大学计算机基础教程电子教案第7章数据库技术与应用ppt课件.pptx

欢迎进入 大学计算机基础教程 应用技术型高等教育 十二五 规划教材 1 第7章数据库技术与应用 2 本章要点 3 7 1数据库基础知识 计算机数据管理的发展 数据库系统的概念 数据模型的概念 关系以及关系数据库 本节知识点 4 7 1 1计算机数据管理的发展 1 数据与数据处理数据 Data 是对客观事物的逻辑归纳 用符号 字母等方式对客观事物进行直观描述 数据是进行各种统计 计算 科学研究或技术设计等所依据的数值 是反映客观事物属性的数值 是表达知识的字符的集合 数据是一种未经加工的原始资料 数字 文字 符号 图像都是数据 数据是客观对象的表示 而信息则是数据内涵的意义 是数据的内容和解释 数据处理就是将数据转化为信息的过程 是对数据 包括数值的和非数值的 进行分析和加工的技术过程 包括对各种原始数据的分析 整理 计算 编辑等加工和处理 5 7 1 1计算机数据管理的发展 2 计算机数据管理数据管理的水平是和计算机硬件 软件的发展相适应的 随着计算机技术的发展 人类数据管理技术经历了三个阶段 人工管理阶段 文件系统阶段和数据库系统阶段 1 人工管理20世纪50年代中期以前 计算机主要用于科学计算 硬件方面 计算机的外存只有磁带 卡片 纸带 没有磁盘等直接存取的存储设备 存储量非常小 软件方面 没有操作系统 没有高级语言 数据处理的方式是批处理 也即机器一次处理一批数据 直到运算完成为止 然后才能进行另外一批数据的处理 中间不能被打断 原因是此时的外存如磁带 卡片等只能顺序输入 特点 1 数据不保存 2 数据不独立 3 数据不共享 4 由应用程序管理数据 6 7 1 1计算机数据管理的发展 2 文件系统20世纪50年代后期到60年代中期 数据管理发展到文件系统阶段 此时的计算机不仅用于科学计算 还大量用于管理 外存储器有了磁盘等直接存取的存储设备 在软件方面 操作系统中已经有了专门的管理数据软件 称为文件系统 这一时期的特点是 1 数据长期保留 2 数据的独立性 3 可以实时处理 虽然文件系统比第一阶段有了很大的改进 但这种方法仍有很多缺点 主要体现在 1 数据共享性差 冗余度大 2 数据和程序缺乏足够的独立性 3 数据库系统从20世纪60年代后期开始 数据管理进入数据库系统阶段 这一时期用计算机管理的规模日益庞大 应用越来越广泛 数据量急剧增长 要求数据共享的愿望越来越强烈 这种共享的含义是多种应用 多种语言互相覆盖来共享数据集合 7 7 1 1计算机数据管理的发展 2 文件系统20世纪50年代后期到60年代中期 数据管理发展到文件系统阶段 此时的计算机不仅用于科学计算 还大量用于管理 外存储器有了磁盘等直接存取的存储设备 在软件方面 操作系统中已经有了专门的管理数据软件 称为文件系统 这一时期的特点是 1 数据长期保留 2 数据的独立性 3 可以实时处理 虽然文件系统比第一阶段有了很大的改进 但这种方法仍有很多缺点 主要体现在 1 数据共享性差 冗余度大 2 数据和程序缺乏足够的独立性 8 7 1 1计算机数据管理的发展 3 数据库系统从20世纪60年代后期开始 数据管理进入数据库系统阶段 这一时期用计算机管理的规模日益庞大 应用越来越广泛 数据量急剧增长 要求数据共享的愿望越来越强烈 这种共享的含义是多种应用 多种语言互相覆盖来共享数据集合 特点 1 数据结构化 2 数据共享性高 冗余度小 易扩充 4 统一的数据管理和控制功能 包括数据的安全性控制 数据的完整性控制及并发控制 数据库恢复 3 数据独立性高 9 7 1 2数据库系统 1 数据库基本概念 1 数据 Data 数据是是描述事物所使用的符号 可以是文字 图形 图像和声音等 学生的基本情况 超市商品的价格 数量等也是数据 2 数据库 DataBase 简记DB 数据库指的是以一定方式储存在一起 能为多个用户共享 具有尽可能小的冗余度 与应用程序彼此独立的数据集合 3 数据库管理系统 DataBaseManagementSystem 简记DBMS 数据库管理系统是一种操纵和管理数据库的大型软件 用于建立 使用和维护数据库 它对数据库进行统一的管理和控制 以保证数据库的安全性和完整性 用户通过DBMS访问数据库中的数据 数据库管理员也通过DBMS进行数据库的维护工作 它可使多个应用程序和用户用不同的方法在同时或不同时刻去建立 修改和询问数据库 10 7 1 2数据库系统 4 数据库系统 DataBaseSystem 简记DBS 数据库系统是由数据库及其管理软件组成的系统 它是为适应数据处理的需要而发展起来的一种较为理想的数据处理系统 也是一个实际可运行的存储 维护和应用系统提供数据的软件系统 是存储介质 处理对象和管理系统的集合体 数据库系统主要由数据库 硬件系统 数据库管理系统及相关软件 数据库管理员和用户组成 2 数据库管理系统的功能 1 数据定义 2 数据操作 3 数据库的运行管理 4 数据组织 存储与管理 5 数据库的保护 6 数据库的维护 7 通信 11 7 1 3数据模型 数据模型 DataModel 是数据特征的抽象 是现实世界到机器世界的一个中间层次 数据模型包括数据库数据的结构部分 数据库数据的操作部分和数据库数据的约束条件 1 数据结构 数据模型中的数据结构主要描述数据的类型 内容 性质以及数据间的联系等 数据结构是数据模型的基础 数据操作和约束都建立在数据结构上 不同的数据结构具有不同的操作和约束 2 数据操作 数据模型中数据操作主要描述在相应的数据结构上的操作类型和操作方式 3 数据约束 数据模型中的数据约束主要描述数据结构内数据间的语法 词义联系 他们之间的制约和依存关系 以及数据动态变化的规则 以保证数据的正确 有效和相容 12 7 1 3数据模型 1 实体 1 实体的概念客观存在并相互区别的事物称为实体 实体既可以是实际存在的事物 也可以是抽象的事物 2 实体的属性描述实体的特征称为属性 3 实体型和实体集属性的集合可以表示一个实体 而属性的集合表示一个实体的类型 称为实体型 同类型的实体的集合 称为实体集 2 实体间的联系实体之间的对应关系称为实体间的联系 用来表示现实世界中事物之间的相互关联 实体间联系可以分为三种类型 1 一对一联系一对一联系是指一个实体集A中的每一个实体 在另外一个实体集B中最多可以找到一个和它联系的实体 反过来亦如此 这种联系称为1 1 学校和校长两个实体之间的关系即为一对一联系 一个学校只能有一个校长 一个校长也只能管理一个学校 13 7 1 3数据模型 2 一对多联系一对多联系是指一个实体集A中的每一个实体 在另外一个实体集B中可以找到多个和它联系的实体 但是在实体集B中的每一个实体 在实体集A中最多可以找到一个和它联系的实体 实体集A和B之间的联系即为一对多联系 称为1 M 班级和学生两个实体之间的关系为一对多联系 一个班级可以有多个学生 但是每个学生只能属于以一个班级 3 多对多联系多对多联系是指一个实体集A中的每一个实体 在另外一个实体集B中可以找到多个和它联系的实体 反过来亦如此 这种联系称为M N 学生和课程两个实体之间的联系为多对多联系 一个学生可以选修多门课程 而一门课程可以为多个学生选修 14 7 1 3数据模型 3 数据模型的分类为了反应数据之间的联系 数据库中的数据必须有一个固定的结构 这种结构用数据模型表示 数据模型是数据库管理系统用来表示实体及实体之间联系的方法 一个具体的数据模型应该能正确反应数据之间存在的逻辑关系 数据库管理系统能够支持的数据模型分为三种 层次模型 网状模型和关系模型 1 层次模型层次模型是指用树型结构表示实体及其之间的联系 树中每一个节点代表一个记录类型 树状结构表示实体型之间的联系 层次模型可以表示实体之间一对一或者一对多之间的联系 15 7 1 3数据模型 2 网状模型用网络结构表示实体类型及其实体之间联系的模型 层次模型使用树型结构来表示实体及实体间的关系 每一个结点表示一个记录 除了根节点外每一个节点都有且仅有一个双亲结点 但可以有多个子节点 但是网状模型允许一个结点可以同时拥有多个双亲结点和子节点 网状模型的特点 能明确而方便地表示数据间的复杂关系 数据冗余小 网状模型的缺点 网状结构复杂 增加了用户查询和定位的困难 需要存储数据间联系的指针 使得数据量增大 数据的修改不方便 16 7 1 3数据模型 3 关系模型关系模型是目前目前使用最广泛的一种数据模型 用二维表的形式表示实体和实体间联系的数据模型 关系模型是以关系数学理论为基础的 在关系数据模型中操作的对象和结果都是二维表 17 7 1 4关系数据库 1 关系术语 1 关系关系就是一个二维表 每个关系都会有一个关系名 对关系的描述称为关系模式 一个关系模式对应一个关系的结构 其格式为 关系名 属性名1 属性名2 属性名n 2 元组在一个关系中 每一行称为一个元组 元组对应表中的一条记录 3 属性关系中垂直方向的列称为属性 也称字段 每一列有一个属性名 4 域属性的取值范围称为该属性的域 如成绩的值应该在0 100之间 5 关键字能够唯一标识一个元组的一个属性或者多个属性的组合称为关键字 6 外部关键字如果关系中的一个属性不是本关系中的关键字 而是另外一个关系中的关键字 则此属性为外部关键字 18 7 1 4关系数据库 2 关系的特点 1 关系必须规范化 每一个关系模式必须要符合一定的要求 最基本的是表中的每一个属性必须是不可分割的数据单元 2 在同一个关系中不能出现相同的属性名 3 关系中不允许出现相同的元组 4 在一个关系中元组的次序无关紧要 在关系中交换元组的位置并不影响数据的实际含义 5 在一个关系中属性的次序无关紧要 任意交换两个属性的位置不会影响数据的实际含义 3 关系数据库的设计步骤数据库的设计应该遵循如下原则 1 避免在表间出现重复字段 除了保证表中有反应与其他表之间联系的外部关键字外 这样可以减少数据冗余 防止在插入 删除和更新数据时造成数据不一致 2 表中的字段必须是原始数据和基本数据元素 不应该出现通过计算的数据或者多项数据的组合 3 通过外部关键字保证有关联的表之间的联系 这样可以使表的结构合理 不仅存储了所需的实体信息 也能体现出实体之间的联系 19 7 1 4关系数据库 按照以上原则 设计关系数据库的一般步骤如下 1 需求分析确定建立数据库的目的 这有助于确定数据库需要保存哪些信息 2 确定需要的表通过需求分析 将需求信息划分为各个独立的实体 3 确定所需字段确定每个表需要保存哪些字段 确定关键字 并且定义每个字段的属性 4 确定联系对每个表进行分析 确定一个表中的数据和其他表中的数据有何联系 5 设计求精对设计进一步分析 查找其中的错误 创建表 在表中加入几个示例数据 考查能否从表中得到想要的结果 需要时可以继续调整 20 7 2关系数据库Access2010 案例8 创建成绩管理数据库 ACCESS2010数据库简介 创建数据库和表 创建表之间关系 创建查询 本节知识点 21 7 2 1Access2010简述 MicrosoftAccess2010是MicrosoftOffice的组件之一 也是常见的关系数据库管理系统 它的作用主要包括以下两个方面 1 数据分析 2 开发应用程序2 Access2010数据库的组成Access2010中将数据库定义为一个扩展名为 accdb的文件 在文件中包含六种对象 表 查询 窗体 报表 宏和模块 22 7 2 1Access2010简述 23 4 3 1Excel2010概述 基本概念 工作表 用于存储和处理数据的主要文档 工作表由单元格组成 一个工作表最多含1048576 16384个单元格 工作表总是存储在工作簿中 Excel2010允许同时在多张工作表中输入并编辑数据 并且可以对多张工作表的数据进行汇总计算 用户可以对工作表进行重命名 添加和删除操作 单元格区域 工作表中的两个或多个单元格 这些单元格可以相邻或不相邻 通过对区域的引用实现工作表的主要操作 如计算 生成图表等 工作簿 包含一个或多个工作表的文件 扩展名 xlsx 默认情况下一个工作簿包含3个工作表 默认名称Sheet1 Sheet2 Sheet3 24 7 2 2案例说明与分析 创建成绩管理数据库 具体操作步骤及方法参看教材及配套教学视频 课件中不做详述 25 7 2 3创建数据库和表 1 表的结构表结构指表的框架 由表名和字段属性组成 其中表名是该表在磁盘上的唯一标识 字段属性是表的组织形式 包括字段个数 每个字段的名称 类型 长度 格式等 在Access2010中 字段名的命名规则是 1 长度为1 64个字符 2 可以包含字母 汉字 数字 空格和其他字符 但是不能以空格开始 3 不能包含英文半角状态下的句号 感叹号 方括号 和单引号 2 数据类型Access2010中 字段的数据类型有12种 分别是文本 备注 数字 日期 时间 货币 自动编号 是 否 OLE对象 超链接 附件 计算和查询向导 1 文本文本型字段可以保存文本或者文本与数字的组合2 备注备注型字段可以存储更多的字符 最多可以存储64000个字符 Access不能对备注字段进行排序或索引 26 7 2 3创建数据库和表 3 数字数字型字段一般用来存储需要计算的数字数据 根据不同的计算需要 数字型又可以分为字节 整数 长整数 单精度数和双精度数5种4 日期时间用来存储日期 时间或者日期和时间的组合 5 货币是数字数据类型的特殊类型 等价于具有双精度属性的数字字段类型 6 自动编号是一种特殊的数据类型 每次向表格添加新记录时 Access会自动插入唯一顺序或者随机编号 即在自动编号字段中指定某一数值 7 是 否这种字段是针对于某一字段中只包含两个不同的可选值而设立的字段 通过是 否数据类型的格式特性 用户可以对是 否字段进行选择 8 OLE对象此类型字段允许单独地 链接 或 嵌入 OLE对象 9 超连接用来保存超级链接 包含作为超级链接地址的文本或以文本形式存储的字符与数字的组合 27 7 2 3创建数据库和表 10 附件可允许向Access数据库附加外部文件的特殊字段 11 计算该字段用来显示计算的结果 计算必须引用同一张表中的其他字段 可以使用表达式生成器创建计算 12 查阅向导显示从表或查询中检索到的一组值 或显示创建字段时指定的一组值 当设置一个字段为查阅向导时 查阅向导将会启动 可以创建查阅字段 2 创建表的方法在Access2010中 表并不是以单独文件方式存在 而是数据库中的对象 依附于数据库存在 只有建立好数据库 才能在此基础上创建表 创建表的方法有以下两种 1 通过输入数据创建表2 使用表设计器创建表 28 7 2 3创建数据库和表 2 创建表的方法在Access2010中 表并不是以单独文件方式存在 而是数据库中的对象 依附于数据库存在 只有建立好数据库 才能在此基础上创建表 创建表的方法有以下两种 1 通过输入数据创建表2 使用表设计器创建表 29 7 2 4创建表之间的关系 表之间的关系可以理解为实体之间的联系 实体之间联系包括三种类型 一对一 一对多和多对多 创建表之间关系的操作比较简单 只要在关系设图将两张表的关联字段拖动到一起 在弹出的 编辑关系 对话框中设置即可 30 7 2 4创建表之间的关系 级联更新相关字段如果选中了这个选项 当主表 一对多关系中的 一 表 如学生信息表和课程信息表 中的主键值更改时 自动更