第1章 数据库基础

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1、第1章数据库基础数据库技术是计算机科学的一个重要分支。数据库管理系统作为数据管理最有效的手段广泛应用于各行各业，成为存储、使用、处理信息资源的主要手段，是任何一个行业信息化运作的基石。本章介绍了数据库管理系统、数据库系统、数据模型、关系数据库及其基本运算等知识。1.1数据库管理系统信息在现代社会中起着越来越重要的作用，信息资源已成为社会发展的重要基础和财富，信息资源的开发和利用水平也成为衡量一个国家综合国力的重要标志。随着计算机技术的发展，计算机的主要应用已从科学计算逐渐转变为事务处理。据统计，

2、目前全世界80%以上的计算机主要从事事务处理。在进行事务处理时，并不需要进行复杂的科学计算，而主要从事大量数据的存储、查找、统计等工作。为了有效地使用保存在计算机系统中的大量数据，必须采用一整套严密合理的数据处理方法，即数据管理。数据管理是指对数据的收集、整理、组织、存储、查询、维护、传送和使用等工作，数据库技术就是作为数据管理中的一门技术而发展起来的。数据库技术所研究的问题就是如何科学地组织和存储数据，如何高效地获取和处理数据。而今，各种数据库系统不仅已成为办公自动化系统（OAS）、管理信息系

3、统（MIS）和决策支持系统（DSS）的核心，并且正与计算机网络技术紧密地结合起来，成为电子商务、电子政务及其他各种现代化信息处理系统的核心，得到了越来越广泛的应用。1.1.1信息、数据、数据库　　信息是客观世界在人们头脑中的反映，是客观事物的表征。是可以传播和加以利用的一种知识。数据(data)则是信息的载体，是对客观存在实体的一种记载和描述。数据是存储在某种媒体上能够识别的物理符号。数据的概念包括两个方面：其一是描述事物特征的数据内容；其二是存储在某种媒体上的数据形式。在我们的日常生活中数据无

4、所不在，数字、文字、图形、图像、动画、影像、声音等都是数据，人们通过数据来认识世界、交流信息。也就是说，对信息的记载和描述产生了数据；反之，对众多相关的数据加以分析和处理又将产生新的信息。尽管信息与数据两个术语严格地讲是有区别的，但在很多场合下，不严谨地区分它们也不致引发误解。因此，使用中很多时候都不严格区分这两个术语。数据库(database，DB)是指数据存放的地方,它保存的是某个企业、组织或部门的有关数据。比如一个学校可以将全部学生的情况存入数据库进行管理。在数据库系统尚未开发以前,人们往

5、往采用表格、卡片或档案来进行人事管理、图书管理以及各种档案资料的管理。数据库的作用就在于把这些数据有组织地存储到计算机中去,减少数据的冗余,使人们能快速方便地对数据进行查询、修改，并按照一定的格式输出,从而达到管理和使用这些数据的目的。因此,我们对数据库可以作如下的定义:21数据库是以一定的数据模型组织和存储的、能为多个用户共享的、独立于应用程序的、相互关联的数据集合。数据库有如下的几个特点:(1)数据的共享性数据库中的数据能为多个用户服务。(2)数据的独立性用户的应用程序与数据的逻辑组织和物理

6、存储方式无关。(3)数据的完整性数据库中的数据在操作和维护过程中可以保证正确无误。(4)数据的简洁性数据库中的冗余数据少,尽可能避免数据的重复。1.1.2数据管理技术的发展数据处理是计算机应用的一个主要领域，其面临着如何管理大量复杂数据，即计算机数据管理的技术问题，它是伴随着计算机软、硬件技术与数据管理手段的不断发展而发展的，计算机数据管理技术主要经历了三个阶段。1．人工管理阶段人工管理阶段约在20世纪50年代中期以前，那时计算机刚诞生不久，主要用于科学与工程计算。从当时的硬件看，外存储器只有卡

7、片、纸带、磁带，没有像磁盘这样的可以随机访问、直接存取的外部存储设备；从软件看，没有操作系统以及专门管理数据的软件；从数据看，处理的数据量小，由用户直接管理，数据之间缺乏逻辑组织，数据依赖于特定的应用程序，缺乏独立性，如图1.1所示。图1.1人工管理阶段这一时期计算机数据管理的主要特点如下：（1）数据不保存应用程序在执行时输入数据，程序结束时输出结果，随着计算过程的完成，数据与程序所占用的空间也被释放，这样，一个应用程序中的数据无法被其他程序重复使用，不能实现数据共享。（2）数据与程序不可分割没

8、有专门的软件进行数据管理，数据的存储结构、存取方法和输入输出方式完全由程序设计人员自行完成。（3）数据冗余各程序所用的数据彼此独立，数据之间没有联系，因此程序与程序之间存在大量的重复数据，称为数据冗余。2．文件管理阶段文件管理阶段约为20世纪50年代后期至60年代中后期，由于计算机软、硬件技术的发展，可直接存取的磁盘成为主要外存，出现了操作系统和各种高级程序设计语言，操作系统中有了文件管理系统专门负责数据和文件的管理，计算机的应用领域也扩大到了数据处理。21操作系统中的文件系统把计算机中的数据组