? 笔试60分(90分钟)
? 信息技术基础20分(选择题20分)
? VFP语言程序设计40分(选择题10分、填空题30分) ? 上机40分(70分钟)
? 第3章:项目、数据库和表操作12分 ? 第4章:查询8分
? 第6章:设计表单10分 ? 第9章:菜单5分 ? 第5章:程序改错5分
第一章:数据库系统基础知识
? 计算机的应用领域
科学计算、数据处理(70%)、自动控制、辅助设计、人工智能 ? 数据处理需求
大量的处理数据(人事、工资、成绩管理、销售管理、图书馆、售票) 1.1.1信息、数据与数据处理 ? 数据(Data)
? 数据是存储在某种媒体上的、能够被识别的物理符号。数据用型(存储在媒体上的数据形式)和值(描
述数据特性的数据内容)来表征与记录事物。
? 从广义上讲,数据是一切文字、符号、图形、图像、动画、影像、声音等元素的有意义的组合。 ? 信息(Information)
? 信息是现实世界中各种事物的特征、形态和不同事物之间的联系在人类头脑中的抽象反映。 ? 信息是经过加工的有用数据。
? 由原始数据经加工提炼而成的、用于决定行为、计划或具有一定语义的数据称为信息 ? 数据是信息的载体,信息是数据的内涵。
? 数据和信息之间的关系如同原料和成品,同时又具有相对性。不是所有数据都能成为信息,只有抽取加
工之后,具有新的事实知识的数据才能成为信息。
? 数据处理(Data Processing)
? 数据处理是对各种类型的数据进行收集、整理、组织、存储、维护、检索、统计、传输等过程。 ? 其目的是从已知数据出发,参照各种相关数据,经过计算/加工,得到新的数据。
? 新的经过精炼的数据表示新的信息,反映事物的本质和特征,以及事物间的内在联系,是有价值、有意
义的数据,成为人们决策的依据。这一过程就叫做信息处理。
? 人们将原始信息表示成数据,称为源数据,然后对这些源数据进行汇集、存储、综合、推导,从这些原
始的、杂乱的、难以理解的数据中抽取或推导出新的数据,将这些新的数据称为结果数据,结果数据对某些特定的人们来说是有价值的、有意义的。
? 这些结果数据可以作为某种决策的依据或者用于新的推导。这一过程通常称为数据处理或信息处理。 ? 利用计算机对数据进行处理,一般来说分为如下五个基本环节:原始数据的收集、数据的规范化及其编
码、数据输入、数据处理、数据输出
1.1.2数据管理技术的发展
? 数据处理的中心问题是数据管理。数据管理包括对数据的收集、组织、编目、定位、存储、检索、统计和维
护等。
? 计算机数据管理技术的发展大体上经历了三个阶段:人工管理阶段、文件系统阶段、数据库系统阶段
人工管理阶段
? 年代:20世纪50年代中期以前 ? 背景:
? 计算机主要用于科学计算;
? 硬件上,外存只有磁带、卡片、纸带,没有磁盘等直接存取的存储设备;
? 软件上,没有操作系统、没有数据管理软件; ? 数据处理方式是批处理。 ? 特点:
? 数据不保存;
? 无系统管理软件,数据与程序不具有独立性,不共享; ? 数据的组织方式由程序员自行设计;
? 应用程序与数据的关系:一一对应,数据面向应用程序。
文件系统阶段
? 年代:从50年代后期到60年代中期 ? 背景:
? 计算机不仅用于科学计算,还大量用于管理;
? 硬件上,外存储器有了磁盘、磁鼓等直接存取的存储设备; ? 软件上,操作系统中已经有了专门的管理数据软件(文件系统); ? 数据处理方式有文件批处理和联机实时处理。
? 文件系统对数据的管理,实际上是通过应用程序和数据之间的一种接口实现的。 ? 特点:
? 数据需要长期保存在外存上反复处理;
? 有软件对数据进行管理,使程序和数据有了一定的独立性; ? 应用程序与数据的关系:出现交叉;
? 数据的存取基本上以记录为单位,但记录不能共享,共享以文件为单位; ? 缺点:
? 数据冗余度大:文件与应用程序密切相关。相同的数据集合在不同的应用程序中使用时,经常需要重复
定义、重复存储。
? 数据不一致性:由于相同数据的重复存储,单独管理,给数据的修改和维护带来难度,容易造成数据的
不一致。
? 数据联系弱:文件系统中数据组织成记录,记录由字段组成,记录内部有了一定的结构。但是文件之间
是孤立的,从整体上看没有反映现实世界事务之间的内在联系,因此很难对数据进行合理的组织以适应不同应用的需要。 ? 数据独立性差:文件系统中的文件是为某一特定应用服务的,文件的逻辑结构对该应用程序来说是优化
的,想对现有的数据在增加一些新的应用会很困难,系统不易扩充。一旦数据的逻辑结构改变,必须修改应用程序,修改文件结构的定义,因此数据与程序之间仍缺乏独立性。
数据库系统阶段
? 年代:从60年代后期开始。 ? 背景:
? 计算机更大规模的用于管理,数据量急剧增长,数据的共享要求越来越强; ? 硬件上,外存储器有了大容量的磁盘; ? 软件价格上升,硬件价格下降;
? 数据处理方式上,联机实时处理要求更多了,并开始提出和考虑分布处理。 ? 特点:
? 面向全组织的复杂的数据结构(结构化、集成化); ? 数据冗余度小,易扩充;
? 引进DBMS,实现了数据的:独立性、安全性、完整性、并发控制; ? 数据的最小存取单位是数据项;实现数据共享的最小单位是数据项。 ? 数据库系统阶段特点
? 数据结构化。即采用复杂的数据模型表示数据结构。数据模型不仅描述数据本身的特点,还描述数据之
间的联系。数据不再面向某个应用,而是面向整个应用系统。
? 数据共享性高、冗余度小、易扩充。数据冗余明显减少,实现数据共享。
? 有较高的数据独立性。
? 数据由DBMS统一管理和控制。
数据库系统的研究领域
? 数据库管理系统软件的研制
? DBMS是数据库系统的基础,它的研制包括DBMS本身,以及以DBMS为核心的一组相互联系的软件系统,
包括工具软件和中间件。研制的目标是提高系统的可用性、可靠性、可伸缩性,提高性能和提高用户的生产率。
? DBMS核心技术的研究和实现是数据库领域所取得的主要成就。 ? 数据库设计
? 其主要任务是在DBMS的支持下,按照应用的要求,为某一部门或组织设计一个结构合理、使用方便、
效率较高的数据库及其应用系统。其中主要的研究方向是数据库设计方法学和设计工具,包括数据库设计方法、设计工具和设计理论的研究,数据模型和数据建模的研究,计算机辅助数据库设计方法及其软件系统的研究,数据库设计规范和标准的研究等。
? 数据库理论
? 它的研究主要集中于关系的规范化理论、关系数据库理论等。近年来,计算机网络技术、人工智能技术、
并行计算技术、分布式计算技术、多媒体技术等计算机领域中其他新兴技术的发展对数据库技术产生了重大影响。数据库技术和其他计算机技术的相互结合、互相渗透,使数据库中新的技术内容层出不穷。数据库的许多概念、技术内容、应用领域,甚至某些原理都有了重大的发展和变化,建立和实现了一系列新型数据库系统,如分布式数据库系统、并行数据库系统、知识库系统、多媒体数据库系统等,是数据库技术不断涌现新的研究方向。
数据库系统组成
? DBS(Database System)的组成:计算机硬件(计算机支持系统)、数据库、数据库管理系统、应用程序、人
员
DBS的组成
? 计算机硬件
? 构成计算机系统的各种物理设备,包括存储数据所需的外围设备。硬件的配置应满足整个数据库系统的
需要。
? 数据库(DataBase,DB)
? 数据库是存放数据的仓库,只不过这个仓库是在计算机存储设备上,而且数据是按一定的格式存放的。 ? 数据库是指长期储存在计算机内的,有组织的,可共享的数据集合。
? 数据库中的数据按一定的数学模型组织,描述和储存,具有较小的冗余度,较高的数据独立性和易扩展
性,并可为各种用户共享。
? 数据库管理系统(DBMS)
? 数据库管理系统的目的是科学地组织和存储数据、高效地获取和维护数据。 ? 数据定义功能
? DBMS提供数据定义语言(Data Definition Language,DDL),用户通过它可以方便地对数据库
中的数据对象进行定义,包括外模式、模式和内模式的定义;数据库的完整性定义;安全保密定义,如口令、级别、存取权限等。这些定义存储在数据字典中,是 DBMS运行的基本依据。
? 数据操纵功能
? DBMS提供数据操纵语言(Data Manipulation Language,DML),用户可以使用DML操纵数据,
实现对数据库的基本操作,如检索、插入、修改和删除。
? 数据组织和存储管理
? DBMS分类组织、存储和管理各种数据,包括数据字典、用户数据、存取路径等等;要确定以
何种文件结构和存取方式在存储级上组织这些数据,以提高存取效率;实现数据间的联系、数据组织和存储的基本目标是提高存储空间的利用率。
? 数据库的运行管理
? 数据库在建立、运用和维护时由DBMS统一管理,统—控制,以保证数据的安全性、完整性、
多用户对数据的并发使用及发现故障后的系统恢复。这些功能可以保证数据库系统的正常运行。
? 数据库的建立和维护功能
? 包括数据库初始数据的输入、转换、转储、恢复功能,数据库的重组和性能监视、分析功能等。
DBMS的组成
? 根据计算机系统的结构不同,数据库系统结构可分为:集中式、客户机/服务器式、并行式、分布式、基于
互联网
? 人员(四类)
? 系统分析员和数据库设计人员
? 系统分析员负责应用系统的需求分析和规范说明,他们和用户及数据库管理员一起确定系统的硬件
配置,并参与数据库系统的概要设计。数据库设计人员负责数据库中数据的确定、数据库各级模式的设计。
? 应用程序员
? 负责编写使用数据库的应用程序。 ? 最终用户
? 应用系统的接口或利用查询语言访问数据库。 ? 数据库管理员(DBA)
? 负责数据库的总体信息控制。DBA的职责包括:决定数据库中的信息内容和结构;决定数据库的存
储结构和存取策略;定义数据库的安全性和完整性约束;监控数据库的使用和运行等等。
DB和DBMS的关系
? 在数据库系统中,用户通过DBMS可以建立和使用DB,使用DB是目的,而DBMS是实现目的的手段和工具。 ? 数据库系统举例
? 教学管理(单机) (vfp:cjgl) ? 食堂管理(网络)
? 网上查询成绩、网上购物(使用互联网)
幻灯片47
幻灯片48
? ANSI和SPARC在1975年定义 ? 数据库系统三级结构
? 外部层(用户看到的)
? 概念层(所有信息的概括) ? 内部层(如何存储)
幻灯片49 幻灯片50
? 由于不同的数据模型,使用不同的数据库语言,建立在不同的操作系统上,数据的存储结构也不相同,但体
系结构基本上都具有相同的特征,采用“三级模式和两级映射 ”。
? 数据库系统的三级模式结构是指数据库系统是由外模式、模式和内模式三级构成。
幻灯片51
? 数据库的二级映像
? 数据库系统的三级模式是数据的三个抽象级别,它把数据的具体组织留给DBMS 管理,使用户能逻辑地、
抽象地处理数据,而不必关心数据在计算机中的具体表示方式与存储方式。 ? 为了能够在内部实现这三个抽象层次的联系和转换,数据库系统在三级模式之间提供了两级映象:模式
/内模式映象、外模式/模式映象。
? 正因为这两级映射保证了数据库中的数据具有较高的逻辑独立性和物理独立性。
幻灯片52
? 数据库的二级映像
? 模式/内模式的映像:该映像存在于概念级和内部级之间,实现了概念模式到内模式之间的相互转换。 ? 外模式/模式的映像:该映像存在于外部级和概念级之间,实现了外模式到概念模式之间的相互转换。
幻灯片53
? 数据独立性
? 数据的独立性是指数据与程序独立,将数据的定义从程序中分离出去,由DBMS负责数据的存储,从而
简化应用程序,大大减少应用程序编制的工作量。 ? 数据的独立性是由DBMS 的二级映像功能来保证的。
? 数据的独立性包括数据的物理独立性和数据的逻辑独立性。
幻灯片54
? 数据的物理独立性
? 是指当数据库的内模式发生改变时,数据的逻辑结构不变。
? 由于应用程序处理的只是数据的逻辑结构,这样物理独立性可以保证,当数据的物理结构改变了,应用
程序不用改变。但为了保证应用程序能够正确执行,需要修改概念模式/内模式之间的映像。
? 数据的逻辑独立性
? 是指用户的应用程序与数据库的逻辑结构是相互独立的。数据的逻辑结构发生变化后,用户程序可以不
用修改。