课程介绍

1、信息技术相关概念

（1）信号（Signal）：物理量（声、光、电）的变化，物理层的概念

（2）数据（Data）：是按某种编码方式（文字，符号等）记录的信息。

（3）信息（Information）：数据所具有的含义，人所理解的对事物的描述。

2、信息技术的地位和作用

世界由物质、能量、信息构成，信息在世界运动中起到支配作用。

数据库技术是信息技术的核心技术。

第一章 数据库基础

1.1 数据库系统概述

1.1.1 数据库技术的发展

1.人工管理阶段：

计算机没有磁盘，数据量小，数据不能保存，没有软件系统对数据进行管理，程序员不仅要规定数据的逻辑结构，而且在程序中要使用物理结构。也就是说数据对程序不具有独立性，一旦数据在存储器上改变物理地址，就需要改变相应的用户程序。

2.文件系统阶段：

文件系统是操作系统中的一个子系统，它按照一定的规则将数据组织成为一个文件，应用程序通过文件系统对文件中的数据进行存取和加工。文件系统对数据的管理，实际上是通过应用程序和数据之间的一种接口实现的。用一般的文件保存数据，数据可以长期保留。用程序操作文件，导致数据冗余度大，数据不标准，数据联系弱难以共享。

3.数据库系统阶段：

数据库系统是由计算机软件、硬件资源管理组成的系统，它实现了大量关联数据有组织地、动态地存储。它与文件系统的重要区别是数据的充分共享、交叉访问、与应用程序高度独立。数据标准化，集中管理，实现了数据共享。

1.1.2数据库系统的组成

1.数据库（Data）：按某种编码记录的信息

2.数据库（Database，DB）：按数据结构来组织、存储和管理数据的仓库。

3.数据库管理系统（DBMS）：一套软件，创建、管理数据库的一系列软件。

4.数据库应用程序：用于操作数据库，供一般用户使用。

5.数据库系统（DBS）：包括数据库、数据库管理系统、数据库应用程序等

注意 数据库管理系统（DBMS）和数据库系统（DBS）是有区别的。DBMS是位于用户和操作系统之间的一层数据管理软件，是**系统软件**。而DBS是指计算机系统中引入数据库后的系统，一般又数据库、数据库管理系统、数据库管理员（DBA）和应用系统构成。

1.2 数据模型

1.2.1 数据模型的概念

数据模型就是一种数据结构，数据模型的三要素：数据结构、数据操作、数据完整性约束。

1.2.2 常见的数据模型

1.层次模型：采用树状结构表示实体类型及实体间的关系。记录支架的联系通过指针实现，比较简单，查询效率高。但只能表示1：n的联系，尽管有许多辅助手段实现m:n的联系，但较为复杂且不易掌握。对插入和删除操作的限制比较多，导致应用程序编制比较复杂。

根节点：大学，没有父节点。其他节点都有且只有一个父节点。表示了实体的层次关系（主从关系）。

2.网状模型：表示实体类型及实体间联系的数据模型称为网状模型。节点之间有任意的连接，可以直接地描述现实世界，存储效率高。关系很复杂，很难实现。

3.关系模型：以二维表来描述实体，是目前较常用的数据模型之一。采用关系模型作为数据的组织方式，在关系模型中用表格结构表达实体集，以及实体集之间的联系。

现在流行的数据库系统MySQL、SQLServer、Oracle、DB2，都是采用关系模型。

1.2.3 关系模型的相关概念

1.基本概念：

（1）实体（Entity）：可以相互区分、可描述的事物。

（2）属性（Attribute）：实体所具有的某种特性，用于描述实体。

（3）元组（Tuple）：实体所有属性的集合，构成元组。

（4）联系（Relation）：也称为关系，反映实体内部或实体之间的关联关系，表示为一个二维表。

（5）实体型（Entity Model）：用属性表示的实体类型，实体名（属性1，属性2，…，属性n）。

（6）关系模式（Relation Schema）：是对关系的信息结构和语义的描述，表示为：关系名（属性1，属性2，…，属性n）。

（7）候选键（Candidate Key）：在一个关系中如果某个属性或属性组合能够唯一标识一个元组，则称该属性或属性集合为候选键。也称为键，或称为码。

学生（学号，姓名，性别，出生日期），候选键：学号，姓名（如果不允许重名）。

（8）主键（Primary Key）：从候选键中，选出一个作为主键，用于标识元组。

主键不允许重复，不能取空值。

（9）外键（Foreign Key）：一个关系的某个属性不是该关系的主键，或只是主键的组成部分，但却是另一个关系的主键，这样的属性称为外键。

学生表（学号，学生姓名，学生性别，班级号） 外键是：班级号

班级表（班级号，班级名称，班主任）

通过外键：在表间建立了主从关系，学生表的班级号引用（参照）班级表的班级号。学生表的班级号只能取班级表班级号中已经存在的值。

录入数据时：先录入班级表的数据，再录入学生表中的数据。

2.数据完整性约束

为了保证数据库中数据的正确性、一致性、相容性，建立约束规则：

（1）实体完整性：主键不能有重复值，也不能为空值。

（2）参照完整性：外键只能取被参照表的主键的已存在的值。

（3）用户定义完整性：根据具体应用的要求，属性值只能取符合某些条件的值。（性别：只能取“男”，或“女”。年龄不能取负值）。

3、数据建模

现实世界中的事物用关系模型来表示。

概念模型：E-R图，实体-联系图。

逻辑模型：关系模式，关系名（属性1，属性2，…，属性n），主键，数据类型等。

物理模型：使用DBMS来进行建模。

4、实体之间的联系类型

两个不同实体集之间存在一对一、一对多和多对多的联系关系。

（1）一对一（1:1）关系：指实体集E1中的一个实体最多只与实体集E2中的一个实体联系。

（2）一对多（1:n）关系：表示实体集E1中的一个实体可与实体集E2中的多个实体相联系。

主从关系，主表是E1 ，从表是E2.

（3）多对多（m:n）关系：表示实体集E1中的多个实体可与实体集E2中的多个实体相联系。

5、实体-联系（E-R）图

（1）概念模型的直观表示方法，表示各个实体之间的关系。

（2）E-R图的三要素：实体、属性、联系。

矩形框：实体

椭圆框：属性

菱形框：联系

用线把它们连起来。

1.3 小结

1、数据库的基本概念

2、数据模型，常用关系模型

3、关系模型的基本概念

4、E-R图的画法。

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