1、Visual FoxProVisual FoxPro應用系統開發課件第應用系統開發課件第1 1講數據庫基礎知識講數據庫基礎知識上一頁下一頁2緒 論一、學習本課程的目的與意義 初步掌握數據庫的基礎知識、VF數據庫系統的使用方法以及數據庫應用系統軟件的開發過程和方法。 基本目標：達到參加并通過國家計算機等級（二級）考試 為以后在工作中使用計算機帶奠定基礎。二、本課程的教學特點 理論與實踐并重，能力培養與考證實訓同步，采用案例教學。三、基本要求 認真聽課、按時完成作業。 認真預習，按要求完成上機實驗。上一頁下一頁3第第1 1講講 數據庫基礎知識數據庫基礎知識返 回 1.1 數據庫的產生與發展 1.2

2、 數據庫系統 1.4 數據模型 1.5 關系術語及關系運算 1.3 實體及其相互聯系 1.6 本書的一些約定上一頁下一頁41.1 數據庫的產生與發展數據庫的產生與發展數據管理技術經歷了手工管理、文件管理和數據庫技術三個發展階段。1.1.1 手工管理階段手工管理階段(20世紀世紀4050年代初期年代初期)(1)數據處理中的數據不需要、也不允許長期保存。其次，(2)程序員要設計數據的存儲結構、存取方法和輸入輸出方法等，使程序員負擔加重。(3)數據無法共享，即程序之間有大量冗余數據。1.1.2 文件系統階段文件系統階段(從從20世紀世紀50年代后期到年代后期到60年代中期年代中期)在文件管理階段，數

3、據以數據文件的形式長久地保存，通過對數據文件的存取來實現數據的查詢、修改、插入和刪除等操作。雖然文件系統比手工數據管理有了很大進步，但是仍然存在諸如數據獨立性差、冗余不可避免、不支持并發訪問等不足。返 回上一頁下一頁51.1.3 數據庫系統階段數據庫系統階段(從從20世紀世紀60年代后期以來年代后期以來)為了實現計算機對數據的統一管理，達到數據共享的目的，數據庫技術便應運而生，出現了管理數據的專門軟件，即數據庫管理系統。數據庫技術自產生以來，大致經歷了三個發展時期：1. 搖籃時期搖籃時期20世紀世紀60年代年代這個時期開始出現數據庫的概念，也開發了一些原始的數據庫系統。2. 發展時期發展時期2

4、0世紀世紀70年代年代在這一時期，數據庫的應用越來越廣泛，成為信息系統開發不可缺少的工具。同時，以關系模型為中心的關系數據庫的基礎理論研究不斷發展，為關系數據庫的形成奠定了基礎，已開始出現較為完善的關系數據庫系統。 3. 成熟時期成熟時期20世紀世紀80年代以后年代以后這一時期，大量商品化的關系數據庫系統問世并得到廣泛應用，既有適用于大型計算機，也有適用于小型和微型計算機的系統，數據庫的應用深入到人們生活的各個領域。關系數據庫技術已經十分成熟，因而數據庫技術的研究已經開始轉向新的應用領域提出的新的要求。 最重要的發展是分布式數據庫和面向對象的數據庫技術的產生。返 回上一頁下一頁61.2.1 有

5、關數據庫的概念有關數據庫的概念1. 數據數據(Data)：數據是存儲在某一媒體上能夠識別的物理符號。數據形式可以是多種多樣的。數據不僅包括常見的數字、文字和其他符號，還包括圖形、圖象、聲音和多媒體數據等。2. 數據庫數據庫(DataBase)：是存儲在計算機存儲設備上、結構化的相關數據集合。它不僅包括描述事物的數據本身，而且還包括相關事物之間的聯系。數據庫中的數據可以被多種應用共享。 3. 數據庫管理系統數據庫管理系統(DBMS)：是一組專門對數據庫的建立、使用和維護進行管理的軟件。目前世界上已經開發出很多，VFP就是其中一種數據庫管理系統。1.2 數據庫系統數據庫系統上一頁下一頁74. 數據

6、庫系統數據庫系統(DBS)：是指引進數據庫技術后的計算機系統。由五部分組成：硬件系統、數據庫集合、數據庫管理系統及相關軟件、數據庫管理員和用戶。5. 數據庫應用系統：數據庫應用系統：是指系統開發人員利用數據庫系統資源開發出來的，面向某一類實際應用的應用軟件系統。如：以數據庫為基礎的財務管理系統、人事管理系統等。以上各概念的層次關系如下頁圖：上一頁下一頁8數據庫系統層次示意圖硬件操作系統數據庫管理系統 數據庫應用系統 數據庫管理員開發人員最終用戶上一頁下一頁91.2.2 數據庫系統的特點數據庫系統的特點1. 數據高度結構化數據高度結構化 2. 數據的共享程度高數據的共享程度高數據庫中的數據是面向

7、系統的，而不是面向某個具體程序的，因此數據庫的數據共享程度比文件系統高。實現數據共享是數據庫的重要特征。3. 數據的獨立性強數據的獨立性強數據庫系統比文件系統具有更高的獨立性。這就為程序的編寫及數據的管理提供了極大方便。上一頁下一頁104. 使用統一軟件對數據進行管理和操作使用統一軟件對數據進行管理和操作數據庫則具有功能較強的數據庫管理系統(DBMS)對數據進行統一控制，以保護數據的安全性和完整性。主要提供了以下三方面的數據控制功能： (1)通過授權機制保護數據不被非法使用。只有那些被授權的人或程序才能存取數據庫中的數據，增強了數據的安全性和保密性。(2)通過對數據的檢驗措施，控制數據在一定范

8、圍內有效，或使這一部分數據與另一部分數據間必須滿足一定的關系等，以保證數據的正確性、有效性和相容性，即保證數據的完整性。(3)通過并發控制，使多個用戶同時可以共享數據庫，不致互相干擾。5. 數據處理更加靈活數據處理更加靈活 數據庫對數據的存取不一定以記錄為單位，它可以僅將我們所需要的字段取出。這就顯得更加靈活，也可大大節約數據處理的時間。上一頁下一頁111.3 實體及其相互聯系實體及其相互聯系數據庫需要根據應用系統中數據的性質、內在聯系、按照管理的要求來設計和組織人們把客觀存在事物以數據的形式存儲到計算機中，經歷了對現實生活中事物特性的認識、概念化到計算機數據庫里的具體表示的逐級抽象過程。1.

9、3.1 實體的描述實體的描述1. 實體實體：客觀存在并且可以相互區別的事物稱為實體。實體可以是具體的事物，也可以是抽象的事件。如：圖書、學生(具體)、借閱圖書(抽象)等。2. 實體的屬性實體的屬性：描述實體的特性稱為屬性。如學生的屬性有：學號、姓名、性別、出生日期、籍貫等。3. 實體集和實體型：實體集和實體型：屬性值的集合表示一個實體，而屬性的集合表示一種試題的類型，稱為實體型。同類型實體的集合稱為實體集(需要解釋、理解) 。在VFP中，用“表”存放一類實體，如學生表、職工表等。一個表包含若干“字段”，就是實體的屬性。上一頁下一頁121.3.2 實體間聯系及聯系的種類實體間聯系及聯系的種類實體

10、之間的對應關系稱為“聯系”。實體間的聯系有三種類型：1. 一對一聯系一對一聯系 (1:1)如：“學?！?和“校長” 是一對一。在VFP中，1:1關系表現在主表中的每一條記錄只與相關表中的一條記錄相關聯。例如，一個單位勞資部門職工表和財務部門的工資表之間存在1:1的聯系。2. 一對多聯系一對多聯系(1:m)如：“部門”和“職工”是一對多聯系。3. 多對多聯系多對多聯系(m:n)如“學生”和“課程”是多對多聯系。上一頁下一頁131.4 數據模型數據模型數據模型：數據模型是數據庫管理系統用來表示實體及實體間聯系的方法。一個具體的數據模型應正確地反映出數據之間存在的整體邏輯關系。在數據庫發展歷史中，產

11、生了三種數據模型：層次模型、網狀模型和關系模型。其中，關系模型出現最晚，卻應用最廣泛。1.4.1 層次模型層次模型用樹形結構表示實體及其之間聯系的模型。采用層次模型的數據庫是最早出現的。它的典型代表是IBM公司的IMS(Information Management System)系統。于1968年問世，是世界上第一個DBMS。 課程系教研室班級教師實驗人員特點：只有一個根記錄，父記錄可以有多個子記錄，子記錄只能有一個父記錄。上一頁下一頁141.4.2 網狀模型網狀模型用網狀結構表示實體及其之間聯系的模型。網狀模型中最有代表性的是美國CODASYL(Conference Of Data Syst

12、em Language )組織下的機構數據庫任務組(DBTG)于1969年提出的DBTG報告中提出的網狀模型。層次模型和網狀模型本質上是一致的。從邏輯上看，都是用節點表示實體，用有向邊(箭頭)表示聯系。層次模型是網狀模型的一種特例。從物理上看，每一個節點都是一個存儲記錄，用鏈接指針實現記錄之間的聯系。具有難以進行修改和擴充的缺點。課程系教研室任課學生教師選課特點：可以有多個根記錄，一個子記錄可以有多個父記錄?？梢员硎緳M向復雜的聯系。上一頁下一頁151.4.3 關系模型關系模型用二維表表示實體以及實體之間聯系的模型稱為關系模型。關系模型是以關系數學理論為基礎的。關系模型是數學領域的專家、學者總結

13、了層次模型和網狀模型設計和使用中的經驗教訓，并借助于近代數學工具而提出來的。下面是一個學生關系，也是一個二維表。上一頁下一頁16最早系統提出關系理論的是美國IBM公司的E.F.Codd(1970年)。該理論有效地、較為圓滿地解決了過去出現的種種問題，提出了一整套定義、概念、公理、定理、推論及各種實用算法。它巧妙地把抽象的數學理論和具體的實際問題結合起來，理論上十分嚴密并非常實用。它不僅對數據庫領域的發展起到巨大的推動作用，而且對整個計算機領域的發展也有很大影響?，F在幾乎所有流行的數據庫管理系統都是關系數據庫系統。例如：Oracle， Sybase， SQL Server(大型) ，Infomi

14、x(中型)， VFP(小型) 等。因此我們重點介紹關系數據庫。上一頁下一頁171.5 關系術語及關系運算關系術語及關系運算1.5.1 關系術語關系術語關系模型的用戶界面非常簡單。一個關系的邏輯結構就是一張二維表(見上頁) 。1. 關系：關系：一個關系就是一張二維表。每個關系有一個關系名，在VFP之中，一個關系存儲為一個文件，文件擴展名是 .dbf，稱為“表”。對關系的描述稱為關系模式，一個關系模式對應一個關系的結構，其格式為： 關系名(屬性1，屬性2，屬性n) 在VFP中表示為表結構：表名(字段名1，字段名2，.，字段名n)2. 元組元組(記錄記錄)：在關系表中，一行稱為一個元組。也稱為一條記

15、錄。一個關系有多條記錄。如職工表、工資表中都有多條記錄。3. 屬性屬性(字段字段)：二維表中垂直方向的列稱為屬性，也叫字段。每一列有一個屬性名(字段名)。每個字段的數據類型、寬度等在創建表的結構時規定。如職工表中職工號、姓名、性別等。4. 域：域：屬性的取值范圍。不同類型的字段取值范圍不同。返 回上一頁下一頁185. 關鍵字：關鍵字：屬性或屬性的組合，其值能夠唯一地標識一個元組(記錄)。在VFP中是字段或字段的組合。如職工表中的職工號，可以作為標識一條記錄的主關鍵字。有時候選關鍵字也可以作為關鍵字。在VFP中，一個表只能有一個主關鍵字。6. 外部關鍵字外部關鍵字：如果表中的字段不是本表的主關鍵

16、字或候選關鍵字，而是另外一個表的主關鍵字或候選關鍵字，則稱為外部關鍵字(注：外部關鍵字可以與主關鍵字同名，也可以不同名) 。在VFP中，把相互聯系的若干表存放在一個數據庫中統一進行管理。數據庫文件的類型為.dbc。即：一個數據庫中可以包括許多表。.dbc 學生表.dbf 成績表.dbf 課程表.dbfVFP的數據庫結構示意上一頁下一頁191.5.2 關系的特點關系的特點關系模型的中的表，必須具備以下特點：(1)關系必須規范化：最基本的要求是每個屬性必須是不可再分的基本屬性，即表中不能再有表(即不能是復合表) 。(2)在一個關系中，不能出現相同的屬性名。(3)關系中不能有完全相同的元組(不能有冗

17、余) 。(4)在一個關系中，元組的次序無關緊要。(5)在一個關系中，列的次序也無關緊要(即可以任意交換兩行、兩列次序)。上一頁下一頁201.5.3 實際關系模型實際關系模型一個具體的關系模型由若干個關系模式組成。在VFP中，一個數據庫包含相互聯系的多個表。它們之間的聯系是通過公共字段(即名稱相同的字段)建立的。例例1.1 學生課程成績關系模型： 返 回上一頁下一頁211.5.4 關系運算關系運算對關系數據庫進行查詢時，就需要對關系進行必要的運算。關系的基本運算有兩類：一類是傳統的集合運算(并、差、交等)，另一類是專門的關系運算(選擇、投影、連接)。1. 傳統的集合運算傳統的集合運算(見圖見圖)

18、(1)并：兩個相同結構關系的并是由這兩個關系的元組組成的集合。(2)差：設有兩個相同結構的關系R和S， R和S差的結果是由屬于R但不屬于S的元組組成的集合，即差運算的結果是從R中去掉S中也有的元組。(3)交：兩個具有相同結構的關系R和S， 它們的交是由既屬于R又屬于S的元組組成的集合。在VFP中沒有提供傳統集合運算的命令，可以通過其他操作或編寫程序完成。RSRSRS上一頁下一頁222. 專門的關系運算專門的關系運算(1)選擇：從關系中找出滿足給定條件的元組的操作。選擇是從行的角度進行的運算。如：從學生表中選擇某班級的同學記錄。(2)投影：從關系中指定若干個屬性組成新的關系。投影是從列的角度進行的運算。如：在職工表中只列出各職工的姓名和