VFP第01章：数据库技术基础.ppt

Visual FoxPro 6.0 程序设计与应用教程,第一章,数据库技术基础,3,1.1 数据管理技术的发展,数据：计算机可以接受并能处理的符号序列。如：数字、文字、图像、声音数据处理：对各种形式的数据进行收集、储存、加工和传播。其目的是从大量、原始的数据中抽取、推导出对人们有价值的信息。数据管理：对数据进行分类、组织、编码、存储、检索和维护，是数据处理的核心问题。随着计算机硬件和软件的发展，计算机应用于数据管理工作经历了自由管理、文件系统管理和数据库系统管理三个阶段。,4,1.1.1 人工管理阶段,20世纪50年代中期以前，计算机主要用于科学计算，无专门软件来管理数据。数据是面向应用的，一组数据对应一个应用程序，数据之间无法相互利用。特点：数据不保存、数据与程序无独立性、数据冗余大,5,1.1.2 文件系统阶段,20世纪50年代后期到60年代中期，计算机开始大量用于非数值计算领域，操作系统的出现，有了专门管理数据的文件系统。特点：数据以文件形式保存、使用文件名访问数据、文件组织多样化2.在文件系统阶段，数据库基本上还是面向应用的，应用程序各自独立地建立与维护自己的文件，数据与程序之间仍互相依赖，缺乏独立性，文件之间彼此孤立，不能反映相互联系。,应用程序1,数据集1,应用程序2,数据集2,应用程序3,数据集3,文件系统,6,1.1.3 数据库系统阶段,20世纪60年代后期开始，计算机广泛用于管理，对数据的共享性要求越来越高。于是，出现了数据库技术，以及相应的软件系统：数据库管理系统 DBMS（DataBase Management System）特点：数据结构化好 数据独立性高 数据冗余度小,数据共享程度高 有统一的数据管理和控制功能,7,数据库是相关数据的集合。数据结构由数据模型表示出数据之间所存在的有机关联，以反映现实世界事物之间的联系。,8,数据模型就是现实世界的模拟，是对客观事物及其联系的抽象描述。在数据库系统中针对不同的使用对象和不同的应用目的，可采用不同层次的数据模型。数据从现实世界到计算机里的具体表示一般要经历现实世界、信息世界和机器世界三个阶段。,按用户的观点对数据和信息进行建模,按计算机系统的观点对数据进行建模，是概念模型的数据化,1.2 数据模型,9,1.2.1 由现实世界到数据世界1.现实世界 个体（对象）：实际存在且可以识别的事物。如：一个人、一台计算机、某人的爱好与性格。全体：相同特征个体的集合。2.信息世界 实体：客观存在且可以相互区别的事物。属性：用于描述实体的某些特征。如：“学生”实体可用学号、姓名、性别、年龄等属性描述。,10,两个不同实体集之间的联系有三种类型：一对一联系（1：1）：如果对于实体集A中的每个实体，实体集B中至多有一个实体（也可以没有）与之联系，反之亦然，则称实体集A与实体集B具有一对一的联系，记为1：1。一对多联系（1：n）：如果对于实体集A中的每个实体，实体集B中有多个实体与之联系，反之，对于实体集B中的每个实体，实体集A中至多有一个实体与之联系，则称实体集A与实体集B具有一对多的联系，记为1：n。多对多联系（m：n）：如果对于实体集A中的每个实体，实体集B中有多个实体与之联系，反之，对于实体集B中的每个实体，实体集A中也有多个实体与之联系，则称实体集A与实体集B具有多对多的联系，记为m：n。,11,用E-R模型表示的实体联系例子,12,3.数据世界,三个不同世界术语对照表,13,描述数据在数据库中用数据模型这个工具来抽象、表示和处理现实世界中数据、信息及其联系的方法。通俗地讲数据模型就是现实世界的模拟 目前最常用的是下列三种：按图论理论建立的层次模型(Hierarchical Model)网络模型(Network Model)按关系理论建立的关系模型(Relational Model)。,1.2.2 数据库数据模型,(1)层次数据模型:用树形结构表示实体之间联系的模型层次模型必须满足下面两个条件：1.有且只有一个结点没有双亲结点，该结点为根结点 2.根以外的其它结点有且只有一个双亲结点,14,(2)网状数据模型:用网络结构表示数据及其联系.满足下面两个条件的基本层次联系的集合为网状模型。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。,网状模型,数据库数据模型,15,关系模型,数据库数据模型,(3)关系数据模型:70年产生于IBM 公司提出的关系理论.其基本思想是用二维表格来数据之间的联系.即每个二维表格称为一个关系.,16,关系模型中的常用术语关系（Relation）：即通常所说的表，由行和列组成关系模式一般表示为 关系名（属性名1，属性名2，属性名n）例如，学生关系模式可描述为：学生（学号，姓名，性别，出生日期，专业）元组（Tuple）：表中的每一行，对应一个实体。属性（Attribute）：表中的每一列，对应实体的一个属性。列名称为属性名，列值称为属性值。值域：属性的取值范围。（也称域（Domain）主码(关键字)（Key）：一个或几个属性的组合，能够唯一确定一个元组的属性集合称为关键字。外码：与其它表起联系作用的属性,17,主键：表中可能有多个关键字，在应用中被选用的关键字称为主键。外部关键字（Foreign Key）：与其它表起联系作用的属性。若属性集合S存在于关系R1中，但不是关系R1的主键；它同时也存在于关系R2中，而且是关系R2的主键，则S是关系R1相对于R2的外键。,关系名,关系模式,元组,属性和属性名（字段）,关系,主键,外键,通过公共属性实现两个表的联系,18,关系的描述：关系名(属性1，属性2，属性n)二维表与关系数据库二维表 人事档案职工名册表名：职工名册(数据库文件名file)结构：档案管理的项目struture(数据库文件的结构 每一项目名叫字段名)行(元组)：管理的对象record（数据库文件的记录）列(属性)：管理对象的属性field，即对应于字段名的值（通常称为数据项或字段值）,19,一个关系模型的二维表须满足以下条件（性质）表中每一列对应于一个唯一的字段名,即不 能有重名的属性.表中每一列必须是基本数据项，不可再分 解,即具有不可再分的原子属性.表中各列的数据，具有各自相同性质的数 据,即取值范围相同.表中任意两行的内容不能完全相同 即没有冗余的元组表中的行的顺序和列的顺序，可以分别 任意调换,即行列次序无关.,20,关系模型的基本运算：选择(Selection)根据给定条件，从一个关系中选出若干个元组组成一个新的关系。是原关系的子集。投影(Projection)从一个关系中选择某些特定的属性组成一个新的关系。重复的元组将被删除。连接(Join)从两个或多个关系中选取属性满足一定条件的元组，组成一个新的关系。VFP没有直接提供传统的集合运算（并、差、交），可以通过其它操作或编写程序来实现,21,1.3 数据库系统的组成与模式结构,1.3.1 数据库系统的组成 数据库（DB）：以一定结构存储且相互关联的、结构化数据集合。一个数据库由若干表及其联系组成。数据库管理系统（DBMS）：用于描述、维护、管理数据库的软件系统。是数据库系统的核心组成部分。数据库应用系统：根据需要在DBMS支持下运行的计算机应用系统,22,1.3.2 数据库系统三级模式结构 外模式 概念模式 内模式1.3.3 数据库系统研究范围 数据库管理系统软件的研制 数据库设计 数据库理论,23,1.4 新一代数据库技术发展,1、分布式数据库 2、面向对象数据库 3、多媒体数据库 4、模糊数据库新的数据库技术：如Web数据库技术、并行数据库技术、数据仓库（Data Warehouse，DW）与联机分析处理（Line Analytical Processing，OLAP）技术、数据挖掘（Data Mining，DM）与商务智能技术、内容管理技术、海量数据管理技术等。这些数据库技术将促使数据库向智能化集成化方向发展。,24,数据库设计基础,数据库设计原则应遵从概念单一化的原则：一个表描述一个实体或实体间的一种联系，如学生信息放在学生表，课程信息放在课程表尽量避免表之间出现重复字段：减少数据冗余表中的字段必须是原始数据和基本数据元素用外部关键字保持相关表之间的联系,25,数据库设计步骤需求分析：信息需求、处理需求、安全性和完整性确定需要的表：遵从概念单一化的原则：一个表描述一个实体或实体间的一种联系确定所需字段：每个字段直接和表的实体相关以最小的逻辑单位存储信息表中的字段必须是原始数据确定主关键字字段确定联系：需要分析各个表所代表的实体之间存在的联系，可以把一个表的主关键字添加到另一个表中，使两个表都有该字段。建立方法：一对多联系、多对多联系(尽可能分解为一对多)、一对一联系设计求精：对上述过程不断检查、修改、调整，直至满足用户要求,