高校計算機基礎教育系列課程

高校計算機基理空育系列課程

主講致師酢松*

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stguo@l63.com

stguo@56.com

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本章教學計劃理論教學（課堂教學）：4學時

實驗教學（上機實習）：2學時

本章教學重點

1.數(shù)據(jù)模型及數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)

2.關系運算及關系的規(guī)范化

3.關系數(shù)據(jù)庫及SQL語言

4.管理信息系統(tǒng)的結構與功能

5.管理信息系統(tǒng)的開發(fā)與設計步驟

凝羽提屈原!理囪［翅儂珠出

?6.1數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述

6.2關系數(shù)據(jù)庫

6.3常見數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)

6.4管理信息系統(tǒng)

6.1數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述嚏

F攵據(jù)庫系統(tǒng)是計算機軟件系統(tǒng)的一個重要分支，也是一門新

興學科，它和計算機網(wǎng)絡、人工智能一起被稱為計算機技術領域

的三大熱門技術，而且隨著各種應用領域?qū)?shù)據(jù)管理的進一步需

求，數(shù)據(jù)處理迅速成為計算機應用的重要方面，數(shù)據(jù)庫也成為計

算機領域發(fā)展最快的學科之一。數(shù)據(jù)庫已經(jīng)成為信息社會的重要

基礎設施。

數(shù)據(jù)庫技術發(fā)展到今天已經(jīng)是一門成熟的技術，但由于數(shù)據(jù)

庫是一個復雜系統(tǒng)，涉及面廣，所以至今仍沒有統(tǒng)一的、公認的

定義。綜合較為流行的數(shù)據(jù)庫文獻中對數(shù)據(jù)庫的定義，可以給數(shù)

據(jù)庫定義為：數(shù)據(jù)庫是以某種方式組織和存儲起來的、可以檢索

和利用的、互相關聯(lián)的數(shù)據(jù)集合，它提供給多種用戶共享并且有

最小的冗余度和較高的數(shù)據(jù)獨立性，其安全控制機制可保證數(shù)據(jù)

安全、可靠。

6.1數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述,;二耀

6.ET數(shù)據(jù)管理技術的發(fā)展歷史

數(shù)據(jù)庫技術是20世紀60年代開始興起的一門信息管理自動化

的新興學科，是計算機科學中的一個重要分支。從60年代末到70

年代初，數(shù)據(jù)庫技術日益成熟，并有了堅實的理論基礎。進入70

年代，數(shù)據(jù)庫技術有了很大的發(fā)展。數(shù)據(jù)庫方法，特別是DBTG

（DataBaseTaskGroup,數(shù)據(jù)庫任務組）方法（該方法是DBTG

所提議的基于網(wǎng)狀結構的數(shù)據(jù)庫網(wǎng)狀模型方法）和思想已應用于

各種計算機系統(tǒng)，出現(xiàn)了許許多多基于網(wǎng)狀模型和層次模型的商

品化數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。隨后，關系方法的理論研究和軟件系統(tǒng)的研制

又取得了很大成果，關系方法也從實驗室走向了商用。

數(shù)據(jù)庫是數(shù)據(jù)管理的產(chǎn)物。數(shù)據(jù)管理是數(shù)據(jù)庫的核心任務，

內(nèi)容包括對數(shù)據(jù)的分類、組織、編碼、儲存、檢索和維護。隨著

計算機硬件和軟件的發(fā)展，數(shù)據(jù)庫技術也不斷地發(fā)展。從數(shù)據(jù)管

理的角度看，數(shù)據(jù)庫技術到目前共經(jīng)歷了人工管理階段、文件系

統(tǒng)階段和數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段。

6.1數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述

6.口L數(shù)據(jù)管理技術的發(fā)展歷史

1)人工管理階段

人工管理階段是指20世紀50年代中期之前。當時計算機剛誕

生不久，這個時期的計算機主要用于科學計算。從硬件看，沒有

磁盤等直接存取的存儲設備；從軟件看，沒有操作系統(tǒng)和管理數(shù)

據(jù)的軟件，數(shù)據(jù)處理方式是批處理。這個時期數(shù)據(jù)管理的特點是：

(1)數(shù)據(jù)不保存。

(2)沒有專門對數(shù)據(jù)進行管理的軟件系統(tǒng)。

(3)沒有文件的概念。

(4)數(shù)據(jù)是面向應用的。

人工管理階段數(shù)據(jù)和程序之間的關系如下圖所示。

6.1數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述

6.ET數(shù)據(jù)管理技術的發(fā)展歷史

1）人工管理階段

人工管理階段程序和數(shù)據(jù)之間的關系

6.1數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述

6.LT數(shù)據(jù)管理技術的發(fā)展歷史

2)文件系統(tǒng)階段

文件系統(tǒng)階段是指20世紀50年代后期到60年代中期。在這個

階

段,計算機不僅用于科學計算，還大量用于管理數(shù)據(jù)。在硬件

方

面

,外存儲器有了磁盤、磁鼓等直接存取的存儲設備。在軟件

面

方

,操作系統(tǒng)中已經(jīng)有了專門用于管理數(shù)據(jù)的軟件，稱為文件

統(tǒng)

系

o這個時期數(shù)據(jù)管理的特點是：

(1)數(shù)據(jù)需要長期保存在外存上供反復使用。

(2)程序和數(shù)據(jù)之間有了一定的獨立性。

(3)文件的形式已經(jīng)多樣化。

(4)數(shù)據(jù)的存取基本上以記錄為單位。

文件系統(tǒng)階段數(shù)據(jù)和程序之間的關系如下圖所示。

6.1數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述

6.L數(shù)據(jù)管理技術的發(fā)展歷史

2）文件系統(tǒng)階段

文件系統(tǒng)階段數(shù)據(jù)和程序之間的關系

6.1數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述

3)FD居庫系統(tǒng)階段

數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段是從20世紀60年代后期開始的。由于計算機

用于管理，從而使數(shù)據(jù)量急劇增加，其中非數(shù)值數(shù)據(jù)所占比例較

大，而非數(shù)值數(shù)據(jù)比數(shù)值數(shù)據(jù)復雜得多，不僅要知道各項數(shù)據(jù)本

身的內(nèi)容，而且還需要知道它們之間的關系，這就需要一個高度

組織化的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)。此外，隨著計算機技術的飛速發(fā)展和網(wǎng)

絡通信的出現(xiàn)，使得多個用戶共享一個數(shù)據(jù)集合成為可能，于是

出現(xiàn)了數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。在這一階段中，數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)不再是面向

某個應用或某個程序，而是面向整個企業(yè)(組織)或整個應用的。

數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段的特點是：

(1)采用復雜的結構化的數(shù)據(jù)模型。

(2)較高的數(shù)據(jù)獨立性。

(3)最低的冗余度。

(4)數(shù)據(jù)控制功能。

6.1數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述

6.L數(shù)據(jù)管理技術的發(fā)展歷史

3）數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段

數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段數(shù)據(jù)和程序之間的關系

J6.1數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述

6.rP數(shù)據(jù)才題

數(shù)據(jù)庫存儲的是數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)反映了現(xiàn)實世界中有意義、

有價值的信息，數(shù)據(jù)庫不僅反映數(shù)據(jù)本身的內(nèi)容，而且也反映數(shù)

據(jù)之間的聯(lián)系。數(shù)據(jù)模型就是用來抽象表示、處理現(xiàn)實世界的數(shù)

據(jù)和信息的工具，它是數(shù)據(jù)庫中用于提供信息表示和操作手段的

形式框架，也是將現(xiàn)實世界轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)世界的橋梁。有關數(shù)據(jù)模

型的基本概念是數(shù)據(jù)庫理論的基礎。

1）數(shù)據(jù)處理的抽象描述

不同的領域，數(shù)據(jù)的描述有所不同。實際生活中，有對現(xiàn)實

世界的描述；理論研究中，有對符號化數(shù)據(jù)的描述；而在計算機

內(nèi)部，數(shù)據(jù)又有其特定的表示方法。人們在研究和處理數(shù)據(jù)的過

程中，常常把數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換分為三個領域——現(xiàn)實世界、信息世界、

機器世界，這三個世界間的轉(zhuǎn)換過程，就是將客觀現(xiàn)實的信息反

映到計算機數(shù)據(jù)庫中的過程。

6』L數(shù)據(jù)模型6.1數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述電

1)數(shù)據(jù)處理的抽象描述

(1)現(xiàn)實世界?？陀^存在的世界就是現(xiàn)實世界，它獨立于

人們的思想之外。現(xiàn)實世界存在無數(shù)事物，每一個客觀存在的事

物可以看作是一個個體，個體有多項特征和屬性。比如，電視機

就有價格、品牌、可視面積大小以及是否彩色等特征。而不同的

人，只會關心其中的一部分屬性，一定領域內(nèi)的個體有著相同的

特征。

}6.1數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述

6.干數(shù)據(jù)旃

1)數(shù)據(jù)處理的抽象描述

(2)信息世界。信息世界也稱概念世界，是現(xiàn)實世界在人們頭

腦中的反映。人的思維將現(xiàn)實世界的數(shù)據(jù)抽象化和概念化，并用

文字符號表示出來，這就形成了信息世界。下面是人們在研究現(xiàn)

實世界過程中常常用到的術語：

①實體(Entity)o

②屬性(Attribute)。

③鍵(Key)o

④聯(lián)系(Relationship)o

6.1數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述,;二耀

2）FD居模型

數(shù)據(jù)模型通常由數(shù)據(jù)結構、數(shù)據(jù)操作和數(shù)據(jù)的約束條件三部

分組成。

數(shù)據(jù)結構是所研究的對象類型的集合。在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中通常

按照數(shù)據(jù)結構的類型來命名數(shù)據(jù)模型，如層次結構、網(wǎng)狀結構和

關系結構的模型分別命名為層次模型、網(wǎng)狀模型和關系模型。

數(shù)據(jù)操作是指對數(shù)據(jù)庫中各種對象（型）的實例（值）允許

執(zhí)行的操作的集合，包括操作及有關的操作規(guī)則。數(shù)據(jù)操作是用

來描述系統(tǒng)的信息變化的，是對系統(tǒng)動態(tài)特性的描述。數(shù)據(jù)操作

的種類有檢索（如查詢）和更新（增、刪、改）。

數(shù)據(jù)的約束條件是一組完整性規(guī)則的集合。完整性規(guī)則是給

定的數(shù)據(jù)模型中數(shù)據(jù)及其聯(lián)系所具有的制約和依存規(guī)則，用以限

定符合數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)庫狀態(tài)以及狀態(tài)的變化，以保證數(shù)據(jù)的正

確、有效和相容。

6.1數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述,;二耀

2）FD居模型

（1）信息模型（概念模型）與E-R（Entity-Relationship）方法

為了把現(xiàn)實世界中的具體事物進行抽象，人們常常首先把現(xiàn)

實世界抽象為信息世界，然后再將信息世界轉(zhuǎn)化為機器世界。在

把現(xiàn)實世界抽象為信息世界的過程中，實際上是抽象出現(xiàn)實系統(tǒng)

中有應用價值的元素及其關聯(lián)。這時所形成的信息結構是概念模

型。在抽象出概念模型后，再把概念模型轉(zhuǎn)換為計算機上某一

DBMS（DataBaseManagementSystem,數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)）支持的

數(shù)據(jù)模型。需要一種方法能夠?qū)ΜF(xiàn)實世界的信息進行描述，最常

用的是實體-聯(lián)系方法。

實體-聯(lián)系方法（即E-R方法）是P.P.S.Chen于1976年提

出的，這種方法由于簡單、實用，所以得到了非常普遍的應用。

它使用的工具稱作E-R圖，它所描述的現(xiàn)實世界的信息結構稱為

企業(yè)模式，也把這種描述結果稱為E-R模型。

6.1數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述

E不方法的要點：

①用矩形框表示實體，實體名（如學生）寫在框內(nèi)。

②用橢圓框表示實體的屬性，框內(nèi)寫上屬性名，并用線段

連到相應的實體上。

③用菱形框表示實體間的聯(lián)系，在框內(nèi)寫上聯(lián)系名，用線

段連接菱形框與矩形框，在線段旁注上聯(lián)系的類型（一對一、一

對多或多對多）。如果聯(lián)系也具有屬性，那么把屬性和菱形框用

線段連上。

E-R圖是抽象描述現(xiàn)實世界的有力工具，它與計算機所支持

的數(shù)據(jù)模型相獨立，它更接近于現(xiàn)實世界。具體畫法是：把有聯(lián)

系的實體（方框）通過聯(lián)系（菱形框）連接起來，注明聯(lián)系方式,

實體的屬性（橢圓框）連到相應實體上。下圖（E-R圖）描述的

是2個實體間的多對多（m：n）的聯(lián)系方式。

6.1數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述

有關學生、課程的E-R圖（實體關系圖）

6.1數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述嚏

（丁廠結構模型。結構數(shù)據(jù)模型是機器世界的數(shù)據(jù)模型。實際數(shù)

據(jù)庫系統(tǒng)中所支持的數(shù)據(jù)模型主要有層次模型、網(wǎng)狀模型和關系

模型。

①層次模型。用樹型結構來表示實體之間聯(lián)系的模型稱為

層次模型。層次模型是滿足有且僅有一個根結點，非根結點有且

僅有一個父結點的基本層次聯(lián)系的集合。構成層次模型的樹是由

結點和連線組成的，結點表示實體集，連線表示相連兩個實體之

間的聯(lián)系，這種聯(lián)系只能是一對多的。通常把表示“一”的實體

放在上方，稱為父結點；而把表示“多”的實體放在下方，稱為

子結點。

②網(wǎng)狀模型。用網(wǎng)狀結構來表示實體之間聯(lián)系的數(shù)據(jù)模型

稱為網(wǎng)狀模型。網(wǎng)狀模型是以記錄型為結點的網(wǎng)狀結構，這種結

構必須滿足兩個條件：一個是網(wǎng)狀模型可以有一個以上結點而無

父結點；另一個是至少有一個結點具有多于一個的父結點。

6.1數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述嚏

③"系模型。用一個二維表格表示實體和實體之間聯(lián)系的模型

稱為關系模型。關系模型由三部分組成：關系數(shù)據(jù)結構、關系操

作集合和關系的完整性。

關系應滿足以下條件：表格中的每一列都是不可再分的，每

行和每列的相交點僅就含單個值；任何列中的值必須是同一類型

的，各列被指定一個相異的名字；各行相異，不允許重復；行、

列均無次序要求。一個關系就是一個文件，該文件中的每個記錄

是惟一的，所有記錄具有相同個數(shù)和類型的字段，也就是說，所

有記錄有同樣的固定長度和格式。關系可以有三種類型：基本關

系（通常稱為基本表或基表）、查詢表和視圖表?；颈硎菍嶋H

存在的表，它是實際存儲數(shù)據(jù)的邏輯表示；查詢表是查詢結果對

應的表；視圖表是由基本表或其他圖表導出的表，是虛表，不對

應實際存儲的數(shù)據(jù)。

6.1數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述

③關系模型

關系操作采用集合操作方式，即操作的對象和結果都是集合。這種操作

方式也稱為一次一個集合的方式。關系模型中常用的關系操作包括查詢操作

（選擇、投影、連接、除、并、交、差等）和編輯操作（增、冊h改）兩大

部分。查詢的表達能力是其中最重要的部分。

在關系型數(shù)據(jù)庫中，完整性約束用于確保數(shù)據(jù)的準確性和一致性。關系

模型提供了豐富的完整性控制機制，允許定義三類完整性：實體完整性、參

照完整性和用戶定義完整性。其中實體完整性和參照完整性是關系模型必須

滿足的完整性約束條件，應該由關系系統(tǒng)自動支持。

實體完整性規(guī)則：若屬性A是基本關系R的主屬性，則屬性A就不能取空值。

現(xiàn)實世界中的實體之間往往存在某種聯(lián)系，在關系模型中實體及實體間的聯(lián)

系都是用關系來描述的，這樣就自然存在著關系與關系間的引用。實體完整

性和參照完整性用于任何關系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，用戶定義的完整性則是針對某一

具體的數(shù)據(jù)庫的約束條件，如性別只能是“男”或“女”兩種可能。它反映

某一具體應用所涉及的數(shù)據(jù)必須滿足的語義要求。關系模型應提供定義和檢

驗這類完整性的機制。

6.1數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述

(仃^向?qū)ο竽Ｐ?。計算機應用對數(shù)據(jù)模型的要求是多種多樣的，而且是層

出不窮的。與其根據(jù)不同的新需求，提出各種新的數(shù)據(jù)模型，還不如設計一

種可擴充的數(shù)據(jù)模型，由用戶根據(jù)需要定義新的數(shù)據(jù)類型及相應的約束和操

作。面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型(Object-Orienteddatamodel,簡稱0-0data

model)就是一種可擴充的數(shù)據(jù)模型。

在面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型中，所有現(xiàn)實世界中小的實體都模擬為對象，小至

一個整數(shù)、字符串、一個公司，都可以看成是對象。一個對象包含有若干屬

性，用以描述對象的狀態(tài)、組成和特性。屬性也是對象，它又可能包含其他

對象作為其屬性。這種遞歸引用對象的過程可以繼續(xù)下去，從而組成各種復

雜的對象，而且同一個對象可以被多個對象所引用。除了屬性外，對象還包

含若干方法，用以描述對象的行為特性。方法又稱為操作，它可以改變對象

的狀態(tài)，對對象進行各種數(shù)據(jù)庫操作。方法的定義包含兩個部分：一是方法

的接口，說明方法的名稱、參數(shù)和結果的類型，一般稱之為調(diào)用說明；二是

方法的實現(xiàn)部分，它是用程序設計語言編寫的一個過程，以實現(xiàn)方法的功能。

一個數(shù)據(jù)庫一般包含大量的對象。如果每個對象都附有屬性和方法的說明，

則會有大量的重復。為了解決這個問題，同時也為了概念上的清晰，常常把

類似的對象歸并為類。

}6.1數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述

攵據(jù)庫藪

一個數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)(DatabaseSystem)主要由數(shù)據(jù)庫

(Database)和數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(DBMS)構成。簡單地說，數(shù)據(jù)

庫是一組經(jīng)過計算機整理后的數(shù)據(jù)，存儲在一個或者多個文件中,

而管理這個數(shù)據(jù)庫的軟件就被稱之為數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。此外，數(shù)

據(jù)庫系統(tǒng)還包括數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)和用戶等。

數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是三個不同的概念。

數(shù)據(jù)庫強調(diào)的是數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)強調(diào)的是系統(tǒng)軟件，而數(shù)

據(jù)庫系統(tǒng)強調(diào)的是數(shù)據(jù)庫的整個運行系統(tǒng)。

16.1數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述L”

攵據(jù)庫藪

1)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級模式結構

數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)軟件產(chǎn)品多種多樣，支持不同的數(shù)據(jù)模型，使用

不同的數(shù)據(jù)庫語言，建立在不同的操作系統(tǒng)之上，數(shù)據(jù)的存儲結

構也各不相同，但是大多數(shù)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)在總的體系結構上都具有

三級模式的結構特征。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級模式結構由模式、外模

式和內(nèi)模式組成。

(1)模式。模式又稱為概念模式，是數(shù)據(jù)庫中全體數(shù)據(jù)的邏輯結構和特

性的描述，是所有用戶的公共數(shù)據(jù)視圖，它描述的是數(shù)據(jù)的全局邏輯結構。

(2)外模式。外模式又稱為子模式或用戶模式，是數(shù)據(jù)庫用戶看到的數(shù)

據(jù)視圖，它涉及的是數(shù)據(jù)的局部邏輯結構，通常是模式的子集。

(3)內(nèi)模式。內(nèi)模式又稱為存儲模式，是數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)內(nèi)部的表示,

即對數(shù)據(jù)物理結構和方式的描述。內(nèi)模式是全體數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的內(nèi)部表示或者

是低層描述，用來定義數(shù)據(jù)的存儲方式和物理結構。

16.1數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述

攵據(jù)庫藪

2)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的用戶

數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的用戶是指使用和訪問數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的人。其用

戶有以下四種：

(1)數(shù)據(jù)庫設計者

(2)數(shù)據(jù)庫管理員

(3)應用程序設計者

(4)普通用戶

在實際工作中，數(shù)據(jù)庫管理員利用賬號來控制每個用戶的訪

問權限。每個用戶都有自己的賬號和密碼，使用此賬號和密碼，

用戶可以登錄數(shù)據(jù)庫，并在允許的權限范圍內(nèi)訪問數(shù)據(jù)庫中的數(shù)

據(jù)。

i6.1數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述

攵據(jù)庫藪

3)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)

數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(DBMS)是指幫助用戶建立、使用和管理數(shù)

據(jù)庫的軟件系統(tǒng)。它通常由下面三個部分組成：

(1)數(shù)據(jù)定義語言(DataDefinitionLanguage,DDL)o

DDL用來描述數(shù)據(jù)庫的結構，供用戶建立數(shù)據(jù)庫。

(2)數(shù)據(jù)操作語言(DataManipulationLanguage,DML)o

DML供用戶對數(shù)據(jù)庫進行數(shù)據(jù)的查詢(數(shù)據(jù)的檢索和統(tǒng)計等)和

處理(數(shù)據(jù)的增加、刪除和修改等)等操作。

(3)其他管理和控制例行程序。這部分包括安全、通訊控

制和工作日志等內(nèi)容。

一般情況下，DDL和DML組成一個一體化的語言。對于關系型

數(shù)據(jù)庫，最常用的就是SQL語言，幾乎所有的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)都

提供了對SQL語言的支持。

16.1數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述

攵據(jù)庫藪

數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)提供了用戶和數(shù)據(jù)庫之間的軟件界面，使用

戶能更方便地操作數(shù)據(jù)庫。一般來說，它應有如下功能：

(1)數(shù)據(jù)定義。和高級語言類似，須定義需要的數(shù)據(jù)類型。

(2)數(shù)據(jù)處理。DBMS必須提供用戶對數(shù)據(jù)庫的存取能力，

包括記錄的增加、修改、檢索和刪除等。

(3)數(shù)據(jù)安全性、完整性和并發(fā)性控制。管理和監(jiān)督用戶

的權限，防止用戶有任何破壞或者惡意的企圖，保證進入數(shù)據(jù)庫

中的存儲數(shù)據(jù)的語義正確性和有效性，防止改變數(shù)據(jù)的語義，正

確處理多用戶環(huán)境下的并發(fā)操作。

(4)效率。DBMS應保證數(shù)據(jù)庫的高效率運行，以提高數(shù)據(jù)

檢索和修改的速度。

16.1數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述

攵據(jù)庫藪

4)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的發(fā)展

數(shù)據(jù)模型是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的核心。按照數(shù)據(jù)模型發(fā)展的主線，

數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的形成過程和發(fā)展可從以下三個方面反映出來。

(1)第一代數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)——層次和網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。

層次和網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫的代表產(chǎn)品是IBM公司在1969年研制出的層次

模型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。層次數(shù)據(jù)庫是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的先驅(qū)，而網(wǎng)狀

數(shù)據(jù)庫則是數(shù)據(jù)庫概念、方法、技術的奠基。

6.1數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述

6.b數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)

4)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的發(fā)展

(2)第二代數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)——關系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(RDBMS)o

1970年，IBM公司的研究員E.E.Codd在題為《大型共享數(shù)據(jù)庫

數(shù)據(jù)的關系模型》的論文中提出了數(shù)據(jù)庫的關系模型，為關系數(shù)

據(jù)庫技術奠定了理論基礎。到了20世紀80年代，幾乎所有新開發(fā)

的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)都是關系型的。真正使得關系數(shù)據(jù)庫技術實用化的

關鍵人物是JamesGrayoGray在解決如何保障數(shù)據(jù)的完整性、安

全性、并發(fā)性以及數(shù)據(jù)庫的故障恢復能力等重大技術問題方面發(fā)

揮了關鍵作用。關系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的出現(xiàn)，促進了數(shù)據(jù)庫的小型化

和普及化，使得在微型機上配置數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)成為可能。

16.1數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述L”

攵據(jù)庫藪

4)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的發(fā)展

(3)新一代數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的研究和發(fā)展。目前已從多方面發(fā)展了

現(xiàn)行的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)技術?？梢詮臄?shù)據(jù)模型、新技術內(nèi)容、應用領

域三個方面概括新一代數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的發(fā)展。

①面向?qū)ο蟮姆椒ê图夹g對數(shù)據(jù)庫發(fā)展的影響最為深遠。

20世紀80年代，面向?qū)ο蟮姆椒ê图夹g的出現(xiàn)，對計算機各個領

域，包括程序設計語言、軟件工程、信息系統(tǒng)設計以及計算機硬

件設備等都產(chǎn)生了深遠的影響，也給面臨新挑戰(zhàn)的數(shù)據(jù)庫技術帶

來了新的機遇和希望。數(shù)據(jù)庫研究人員借鑒和吸收了面向?qū)ο蟮?/p>

方法和技術，提出了面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)庫模型(簡稱對象模型)。

當前有許多研究是建立在數(shù)據(jù)庫已有的成果和技術上的，針對不

同的應用，對傳統(tǒng)的DBMS,主要是RDBMS進行不同層次上的擴充，

例如建立對象關系(OR)模型和建立對象關系數(shù)據(jù)庫(ORDB)o

6.1數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述

6.b數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)

②數(shù)據(jù)庫技術與多學科技術的有機結合。數(shù)據(jù)庫技術與多學科技術的有

機結合是當前數(shù)據(jù)庫發(fā)展的重要特征。計算機領域中其他新興技術的發(fā)展對

數(shù)據(jù)庫技術產(chǎn)生了重大影響。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫技術和其他計算機技術的結合、

互相滲透，使數(shù)據(jù)庫中新的技術內(nèi)容層出不窮。數(shù)據(jù)庫的許多概念、技術內(nèi)

容、應用領域，甚至某些原理都有了重大的發(fā)展和變化。建立和實現(xiàn)了一系

列新型的數(shù)據(jù)庫，如分布式數(shù)據(jù)庫、并行數(shù)據(jù)庫、演繹數(shù)據(jù)庫、知識庫、多

媒體庫和移動數(shù)據(jù)庫等，它們共同構成了數(shù)據(jù)庫大家族。

③面向?qū)ｉT應用領域的數(shù)據(jù)庫技術的研究。為了適應數(shù)據(jù)庫應用多元化

的要求，在傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫基礎上，結合各個專門應用領域的特點，研究適合該

應用領域的數(shù)據(jù)庫技術，如工程數(shù)據(jù)庫、統(tǒng)計數(shù)據(jù)庫、科學數(shù)據(jù)庫、空間數(shù)

據(jù)庫、地理數(shù)據(jù)庫和Web數(shù)據(jù)庫等，這是當前數(shù)據(jù)庫技術發(fā)展的又一重要特征。

同時，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結構也由主機/終端的集中式結構發(fā)展到網(wǎng)絡環(huán)境的

分布式結構，隨后又發(fā)展成兩層、三層或多層客戶/服務器結構以及

Internet環(huán)境下的瀏覽器/服務器和移動環(huán)境下的動態(tài)結構。多種數(shù)據(jù)庫結

構滿足了不同應用的需求，適應了不同的應用環(huán)境。

6.1數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述,;二耀

6.b數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)

②數(shù)據(jù)庫技術與多學科技術的有機結合。數(shù)據(jù)庫技術與多學科

技術的有機結合是當前數(shù)據(jù)庫發(fā)展的重要特征。計算機領域中其

他新興技術的發(fā)展對數(shù)據(jù)庫技術產(chǎn)生了重大影響。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫

技術和其他計算機技術的結合、互相滲透，使數(shù)據(jù)庫中新的技術

內(nèi)容層出不窮。數(shù)據(jù)庫的許多概念、技術內(nèi)容、應用領域，甚至

某些原理都有了重大的發(fā)展和變化。建立和實現(xiàn)了一系列新型的

數(shù)據(jù)庫，如分布式數(shù)據(jù)庫、并行數(shù)據(jù)庫、演繹數(shù)據(jù)庫、知識庫、

多媒體庫和移動數(shù)據(jù)庫等，它們共同構成了數(shù)據(jù)庫大家族。

③面向?qū)ｉT應用領域的數(shù)據(jù)庫技術的研究。為了適應數(shù)據(jù)

庫應用多元化的要求，在傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫基礎上，結合各個專門應用

領域的特點，研究適合該應用領域的數(shù)據(jù)庫技術，如工程數(shù)據(jù)庫、

統(tǒng)計數(shù)據(jù)庫、科學數(shù)據(jù)庫、空間數(shù)據(jù)庫、地理數(shù)據(jù)庫和Web數(shù)據(jù)

庫等，這是當前數(shù)據(jù)庫技術發(fā)展的又一重要特征。

同時，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結構也由主機/終端的集中式結構發(fā)展至“

凝羽提屈原!理囪［翅儂珠出

6.1數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述

?6.2關系數(shù)據(jù)庫

6.3常見數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)

6.4管理信息系統(tǒng)

16.2關系數(shù)據(jù)庫

攵據(jù)模型為關系模型的數(shù)據(jù)庫稱為關系數(shù)據(jù)庫。

在關系數(shù)據(jù)庫中，主要涉及以下基本術語。

關系：一個關系就是一?張二維表，每個關系有一■個關系名。

在計算機里，一個關系可以存儲為一個文件。下表的學生基本情

況即為一個關系。

學號姓名性別出生年月藺歷

20050000001張大偉男01/01/1985Memo

20050000002李小梅10/10/1986Memo

20050000003王剛男05/01/1986Memo

20050000004劉思思主06/01/1987Memo

20050000005趙前孫男10/01/1986Memo

16.2關系數(shù)據(jù)庫

元組：二維表中水平方向的行稱為元組，每一行是一個元組。

元組對應存儲文件中的一個具體記錄。表6.1包含5個元組。

屬性：二維表中垂直方向的列稱為屬性，每一列有一個屬性

名，與前面介紹的實體屬性相同。屬性名和該屬性的數(shù)據(jù)類型、

寬度等在數(shù)據(jù)定義時規(guī)定。屬性值是各個記錄中的字段值。例如,

表6.1的學生基本情況關系中的學號、姓名、性別等為屬性名。

2005000000k張大偉、男等是屬性值。

域：屬性的取值范圍，即不同元組對同一個屬性的取值所限

定的范圍。例如，姓名的取值范圍是文字字符；性別只能從

“男”、“女”兩個漢字中取其一。

關鍵字：屬性或?qū)傩越M合，其值能夠唯一地標識一個元組。

例如，表6.1的學生基本情況關系中的學號可以作為標識關鍵字；

如果絕對沒有重名學生，姓名也能唯一地標識一個元組。由于具

有某一性別的不止一個人，性別就不能作為標識關鍵字。

46.2關系數(shù)據(jù)庫

“^系模式：對關系的描述稱為關系模式,其格式為：

關系名(屬性名1,屬性名2,…，屬性名n)

一個關系模式對應一個關系的結構。

從集合論的觀點來定義關系，可以將關系定義為元組的集合。

關系模式是命名的屬性集合。元組是屬性值的集合。一個具體的

關系模型是若干個關系模式的集合。

關系數(shù)據(jù)庫結構與層次型、網(wǎng)狀型結構相比有如下優(yōu)點：

(1)表格式的關系易于建立數(shù)據(jù)庫。

(2)使用者較易于理解表格式的關系。

(3)層次型與網(wǎng)狀型結構可容易地轉(zhuǎn)換成表格式結構，因此可視為萬用

形式的結構。

(4)投影與連結表格的字段很容易，因此新關系的建立也易于實現(xiàn)。

(5)搜尋速度較快，表格式的搜尋比線性結構更容易。

(6)關系型結構較易于修改。

16.2關系數(shù)據(jù)庫直

6.dF關系運算與關系代數(shù)

關系代數(shù)是一種抽象的查詢語言，是關系數(shù)據(jù)操縱語言的一

種傳統(tǒng)表達方式，它是用對關系的運算來表達查詢的。

任何一種運算都是將一定的運算符作用于一定的運算對象上,

得到預期的運算結果。所以運算對象、運算符、運算結果是運算

的三大要素。

關系代數(shù)的運算對象是關系，運算結果亦為關系。關系代數(shù)

用到的運算符包括四類：集合運算符、專門的關系運算符、算術

比較符和邏輯運算符。

對關系數(shù)據(jù)庫進行查詢時，需要找到用戶感興趣的數(shù)據(jù)，這就需

要對關系進行一定的關系運算。關系的基本運算有兩類：一類是

傳統(tǒng)的集合運算（并、差、交等）；另一類是專門的關系運算

（選擇、投影、聯(lián)接）。有些查詢需要幾個基本運算的組合，經(jīng)

過若干個步驟才能完成。

46.2關系數(shù)據(jù)庫

6.dF關系運算與關系代數(shù)

1)傳統(tǒng)的集合運算

進行并、差、交集合運算的兩個關系必須具有相同的關系模

式，即相同結構。

(1)并——兩個相同結構的關系的并是由屬于這兩個關系

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差S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。交運算的結果是R和S的共同元組。

16.2關系數(shù)據(jù)庫W

6.：f黑系運算與關系代數(shù)

2)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稱為選擇。選擇

的條件以邏輯表達式給出，使得邏輯表達式的值為真的元組將被選取。

選擇是從行的角度進行的運算，即從水平方向抽取記錄。經(jīng)過選擇運算

得到的結果元組形成的新關系，其關系模式不變，但其中的元組是原關系的

一個子集。

(2)投影——從關系模式中指定若干個屬性組成新的關系稱為投影。

投影是從列的角度進行的運算，相當于對關系進行垂直分解。經(jīng)過投影

運算可以得到一個新關系，其關系模式所包含的屬性個數(shù)往往比原關系少，

或者屬性的排列順序不同。投影運算提供了垂直調(diào)整關系的手段，體現(xiàn)出關

系中列的次序無關性這一特點。

(3)聯(lián)接——聯(lián)接是關系的橫向結合。聯(lián)接運算將按兩個關系模式的屬

性名拼接成一個更寬的關系模式，生成的新關系中包含滿足聯(lián)接條件的元組。

聯(lián)接過程是通過聯(lián)接條件來控制的，聯(lián)接條件中將出現(xiàn)兩個關系中的公

共屬性名，或者具有相同語義、可比的屬性。

16.2關系數(shù)據(jù)庫:：

6.HF關系運算與關系代數(shù)

1)傳統(tǒng)的集合運算

(4)自然聯(lián)接和優(yōu)化

①自然聯(lián)接——自然聯(lián)接是去掉重復屬性的等值聯(lián)接，它

屬于聯(lián)接運算中按照屬性值對應相等為條件進行的聯(lián)接操作。自

然聯(lián)接是最常用的聯(lián)接運算。

利用關系的投影、選擇和聯(lián)接運算可以方便地分解或構造新

的關系。

②聯(lián)接優(yōu)化——系統(tǒng)在執(zhí)行聯(lián)接運算時要進行大量的比較

操作，因此執(zhí)行起來比較費時間。尤其是在包括許多元組的關系

之間進行聯(lián)接時，矛盾更加突出。

J6.2關系數(shù)據(jù)庫。

關系R和S分別有m和n個元組。聯(lián)接運算先從R關系中的第

一個元組開始，依次與S關系的各個元組按照聯(lián)結條件進行比較，

符合條件的兩元組首尾相連納入新關系，一輪共需要進行n次比

較；再用R關系中的第二個元組對S關系的各個元組進行第二次掃

描。由于R中有m個元組，共需要進行m輪掃描，因此，R與S的聯(lián)

接過程共需要訪問mxn個元組。如果m=500,n=50,聯(lián)接過程需

要進行25000次訪問。由此可見，涉及到聯(lián)接的查詢應當考慮優(yōu)

化，以便提高操作效率。

優(yōu)化的一般方法是，考慮縮小參與聯(lián)接運算關系的尺寸，要

減少訪問記錄的次數(shù)。首先應進行選擇運算，盡量減少關系中元

組的個數(shù)，能投影的再投影，使關系中屬性個數(shù)較少。在投影時

必須注意保留聯(lián)接兩個關系所需要的公共屬性或具有相同語義的

屬性，否則關系之間就失去了聯(lián)系，然后再進行聯(lián)接操作。

在關系代數(shù)中，將關系和運算經(jīng)有限次復合所形成的式子稱

為關系代數(shù)表達式。

16.2關系數(shù)據(jù)庫。

6.￡?關系的規(guī)范化

關系模型看起來簡單，但是不能把日常手工管理所用的各種

表格，按照一張表一個關系直接存放到數(shù)據(jù)庫里。在關系模型中

對關系有一定的要求，關系必須具有以下特點：

(1)關系必須規(guī)范化。所謂規(guī)范化是指關系模型中的每一

個關系模式都必須滿足一定的要求。最基本的要求是每個屬性值

必須是不可分割的數(shù)據(jù)單元，即表中不能再包含表。

手工制表中經(jīng)常出現(xiàn)如下表所示的復合表。這種表格不是二

維表，不能直接作為關系來存放，只要去掉表中的“應發(fā)工資”

和“應扣工資”兩個表項就可以了。而在數(shù)據(jù)輸出時，可以對打

印格式另行設計，從而滿足用戶的要求。

10、

L________呼關系數(shù)據(jù)庫

6.￡?關系的規(guī)范化

應發(fā)工資應才0T資i

編號姓名實發(fā)工資

基本工資活動工資補貼水電氣稅款醫(yī)保

復合表。這種表格不是二

維表，不能直接作為關系

來存放，只要去掉表中的

“應發(fā)工資”和“應扣工

、資”兩個表項就可以了

16.2關系數(shù)據(jù)庫

6.￡?關系的規(guī)范化

(2)在同一個關系中不能出現(xiàn)相同的屬性名，即表格中的

字段名不允許重復，且每一列必須具有相同的數(shù)據(jù)類型。

(3)關系中不允許有完全相同的元組，即表格中不允許出

現(xiàn)相同的行(相同的記錄)。

(4)在一個關系中對屬性和元組無順序要求，既任意交換

表格中兩列或兩行的位置并不影響數(shù)據(jù)的實際含義。

6.2關系數(shù)據(jù)庫W

SQL語言簡介

iSQL是StructuredQueryLanguage(結構化查詢語言)的縮

寫。SQL是專為數(shù)據(jù)庫而建立的操作命令集，是一種功能齊全的

數(shù)據(jù)庫語言。在使用它時，只需要發(fā)出“做什么”的命令，而

“怎么做”則不用使用者考慮。SQL的功能強大、簡單易學、使

用方便，已經(jīng)成為數(shù)據(jù)庫操作的基礎，并且現(xiàn)在幾乎所有的數(shù)據(jù)

庫均支持SQL。

1)SQL數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)體系結構

SQL數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)體系結構基本上是三級結構，但使用的術

語與傳統(tǒng)關系模型的術語不同。在SQL中，關系模式(模式)稱

為“基本表”(basetable),存儲模式(內(nèi)模式)稱為“存儲

文件”(storedfile),子模式(外模式)稱為“視圖”

(view),元組稱為“行”(row),屬性稱為“列”

(column)。

16.2關系數(shù)據(jù)庫。

6.￡FsQL語言簡介

2）SQL語言的組成

①一個SQL數(shù)據(jù)庫是表（Table）的集合，它由一個或多個

SQL模式定義。

②一個SQL表由行若干行構成，一亍是列的序列（集合），

每列與行對應一個數(shù)據(jù)項。

③,一個表或者是一■個基本表，或者是一1個視圖。基本表是

實際存儲在數(shù)據(jù)庫的表，而視圖是由若干基本表或其他視圖構成

的表的定義。

④一個基本表可以跨一個或多個存儲文件，一個存儲文件

也可存放一個或多個基本表。每個存儲文件與外存上的一個物理

文件對應。

16.2關系數(shù)據(jù)庫。

6.￡FsQL語言簡介

2）SQL語言的組成

⑤用戶可以用SQL語句對視圖和基本表進行查詢等操作。從

用戶角度看，視圖和基本表是一樣的，沒有區(qū)別，都是關系（表

格）。

⑥SQL用戶可以是應用程序，也可以是終端用戶。SQL語句

可嵌入在宿主語言的程序中使用，宿主語言有FORTRAN、COBOL.

PASCAL.PL/1、C和Ada語言等。SQL用戶也能作為獨立的用戶接

口，供交互環(huán)境下的終端用戶使用。

16.2關系數(shù)據(jù)庫:：

6.￡FsQL語言簡介

3)對數(shù)據(jù)庫進行操作

SQL包括了所有對數(shù)據(jù)庫的操作，主要由以下4個部分組成：

①數(shù)據(jù)定義：這一部分又稱為“SQLDDL(Data

DefinitionLanguage)”，指定義數(shù)據(jù)庫的邏輯結構，包括定

義數(shù)據(jù)庫、基本表、視圖和索引四個部分。

②數(shù)據(jù)操作：這一部分又稱為“SQLDML(Data

ManipulationLanguage)”，其中包括數(shù)據(jù)查詢和數(shù)據(jù)更新兩

大類操作，其中數(shù)據(jù)更新又包括插入、刪除和更新三種操作。

③數(shù)據(jù)控制：對用戶訪問數(shù)據(jù)的控制有基本表和視圖的授

權、完整性規(guī)則的描述、事務控制語句等。

④嵌入式SQL語言的使用規(guī)定：規(guī)定SQL語句在宿主語言的

程序中使用的規(guī)則。

16.2關系數(shù)據(jù)庫。

6.￡FsQL語言簡介

4)SQL語言的優(yōu)點

使用SQL語言有如下優(yōu)點：

①非過程化語言

②統(tǒng)一的語言

SQL為許多任務提供了命令，其中包括：

?查詢數(shù)據(jù)；

?在表中插入、修改和刪除記錄；

?建立、修改和刪除數(shù)據(jù)對象；

?控制對數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)對象的存取；

?保證數(shù)據(jù)庫一致性和完整性。

③是所有關系數(shù)據(jù)庫的公共語言

6.1數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述

6.2關系數(shù)據(jù)庫

?6.3常見數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)

6.4管理信息系統(tǒng)

6.3常見數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)

6.3.1小型數(shù)據(jù)庫

1)Access

Access是Office辦公套件中一個極為重要的組成部分。剛開

始時微軟公司是將Access單獨作為一個產(chǎn)品進行銷售的,后來微

軟發(fā)現(xiàn)如果將Access捆綁在Office中一起發(fā)售，將帶來更加可觀

的利潤，于是第一次將Access捆綁到Office97中,成為Office

套件中的一個重要成員。現(xiàn)在它已經(jīng)成為Office辦公套件中不可

缺少的部件了。自從1992年開始銷售以來，Access已經(jīng)賣出了

超過6000萬份，現(xiàn)在它已經(jīng)成為世界上最流行的桌面數(shù)據(jù)庫管理

系統(tǒng)。

后來微軟公司通過大量地改進，將Access的新版本功能變得

更加強大。不管是處理公司的客戶訂單數(shù)據(jù)、管理自己的個人通

訊錄，還是大量科研數(shù)據(jù)的記錄和處理，人們都可以利用它來解

決大量數(shù)據(jù)的管理工作。

16.3常見數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)

6.丁小型數(shù)據(jù)庫

2）Xbase系列

數(shù)據(jù)庫理論的研究在20世紀70年代后期進入較為成熟的階段,

隨著80年代初IBM/PC及其兼容機的廣泛使用，數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品的代表

作之一、Ashton-Tate公司開發(fā)的dBASE很快進入微機世界，成為

一個相當普遍而且受歡迎的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。用戶只需鍵入簡單

的命令，即可輕易完成數(shù)據(jù)庫的建立、增添、修改、查詢、索引

以及產(chǎn)生報表或標簽，或者利用其程序語言開發(fā)應用系統(tǒng)程序。

由于它易于使用，功能較強，很快成為80年代中期的主導數(shù)據(jù)庫

系統(tǒng)（極盛時期曾在個人計算機的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)市場上的占有

率高達80-85%）。繼dBASEII之后，dBASEIII,dBASEIII

Plus以及dBASEIV相繼誕生，其功能逐漸增強。

jl6.3常見數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)

6.;『小型數(shù)據(jù)庫

2)Xbase系列

但是，dBASE存在的一些缺陷使其應用受到越來越大的限制。

首先，它運行速度慢，這在建立大型數(shù)據(jù)庫時顯得尤為突出。其

次，早期的dBASE不帶編譯器，僅是解釋執(zhí)行，后來雖然增加了

編譯器，但編譯與解釋執(zhí)行時存在許多差異。再就是它的設計標

準，隨著dBASE增強版本的出現(xiàn)，由于各版本之間不相兼容，其

標準變得越來越模糊，Ashton-Tate公司不再定義dBASE標準，就

連dBASEIV本身也未按標準設計。后來，人們常用Xbase來表示

各種數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的程序設計語言。

Ji6.3常見數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)

6.丁小型數(shù)據(jù)庫

2）Xbase系列

1986年，與dBASEIIIPlus兼容的FoxBASE+推出后不久，

FoxPro/LAN也投入市場，一時間引起轟動。

1987年之后相繼推出了FoxBASE+2.0和2.10,這兩個產(chǎn)品不

僅速度上超越其前期產(chǎn)品，而且還擴充了對開發(fā)者極其有用的語

言，并提供了良好的界面和較為豐富的工具。

1991年，F(xiàn)oxPro2.0推出。由于使用了Rushmore查詢優(yōu)化

技術、先進的關系查詢與報表技術以及整套第四代語言工具，

FoxPro2.0在性能上大幅度地提高了。該公司常用的廣告用語為

“NothingRunsLikeTheFox”（沒有東西跑得像狐貍那么快）。

Ji6.3常見數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)

6.丁小型數(shù)據(jù)庫

2)Xbase系列

FoxPro2.0第一次引入SQL結構化查詢語言以及和直觀的按

例關系查詢；它采用存入備注數(shù)據(jù)字段的方式，不產(chǎn)生獨立存在

的.obj文件；其目標程序若再配合FoxDistributionKit鏈接

后即變成可直接在DOS下執(zhí)行的.exe文件；同時，它支持鼠標操

作，不需額外處理即允許用戶在程序中加入鼠標功能；它的應用

程序生成器(applicationbuilder)、特有的項目管理程序

(projectmanager),在尋找文件、記錄文件所在位置以及處

理編譯后的目標程序的方式，是同一時期其他同類產(chǎn)品所不能比

擬的。這使得FoxPro榮獲當年度美國諸多雜志所評選的多項優(yōu)秀

成果獎。

16.3常見數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)

6.;『小型數(shù)據(jù)庫

2)Xbase系列

1992年微軟收購了Fox公司，把FoxPro納入自己的產(chǎn)品中。

它利用自身的技術優(yōu)勢和巨大的資源，在不長的時間里開發(fā)出

FoxPro2.5、FoxPro2.6等大約20個軟件產(chǎn)品及其相關產(chǎn)品，包

括DOS、Windows.Mac和Unix四個平臺的軟件產(chǎn)品。1995年6月，

微軟推出了VisualFoxPro3.0版。接著又很快推出Visual

FoxPro5.0及其中文版。1998年發(fā)布了可視化編程語言集成包

VisualStadio6.0,它是可運行于Windows95/98/NT平臺的32

位數(shù)據(jù)庫開發(fā)系統(tǒng)。它是能充分發(fā)揮32位微處理器的強大功能、

直觀易用的編程工具。

6.3常見數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)

6.3.2大型數(shù)據(jù)庫

1)Oracle——Oracle是以高級SQL為基礎的大型關系數(shù)據(jù)庫,

通俗地講它是用方便邏輯管理的語言操縱大量有規(guī)律數(shù)據(jù)的集

合。是目前最流行的客戶/服務器(Client/Server)體系結構的

數(shù)據(jù)庫之一。

Oracle具有如下特點：

(1)Oracle7.X以來引入了共享SQL和多線索服務器體系結

構。這減少了Oracle的資源占用，并增強了Oracle的能力，使之

在低檔軟硬件平臺上用較少的資源就可以支持更多的用戶，而在

高檔平臺上可以支持成百上千個用戶。

(2)提供了基于角色(Role)分工的安全保密管理。在數(shù)

據(jù)庫管理功能、完整性檢查、安全性、一致性方面都有良好的表

現(xiàn)。

6.3常見數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)

6.b大型數(shù)據(jù)庫

(3)支持大量多媒體數(shù)據(jù)，如二進制圖形、聲音、動畫以及多維數(shù)據(jù)

結構等。

(4)提供了與第三代高級語言的接口軟件PRO*系列，能在C、C++等主

語言中嵌入SQL語句及過程化(PL/SQL)語句，對數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進行

操縱。加上它有許多優(yōu)秀的前臺開發(fā)工具如PowerBuild、

SQL*FORMS、VisualBASIC等，可以快速開發(fā)生成基于客戶端PC平

臺的應用程序，并具有良好的移植性。

(5)提供了新的分布式數(shù)據(jù)庫能力。可通過網(wǎng)絡較方便地讀寫遠程數(shù)

據(jù)庫里的數(shù)據(jù)，并有對稱復制的技術。

Oracle數(shù)據(jù)庫在物理上是存儲于硬盤的各種文件。它是活動的、

可擴充的，隨著數(shù)據(jù)的添加和應用程序的增大而變化。Oracle數(shù)據(jù)庫

在邏輯上是由許多表空間構成的。主要分為系統(tǒng)表空間和非系統(tǒng)表空

間。非系統(tǒng)表空間內(nèi)存儲著各項應用的數(shù)據(jù)、索引、程序等相關信息。

如果準備上馬一個較大的Oracle應用系統(tǒng)時，應該創(chuàng)建它所獨占的表

空間，同時定義物理文件的存放路徑和所占硬盤的大小。

6.3常見數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)

6.k大型數(shù)據(jù)庫

2）MySQL

MySQL是一個精巧的SQL數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，雖然它不是開放源代碼

的產(chǎn)品，但在某些情況下可以自由使用。由于它的強大功能、靈活性、

豐富的應用編程接口（API）以及精巧的系統(tǒng)結構，所以它受到了廣大

自由軟件愛好者甚至是商業(yè)軟件用戶的青睞，特別是與Apache和PHP/

PERL結合，為建立基于數(shù)據(jù)庫的動態(tài)網(wǎng)站提供了強大動力。因為SQL是

一種標準化的語言，它使得存儲、更新和存取信息更容易。

MySQL是一個真正的多用戶、多進程SQL數(shù)據(jù)庫服務器。SQL（結

構化查詢語言）是世界上最流行的和標準化的數(shù)據(jù)庫語言。MySQL是一

個客戶機/服務器結構的實現(xiàn)，它由一個服務器守護程序MySQLd和很多

不同的客戶程序和庫組成。

自1996年以來，它的環(huán)境已經(jīng)超過40個數(shù)據(jù)庫，包含10,000個表，

其中500多個表超過700萬行，這大約有100GB的關鍵應用數(shù)據(jù)。MySQL

建立的基礎是業(yè)已用在高要求的生產(chǎn)環(huán)境多年的一套實用例程。盡管

MySQL仍在開發(fā)中，但它已經(jīng)提供一個豐富和極其有用的功能集。

16.3常見數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)

6.支尸大型數(shù)豆素

3）MicrosoftSQLServer

SQLServer是一個關系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，它最初是由晅“0$0設、

Sybase和Ashton-Tate三家公司共同開發(fā)的，于1998年推出了第一個

OS/2版本。在WindowsNT推出后,Microsoft與Sybase在SQLServer

的開發(fā)上就分道揚鑲了。Microsoft將SQLServer移植到WindowsNT

系統(tǒng)上，專注于開發(fā)、推廣SQLServer的WindowsNT版本；Sybase則

較專注于SQLServer在UNIX操作系統(tǒng)上的應用。

使用MicrosoftSQLServer2000的最新增強功能可以開發(fā)數(shù)據(jù)

庫解決方案。建立在SQLServer7.0可擴展基礎上的SQLServer

2000代表著下一代Microsoft.NETEnterpriseServers（企業(yè)服務

器）數(shù)據(jù)庫的發(fā)展趨勢。SQLServer2000是為創(chuàng)建可伸縮電子商務、

在線商務和數(shù)據(jù)倉儲解決方案而設計的真正意義上的關系型數(shù)據(jù)庫管

理與分析系統(tǒng)。

6.3常見數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)

6.T7大型數(shù)據(jù)庫

4)SybaseSybase公司是1984年成立的，屬于后起之秀。他推出了

支持企業(yè)范圍的“客戶/服務器體系結構”的數(shù)據(jù)庫。Sybase把“客戶/服務

器數(shù)據(jù)庫體系結構”作為開發(fā)產(chǎn)品的重要目標。他們吸取了INGRES的研制經(jīng)

驗，以滿足聯(lián)機事務處理應用的要求，于1987年推出了SybaseSQLServer,

稱為大學版INGRES的第三代產(chǎn)品。

SybaseSystem11.5是其最新產(chǎn)品，支持企業(yè)內(nèi)部各種數(shù)據(jù)庫應用需求，

如數(shù)據(jù)倉庫、聯(lián)機事務處理、決策支持系統(tǒng)和小平臺應用等。

Sybase是一個面向聯(lián)機事務處理，具有高性能，高可靠性的功能強大的

關系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。Sybase數(shù)據(jù)庫的多庫、多設備、多用戶、多線索等

特點極大地豐富和增強了數(shù)據(jù)庫功能。因為Sybase數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是一個復雜的、

多功能的系統(tǒng)，所以對Sybase數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的管理就變得十分重要，管理的好

壞與數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的性能息息相關。

SybaseSystem11.5的服務器端和新產(chǎn)品是AdaptiveServero它集成

了原有的服務器系列，如SQLServer,SQLAnywhere,SybaseIQ,Sybase

MPP等。它具有處理多種數(shù)據(jù)源的能力，包括遺留的非關系數(shù)據(jù)和分布的事務;

提供了優(yōu)化的數(shù)據(jù)存儲與訪問方法；提供了單一的編程模型。

16.3常見數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)

6J尸大型數(shù)訴

5）IBMDB2

DB2是IBM公司的產(chǎn)品，起源于SystemR和SystemR*o他支

持從PC到UNIX、從中小型機到大型機、從IBM到非IBM（HP及SUN

UNIX系統(tǒng)等）各種操作平臺。他既可以在主機上以主/從方式獨

立運行，也可以在客戶/服務器環(huán)境中運行。其中服務平臺可以

是OS/400、AIX、OS/2、HP-UNIX.SUN-Solaris等操作系統(tǒng),客

戶機平臺可以是OS/2或Windows、DOS、AIX、HP-UX.SUN

Solaris等操作系統(tǒng)。

IBMDB2數(shù)據(jù)庫環(huán)境以用于大型公司、政府、電信和郵電行

業(yè)等需要海量數(shù)據(jù)處理的場所而聞名。

DB2數(shù)據(jù)庫核心又稱作DB2公共服務器，采用多進程多線索

體系結構，可以運行于多種操作系統(tǒng)之上，并分別根據(jù)相應平臺

環(huán)境作了調(diào)整和優(yōu)化，以便能夠達到較好的性能。

6.3常見數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)

6.k數(shù)據(jù)庫技術的發(fā)展

數(shù)據(jù)庫技術自20世紀60年代出現(xiàn)后，在40多年的發(fā)展過程

中，主要經(jīng)歷了網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫、層次數(shù)據(jù)庫、關系數(shù)據(jù)庫、新一代

數(shù)據(jù)庫技術等幾個階段。

1）網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫

2）層次數(shù)據(jù)庫

3）關系數(shù)據(jù)庫

4）新一代數(shù)據(jù)庫技術

（1）面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫（5）Internet數(shù)據(jù)庫

（2）并行數(shù)據(jù)庫（6）多媒體數(shù)據(jù)庫

（3）分布式數(shù)據(jù)庫（7）移動數(shù)據(jù)庫

（4）主動數(shù)據(jù)庫

6.3常見數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)

6.k數(shù)據(jù)庫技術的發(fā)展

5)數(shù)據(jù)倉庫和數(shù)據(jù)挖掘

數(shù)據(jù)倉庫(DataWarehouse)一詞最早出現(xiàn)于20世紀90年代初，目前已

經(jīng)逐漸成熟。數(shù)據(jù)倉庫是在數(shù)據(jù)庫基礎上發(fā)展而來的，是為了滿足人們在高

度數(shù)據(jù)積累的基礎上進行數(shù)據(jù)分析的需要而產(chǎn)生的。數(shù)據(jù)倉庫是面向主題的、

集成的、穩(wěn)定的、隨時間變化的數(shù)據(jù)集合，它是管理科學、計算機科學、網(wǎng)

絡技術和分析手段的大融合。從用戶的角度看，數(shù)據(jù)倉庫是一些數(shù)據(jù)、過程、

工具和設施，它能夠管理完備的、及時的、準確的和可理解的業(yè)務信息。數(shù)

據(jù)倉庫是體系化環(huán)境的核心，是建立決策支持系統(tǒng)(DSS)的基礎。

所謂數(shù)據(jù)挖掘(DataMining),就是從大量的、不完全的、有噪聲的、

模糊的、隨機的實際應用數(shù)據(jù)中，抽取隱含在其中的、人們事先不知道的、

但又是潛在有用的信息和知識的過程。數(shù)據(jù)挖掘就是在一些事實或觀察數(shù)據(jù)

的集合中尋找特定的模式、關聯(lián)規(guī)則、變化規(guī)律等的決策支持過程，是一種

在大量數(shù)據(jù)庫中發(fā)現(xiàn)隱藏新知識的計算技術方法。數(shù)據(jù)挖掘過程可粗略地分

為問題定義、數(shù)據(jù)準備和預處理、數(shù)據(jù)挖掘以及結果的解釋和評估等階段。

凝羽提屈原!理囪［翅儂珠出

6.1數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述

6.2關系數(shù)據(jù)庫

6.3常見數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)

■6.4管理信息系統(tǒng)

6.4管理信息系統(tǒng)

6.4.1管理信息系統(tǒng)概述

當今時代的兩個顯著特點就是世界經(jīng)濟一體化和以計算機為

代表的信息技術的快速發(fā)展。一個組織要在激烈的競爭中保持優(yōu)

勢和不斷發(fā)展，必須對迅速變化的環(huán)境靈敏地做出有效地反應。

管理信息系統(tǒng)的應用能夠提供這種有效的決策支持。

管理信息系統(tǒng)(ManagementInformationSystem,MIS)是

一個以人為主導，利用計算機硬件、軟件、網(wǎng)絡通信設備以及其

他辦公設備，進行信息的收集、傳輸、加工、儲存、更新和維護,

支持組織高層決策、中層控制、基層運作的集成化的人機系統(tǒng)。

6.4管理信息系統(tǒng)

6.T「管理信息系統(tǒng)概述

信息系統(tǒng)經(jīng)歷了由單機到網(wǎng)絡，由低級到高級，由電子數(shù)據(jù)

處理到管理信息系統(tǒng)、再到?jīng)Q策支持系統(tǒng)，由數(shù)據(jù)處理到智能處

理的過程。這個發(fā)展過程大致經(jīng)歷了以下幾個階段：

(1)電子數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)(ElectronicDataProcessingSystem,EDPS)

特點是數(shù)據(jù)處理的計算機化，目的是提高數(shù)據(jù)處理的效率。

(2)管理信息系統(tǒng)(ManagementInformationSystems,MIS)

最大的特點是高度集中，能將組織中的數(shù)據(jù)和信息集中起來，進行快速

處理，統(tǒng)一使用。有一個中心數(shù)據(jù)庫和計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)是MIS的重要標志。另

一特點是利用定量化的科學管理方法，通過預測、計劃優(yōu)化、管理、調(diào)節(jié)和

控制等手段來支持決策。

(3)決策支持系統(tǒng)(DecisionSupportSystems,DSS)

決策支持系統(tǒng)不同于傳統(tǒng)的管理信息系統(tǒng)。早期的MIS主要為管理者提

供預定的報告，而DSS則是在人和計算機交互的過程中幫助決策者探索可能的

方案，為管理者提供決策所需的信息。

6.4管理信息系統(tǒng)觥9

6.T「管理信息系統(tǒng)概述

EDPS、MIS和DSS各自代表了信息系統(tǒng)發(fā)展過程中的某一階段，但

至今它們?nèi)愿髯圆粩嗟匕l(fā)展著，而且是相互交叉的關系。

EDPS是面向業(yè)務的信息系統(tǒng)；MIS是面向管理的信息系統(tǒng)；DSS則

是面向決策的信息系統(tǒng)。DSS在組織中可能是一個獨立的系統(tǒng)，也可能

作為MIS的一個高層子系統(tǒng)而存在。

管理信息系統(tǒng)是一個不斷發(fā)展的概念。20世紀90年代以來，出現(xiàn)

的新概念有智能決策支持系統(tǒng)(IntelligentDecisionSupportSystems,

IDSS)和群體決策支持系統(tǒng)(GroupDecisionSupportSystem,

GDSS),電子商貿(mào)系統(tǒng)(ElectronicBusinessProcessingSystem,

EBPS),總裁信息系統(tǒng)，戰(zhàn)略信息系統(tǒng)，計算機集成制造系統(tǒng)和其他

基于知識的信息系統(tǒng)等。

管理信息系統(tǒng)各分支發(fā)展過程中，共同的基礎是數(shù)據(jù)處理，但又

各不相同，彼此之間相互交叉，互相滲透，主要的原因在于他們從不

同的角度或者側(cè)重點出發(fā)，解決信息處理中的問題，為決策提供支持。

6.4管理信息系統(tǒng)

6.kf理信息系統(tǒng)的結構與功能

一個企業(yè)組織可由三個子系統(tǒng)構成：管理決策系統(tǒng)、管理信

息系統(tǒng)和作業(yè)系統(tǒng)。

管理決策系統(tǒng)借助于管理信息系統(tǒng)獲得各級管理決策必需的

信息，又通過管理信息系統(tǒng)對作業(yè)系統(tǒng)進行控制，實施決策。

1）管理信息系統(tǒng)的物理結構

現(xiàn)代社會組織中的管理信息系統(tǒng)，是為了實現(xiàn)組織的整體目

標，對管理信息進行系統(tǒng)的、綜合的處理，輔助各級管理決策的

計算機硬軟件、通訊設備、規(guī)章制度及有關人員的統(tǒng)一體。其物

理結構主要包括：計算機硬件系統(tǒng)、計算機軟件系統(tǒng)、數(shù)據(jù)及其

存儲介質(zhì)、通信系統(tǒng)、非計算機系統(tǒng)的信息收集及處理設備、規(guī)

章制度、工作人員等。

6.4管理信息系統(tǒng)

6.kf理信息系統(tǒng)的結構與功能

3）管理信息系統(tǒng)的層次結構

企業(yè)的管理活動分為三個層次：戰(zhàn)略計劃、管理控制計劃、

業(yè)務計劃和控制。這相應于戰(zhàn)略決策、戰(zhàn)術決策和業(yè)務決策三個

決策層次。管理信息系統(tǒng)可以分為四個層次：事務處理、業(yè)務信

息處理、戰(zhàn)術信息處理、戰(zhàn)略信息處理。

4）管理信息系統(tǒng)的職能結構

管理信息系統(tǒng)可以按照管理職能分成相互關聯(lián)的若干子系統(tǒng)。

如制造業(yè)企業(yè)的管理信息系統(tǒng)可分為以下子系統(tǒng)：市場銷售子系

統(tǒng)、生產(chǎn)子系統(tǒng)、后勤子系統(tǒng)、人事子系統(tǒng)、財務子系統(tǒng)、信息

管理子系統(tǒng)、高層管理子系統(tǒng)。

6.4管理信息系統(tǒng)

6.T5-管理信息系統(tǒng)的結構與功能

5)管理信息系統(tǒng)的空間分布結構

根據(jù)管理信息系統(tǒng)的硬件、軟件、數(shù)據(jù)等信息資源在空間的分布情況，

系統(tǒng)的結構又可分為集中式和分布式兩大類型。信息資源在空間上集中配制

的系統(tǒng)稱為集中式系統(tǒng)。由配有相應外圍設備的單臺計算機為基礎的系統(tǒng)，

通常稱為單機系統(tǒng)。

集中式系統(tǒng)的主要優(yōu)點：

(1)信息資源集中、管理方便、規(guī)范統(tǒng)一；(2)專業(yè)人員集中使用，有利

于發(fā)揮他們的作用，便于組織人員培訓和提高工作；(3)信息資源利用率高;

(4)系統(tǒng)安全措施實施方便。

這種系統(tǒng)的不足之處有：

(1)隨著系統(tǒng)規(guī)模的擴大和功能的提高，集中式系統(tǒng)的復雜性迅速增長，給

管理和維護帶來困難。

(2)對組織變革和技術發(fā)展的適應性差，應變能力弱。

(3)不利于發(fā)揮用戶在系統(tǒng)開發(fā)、維護、管理方面的積極性與主動精神。

(4)系統(tǒng)比較脆弱，主機出現(xiàn)故障，可能使整個系統(tǒng)停止工作。

6.4管理信息系統(tǒng)觥9

6.k管理信息系統(tǒng)的結構與功能

分布式系統(tǒng)的主要特征是：

(1)實施不同地點的硬、軟件和數(shù)據(jù)等信息資源共享。

(2)各地與計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)相聯(lián)的計算機系統(tǒng)既可以在計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)的統(tǒng)

一管理下工作，又可脫離網(wǎng)絡工作環(huán)境利用本地信息資源獨立開展工作。

分布式管理信息系統(tǒng)可分為一般分布式與客戶機/服務器(C/S)式。

一般分布式系統(tǒng)中的服務器只提供數(shù)據(jù)和軟件資源的文件服務，網(wǎng)絡系

統(tǒng)中各計算機系統(tǒng)可以根據(jù)規(guī)定的權限存取服務器上的數(shù)據(jù)文件和程序文件。

客戶機/服務器式