第一章 数据库相关理论知识
? 数据库的基础知识
主要介绍一些基本概念，及重点概念的相关知识
点的介绍。
? 关系数据库的相关知识点
关系模型
关系数据库理论
? 数据库设计
数据库设计的任务、内容、步骤及概念结构
设计和逻辑结构设计。
第一章 数据库相关理论知识
? 数据库涉及的一些基本概念
?信息、数据、数据解释
信息 __ 指的是现实世界事物的存在方式或运动状态的反映。
数据 __ 存储的基本对象，描述事物的符号记录。承载信息的载体。
数据解释 __ 对数据语义的说明。
信息、数据、数据解释 的关系
数据语义就是数据承载的信息。数据与数据承载的信息是不可分
的。数据是信息的载体，是符号的表示；信息是数据的内容，是数
据的语义解释。
数据处理 __ 对数据进行加工、收集、传播。
第一章 数据库相关理论知识
? 数据库涉及的一些基本概念
?数据管理技术的发展
人工管理阶段
数据不长期存在计算机中，数据和程序结合在一起，且不能共
享不具有独立性。
文件系统阶段
数据可以以文件的形式存在计算机当中，可以共享，但是数据
和数据之间彼此孤立，不能反映数据之间的联系。
数据库系统阶段
数据共享性高、冗余度低、易扩充，由 DBMS统一管理和控制
第一章 数据库相关理论知识
? 数据库涉及的一些基本概念
?数据库、数据库管理系统、数据库系统
数据库 __ 长期存储在计算机内的、有组织的、可共享的数据集合。
特点,1、数据库中的数据按一定的数据模型组织、描述和存储
2、冗余度低
3、有较高的数据独立性和易扩充性
4、可以为各种合法用户所共享
数据库管理系统 __ 位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件，
可以完成数据的组织、存储、维护、获取等任务
数据库系统 __ 是采用数据库技术的计算机系统。
第一章 数据库相关理论知识
? 数据库涉及的一些基本概念
?数据模型
现实世界数据特征的抽象，是现实世界中数据和信息在数据库的
模拟。
数据模型应满足三方面的要求：
1、能比较真实的模拟现实世界
2、容易为人所理解
3、便于在计算机中实现
分类,概念模型
结构数据模型
第一章 数据库相关理论知识
? 数据库涉及的一些基本概念
?数据模型
概念模型 __ 是现实世界到信息世界的第一次抽象，用于信息世界的
建模，也是数据库设计人员与用户之间交流的语言。
基本概念：
实体、属性、码、域、实体型、实体集、联系、一对一联系、一对多联
系、多对多联系
概念模型的表示方法 ___ E-R图
实体型：用矩形表示，矩形框内写明实体名
属性：用椭圆表示，内写明属性名，用无向边将属性与实体连起来
联系：用菱形表示，内写明联系名，用无向边将有关系的实体连接起来
，
同时在 无向边上注明联系类型。
第一章 数据库相关理论知识
? 数据库涉及的一些基本概念
?数据模型
概念模型的表示方法 ___ E-R图
例：
图书 学生借书
图书编号
图书名
作者
出版社
学号 姓名
性别
出生年月 入学时间
班级
n m
借出时间
归还时间
第一章 数据库相关理论知识
? 数据库涉及的一些基本概念
?数据模型
结构数据模型 __ 直接描述数据库中数据的逻辑结构，用于机器世
界
的第二次抽象。
常用的结构数据模型：
层次模型
网状模型
关系模型
面向对象模型
第一章 数据库相关理论知识
? 数据库涉及的一些基本概念
?数据库系统的体系结构
三级模式 两级映像
外模式
外模式 /模式映像
模式 数据独立性
模式 /内模式映像
内模式
第一章 数据库相关理论知识
? 关系数据库 __ 采用关系模型
?关系模型
数据结构
组成部分 关系操作
关系的完整性
基本术语
关系模型、属性、值域、关系模式、元组与关系、关键字或码
、候选关键字或候选码
第一章 数据库相关理论知识
? 关系数据库 __ 采用关系模型
?关系模型
关系模型的数据结构 ____ 是一种二维表格结构。
关系模型的操作 ___ SQL是关系数据库的标准语言，提供了数据
查询、数据定义、数据控制等功能来完成关
系模型的所有操作。
关系模型的数据完整性 ___ 保证模型中的数据的正确与一致。
实体完整性
参照完整性
用户自定义完整性
第一章 数据库相关理论知识
? 关系数据库 __ 采用关系模型
?关系数据理论
针对一个具体数据库应用问题，应该构造几个关系模式？如何构
造好的关系模式？每个关系模式应该由哪些属性组成，关系模式之
间存在什么样的联系？
数据依赖
由于一个学号只对应一个学生，当一个学号值确定以后，这个学
生的相关信息也就确定了，例如姓名，性别，系别等，这样我们就
称“学号”函数决定“姓名”、“性别”、“系别”，或者说“姓
名”、“性别”、“系别”函数依赖于“学号”。
完全函数依赖
第一章 数据库相关理论知识
? 关系数据库 __ 采用关系模型
?关系数据理论
关系模式的规范化
第一范式
关系作为一张二维表，对它有一个最起码的要求，表其中的每个
分量必须是不可分割的数据项
例：学生（学号、姓名、性别、系名，入学时间，家庭成员）不满
足第一范式，因为属性（家庭成员）可以再分解。所以解决方
法是进行模式分解,学生（学号、姓名、性别、系名，入学时
间）和家庭（学号、家庭成员、亲属关系）
第一章 数据库相关理论知识
? 关系数据库 __ 采用关系模型
第二范式
关系当中的每一个非主属性都必须完全函数依赖于主键 （可以是组合键
）
例,S-L-C(学号、系名、住址、课程号、成绩 )其中学号和课程号的
组合键为主键。（学号、课程号） 成绩,学号 系名
（学号、课程号） 系名 学号 系名
（学号、课程号） 住址
产生问题, 1、插入异常 2、删除异 3、修改异常
解决问题, S-C（学号、课程号、成绩）
S-L（学号、系名、住址）
完全依赖
非完全依赖
非完全依赖
第一章 数据库相关理论知识
? 关系数据库 __ 采用关系模型
第三范式
关系模式中若不存在这样的主键 X，属性组 Y及非属性组 Z具有这
样的关系,X Y,Y Z 则称此关系模式满足第三范式，不
存在传递依赖。
例,S-L（学号、系名、住址）
其中 学号 系名，系名 住址，存在传递关系，则
说明此关系模式不满足第三范式
解决,分解为 S-D(学号，系名 )
D-L(系名，住址 )
第一章 数据库相关理论知识
? 数据库设计
?数据库设计的任务、内容、与步骤
步骤,需求收集和分析
概念设计 概念设计
逻辑设计 逻辑设计
物理设计 物理设计
系统实施
试运行
运行和维护
实施
第一章 数据库相关理论知识
? 数据库设计
?需求分析
任务：调查现实世界中要处理的对象，了解现行系统的工作情况
，
确定新系统的功能，收集支持系统运行的基础数据及其处
理
方法，明确用户的各种需求。
信息需求：未来系统中要输入的数据，从数据库中要获得什
么信息。
处理要求：对数据要做什么样的处理
安全性与完整性要求
第一章 数据库相关理论知识
? 数据库设计
?需求分析
基本步骤,分析的收集 <数据及数据的约束条件、相互联系 >
分析整理
数据流程分析
数据分析统计 <输入、存储、输出的数据分别进行统计 >
数据的各种处理功能
阶段成果,系统需求说明书，主要包括数据流图、数据字典、数
据的统计表格、系统功能结构图及必要的说明。
第一章 数据库相关理论知识
? 数据库设计
?概念结构设计
方法,自顶向下 __先定义全局概念结构框架，再局部细化
自底向上 __先定义每一个局部概念结构，再按规则集成
由里向外 __先定义核心结构，再扩展
混合策略
步骤,局部设计 局部综合成全局 评审和优化
采用 E_R图方法对数据库进行概念设计
第一章 数据库相关理论知识
? 数据库设计
?逻辑结构设计
步骤,将概念结构向关系模型转换
将转换后的关系模型向 DBMS支持的数据模型转换
对数据模型进行优化
E_R图向关系模型转换规则
1、一个实体型转换为一个关系模式
2、一个 1:1联系可以转化为独立关系模式，也可以与任意一端对应的关系模式合并
3、一个 1:n联系可以转换为独立关系模式，也可以与 n端对应的关系模式合并
4、一个 m:n联系转换为一个关系模式，与该联系相连的各个实体的码及联系本身
的
属性转换为关系的属性。
? 数据库的基础知识
主要介绍一些基本概念，及重点概念的相关知识
点的介绍。
? 关系数据库的相关知识点
关系模型
关系数据库理论
? 数据库设计
数据库设计的任务、内容、步骤及概念结构
设计和逻辑结构设计。
第一章 数据库相关理论知识
? 数据库涉及的一些基本概念
?信息、数据、数据解释
信息 __ 指的是现实世界事物的存在方式或运动状态的反映。
数据 __ 存储的基本对象，描述事物的符号记录。承载信息的载体。
数据解释 __ 对数据语义的说明。
信息、数据、数据解释 的关系
数据语义就是数据承载的信息。数据与数据承载的信息是不可分
的。数据是信息的载体，是符号的表示；信息是数据的内容，是数
据的语义解释。
数据处理 __ 对数据进行加工、收集、传播。
第一章 数据库相关理论知识
? 数据库涉及的一些基本概念
?数据管理技术的发展
人工管理阶段
数据不长期存在计算机中，数据和程序结合在一起，且不能共
享不具有独立性。
文件系统阶段
数据可以以文件的形式存在计算机当中，可以共享，但是数据
和数据之间彼此孤立，不能反映数据之间的联系。
数据库系统阶段
数据共享性高、冗余度低、易扩充，由 DBMS统一管理和控制
第一章 数据库相关理论知识
? 数据库涉及的一些基本概念
?数据库、数据库管理系统、数据库系统
数据库 __ 长期存储在计算机内的、有组织的、可共享的数据集合。
特点,1、数据库中的数据按一定的数据模型组织、描述和存储
2、冗余度低
3、有较高的数据独立性和易扩充性
4、可以为各种合法用户所共享
数据库管理系统 __ 位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件，
可以完成数据的组织、存储、维护、获取等任务
数据库系统 __ 是采用数据库技术的计算机系统。
第一章 数据库相关理论知识
? 数据库涉及的一些基本概念
?数据模型
现实世界数据特征的抽象，是现实世界中数据和信息在数据库的
模拟。
数据模型应满足三方面的要求：
1、能比较真实的模拟现实世界
2、容易为人所理解
3、便于在计算机中实现
分类,概念模型
结构数据模型
第一章 数据库相关理论知识
? 数据库涉及的一些基本概念
?数据模型
概念模型 __ 是现实世界到信息世界的第一次抽象，用于信息世界的
建模，也是数据库设计人员与用户之间交流的语言。
基本概念：
实体、属性、码、域、实体型、实体集、联系、一对一联系、一对多联
系、多对多联系
概念模型的表示方法 ___ E-R图
实体型：用矩形表示，矩形框内写明实体名
属性：用椭圆表示，内写明属性名，用无向边将属性与实体连起来
联系：用菱形表示，内写明联系名，用无向边将有关系的实体连接起来
，
同时在 无向边上注明联系类型。
第一章 数据库相关理论知识
? 数据库涉及的一些基本概念
?数据模型
概念模型的表示方法 ___ E-R图
例：
图书 学生借书
图书编号
图书名
作者
出版社
学号 姓名
性别
出生年月 入学时间
班级
n m
借出时间
归还时间
第一章 数据库相关理论知识
? 数据库涉及的一些基本概念
?数据模型
结构数据模型 __ 直接描述数据库中数据的逻辑结构，用于机器世
界
的第二次抽象。
常用的结构数据模型：
层次模型
网状模型
关系模型
面向对象模型
第一章 数据库相关理论知识
? 数据库涉及的一些基本概念
?数据库系统的体系结构
三级模式 两级映像
外模式
外模式 /模式映像
模式 数据独立性
模式 /内模式映像
内模式
第一章 数据库相关理论知识
? 关系数据库 __ 采用关系模型
?关系模型
数据结构
组成部分 关系操作
关系的完整性
基本术语
关系模型、属性、值域、关系模式、元组与关系、关键字或码
、候选关键字或候选码
第一章 数据库相关理论知识
? 关系数据库 __ 采用关系模型
?关系模型
关系模型的数据结构 ____ 是一种二维表格结构。
关系模型的操作 ___ SQL是关系数据库的标准语言，提供了数据
查询、数据定义、数据控制等功能来完成关
系模型的所有操作。
关系模型的数据完整性 ___ 保证模型中的数据的正确与一致。
实体完整性
参照完整性
用户自定义完整性
第一章 数据库相关理论知识
? 关系数据库 __ 采用关系模型
?关系数据理论
针对一个具体数据库应用问题，应该构造几个关系模式？如何构
造好的关系模式？每个关系模式应该由哪些属性组成，关系模式之
间存在什么样的联系？
数据依赖
由于一个学号只对应一个学生，当一个学号值确定以后，这个学
生的相关信息也就确定了，例如姓名，性别，系别等，这样我们就
称“学号”函数决定“姓名”、“性别”、“系别”，或者说“姓
名”、“性别”、“系别”函数依赖于“学号”。
完全函数依赖
第一章 数据库相关理论知识
? 关系数据库 __ 采用关系模型
?关系数据理论
关系模式的规范化
第一范式
关系作为一张二维表，对它有一个最起码的要求，表其中的每个
分量必须是不可分割的数据项
例：学生（学号、姓名、性别、系名，入学时间，家庭成员）不满
足第一范式，因为属性（家庭成员）可以再分解。所以解决方
法是进行模式分解,学生（学号、姓名、性别、系名，入学时
间）和家庭（学号、家庭成员、亲属关系）
第一章 数据库相关理论知识
? 关系数据库 __ 采用关系模型
第二范式
关系当中的每一个非主属性都必须完全函数依赖于主键 （可以是组合键
）
例,S-L-C(学号、系名、住址、课程号、成绩 )其中学号和课程号的
组合键为主键。（学号、课程号） 成绩,学号 系名
（学号、课程号） 系名 学号 系名
（学号、课程号） 住址
产生问题, 1、插入异常 2、删除异 3、修改异常
解决问题, S-C（学号、课程号、成绩）
S-L（学号、系名、住址）
完全依赖
非完全依赖
非完全依赖
第一章 数据库相关理论知识
? 关系数据库 __ 采用关系模型
第三范式
关系模式中若不存在这样的主键 X，属性组 Y及非属性组 Z具有这
样的关系,X Y,Y Z 则称此关系模式满足第三范式，不
存在传递依赖。
例,S-L（学号、系名、住址）
其中 学号 系名，系名 住址，存在传递关系，则
说明此关系模式不满足第三范式
解决,分解为 S-D(学号，系名 )
D-L(系名，住址 )
第一章 数据库相关理论知识
? 数据库设计
?数据库设计的任务、内容、与步骤
步骤,需求收集和分析
概念设计 概念设计
逻辑设计 逻辑设计
物理设计 物理设计
系统实施
试运行
运行和维护
实施
第一章 数据库相关理论知识
? 数据库设计
?需求分析
任务：调查现实世界中要处理的对象，了解现行系统的工作情况
，
确定新系统的功能，收集支持系统运行的基础数据及其处
理
方法，明确用户的各种需求。
信息需求：未来系统中要输入的数据，从数据库中要获得什
么信息。
处理要求：对数据要做什么样的处理
安全性与完整性要求
第一章 数据库相关理论知识
? 数据库设计
?需求分析
基本步骤,分析的收集 <数据及数据的约束条件、相互联系 >
分析整理
数据流程分析
数据分析统计 <输入、存储、输出的数据分别进行统计 >
数据的各种处理功能
阶段成果,系统需求说明书，主要包括数据流图、数据字典、数
据的统计表格、系统功能结构图及必要的说明。
第一章 数据库相关理论知识
? 数据库设计
?概念结构设计
方法,自顶向下 __先定义全局概念结构框架，再局部细化
自底向上 __先定义每一个局部概念结构，再按规则集成
由里向外 __先定义核心结构，再扩展
混合策略
步骤,局部设计 局部综合成全局 评审和优化
采用 E_R图方法对数据库进行概念设计
第一章 数据库相关理论知识
? 数据库设计
?逻辑结构设计
步骤,将概念结构向关系模型转换
将转换后的关系模型向 DBMS支持的数据模型转换
对数据模型进行优化
E_R图向关系模型转换规则
1、一个实体型转换为一个关系模式
2、一个 1:1联系可以转化为独立关系模式，也可以与任意一端对应的关系模式合并
3、一个 1:n联系可以转换为独立关系模式，也可以与 n端对应的关系模式合并
4、一个 m:n联系转换为一个关系模式，与该联系相连的各个实体的码及联系本身
的
属性转换为关系的属性。
