计算机软件基础与关系数据库理论

"计算机软件基础(jīchǔ)第一页，共81页。上节内容(nèiróng)总结（一）一基本知识" 在计算机软件基础的讲解中，我们首先关注的是数据库及其相关概念。数据库是一个组织和存储数据的系统，它包括数据、库以及管理系统。其主要功能包括提供高级用户接口、执行查询和优化、管理数据目录、实现并发控制、恢复功能、确保数据完整性以及实施访问控制。数据库设计的目标是减少冗余，确保数据共享的最优方式，保持数据的独立性，并实现统一的数据管理。 在数据库的发展历程中，经历了四个主要阶段：手工管理阶段，数据以非结构化形式存在；文件系统阶段，数据以文件形式存储；数据库系统阶段，引入了数据库管理系统（DBMS），实现了数据的集中管理和共享；分布式数据库系统阶段，数据库跨越多个地理位置，提高了数据的可用性和灵活性。当前，数据库技术正朝着可视化、多媒体支持、面向对象处理、跨平台兼容和开放性方向发展。 数据模型是数据库设计的基础，它将现实世界抽象为概念模型，再转化为数据模型。数据模型分为三大类：层次模型、网络模型和关系模型。其中，关系模型是最常见且广泛使用的，它的核心是二维表格结构，易于理解和操作。 数据库系统的结构通常包括三级模式和两层映射。三级模式分别是用户视图（方便用户交互）、逻辑视图（数据库的整体逻辑结构）和存储视图（实际在磁盘上的存储布局）。此外，计算模式如单主机、Client/Server、网络计算模式，影响着数据的分布和访问方式。 在教学要求方面，学习者应理解关系数据库的基本概念，例如数据库记录、字段、类型和值域。关系运算和关系代数是数据库操作的基础，包括选择、投影、联结等基本运算，以及并、交、差等集合运算。关系模型的数学定义强调了关系的性质，而规范化理论则指导如何优化数据结构，避免数据冗余和更新异常，如第一范式（1NF）、第二范式（2NF）和第三范式（3NF）。 在后续章节中，将深入探讨关系数据库系统基础，涵盖关系模型的数学定义和关系代数，以及数据依赖和规范化理论。这些内容对于理解数据库设计和实现至关重要。