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~ 2 0 2 4 年 教 师 资 格 证 ~
《信息技术》
数据库技术 1 / 3
讲师：钮弘俊
更多干货关注 粉笔教师教育 粉笔教师第一节 数据库基础P196
一、认识数据库
概念 定义
1.数据
是对客观事物的描述或逻辑归纳。
（DATA）
2.数据库
是长期存储在计算机内、有组织的、可共享的相关数据的集合
（DB）
3.数据库系统
是指在计算机系统中引入数据库后的系统
（DBS）
4.数据库管理系统 建立、运用、管理和维护数据库的系统软件
（DBMS） 常见的有SQL Server、Oracle、MySQL、Access 等P197
二、数据库技术的发展
（一）人工管理阶段
求和的程序
70 80 88 90
李二 王一 张三 赵四
求平均值的程序
70 80 88 90
李二 王一 张三 赵四
四角度：A.数据管理； B.数据保存性； C.共享性/冗余性； D.独立性P198
二、数据库技术的发展
（二）文件系统阶段
王一 李二 张三 赵四
80 70 90 88
求四个人的和
求四个人的平均值
求前三个人的和
王一 李二 张三
80 70 90
四角度：A.数据管理； B.数据保存性； C.共享性/冗余性； D.独立性P199
二、数据库技术的发展
（三）数据库系统阶段
王一 李二 张三
80 70 90
求前3个人的和
求前2个人的和
70 80 88 90
王一 李二 王一 李二 张三 赵四
…………
80 70
四角度：A.数据管理； B.数据保存性； C.共享性/冗余性； D.独立性总结下
二、数据库技术的发展
数据管理 数据保存性 共享性/冗余性 独立性
人工管理阶段 人 不保存 不共享、冗余大 无独立性
文件系统阶段 文件系统 长期保存 共享差、冗余大 独立性低
数据库管理阶段 DBMS 结构化保存 共享高、冗余小 独立性高书上无
试题巩固
（2020下·初中）Windows 系统中的文件管理方式如图所示，请说出该管理方式的名称
并简要说明其优点。
【参考答案】
（1）该管理方式为文件系统管理方式。
（2）该管理方式的优点有：
①由文件系统管理数据。
②数据可长期保存。P200
三、数据库系统
身份证
姓名 性别
号 姓名 成绩 学号
15 王一 90 1
王一 男
0……
李二 70 2
14
张三 80 3
李二 女
9……
赵四 88 4
张三 111…… 女
12
赵四 男
0……
姓名 身份证号 成绩 性别
王一 150…… 90 男
李二 149…… 70 女
张三 111…… 80 女
赵四 120…… 88 男
70 80 88 90
王一 李二 张三 赵四
…………P200
三、数据库系统
（一）数据库系统的三级结构
个数 别名 关键字
外模式 多个 用户模式/子模式 用户、程序、视图
模式 1个 概念模式/概念视图 概念、公共视图、全局视图
内模式 1个 物理模式/存储模式 物理、存储
（二）数据库系统的二级映像
1.外模式/模式映像：保证逻辑独立性
2.模式/内模式映像：保证物理独立性P201
三、数据库系统
（三）DBMS的主要功能
1.数据定义
ü 定义数据库的结构、完整性约束和用户的权限等。
2.数据操纵
ü 可实现对数据的插入、删除、修改和查询等操作。
3.数据控制 （保护）
ü 主要包括数据的安全性控制、数据的完整性控制、数据的并发控制、数据的备份与恢复控制。
4.数据维护
ü 主要包括数据库出现故障后的恢复、数据库的重组、性能的监视等。由使用程序来完成。书上无
试题巩固
（2021下·初中）通常实现 DBMS 对数据库的安全保护功能的是（ ）。
A. 完整性控制、并发控制、模式识别、故障恢复
B. 并发控制、安全性控制、故障恢复、模式识别
C. 安全性控制、完整性控制、备份与恢复、模式识别
D. 完整性控制、安全性控制、并发控制、备份与恢复书上无
试题巩固
（2023上·初中）保护数据库，防止未经授权或不合法的使用造成的数据泄露、非法更改
或破坏。这是指数据库的（ ）功能。
A. 恢复
B. 安全性
C. 实验性
D. 并发控制第二节 数据模型P202
一、认识数据模型
现实世界 信息世界 计算机世界
逻辑模型 物理模型
概念模型
每个班级要有班级
编号、学院、系别
班级编号 学院 系别 人数
和人数等特征。
—— —— —— ——
每个学生都有学号、
姓名、性别、系别。
一个班级里可以有 学号 姓名 性别 系别 班级编号
很多个学生，每个
—— —— —— —— ——
学生只能在一个班
级中。P203
一、认识数据模型
（二）数据模型的组成要素
1. 数据结构
ü 数据结构描述数据库的组成对象以及对象之间的联系。
2. 数据操作
ü 允许执行的操作的集合。主要有查询和更新（包括插入、删除、修改）两大类操作。
3. 数据的完整性约束条件
ü 是一组完整性规则。主要有实体完整性、参照完整性和用户自定义完整性约束。P203
二、概念模型
（一）相关术语
术语 说明 实例
实体 客观存在并可以相互区分的事物 学生、 教师、 班级等
属性 实体所具有的特征 学号、身份证号、年龄、性别等
实体型 同类实体，由实体名和属性名来描述 学生（学号、身份证号、年龄、性别）
实体集 同一类型的实体的集合 全体学生、全体教师等
码
唯一标识实体的某一属性或属性集 学号、身份证号
（键、关键字）
域 某一属性的取值范围 性别的取值范围为{ 男，女 }
联系 实体和实体之间的现实关联 教师和学生是教与被教的关系P204
二、概念模型
（二）实体型之间的联系
1.一对一联系（1:1）
ü 两个方向都是1:1
ü 例：班级和班主任
2.一对多联系（1:n）
ü 一个方向是1:1，另一个方向是1:n
ü 例：学生和班主任
3.多对多联系（m:n）
ü 两个方向都是1:n
ü 例：学生和课程书上无
试题巩固
（2018上·高中）下列选项中，实体集之间的联系是“一对一”的是（ ）。
A. 班级和学生
B. 顾客和商品
C. 学生和课程
D. 居民和身份证P204
二、概念模型
（三）E-R图
矩形表示实体； 椭圆表示属性； 菱形表示联系； 无向边； 联系类型
u
例：①班级和班主任； ②学生和班主任； ③学生和课程书上无
试题巩固
（2020下·高中）在 E–R 图中，用来表示实体的图形是（ ）。
A. 菱形
B. 矩形
C. 椭圆形
D. 三角形P205
三、逻辑模型
（一）层次模型
1.结构
Ø树型结构
2.特点
（1）一个模型有且只有一个节点没有双亲节点，这个节点称为根节点
（2）根节点以外的其他节点有且只有一个双亲节点
（3）父子节点之间的联系是一对多联系（1∶n）P206
三、逻辑模型
（二）网状模型
1.结构
Ø网型结构
2.特点
（1）允许一个以上的节点没有双亲节点
（2）允许一个节点有多个双亲节点
（3）节点之间存在多对多联系（m:n）书上无
试题巩固
（2019下·高中）某专业每位导师指导三名硕士研究生，不同导师所带同一性别研究生可
以住在同一个宿舍，数据模型如图所示，该数据模型属于（ ）。
A. 网状模型
B. 层次模型
C. 关系模型
D. 面向对象模型P206
三、逻辑模型
（三）关系模型
Ø结构：二维表
Ø联系：一对一、一对多、多对多
SNo SN Sex Dept Age SNo CNo Grade
（学号） （姓名） （性别） （系别） （年龄） （学号） （课程编号） （成绩）
11001 冯明 男 计算机 18 11001 C0201 85
11001 C0204 80
11002 陈月 女 通信 19
11002 C0302 65
12001 褚共 男 计算机 18
12001 C0201 70
12002 卫潮 男 自动化 20
12001 D0101 76
12003 蒋生 女 通信 20
12002 C0203 80
12003 C0201 85
12003 D0101 95第三节 关系数据库P206
一、关系模型
（一）基本概念
1.关系：二维表
2.属性：列、字段；元数
3.域：值域
4.元组：行、记录
5.分量：属性值
ü 如，（01001，赵乾，女，讲师，计算机，6000） 中“01001”为一个分量
6.关系模式：二维表结构
ü 如，T（TNo，TN，Sex，Prof，Dept，Sal）P208
一、关系模型
（二）关系的性质
（1）每一列是同质的
（2）不同列可同域但不同名
（3）列的顺序可以任意交换
（4）行的顺序可任意交换
（5）不允许出现完全一样的行
（6）不允许出现合并单元格P208
一、关系模型
（三）E-R图和关系模式的转换
1.一对一联系的转换
ü 规则：选择一个合适的实体，在其中加入另一实体的码。
【例】学生和身份证。
关系模式转换步骤：
①分别写出每个实体对应的关系模式：
学生（学号，姓名，性别，系别）
身份证（身份证号，签发机关，有效时间）
②任意选择其中一个实体，加入另一实体的码
学生（学号，姓名，性别，系别，____________）
③得出最终答案【不唯一】
学生（学号，姓名，性别，系别，身份证号）
身份证（身份证号，签发机关，有效时间）P209
一、关系模型
（三）E-R图和关系模式的转换
2.一对多联系的转换
ü 规则：在“多”的那端实体中加入“一”的那端实体的码。
【例】班级和学生。
关系模式转换步骤：
①分别写出每个实体对应的关系模式
班级（班级编号，学院，系别，人数）
学生（学号，姓名，性别，系别）
②在多的那端实体中加入一端实体的码
学生（学号，姓名，性别，系别，________）
③得出最终答案
班级（班级编号，学院，系别，人数）
学生（学号，姓名，性别，系别，班级编号）P210
一、关系模型
（三）E-R图和关系模式的转换
3.多对多联系的转换
关系模式转换步骤：
ü 规则：联系也需要转换，码为两个实体的码的组成。
①分别写出每个实体对应的关系模式
【例】学生和课程。
学生（学号，姓名，性别，系别）
课程（课程编号，课程名称，学分）
②增加联系的关系模式，同时加上两个实体
的码
选课（____________________，成绩）
③得出最终答案
学生（学号，姓名，性别，系别）
课程（课程编号，课程名称，学分）
选课（学号，课程编号，成绩）书上无
试题巩固
（2022上·高中）某公司的业务规则：（1）每个职工的属性有职工号、姓名、职位和小时工资；（2）每位职工有一个职位，且多名
职工可能有相同的职位；（3）工程的属性有工程号和工程名称；（4）每位职工可以参加几个不同的工程，且每个工程有多名职工参
与；（5）职位决定小时工资，按职工在每个工程中完成的工时计算酬金。该业务 E-R 模型如下图所示，若将其转换成关系模式集正
确的是（）。
A. 工程（工程号，工程名称）
职工（职工号，姓名，小时工资）
参与（工程号，职位，职工号，工时）
B. 工程（工程号，工程名称）
职工（职工号，姓名，工程号）
参与（职工号，职位，小时工资，工时）
C. 工程（工程号，工程名称）
职工（职工号，姓名，小时工资，工程号）
参与（职工号，职位，工时）
D. 工程（工程号，工程名称）
职工（职工号，姓名，职位，小时工资）
参与（工程号，职工号，工时）P210
二、关系模型的完整性约束
3类：实体完整性、参照完整性、用户定义完整性
u
（一）关系的码
键码 定义
候选码 唯一确定一个元组的属性或属性集
主属性 包含在候选码中的属性
非主属性 不包含在任何候选码中的属性
主码 若有多个候选码，选定其中一个即为主码（主键、主关系键、关系键、关键字）
外码 若属性X是关系R1的主码，同时又在另一个关系R2，则称X是R2的外码（外键）
学生（学号，身份证号，姓名，班级编号）
班级（班级编号，学院，系别，人数）
选课（学号，课程编号，成绩）P211
二、关系模型的完整性约束
（二）实体完整性
Ø原则：①有主码（不空）②不同元组的主码不重复
【例】在选课（学号，课程编号，成绩）中，主码为（学号，课程编号），则“学号”与“课程编
号”两个属性值都不能为空。P211
二、关系模型的完整性约束
（三）参照完整性
Ø原则：R2表的外键X的取值，参照R1表的主键值
【例】已知学生与选课的关系如下：
学生（学号，姓名，性别，系别，年龄）
选课（学号，课程编号，成绩）
则选课关系中的“学号”只能取学生关系中“学号”中已经存在的值。
（四）用户自定义完整性
Ø原则：事先定义值域
【例】规定选课关系中“成绩”属性的取值范围为0～100之间的整数等。书上无
试题巩固
（2023上·初中）12. 关系 R 和 S 中的关系如下所示，R 中的属性 A 是主码，属性 B 是
外码，S 中的属性 B 是主码。如果要在 S 中删除一个元组，在不考虑级联删除和空值删除
的前提下，可以删除的元组是（ ）。
A.（b1，1）
B.（b2，3）
C.（b3，4）
D.（b4，6）P212
三、关系代数
（一）传统的集合运算
1.并
①符号：∪
②两个关系的列：一模一样
③结果：R行+S行-RS重复
④可交换：R∪S = S∪RP212
三、关系代数
（一）传统的集合运算
2.差
①符号：－
②两个关系的列：一模一样
③结果：R行－RS重复
④不可交换：R－S ≠ S－RP213
三、关系代数
（一）传统的集合运算
3.交
①符号：∩
②两个关系的列：一模一样
③结果：RS重复
④可交换：R∩S = S∩R书上无
试题巩固
（2022下·初高中）设关系 R 和 S 具有相同的属性个数且相对应属性的值取自同一个域，
则 R －（R － S）等价于（ ）。
A. R ∪ S
B. R ∩ S
C. R×S
D. R － S书上无
试题巩固
（2021下·初中）设有两个关系 R 和 S，分别包含 15 个和 10 个元素，则在 R ∩ S、R
∪ S、 R-S 运算中不可能出现的元组数目是（ ）。
A. 0、25、15
B. 4、21、11
C. 7、17、8
D. 10、15、5P213
三、关系代数
（一）传统的集合运算
4.广义笛卡儿积
①符号：× ②两个关系的列：无要求 ③结果：依次拼接。 R有m列x行， S有n列y行，R×S有m+n列xy行。书上无
试题巩固
（2022上·高中）已知 R={a1,a2,a3}，S={1,2}，T=R×S。那 T 关系中的元组数为
（ ）。
A. 2
B. 3
C. 5
D. 6P215
三、关系代数
（二）专门的关系代数运算
1.选择 【根据条件得到行】
【例1】P216
三、关系代数
（二）专门的关系代数运算
2.投影 【根据条件得到列】
【例3】 【例4】P217
三、关系代数
C.CNo CN Credit SNo SC.CNo Grade
（二）专门的关系代数运算
C0201 数据库原理及应用 5 11001 C0201 85
C0201 数据库原理及应用 5 11002 C0302 65
课程表 C
C0201 数据库原理及应用 5 12001 C0201 70
CNo CN Credit C0201 数据库原理及应用 5 12003 D0101 95
C0201 数据库原理及应用 5 C0204 计算机网络 5 11001 C0201 85
C0204 计算机网络 5
C0204 计算机网络 5 11002 C0302 65
D0101 信息安全基础 4
C0204 计算机网络 5 12001 C0201 70
C0103 计算机组成原理 4
C0204 计算机网络 5 12003 D0101 95
选课表 SC D0101 信息安全基础 4 11001 C0201 85
D0101 信息安全基础 4 11002 C0302 65
SNo CNo Grade
D0101 信息安全基础 4 12001 C0201 70
11001 C0201 85
11002 C0302 65 D0101 信息安全基础 4 12003 D0101 95
12001 C0201 70 C0103 计算机组成原理 4 11001 C0201 85
12003 D0101 95
C0103 计算机组成原理 4 11002 C0302 65
C0103 计算机组成原理 4 12001 C0201 70
C0103 计算机组成原理 4 12003 D0101 95P217
三、关系代数
（二）专门的关系代数运算
3.连接 ---（1）等值连接
Ø规则：结果（字段-两个关系的字段和）（记录-等值属性值相等，拼左右）
课程表 C 选课表 SC
CNo CN Credit SNo CNo Grade
C0201 数据库原理及应用 5 11001 C0201 85
C0204 计算机网络 5 11002 C0302 65
D0101 信息安全基础 4 12001 C0201 70
C0103 计算机组成原理 4 12003 D0101 95
【例6】C.CNo=SC.CNo
C.CNo CN Credit SNo SC.CNo GradeP217
三、关系代数
（二）专门的关系代数运算
（2）自然连接
Ø规则：①两表有相同的属性 ②相同属性做等值连接③去掉重复的属性
课程表 C 选课表 SC
CNo CN Credit SNo CNo Grade
C0201 数据库原理及应用 5 11001 C0201 85
C0204 计算机网络 5 11002 C0302 65
D0101 信息安全基础 4 12001 C0201 70
C0103 计算机组成原理 4 12003 D0101 95
【例7】C∞SC书上无
试题巩固
（2022上·初中）在关系代数中，从两个关系的笛卡儿积选取它们属性间满足一定条件元
组的操作称为（ ）。
A. 投影
B. 选择
C. 自然连接
D. 等值连接下
节
内
容
