课程介绍

1. 信息技术相关概念

（1）信号：物理量（声、光、电）的变化，物理层的概念

（2）数据：采用一定编码方法记录的信息（字符、符号等）。

(3)信息：数据意味着什么，人们可以理解的解释。

2.信息技术的现状和作用

世界是由物质、能量和信息组成，信息对世界的运动起着主导作用。

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 数据库技术发展

1、人工管理阶段：

计算机没有磁盘，数据量小，无法存储数据。也没有管理数据的软件系统。除了指定数据的逻辑结构外，程序员还必须使用物理结构。程序内的结构。换句话说，数据并不独立于程序。当数据改变内存中的物理地址时，用户程序必须做出相应的改变。

2、文件系统阶段：

文件系统是操作系统内的一个子系统，应用程序通过它访问和处理文件中的数据。文件系统数据管理实际上是通过应用程序与数据之间的接口来实现的。一般文件用于保存数据，可以长期保存。以编程方式处理文件会导致高数据冗余、非标准数据以及难以共享的弱数据连接。

3、数据库系统阶段：

数据库系统是由计算机软件和硬件资源管理组成的系统，实现大量相关数据的有组织、动态的存储。与文件系统的主要区别是数据完全共享、交叉访问、应用程序高度独立。实现数据标准化、集中管理、数据共享。

1.1.2 数据库系统配置

1. 数据库（Data）：以特定加密方式记录的信息

2、数据库（DB）：按照数据结构组织、存储、管理数据的仓库。

3、数据库管理系统（DBMS）：一套软件，一套用于创建和管理数据库的软件。

4、数据库应用：用于数据库操作和一般用户。

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) 之间存在差异。 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**。 DBS是指在计算机系统上实现数据库后的系统，通常由数据库、数据库管理系统、数据库管理员（DBA）和应用系统组成。

1.2 数据模型

1.2.1 数据模型概念

数据模型是一种数据结构。数据模型的三个要素是数据结构、数据操作和数据完整性约束。

1.2.2 通用数据模型

1.层次模型：使用树结构来表示实体的类型以及它们之间的关系。记录括号之间的连接是通过指针实现的，比较简单，查询效率高。但要实现m:n的连接，只能表示1：n的连接，比较复杂，难以掌握。插入和删除操作有很多限制，并使应用程序编程更加复杂。

根节点：大学，无父节点。所有其他节点只有一个父节点。表示实体之间的层次关系（主从关系）。

2.网络模型：表示实体类型及其之间关系的数据模型称为网络模型。节点之间存在任意连接，可以直接描述现实世界，实现高存储效率。关系是复杂且难以建立的。

3。 关系模型：用二维表来描述实体。这是当今最常用的数据模型之一。采用关系模型作为数据组织方法，并使用表结构来表示关系模型内的实体集以及实体集之间的联系。

当今流行的数据库系统MySQL、SQLServer、Oracle 和DB2 都使用关系模型。

1.2.3 关系模型相关概念

一、基本概念：

(1)物质：能够相互区分和解释的事物。

(2)属性：实体的特定特征，用于描述实体。

(3)元组：实体所有属性的集合，形成元组。

(4)关系：也称为关系，反映实体内部或实体之间的关系，并表示为二维表。

(5)实体模型：属性表示的实体类型、实体名称(属性1、属性2、……、属性n)。

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

(7)候选键：如果一个属性或属性集可以唯一地标识关系中的一个元组，则该属性或属性集称为候选键。也称为密钥或代码。

学生（学号、姓名、性别、出生日期），候选键：学号、姓名（如不允许重名）。

(8)主键：选择候选键之一作为主键来标识元组。

主键不允许重复且不能有空值。

(9) 外键：一个关系的属性称为另一个关系的主键，即使它不是关系的主键或只是主键的组成部分。

学生表（学号、学生姓名、学生性别、班级号） 外键：班级号

班级表（班级编号、班级名称、班主任）

外键在表之间建立主从关系，其中students表中的班级编号引用（references）classes表中的班级编号。 Student表中的班级编号只能取班级表中班级编号中已经存在的值。

输入数据时，先向班级表输入数据，然后向学生表输入数据。

2. 数据完整性约束

建立约束规则是为了保证数据库中数据的准确性、一致性和兼容性。

(1)实体完整性：主键不能包含重复值或空值。

(2) 参照完整性：外键只能采用所参照表主键的现有值。

(3)用户自定义完整性：根据特定应用的要求，属性值只能取满足一定条件的值。 （性别：只能是“男”或“女”；年龄不能为负数）。

3. 数据建模

现实世界中的事物是使用关系模型来表示的。

概念模型：E-R图、实体关系图。

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

物理模型：使用DBMS 的模型。

4. 实体之间的连接类型

两组不同的实体之间存在一对一、一对多和多对多关系。

(1)一对一(1:1)关系：指实体集E1中的一个实体与实体集E2中最多一个且仅有一个实体有联系。

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

主从关系中，主表为E1，从表为E2。

(3)多对多(m:n)关系：表示实体集E1中的多个实体可以与实体集E2中的多个实体相关。

5. 实体关系（E-R）图

(1) 表达各种实体之间关系的概念模型的直观方式。

(2)E-R图的三要素：实体、属性、连接。

矩形框：实体

椭圆框：属性

钻石盒：联系我们

用绳子把它们绑在一起。

1.3 概述

1.数据库基本概念

2.数据模型，常用的关系模型

3.关系模型的基本概念

4.如何画E-R图。

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