1、信息技術相關概念

（1）信号（Signal）：物理量（聲、光、電）的變化，物理層的概念

（2）數據（Data）：是按某種編碼方式（文字，符号等）記錄的信息。

（3）信息（Information）：數據所具有的含義，人所理解的對事物的描述。

2、信息技術的地位和作用

世界由物質、能量、信息構成，信息在世界運動中起到支配作用。

數據庫技術是信息技術的核心技術。

1.1 數據庫系統概述

1.1.1 數據庫技術的發展

1.人工管理階段：

計算機沒有磁盤，數據量小，數據不能保存，沒有軟件系統對數據進行管理，程序員不僅要規定數據的邏輯結構，而且在程序中要使用物理結構。也就是說數據對程序不具有獨立性，一旦數據在存儲器上改變物理地址，就需要改變相應的用戶程序。

2.文件系統階段：

文件系統是操作系統中的一個子系統，它按照一定的規則将數據組織成為一個文件，應用程序通過文件系統對文件中的數據進行存取和加工。文件系統對數據的管理，實際上是通過應用程序和數據之間的一種接口實現的。用一般的文件保存數據，數據可以長期保留。用程序操作文件，導緻數據冗餘度大，數據不标準，數據聯系弱難以共享。

3.數據庫系統階段：

數據庫系統是由計算機軟件、硬件資源管理組成的系統，它實現了大量關聯數據有組織地、動态地存儲。它與文件系統的重要區别是數據的充分共享、交叉訪問、與應用程序高度獨立。數據标準化，集中管理，實現了數據共享。

1.1.2數據庫系統的組成

1.數據庫（Data）：按某種編碼記錄的信息

2.數據庫（Database，DB）：按數據結構來組織、存儲和管理數據的倉庫。

3.數據庫管理系統（DBMS）：一套軟件，創建、管理數據庫的一系列軟件。

4.數據庫應用程序：用于操作數據庫，供一般用戶使用。

5.數據庫系統（DBS）：包括數據庫、數據庫管理系統、數據庫應用程序等

注意 數據庫管理系統（DBMS）和數據庫系統（DBS）是有區别的。DBMS是位于用戶和操作系統之間的一層數據管理軟件，是**系統軟件**。而DBS是指計算機系統中引入數據庫後的系統，一般又數據庫、數據庫管理系統、數據庫管理員（DBA）和應用系統構成。

1.2 數據模型

1.2.1 數據模型的概念

數據模型就是一種數據結構，數據模型的三要素：數據結構、數據操作、數據完整性約束。

1.2.2 常見的數據模型

1.層次模型：采用樹狀結構表示實體類型及實體間的關系。記錄支架的聯系通過指針實現，比較簡單，查詢效率高。但隻能表示1：n的聯系，盡管有許多輔助手段實現m:n的聯系，但較為複雜且不易掌握。對插入和删除操作的限制比較多，導緻應用程序編制比較複雜。

根節點：大學，沒有父節點。其他節點都有且隻有一個父節點。表示了實體的層次關系（主從關系）。

2.網狀模型：表示實體類型及實體間聯系的數據模型稱為網狀模型。節點之間有任意的連接，可以直接地描述現實世界，存儲效率高。關系很複雜，很難實現。

3.關系模型：以二維表來描述實體，是目前較常用的數據模型之一。采用關系模型作為數據的組織方式，在關系模型中用表格結構表達實體集，以及實體集之間的聯系。

現在流行的數據庫系統MySQL、SQLServer、Oracle、DB2，都是采用關系模型。

1.2.3 關系模型的相關概念

1.基本概念：

（1）實體（Entity）：可以相互區分、可描述的事物。

（2）屬性（Attribute）：實體所具有的某種特性，用于描述實體。

（3）元組（Tuple）：實體所有屬性的集合，構成元組。

（4）聯系（Relation）：也稱為關系，反映實體内部或實體之間的關聯關系，表示為一個二維表。

（5）實體型（Entity Model）：用屬性表示的實體類型，實體名（屬性1，屬性2，…，屬性n）。

（6）關系模式（Relation Schema）：是對關系的信息結構和語義的描述，表示為：關系名（屬性1，屬性2，…，屬性n）。

（7）候選鍵（Candidate Key）：在一個關系中如果某個屬性或屬性組合能夠唯一标識一個元組，則稱該屬性或屬性集合為候選鍵。也稱為鍵，或稱為碼。

學生（學号，姓名，性别，出生日期），候選鍵：學号，姓名（如果不允許重名）。

（8）主鍵（Primary Key）：從候選鍵中，選出一個作為主鍵，用于标識元組。

主鍵不允許重複，不能取空值。

（9）外鍵（Foreign Key）：一個關系的某個屬性不是該關系的主鍵，或隻是主鍵的組成部分，但卻是另一個關系的主鍵，這樣的屬性稱為外鍵。

學生表（學号，學生姓名，學生性别，班級号） 外鍵是：班級号

班級表（班級号，班級名稱，班主任）

通過外鍵：在表間建立了主從關系，學生表的班級号引用（參照）班級表的班級号。學生表的班級号隻能取班級表班級号中已經存在的值。

錄入數據時：先錄入班級表的數據，再錄入學生表中的數據。

2.數據完整性約束

為了保證數據庫中數據的正确性、一緻性、相容性，建立約束規則：

（1）實體完整性：主鍵不能有重複值，也不能為空值。

（2）參照完整性：外鍵隻能取被參照表的主鍵的已存在的值。

（3）用戶定義完整性：根據具體應用的要求，屬性值隻能取符合某些條件的值。（性别：隻能取“男”，或“女”。年齡不能取負值）。

3、數據建模

現實世界中的事物用關系模型來表示。

概念模型：E-R圖，實體-聯系圖。

邏輯模型：關系模式，關系名（屬性1，屬性2，…，屬性n），主鍵，數據類型等。

物理模型：使用DBMS來進行建模。

4、實體之間的聯系類型

兩個不同實體集之間存在一對一、一對多和多對多的聯系關系。

（1）一對一（1:1）關系：指實體集E1中的一個實體最多隻與實體集E2中的一個實體聯系。

（2）一對多（1:n）關系：表示實體集E1中的一個實體可與實體集E2中的多個實體相聯系。

主從關系，主表是E1 ，從表是E2.

（3）多對多（m:n）關系：表示實體集E1中的多個實體可與實體集E2中的多個實體相聯系。

5、實體-聯系（E-R）圖

（1）概念模型的直觀表示方法，表示各個實體之間的關系。

（2）E-R圖的三要素：實體、屬性、聯系。

矩形框：實體

橢圓框：屬性

菱形框：聯系

用線把它們連起來。

1.3 小結

1、數據庫的基本概念

2、數據模型，常用關系模型

3、關系模型的基本概念

4、E-R圖的畫法。

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