数据库的基本概念和应用领域.doc

17第1章 构架数据库系统入门1.1 数据库的基本概念和应用领域简单地说，可以把数据库定义为数据的集合，或者说数据库就是为了实现一定的目的而按某种规则组织起来的数据的集合。数据库管理系统就是管理数据库的系统，即对数据库执行一定的管理操作。目前使用的数据库一般都是关系数据库管理系统（RDBMS）。它可以从下面3个方面来定义。q 关系（R）：它表示一种特殊种类的数据库管理系统，即通过寻找相互之间的共同元素使存放在一个表中的信息关联到存放在另一个表中的信息。q 管理系统（MS）：是允许通过插入、检索、修改或删除记录来使用数据的软件。q 数据库：数据库管理系统由一个互相关联的数据集合和一组用以访问这些数据的程序组成，这个数据集合通常被称为数据库（DataBase）。数据库是存储信息的仓库，以一种简单、规则的方式进行组织。它具有以下4个特点：q 数据库中的数据集组织为表。q 每个表由行和列组成。q 表中每行为一个记录。q 记录可包含几段信息，表中每一列对应这些信息中的一段。数据库的应用领域非常广泛，不管是家庭、公司或大型企业，还是政府部门，都需要使用数据库来存储数据信息。传统数据库中的很大一部分用于商务领域，如证券行业、银行、销售部门、医院、公司或企业单位，以及国家政府部门、国防军工领域、科技发展领域等。随着信息时代的发展，数据库也相应产生了一些新的应用领域。主要表现在下面6个方面。1多媒体数据库这类数据库主要存储与多媒体相关的数据，如声音、图像和视频等数据。多媒体数据最大的特点是数据连续，而且数据量比较大，存储需要的空间较大。2移动数据库该类数据库是在移动计算机系统上发展起来的，如笔记本电脑、掌上计算机等。该数据库最大的特点是通过无线数字通信网络传输的。移动数据库可以随时随地地获取和访问数据，为一些商务应用和一些紧急情况带来了很大的便利。3空间数据库这类数据库目前发展比较迅速。它主要包括地理信息数据库（又称为地理信息系统，即GIS）和计算机辅助设计（CAD）数据库。其中地理信息数据库一般存储与地图相关的信息数据；计算机辅助设计数据库一般存储设计信息的空间数据库，如机械、集成电路以及电子设备设计图等。4信息检索系统信息检索就是根据用户输入的信息，从数据库中查找相关的文档或信息，并把查找的信息反馈给用户。信息检索领域和数据库是同步发展的，它是一种典型的联机文档管理系统或者联机图书目录。5分布式信息检索这类数据库是随着Internet的发展而产生的数据库。它一般用于因特网及远距离计算机网络系统中。特别是随着电子商务的发展，这类数据库发展更加迅猛。许多网络用户（如个人、公司或企业等）在自己的计算机中存储信息，同时希望通过网络使用发送电子邮件、文件传输、远程登录方式和别人共享这些信息。分布式信息检索满足了这一要求。6专家决策系统专家决策系统也是数据库应用的一部分。由于越来越多的数据可以联机获取，特别是企业通过这些数据可以对企业的发展作出更好的决策，以使企业更好地运行。由于人工智能的发展，使得专家决策系统的应用更加广泛。1.2 目前流行的数据库介绍在Windows操作系统中，Microsoft Access和Microsoft SQL Server是最常见的数据库，它们同时也应用于网络程序应用系统。一般情况下，Microsoft Access数据库比较适合小型或家庭型的应用程序，而Microsoft SQL Server一般比较适合大型的应用程序。下面以Microsoft Access 2000和Microsoft SQL Server 2000介绍这两类数据库。1Microsoft Access数据库Access 2000是Microsoft强大的桌面数据库平台的第六代产品，是32位Access的第三个版本。Microsoft Access及其Jet数据库引擎占据了整个桌面数据库市场。2Microsoft SQL Server数据库Microsoft SQL Server 2000数据库是一个多关系数据管理系统。它不仅是一个完整的数据库，而且具有强大的扩展性。它是Windows操作系统最为流行的数据库，比较适合小型、中型或大型应用程序的后台数据库。它也适用于电子商务、数据仓库和在线商业应用程序等。3Oracle数据库Oracle数据库一般比较适合超大型的行业领域，如电信、移动、联通、医疗保险、邮政部门等。在行业领域，电信基本上使用Oracle数据库和Sybase数据库。4MySQL数据库MySQL数据库是一种非常特别的数据库。它以Web形式来体现，也是基于Web访问方式的数据库。和其他数据库相比，MySQL数据库的最大特点是建立在Internet之上，用户可以通过基于Web的查询方式来访问数据库。MySQL数据库除了运行在Windows操作系统上之外，还可以运行在Linux和UNIX操作系统上。MySQL数据库一般采用的是客户机/服务器体系结构。1.3 构建数据库系统的流程构建一个完整、高效的数据库管理系统可以说是一个比较复杂的过程，通常包含以下5个基本步骤。1定义数据库的目标这是构建数据库的第一步，也是构建数据库的起始点。在这一步，需要定义数据库实现功能、目标以及该系统运行的环境，最终形成一个什么样的数据库管理系统。只有经过这一步，后续的工作才可以开始。2数据库的逻辑设计这一步是从设计目标和功能出发，规划出数据库的逻辑设计。例如，设计数据库中如何定义表以及表之间的关系。在某种程度上说，这一步和物理数据库的设计及其实现无关。3数据库的物理设计这一步在数据库的逻辑设计之上，把数据库的逻辑设计转化为数据库的物理设计，如确定数据库需要哪些软件和硬件。4数据库的物理实现这一步属于项目的实现阶段。它建立在数据库的物理设计之上，设计实际的物理数据以及数据库的服务器配置和存储数据的程序代码等。5复查构建的数据库这一步为构建数据库的最后一步。在该步中，检查和评定构建的数据库是否满足第一步中的目标及其要求，同时还可以制定维护和更新数据库的实施方案。构建数据库系统的流程如图1-1所示。在实际设计中，有些步骤可能体现得不是很明显。图1-1 构建数据库系统的流程图1.4 第一个数据库管理系统1.4.1 本系统的设计目标本系统使用Microsoft Access数据库设计第一个数据库管理系统。首先使用Access创建数据库，它的名称为MyFirstAccessDB。然后在该数据库中创建一个数据表MyDataTable。该表包含主键ID（MyID）、字段名称（MyName）、字段类型（MyType）和字段长度（MyLength）4个字段。最后在该表中添加一些测试数据。创建MyFirstAccessDB数据库之后，需要创建一个ASP.NET应用程序Example_1_1，用来访问该数据库，并实现显示数据和修改数据等功能。在本章节的最后，还将介绍ASP.NET应用程序Example_1_1和数据库MyFirstAccessDB的发布方法。1.4.2 使用Access建立数据库1打开Microsoft Office Access 2003首先确认您的计算机上是否已经安装了Microsoft Office Access 2003。如果没有安装，请读者自行安装，这里不再介绍它的安装方法。如果已经安装好了Microsoft Office Access 2003，则依次选择【开始】|【程序】|【Microsoft Office】|【Microsoft Office Access 2003】命令，弹出【Microsoft Access】对话框，如图1-2所示。图1-2 Microsoft Access对话框2创建Access数据库MyFirstAccessDB（1）选择【文件】|【新建】命令，【Microsoft Access】窗口在右边显示【新建文件】子对话框，如图1-3所示。图1-3 打开【新建文件】子对话框（2）单击【新建文件】子对话框中【新建】下的【空数据库】列表项，弹出【文件新建数据库】对话框。在【文件名】文本框中输入数据库名称MyFirstAccessDB，如图1-4所示。图1-4 打开Microsoft Office Access 2003的操作界面（3）单击【创建】按钮创建空数据库MyFirstAccessDB。此时弹出管理数据库MyFirstAccessDB的对话框，如图1-5所示。图1-5 创建好的空数据库MyFirstAccessDB及其管理界面3创建数据表MyDataTable在Access数据库中，创建新数据表有3种方式，它们分别为“使用设计图创建表”、“使用向导创建表”和“通过输入数据创建表”。在此使用“使用设计图创建表”方式创建表MyDataTable。（1）双击【使用设计图创建表】选项，弹出创建表的输入界面，在界面中依次添加MyID、MyName、MyType和MyLength4个字段，分别表示字段ID、字段名称、字段类型和字段长度，并把MyID设为该表的主键，同时设置为自动增1。操作界面如图1-6所示。（2）单击保存按钮，弹出【另存为】对话框。在【表名称】文本框中输入“MyDataTable”，如图1-7所示。单击【确定】按钮即可创建表MyDataTable。最后在该表中添加所需要的数据。按照同样方法可以创建该数据库的其他数据表。其他表的创建方法在此不一一介绍。图1-6 创建新表MyDataTable图1-7 保存表MyDataTable1.4.3 连接到数据库1使用数据库MyFirstAccessDB本实例使用的数据库名称为MyFirstAccessDB，版本为Microsoft Access 2003中文版。该数据库已经在1.4.2节中创建。2创建新ASP.NET应用程序在Visual Studio .NET 2003集成开发环境中创建新的ASP.NET Web应用程序，命名为Example_1_1。3设计页面ConnectedAcDB.aspx把应用程序Example_1_1的默认页面WebForm1.aspx重命名为ConnectedAcDB.aspx。该页面不需要添加任何ASP.NET服务器端控件或者客户端控件，因此不再介绍它的设计界面。页面ConnectedAcDB. aspx的HTML设计代码如下： Example_1_1：连接到Access数据库4设计访问数据库的连接字符串把页面ConnectedAcDB.aspx访问数据库的连接字符串存放在应用程序的配置文件web.config中。程序代码如下：由于页面ConnectedAcDB.aspx获取连接字符串时需要使用类ConfigurationSettings，它被包含在名字空间System.Configuration中，因此需要引入该名字空间。页面获取连接字符串的程序代码如下：/引入名字空间using System.Configuration;/获取连接字符串private readonly string ACCESSCONNECTIONSTRING=ConfigurationSettings.AppSettingsACCESSCONNECTIONSTRING.ToString();5设计页面ConnectedAcDB.aspx的事件和函数页面ConnectedAcDB.aspx调用函数Page_Load(object sender,System.EventArgs e)初始化。该函数调用函数ConnectAccessDB()创建连接数据库MyFirstAccessDB的连接字符串，并把连接信息显示在页面上。函数Page_Load(object sender, System.EventArgs e)和ConnectAccessDB()的程序代码如下：private void Page_Load(object sender, System.EventArgs e)if(!Page.IsPostBack) ConnectAccessDB(); /连接到MyFirstAccessDb数据库private void ConnectAccessDB() /设置访问数据库的连接字符串string accessString = ACCESSCONNECTIONSTRING+ Server.MapPath(MyFirstAccessDB.mdb);OleDbConnection accessConn = new OleDbConnection(accessString);try accessConn.Open(); /打开OLEDB数据库的连接Response.Write(连接MyFirstAccessDB数据源成功！);/显示连接成功信息Response.Write(OLEDB数据库连接的连接字符串：+ accessConn.ConnectionString);Response.Write(OLEDB数据库连接的数据库名称：+ accessConn.Database);Response.Write(OLEDB数据库连接的数据源：+ accessConn.DataSource);Response.Write(OLEDB数据库连接的数据库驱动：+ accessConn.Provider);Response.Write(OLEDB数据库连接的服务器版本：+ accessConn.ServerVersion);Response.Write(OLEDB数据库连接的打开状态：+ accessConn.State.ToString();/执行数据库的操作，如选择、插入、删除和更新等accessConn.Close(); /关闭OLEDB数据库的连接Response.Write(OLEDB数据库连接的关闭状态：+ accessConn.State.ToString();catch(Exception ex) Response.Write(ex.Message); /抛出数据库连接异常设置页面ConnectedAcDB.aspx为应用程序的起始页面。按F5键运行后，出现如图1-8所示的初始界面。图1-8 页面ConnectedAcDB.aspx的初始界面1.4.4 访问并显示数据库中的数据1使用数据库MyFirstAccessDB本实例使用的数据库名称为MyFirstAccessDB，版本为Microsoft Access 2003中文版。该数据库已经在1.4.2节中创建。2设计页面ShowData.aspx在应用程序Example_1_1中添加一个新的Web页面，命名为ShowData.aspx。该页面不需要添加任何ASP.NET服务器端控件或者客户端控件。页面ShowData.aspx的HTML设计代码如下： Example_1_1：连接到Access数据库3设计访问数据库的连接字符串把页面ShowData.aspx访问数据库的连接字符串存放在应用程序的配置文件web.config中。程序代码如下：由于页面ShowData.aspx获取连接字符串时需要使用类ConfigurationSettings，它被包含在名字空间System.Configuration中，因此需要引入该名字空间。页面获取连接字符串的程序代码如下：using System.Configuration; /引入名字空间/获取连接字符串private readonly string ACCESSCONNECTIONSTRING=ConfigurationSettings.AppSettingsACCESSCONNECTIONSTRING.ToString();4设计页面ShowData.aspx的事件和函数页面ShowData.aspx调用函数Page_Load(Object sender,System.EventArgs e)初始化。该函数调用函数ShowDBData()显示数据库MyFirstAccessDB的表MyDataTable中的数据。显示的格式为表中的字段排列顺序，同时还显示连接信息。函数Page_Load(object sender, System.EventArgs e)和函数ShowDBData()的程序代码如下：private void Page_Load(object sender, System.EventArgs e)if(!Page.IsPostBack)ShowDBData(); /显示数据库MyFirstAccessDB中的数据private void ShowDBData() /设在访问数据库的连接字符串string accessString = ACCESSCONNECTIONSTRING+ Server.MapPath(MyFirstAccessDB.mdb);string cmdText = SELECT * FROM MyDataTable; /创建获取数据的SQL语句/创建数据库的连接和CommandOleDbConnection accessConn = new OleDbConnection(accessString);OleDbCommand accessComm = new OleDbCommand(cmdText,accessConn);/定义数据显示的格式string dataString = MyID MyName MyType My Length;try /打开OLEDB数据库的连接accessConn.Open();Response.Write(连接MyFirstAccessDB数据源成功！);/显示数据库中的信息OleDbDataReader reca = accessComm.ExecuteReader();while(reca.Read() /获取相应数据dataString += recaMyID.ToString() + + recaMyName.ToString()+ + recaMyType.ToString() + + recaMyLength.ToString();dataString += ;reca.Close();Response.Write(dataString);/显示数据库中的内容accessConn.Close();/关闭OLEDB数据库的连接catch(Exception ex)Response.Write(ex.Message);/抛出数据库连接异常设置页面ShowData.aspx为应用程序的起始页面。按F5键运行后，出现如图1-9所示的初始界面。1.4.5 修改数据库1使用数据库MyFirstAccessDB本实例使用的数据库名称为MyFirstAccessDB，版本为Microsoft Access 2003中文版。该数据库已经在1.4.2节中创建。2设计页面UpdateData.aspx在应用程序Example_1_1中添加一个新的Web页面，命名为UpdateData.aspx。然后在页面中添加两个TextBox控件和一个Button按钮控件，它们的名称分别为MyID、MyName和UpdataDataBtn。控件MyID和控件MyName分别用来输入字段主键ID和字段名称；控件UpdataDataBtn实现修改数据库中数据的功能。页面UpdateData.aspx的设计界面如图1-10所示。图1-9 页面ShowData.aspx的初始界面图1-10 页面UpdateData.aspx的设计界面页面UpdateData.aspx的HTML设计代码如下：Example_1_1：修改数据库中的数据3设计访问数据库的连接字符串把页面UpdateData.aspx访问数据库的连接字符串存放在应用程序的配置文件web.config中。程序代码如下：由于页面ShowData.aspx获取连接字符串时需要使用类ConfigurationSettings。它被包含在名字空间System.Configuration中，因此需要引入该名字空间。页面获取连接字符串的程序代码如下：using System.Configuration; /引入名字空间/获取连接字符串private readonly string ACCESSCONNECTIONSTRING=ConfigurationSettings.AppSettingsACCESSCONNECTIONSTRING.ToString();4设计页面UpdateData.aspx的事件和函数页面UpdateData.aspx调用函数Page_Load(Object sender,System.EventArgs e)初始化，该函数调用函数ShowDBData()显示数据库MyFirstAccessDB的表MyDataTable中的数据，显示的格式为表中的字段排列顺序，同时还显示连接信息。函数Page_Load(object sender, System.EventArgs e)和函数ShowDBData()的程序代码如下：private void Page_Load(object sender, System.EventArgs e)if(!Page.IsPostBack)ShowDBData(); /显示数据库MyFirstAccessDB中的数据private void ShowDBData() /设在访问数据库的连接字符串string accessString = ACCESSCONNECTIONSTRING+ Server.MapPath(MyFirstAccessDB.mdb);string cmdText = SELECT * FROM MyDataTable; /创建获取数据的SQL语句/创建数据库的连接和CommandOleDbConnection accessConn = new OleDbConnection(accessString);OleDbCommand accessComm = new OleDbCommand(cmdText,accessConn);/定义数据显示的格式string dataString = MyID MyName MyType My Length;tryaccessConn.Open(); /打开OLEDB数据库的连接Response.Write(连接MyFirstAccessDB数据源成功！);/显示数据库中的信息OleDbDataReader reca = accessComm.ExecuteReader();while(reca.Read() /获取相应数据dataString += recaMyID.ToString() + + recaMyName.ToString()+ + recaMyType.ToString() + + recaMyLength.ToString();dataString += ;reca.Close();Response.Write(dataString); /显示数据库中的内容accessConn.Close(); /关闭OLEDB数据库的连接catch(Exception ex)Response.Write(ex.Message); /抛出数据库连接异常单击页面UpdateData.aspx中【修改数据】按钮控件，触发事件UpdateDataBtn_Click(object sender, System.EventArgs e)。该事件实现修改数据库MyFirstAccessDB中数据的功能，它调用函数UpdataDBData(String myID,String myName)。首先从页面获取MyID和MyName的值，然后再使用SQL更新语句更新表中相应的记录，最后调用函数ShowDBData()显示表的数据。事件UpdateDataBtn_Click(object sender, System.EventArgs e)和函数UpdataDBData(String myID,String myName)的程序代码如下：private void UpdateDataBtn_Click(object sender, System.EventArgs e)if(MyID.Text.Trim().Length 0 & MyName.Text.Trim().Length 0) UpdataDBData(MyID.Text.Trim(),MyName.Text.Trim();/修改表中的记录ShowDBData();/显示修改后的数据private void UpdataDBData(String myID,String myName) /设置访问数据库的连接string accessString = ACCESSCONNECTIONSTRING+ Server.MapPath(MyFirstAccessD