第1章數據庫技術基礎第2章VisualFoxPro6.0概述第3章數據庫和表的基本操作第4章數據處理與SQL第5章程序設計基礎第6章可視化程序設計基礎第7章使用表單控件第8章報表設計第9章菜單設計VisualFoxPro數據庫與程序設計教程

福州大學2011年2月1第1章數據庫技術基礎1.1數據庫基礎知識1.2數據模型1.3關系數據庫基礎1.4數據庫系統的模式結構1.5數據庫設計基礎21.1數據庫基礎知識1.1.1數據、信息與數據處理1.1.2數據管理技術的發展1.1.3數據庫系統31.1.1數據、信息與數據處理

數據（Data）數據是描述客觀事物屬性的記錄符號。從計算機的角度看，數據指能夠被計算機接受、識別和處理的各種符號。

如：學生身高175cm、課程學分6.0等。

信息（Information）信息是人們消化理解后的數據，是對客觀世界的認識。

如：由數據“學分6.0”，推知“該課程是重要課程！”。41.1.1數據、信息與數據處理

數據與信息的關系數據是承載信息的載體，用于傳遞信息；信息則是數據的內涵，是數據的語義解釋。

數據處理數據處理指數據的收集、整理、存儲、加工、分類、維護、排序、統計、檢索和傳輸等活動。數據處理也稱為信息處理。

信息=數據+數據處理51.1.2

數據管理技術的發展

數據管理技術經歷了人工管理、文件系統、數據庫系統三個階段。

1．人工管理階段從50年代開始，其特點是：數據不保存無專門的數據管理軟件數據不共享，冗余量大數據不具有獨立性61.1.2

數據管理技術的發展人工管理階段數據與程序的關系如圖1-1所示。程序1程序2程序n……數據集1數據集2數據集n……圖1-1人工管理階段數據與程序的關系

71.1.2

數據管理技術的發展

2．文件系統階段從50年代后期開始至60年代中期，其特點是：數據可以長期保存數據由文件系統統一管理數據共享性差，數據冗余大數據獨立性較差數據一致性差81.1.2

數據管理技術的發展

文件系統階段數據與程序之間的關系如圖1-2所示。程序2程序1程序n文件系統…………文件2文件1文件n圖1-2文件系統階段數據與程序的關系91.1.2

數據管理技術的發展

3．數據庫系統階段

60年代末開始，其特點是：數據結構化數據共享性高數據獨立性高統一的數據管理和控制101.1.2

數據管理技術的發展數據庫系統階段數據與程序的關系如圖1-3所示。圖1-3數據庫系統階段數據與程序的關系

應用程序1應用程序2應用程序nDBMS數據庫…111.1.3數據庫系統

數據庫（DB）數據庫是存放數據的倉庫，是指存儲在外部存儲設備上、具有一定組織結構的相關數據的集合。數據庫既包括數據內容，也包括數據內容之間的聯系。

數據庫管理系統（DBMS）數據庫管理系統是指負責數據庫存取、維護和管理的系統軟件。數據庫管理系統是數據庫系統的核心軟件，它對數據庫進行統一管理和控制。121.1.3數據庫系統

數據庫系統（DBS）數據庫系統是指具有管理數據庫功能的計算機系統，一般由硬件系統、系統軟件、數據庫、數據庫管理系統、數據庫應用軟件、數據庫管理員和用戶等部分組成。

數據庫系統的組成如圖1-4所示。131.1.3數據庫系統DB用戶…用戶數據庫管理員應用系統應用開發工具DBMS操作系統圖1-4數據庫系統的組成示意圖

141.1.3數據庫系統數據庫新技術

1）分布式數據庫系統

2）面向對象數據庫系統

3）多媒體數據庫系統

4）數據倉庫系統

151.2數據模型1.2.1概念模型1.2.2數據模型161.2.1概念模型三個世界和數據建模

數據處理所涉及的三個世界和數據建模的過程如下圖所示。現實世界概念世界抽象數據世界轉換數據模型概念模型171.2.1概念模型

概念模型概念模型面向現實世界建模，描述現實世界的概念化結構，實現數據從現實世界到概念世界的轉換。

概念模型涉及實體、屬性、聯系等內容。

實體（Entity）

客觀存在的各種事物稱為實體。實體可以是實際的事物，也可以是抽象的事件。如：學生、圖書、會議日程等都是實體。181.2.1概念模型概念模型

屬性（Attribute）

實體的某一特性稱為屬性。如：學號、姓名等都是學生實體的屬性。

實體型（EntityType）

同類實體所有屬性的集合稱為實體型。實體是實體型的一個實例，而實體型則是同類實體的抽象表示。實體集（EntitySet）

同類實體的集合則稱為實體集。191.2.1概念模型概念模型

域（Domain）

屬性的取值范圍稱為域。同類實體的同一個屬性的域應該是相同的。

如：學生實體的屬性“性別”的域為(男,女)。

碼（Key）

能夠唯一標識實體的屬性或屬性集稱為碼，也稱為關鍵字。

如：(學號)是學生實體的碼；(學號,課程號)是成績實體的碼。

201.2.1概念模型211.2.1概念模型221.2.1概念模型

概念模型

聯系（Relationship）實體之間的關系稱為聯系。聯系可分為一對一、一對多和多對多三種類型。①一對一聯系若實體集A的每個實體至多和實體集B的一個實體有聯系，反之亦然，則稱A與B具有一對一的聯系，記作1:1。如：一個學院只有一個院長，一個院長只能管理一個學院，二者是1:1聯系。231.2.1概念模型概念模型

聯系（Relationship）

②一對多聯系實體集A的一個實體和實體集B的多個實體有聯系；同時，實體集B的一個實體至多只和實體集A的一個實體有聯系，則稱A與B之間是一對多的聯系，記作1:n。

如：班級實體集與學生實體集之間的聯系屬于1:n。241.2.1概念模型概念模型

聯系（Relationship）③多對多聯系若實體集A的每一個實體和實體集B的多個實體有聯系；同時，實體集B的每個實體也可以與實體集A的多個實體有聯系，則稱A與B之間是多對多的聯系，記作m:n。

如：課程實體集與教師實體集之間屬于m:n型聯系。251.2.1概念模型

E-R圖

用來表示概念模型的方法很多，其中最為常用的是實體－聯系模型（Entity－RelationshipModel），簡稱E-R模型。在E－R圖中：

實體：用矩形表示，框內書寫名稱。

屬性：用橢圓表示，橢圓形內書寫名稱，并用無向邊將其與對應的實體連接起來。

聯系：用菱形表示，菱形框內書寫名稱，并用無向邊分別與有關實體連接起來，并在無向邊旁書寫聯系類型（1:1、1:n或m:n）。261.2.1概念模型聯系本身也是一種實體，也可以有屬性。nnmm學生學號專業性別姓名教師教師號職稱姓名選課課程課程號學分課程名學時授課分數出生日期入學總分學院代碼時間教室271.2.2數據模型

常見的數據模型有層次模型、網狀模型和關系模型三種，基于它們建立的數據庫相應地稱為層次數據庫、網狀數據庫和關系數據庫。層次模型層次模型可以用有向樹結構來表示實體之間的關系，其主要特征如下：（1）僅有一個無父結點的根結點。（2）除根結點以外的子結點，向上僅有一個父結點，向下有若干子結點。

樹281.2.2數據模型

網狀模型網狀模型可以用網狀結構表示實體及實體間的關系。它取消了層次模型的一些限制，是層次模型的擴展。其主要特征如下：（1）有一個以上的結點無父結點。（2）至少有一個結點有多個父結點。圖291.2.2數據模型

關系模型關系模型用二維表結構表示實體及實體間的聯系。由于客觀世界中二維表的應用非常普遍，因此關系模型的應用也最為廣泛。

VisualFoxPro就是基于關系模型的數據庫管理系統。

301.3關系數據庫基礎1.3.1關系模型中的概念1.3.2關系完整性約束1.3.3關系運算1.3.4關系范式

311.3.1關系模型中的概念

關系（Relation）一個二維表就稱為一個關系，包括若干行，每行描述一個實體。關系對應于概念世界中的實體集。在VisualFoxPro中，關系稱為“表”，保存為表文件。

關系的特征：關系對應于一個規則的行列式二維表同一個關系中不允許出現相同的屬性同一個關系中不允許出現相同的元組關系中的元組和屬性具有順序無關性321.3.1關系模型中的概念

屬性（Attribute）

二維表中的列稱為屬性，是關系中不可劃分的最小單位。一個關系中的屬性不允許重名。屬性對應于概念世界中實體的屬性。在VisualFoxPro中，屬性稱為“字段”。

域（Domain）

屬性的取值范圍稱為域，關系中不同實體的同一個屬性的域應該是相同的。域對應于概念世界中的域。如：GRAGE表中的“成績”是一個數值型字段，取值范圍是0-100。331.3.1關系模型中的概念

元組（Tuple）

關系中的行稱為元組，它包含所有屬性的值。元組對應于概念世界中的實體。在VisualFoxPro中，元組稱為“記錄”。

關鍵字（Key）在關系中，一個或幾個屬性的組合能唯一標識一個元組，則稱其為關鍵字（或鍵），對應于概念世界中的碼。341.3.1關系模型中的概念

主鍵：可從關系的多個鍵中選出一個作為主鍵，其他鍵作為候選鍵。一個關系最多只能設置一個主鍵，候選鍵則可以有多個。外鍵：若關系A的主鍵出現關系B中，則關系B中的對應屬性(組合)稱為外鍵。參照關系：兩個關系之間通過主鍵與外鍵建立的關聯。此時，關系A稱為被參照關系，而關系B稱為參照關系。351.3.1關系模型中的概念

主鍵主鍵外鍵361.3.1關系模型中的概念

關系模式（RelationSchema）關系模式是對關系結構的定義，對應于概念世界中的實體型。關系模式可用下列形式表示：關系名(屬性1,屬性2,…,屬性n)

371.3.2關系完整性約束

完整性約束是對數據模型提出的某種約束條件或規則,包括實體完整性、參照完整性和用戶自定義完整性三類：

實體完整性它規定關系中構成主鍵、候選鍵的屬性或屬性組合不能有空值或重復值。如：在STUDENT表中，“學號”是主鍵，則所有記錄的“學號”屬性值不能為空，也不能有重復值。381.3.2關系完整性約束參照完整性

它規定參照關系中外鍵的取值要么等于被參照關系中某個元組的主鍵值，要么取空值。如：按照參照完整性規則，參照關系SPEC表“專業號”的取值必須是被參照關系STUDENT表中某記錄的“專業號”值，或者為空。

用戶自定義完整性它是用戶針對具體應用提出約束性條件，包括域完整性和元組完整性兩個方面。391.3.2關系完整性約束

用戶自定義完整性

域完整性：是對關系中屬性取值范圍以及是否允許空值的約束。

如：規定GRADE表中“成績”屬性的取值范圍是0-100。

元組完整性：是對關系中屬性之間的取值進行約束。

如：規定課程信息表中屬性“學時”的值必須大于等于屬性“學分”值的15倍。

401.3.2關系完整性約束411.3.3關系運算傳統的集合運算

并：R∪S={t|t∈R∨t∈S}，結果由屬于R或屬于S的元組組成。

差：R-S={t|t∈R∧?t∈S}，結果由屬于R而不屬于S的所有元組組成。

交：R∩S={t|t∈R∧t∈S}，結果由既屬于R又屬于S的元組組成。

廣義笛卡爾積：R×S={trts|tr∈R∧ts∈S}結果是一個(n+m)列，前n列是關系R的一個元組，后m列是關系S的一個元組。若R有k1個元組，S有k2個元組，則結果有k1×k2個元組。421.3.3關系運算

專門的關系運算選擇運算：從關系R中選擇出滿足條件的元組構成新關系，新關系同R具有相同的結構。如：查男生記錄，屬于選擇運算。

投影運算：從關系R中選取若干個屬性構成新關系。如：查學生姓名、專業信息，屬于投影運算。

連接運算：按照R和S相應屬性的比較條件連接起來，生成新關系。如：將學生表和成績表可以按“學號”進行聯接，產生包含姓名、課程號、成績的新表。431.3.3關系運算441.3.3關系運算451.3.3關系運算461.3.4關系范式第一范式（1NF）如果關系R的所有屬性都是不可再分的數據項，則稱該關系屬于第一范式。記作R∈1NF。

第二范式（2NF）若R∈1NF，且主鍵可以決定每一非主屬性，同時不存在主鍵的真子集可以決定其他的非主屬性，則該關系模式屬于第二范式。記作R∈2NF。

第三