第一章 数据库基本理论.doc

第一章数据库知识
本章学****目标
随着计算机技术的发展,计算机应用已从早期的科学计算、过程控制进入到目前的数据信息处理,并已成为计算机应用的主要领域之一。而在数据信息处理过程中,并不需要进行复杂的计算,如一间学校的学生信息管理,一个单位的人事档案管理,一个大型百货商店的商品管理(进、销、存管理)等,它们主要是从事大量数据的存储、查找、统计等工作。若要有效地使用保存在计算机系统中的大量数据,必须严格合理的对这些数据进行组织、存储、维护等,这一切都离不开数据库技术。
数据库技术是研究数据库结构、存储、设计和使用的一门软件科学,是进行数据管理和处理的技术。在信息社会里,信息已成为各行各业的重要财富资源,以数据库为核心的信息系统已成为企业或组织生存和发展的重要条件。数据库技术已成为计算机科学与工程技术领域的重要研究方向之一,也日益成为计算机与工程技术人员应掌握的必不可少的知识与技能。通过本章的学****应掌握数据库的基本理论、数据模型、关系数据库的特点、关系的规范化概念、关系数据库的设计等内容。

数据库技术所涉及到许多概念,主要包括信息、数据与数据处理,数据库、数据库管理管理系统及数据库系统。
、数据与数据处理

信息是现实世界事物的存在方式或运动状态的反映。泛指通过各种方式传播、可被感受的声音、文字、图像、符号等表示的某一特定事物的消息、情报或知识。它具有可感知、可存储、可加工、可传递和可再生等特点。

数据是指存储在某一媒体上能识别的物理符号,是反映客观事物特性的记录。数据的概念包括两个方面:一是所反映的事物特性的数据内容;二是存储在某一种媒体上的数据形式。数据形式可以是多种多样的,如某人的出生日期是“1984年10月28日”,也可表示为“84/10/28”,其含义没有改变。
从信息处理的角度来看,任何事物的特性都是通过数据来表示的,数据经过加工处理后,使其具有知识性,并对人类活动产生决策作用,从而形成信息。用数据符号表示信息通常有三种形式:数值型数据,即客观事物的定量符号,如金额、数量、单价的多少等;字符型数据即对客观事物进行定性记录的符号,如学号、姓名、电话等;特殊型数据,如图形、图像、动画、影像、声音等多媒体数据。从计算机的角度看,数据泛指那些可以被计算机接受并能被计算机处理的符号。

数据处理又称为信息处理。实际上就是利用计算机对各种类型的数据进行处理,并将其转换成信息的过程。它包括对数据的采集、整理、存储、分类、排序、检索、维护、加工、统计和传输等一系列的操作过程。数据处理的目的是从大量的、原始的数据中获得所需的资料并提取有用的数据成份,作为行为和决策的依据。
随着计算机技术的发展,数据处理发生了极大的变革。而数据库技术的发展,又使数据处理跨入了一个新阶段。数据管理技术的发展大致经历了人工管理方式、文件系统方式、数据库系统方式、分布式数据库系统方式和面向对象数据库系统方式等阶段。
⑴人工管理方式
人工管理方式出现在计算机应用于数据管理的初期(20世纪40年代末期到50年代中期以前)。由于没有必要硬件环境的支持,外存储器只有卡片、纸带、磁带,没有像磁盘这样的可以随机访问、直接存储的外存储器设备。软件方面也没有专门管理数据的软件,数据由计算机或处理它的程序进行携带。数据管理任务,包括存储结构、存取方法、输入输出方式等完全由程序设计人员负责完成。这种管理方式下,用户的应用程序与数据之间相互结合不可分割,当数据有所改变时,程序也随之改变,独立性差;各程序间的数据不能传递,共享性差,既不方便,也不安全,编程效率极低。
⑵文件管理方式
文件管理方式即把有关的数据组织成一个文件(20 世纪50年代后期至60年代后期),这种数据文件可以脱离程序而独立存在,由一个专门的文件管理系统对其实施统一管理。文件管理系统是一个独立的系统软件,它是应用程序与数据文件间的一个接口。在这种管理方式下,应用程序通过文件管理系统对数据文件中的数据进行加工处理。应用程序的数据具有一定的独立性,解决了人工管理方式下的数据独立性差的缺点。但数据文件仍高度依赖于其对应的应用程序,不能被多个应用程序通用,同一个数据可能出现在多个文件中,这样不仅浪费存储空间,更严重的是由于不能对数据文件作统一修改,容易造成数据的不一致性。
⑶数据库管理方式
数据库系统管理方式(20世纪60年代后期开始)即对所有的数据实行统一规划管理,形成一个数据中心,构成一个数据仓库,数据库中的数据能够满足所有用户的需要,供不同用户共享。在这一管理方式下,应用程序不再只与一个孤立的数据文件相对应,可以取整体数据集中的某个子集作为逻辑文件与其对应,通过数据库管理系统实现逻辑文件与物理文件之间的映射。在数据