系的模型称为网状模型。在网状模型中也以记录（型）为结点，用结点 （ Node） 表示实体，用系 （ Set） 表示两个实体之间的联系。网状模型从图论的观点看，
它是一个不加任何条件的无向图。
第一章 数据库应用基础关系模型中基本概念和术语有：关系、关系模式、域、
元组、分量、超关键字、侯选关键字、主关键字和外来关键字、视图等。
（ 1） 关系模式 (Relational Scheme)。 它由一个关系名以及它所有的属性名构成 。 它对应二维表的表头,是二维表的构成框架 （ 逻辑结构 ） 。
（ 2） 关系 (Relation)。 每一张表称为该关系模式的一个具体关系 。 它包括：关系名,表的结构和表的数据 （ 元组 ） 。
（ 3） 元组 （ Tuple） 。 二维表的一行称为关系的一个元组,
对应一个实体的数据 。
第一章 数据库应用基础
（ 4） 属性 （ Attributes） 和分量 。 二维表中的每一列称为关系的一个属性 。 列中的每一个元素,该属性的值称为分量 。
（ 5）域 （ Domain）。 属性所对应的取值变化范围叫属性的域，
（ 6） 主关键字 （ Primary Key） 。能唯一标识关系中不同元组的属性或属性组称为该关系的候选关键字。被选用的候选关键字称为主关键字。
（ 7） 外来关键字 （ Foreign Key） 。如果关系 R的某一（些）属性 A不是 R的候选关键字，而是另一关系 S的候选关键字，则称 A
为 R的外来关键字。
（ 8）视图（ SQL View）一个定制的虚拟表定义，可以是本地的、远程的或带参数的。视图可引用一个或多个表，或者引用其他视图。
第一章 数据库应用基础
1．分量必须取原子值
2．列是同质的
3．不同的列允许出自同一个域
4,列的顺序无所谓
5．任意两个元组不能完全相同
6,行的顺序无所谓
1.3.3 关系具有的性质第一章 数据库应用基础
1,关系数据库的数据操作
（ 1） 数据查询，查找用户需要的 元组 ；
（ 2） 数据插入,在关系内插入一些新的元组；
（ 3） 数据删除,在关系内删除没有用的一些元组 。
（ 4） 数据修改,在关系内修改一些元组的属性内容 。
1.3.4 关系运算第一章 数据库应用基础
2,关系代数运算关系模型中,对关系的各种操作,可以用关系代数运算表达式来表达 。 关系代数运算包括传统的集合运算和专门的关系运算 。
传统的集合运算有：并,差,交和乘积等 。 专门的关系运算有：选择,投影,连接和求商 。
第一章 数据库应用基础
（ 1） 合并 (Union)运算 。
合并 运算的运算符,∪
合并 运算的运算表达式,R1∪R 2
（ 2） 求差 (Difference)运算 。
求差 运算的运算符：－
求差 运算的运算表达式,R1－ R2
（ 3）选择 (Selection)运算。
选择 运算的运算符,σ
选择 运算的运算表达式,σ F (R)
（ 4） 投影 (Projection)运算。
投影 运算的运算符,Π
投影 运算的运算表达式,ΠA1,A2,…,An (R)
第一章 数据库应用基础
（ 5） 乘积 (Cartesian Product)运算。
乘积 运算的运算符,×
乘积 运算的运算表达式,R1× R2
（ 6） 自然连接 （ Natural join） 运算 。
自然连接 运算的运算符,∞
自然连接 运算的运算表达式,R1∞ R2
例 1.1写出查询年龄小于 20岁学生的关系 代数运算表达式 。 即求满足条件为年龄小于 20岁的选择操作 。
σ Sage < 20(Student)
例 1.2写出查询学生的姓名和所在系的关系 代数运算表达式 。
即求 Student关系上学生姓名和所在系两个属性上的投影操作 。
ΠSname,Sdept(Student)
第一章 数据库应用基础
20世纪 70年代,数据库技术得到迅速发展和推广使用 。 目前,流行的关系数据库系统有,Oracle,Sybase,SQL Server,Visual
Foxpro,Access 等 。
第一章 数据库应用基础
1,1 数据处理及数据管理
1.1.1、信息与数据
1.1.2、数据处理及数据管理
1,2 数据库系统组成
1.2.1 组成数据库系统的 5个主要部分
1.2.2 数据库系统对软、硬件要求
1.2.3 数据库系统的特点
1.3 数据模型（ Data Model）
1.3.1 实体联系模型（ ER模型）
1.3.2 数据模型
1.3.3 关系具有的性质
1.3.4 关系运算教学内容第一章 数据库应用基础
1,信息信息是人们头脑中对现实世界中客观事物以及事物之间联系的抽象反映,它向我们提供了关于现实世界实际存在的事物和联系的有用知识 。
2,数据数据是人们用各种物理符号,把信息按一定格式记载下来的有意义符号组合 。
3,数据与信息的关系数据是信息的具体的表示形式,信息是各种数据所包括的意义 。 信息可用不同的数据形式来表现,信息不随数据的表现形式而改变 。
1.1 数 据 处 理 及 数 据 管 理
1.1.1 信息与数据第一章 数据库应用基础
1.1.2 数据处理及数据管理人类历史上的数据处理活动，可以追溯到远古时代。
在漫长 的历史进程中，数据处理技术不断得到发展，它经历了手工处理、机械处理和电子处理 3个阶段。
1,数据处理数据的处理过程包括：数据收集,转换,组织,数据的输入,存储,合并,计算,更新,数据的捡索,输出等一系列活动 。
2．数据管理计算机数据管理是指计算机对数据的管理方法和手段。数据管理是指对数据的组织、分类、编码、存储、检索和维护。
第一章 数据库应用基础
3．计算机数据管理发展的 3个阶段计算机数据管理 技术经历了人工管理阶段,文件系统阶段和数据库管理系统阶段 3个阶段 。
（ 1）人工管理阶段。
（ 2）文件系统阶段。
（ 3）数据库管理系统阶段。数据库技术的主要目的是有效地管理和存取大量数据资源。包括：提高数据的共享性，使多个用户能够同时访问数据库中的数据；减小数据的冗余度，以提高数据的一致性和完整性；提供数据与应用程序的独立性，
从而减少应用程序的开发和维护代价。以数据库为中心的数据库系统，是当代数据管理的主要方式。
第一章 数据库应用基础
1,2 数 据 库 系 统 组 成
1.2.1 组成数据库系统的 5个主要部分
1,数据库数据库是某一组织或某一单位各种应用所需要保存和处理的数据的集合,数据按照某一数据模型结构化地存放在数据库中,完全地或部分地消除了数据的冗余。数据库中的数据能为用户共享。
2,数据库管理系统 （ DBMS）
数据库管理系统 （ Database Management System）,是 一种负责数据库的定义、建立、操作、管理和维护的系统管理软件。
它位于用户和操作系统之间,负责处理用户和应用程序存取、
操纵数据库的各种请求。
第一章 数据库应用基础
3．数据库管理员 （ Database Administrator,DBA）
数据库管理员是大型数据库系统的一个工作小组。主要负责数据库设计、建立、管理和维护数据库，协调各用户对数据库的要求等。
4．用户用户是数据库系统的服务对象,是使用数据库系统者,数据库系统的用户可以有两类：终端用户,应用程序员 。
5．应用系统应用系统是指在数据库管理系统提供的软件平台上，结合各领域的应用需求开发的软件产品。
第一章 数据库应用基础
1．硬件平台
（ 1） 要有足够大的内存 。
（ 2） 要有足够大的外存,存放数据库的大量数据 。
（ 3） 要具有较高的通信能力，以提高数据传送率。
1.2.2 数据库系统对软、硬件要求
2,软件
（ 1） 要有适合数据库系统功能要求的数据库管理系统软件 。
（ 2） 要有支持数据库管理系统的操作系统 。
（ 3） 高级语言及编译系统 。
（ 4） 开发工具 。
第一章 数据库应用基础
1,数据结构化数据结构面向全组织中整体数据,不再面向某个应用 。 系统易于扩充,容易增加新应用 。
2,数据的共享性好,冗余度低,易扩充 。
数据库中的整体数据可以被多个用户,多种应用共享使用；
数据共享 。
3,数据独立性高数据和程序的独立,把数据的定义从程序中分离出来,简化了应用程序的编制,大大减少程序维护的工作量 。
4,数据由数据库管理系统统一管理和控制有效地提供了数据的安全性保护,数据的完整性检查,并发控制和数据库恢复等功能 。
1.2.3 数据库系统的特点第一章 数据库应用基础
1.3 数据模型（ Data Model）
1.3.1实体联系模型（ ER模型）
1．实体联系模型实体－联系模型为数据库建模提供了 3个基本的语义概念：
实体 （ Entity）,联系 （ Relationship）,属性
（ Attributes） 。
2．实体实体是指客观存在并能够互相区别的事物,实体可以是我们看到的具体人,事,物,也可以是抽象的概念或联系 。
第一章 数据库应用基础
3．属性属性是指事物的某一方面的特征。
4．实体型属性值的集合表示一个实体，而属性的集合表示一种实体的类型，称为实体型。
5．实体联系实体联系是指实体类型之间的联系，它反映了实体类型之间的某种关联。
6．实体（型）间联系的种类：
（ 1） 一对一联系 。 （ 2） 一对多联系 。 （ 3） 多对多联系 。
第一章 数据库应用基础
1．数据模型数据模型是用来表示信息世界中的实体及其联系在数据世界中的抽象描述，它描述的是数据的逻辑结构。数据库领域中常用的数据模型有：层次模型、网状模型、关系模型和面向对象模型。
2,层次模型用树形结构表示实体及其之间联系的模型称为层次模型 。 它是以记录 （ 型 ） 为结点,以记录 （ 型 ） 之间的联系为边的有向树 。
1.3.2 数据模型第一章 数据库应用基础
4,关系模型关系模型中基本数据逻辑结构是一张二维表,用二维表结构来表示实体以及实体之间联系的模型称为关系模型 。
在关系模型中,通常把二维表称为关系,一个表的结构称为关系模式,表中的每一行称为一个元组,相当于通常的一个记录 （ 值 ） 。 每一列称为一个属性,相当于记录中的一个数据项 。 由若干个关系模式 （ 相当于记录型 ） 组成的集合,就是一个关系模型 。
3．网状模型用网状结构表示实体之间联系的模型称为网状模型。在网状模型中也以记录（型）为结点，用结点 （ Node） 表示实体，用系 （ Set） 表示两个实体之间的联系。网状模型从图论的观点看，
它是一个不加任何条件的无向图。
第一章 数据库应用基础关系模型中基本概念和术语有：关系、关系模式、域、
元组、分量、超关键字、侯选关键字、主关键字和外来关键字、视图等。
（ 1） 关系模式 (Relational Scheme)。 它由一个关系名以及它所有的属性名构成 。 它对应二维表的表头,是二维表的构成框架 （ 逻辑结构 ） 。
（ 2） 关系 (Relation)。 每一张表称为该关系模式的一个具体关系 。 它包括：关系名,表的结构和表的数据 （ 元组 ） 。
（ 3） 元组 （ Tuple） 。 二维表的一行称为关系的一个元组,
对应一个实体的数据 。
第一章 数据库应用基础
（ 4） 属性 （ Attributes） 和分量 。 二维表中的每一列称为关系的一个属性 。 列中的每一个元素,该属性的值称为分量 。
（ 5）域 （ Domain）。 属性所对应的取值变化范围叫属性的域，
（ 6） 主关键字 （ Primary Key） 。能唯一标识关系中不同元组的属性或属性组称为该关系的候选关键字。被选用的候选关键字称为主关键字。
（ 7） 外来关键字 （ Foreign Key） 。如果关系 R的某一（些）属性 A不是 R的候选关键字，而是另一关系 S的候选关键字，则称 A
为 R的外来关键字。
（ 8）视图（ SQL View）一个定制的虚拟表定义，可以是本地的、远程的或带参数的。视图可引用一个或多个表，或者引用其他视图。
第一章 数据库应用基础
1．分量必须取原子值
2．列是同质的
3．不同的列允许出自同一个域
4,列的顺序无所谓
5．任意两个元组不能完全相同
6,行的顺序无所谓
1.3.3 关系具有的性质第一章 数据库应用基础
1,关系数据库的数据操作
（ 1） 数据查询，查找用户需要的 元组 ；
（ 2） 数据插入,在关系内插入一些新的元组；
（ 3） 数据删除,在关系内删除没有用的一些元组 。
（ 4） 数据修改,在关系内修改一些元组的属性内容 。
1.3.4 关系运算第一章 数据库应用基础
2,关系代数运算关系模型中,对关系的各种操作,可以用关系代数运算表达式来表达 。 关系代数运算包括传统的集合运算和专门的关系运算 。
传统的集合运算有：并,差,交和乘积等 。 专门的关系运算有：选择,投影,连接和求商 。
第一章 数据库应用基础
（ 1） 合并 (Union)运算 。
合并 运算的运算符,∪
合并 运算的运算表达式,R1∪R 2
（ 2） 求差 (Difference)运算 。
求差 运算的运算符：－
求差 运算的运算表达式,R1－ R2
（ 3）选择 (Selection)运算。
选择 运算的运算符,σ
选择 运算的运算表达式,σ F (R)
（ 4） 投影 (Projection)运算。
投影 运算的运算符,Π
投影 运算的运算表达式,ΠA1,A2,…,An (R)
第一章 数据库应用基础
（ 5） 乘积 (Cartesian Product)运算。
乘积 运算的运算符,×
乘积 运算的运算表达式,R1× R2
（ 6） 自然连接 （ Natural join） 运算 。
自然连接 运算的运算符,∞
自然连接 运算的运算表达式,R1∞ R2
例 1.1写出查询年龄小于 20岁学生的关系 代数运算表达式 。 即求满足条件为年龄小于 20岁的选择操作 。
σ Sage < 20(Student)
例 1.2写出查询学生的姓名和所在系的关系 代数运算表达式 。
即求 Student关系上学生姓名和所在系两个属性上的投影操作 。
ΠSname,Sdept(Student)
第一章 数据库应用基础
