Access数据库基础及应用认识数据库系统PPT课件

第1章认识数据库系统 Access数据库基础及应用教程 第3版 第1章认识数据库系统教学知识点数据库技术的应用数据库系统及其组成数据模型关系数据库 数据库技术是研究如何科学地管理数据 以便为人们提供可共享的 安全的 可靠的数据的技术 数据库技术包括数据管理和数据处理两方面内容 1 1数据库系统简介 举个通俗的例子 说明什么是 数据库 每个人都有亲戚和朋友 为了保持联系 常用一个笔记本记下他们的姓名 地址 电话号码 邮编等信息 目的是方便查找信息 通讯录 就是一个最简单的 数据库 每个人的姓名 地址 电话号码等信息就是这个数据库中的 数据 我们可以在笔记本这个 数据库 中添加新朋友的个人信息 也可以由于某个朋友的电话号码发生变动而对 数据库 中的对应 数据 进行修改 不过使用笔记本这个 数据库 主要还是为了能随时查到地址 邮编或电话号码这些所需要的 数据 1 1数据库系统简介 简单地说 数据库 就是为了实现一定目的 按某种规则组织起来的 长期保存在存储介质 计算机外存上的 数据 的 集合 按照数据库管理系统的类型 数据库可以分为 桌面型数据库 如Access FoxPro 和网络数据库 前者主要运行在个人计算机上 操作系统通常为桌面型操作系统 如WindowsXP Windows7等 后者运行在网络操作系统之上 如Windows2000Server等 具有强大的网络功能和分布式功能 数据库系统不仅包括数据库 即实际存储在计算机中的数据 还包括相应的硬件 软件和各类人员 1 1数据库系统简介 硬件系统为数据库系统的正常运行提供最基本的内存 外存 输入 输出设备等硬件资源 数据库是数据库系统的数据资源 数据库管理系统是数据库系统中对数据进行管理的软件系统 是数据库系统的核心组成部分 在操作系统的支持下才能工作 对数据库的一切操作 如插入 删除 更新 查询以及各种控制 都是通过数据库管理系统来进行的 数据库系统相关人员包括数据库管理员 应用程序的开发人员和数据库系统的最终用户 1 1数据库系统简介 1 2几个数据库系统举例 1 2 1图书馆管理信息系统不同图书馆的图书馆管理信息系统会存在差异 但一般而言 图书馆管理信息系统的主要功能应包括 1 管理员信息管理 2 借阅卡信息管理 3 书刊借阅信息管理 4 书刊返还信息管理 5 借阅书刊管理 6 库存管理 图书馆管理信息系统功能模块图 1 2 2人事管理信息系统 该人事管理系统主要用于公司人事资料的管理 主要功能有 1 能将新员工的个人资料输入到数据库中 2 可以自动分配员工号 并且设置初始的用户密码 3 可根据不同的方法查询 修改员工资料 4 对人事变动进行详细记录 包括岗位和部门的调整 人事管理信息系统功能模块图 1 2 3考试管理信息系统该系统是用于公司内部员工或招聘新员工的考试管理信息系统 1 考试管理信息系统主要功能 1 基础资料维护 2 选题管理 3 主窗体及报表打印2 数据库中的数据表该系统使用的数据表主要有 试题类型1 表 试题类型2 表 试题选择 表和 试题 表 试题类型1 表结构 试题类型2 表结构 试题选择 表结构 试题 表结构 1 2 4票证仓库管理信息系统该票证仓库管理信息系统 与传统的仓库系统大同小异 也需要基本数据 入库单 领用单 作废单 仓库初始化 仓库总账查询 仓库流水账查询等基本功能 但票证仓库管理与一般的仓库管理又有区别 其中最大的区别是票证仓库管理需要统计票证的号码 包括起始号码和截至号码 而不仅仅只统计票证的数量 该票证仓库管理信息系统主要包括如下功能模块 1 基础数据管理 2 票证日常管理 3 票证查询统计 票证仓库管理系统的票证管理模块界面 票证入库录入界面 票证调拨录入界面 票证总分类账查询界面 1 3案例 教学管理数据库系统 1 3 1背景分析在高等学校的教学管理工作中 存在大量的数据需要存储和管理 只有借助计算机进行数据的存储和管理 才能保证教学工作顺畅 有序地进行 为此设计开发 教学管理系统 这一Access数据库应用系统 作为本教材的教学案例 作为教学示例的教学管理数据库系统 为了满足日常教学管理工作而设计 共包括八个基本模块 学院管理 教师管理 学生管理 课程管理 专业管理 授课安排 成绩管理 班级管理 分别完成 学院信息管理 教师信息管理 学生信息管理 课程信息管理 专业信息管理 授课信息管理 成绩信息管理 班级信息管理 1 3 2教学管理数据库系统的功能演示 1 启动系统的主界面打开教学管理系统所在的文件夹 双击 教学管理 accdb 文件 弹出登录界面 单击安全警告中的 启用内容 按钮 然后选择用户名 001 管理员 再单击 确定 按钮 初始无口令 进入系统主界面 教学管理系统主界面 1 3 2教学管理数据库系统的功能演示 2 功能演示 1 学院管理在主界面窗口 单击 学院管理 打开学院信息管理窗口 可进行学院数据记录的浏览 修改 添加等操作 1 3 2教学管理数据库系统的功能演示 学院信息管理窗口 2 功能演示 2 教师管理在主界面窗口 单击 教师管理 打开教师信息管理窗口 1 3 2教学管理数据库系统的功能演示 教师信息管理窗口 2 功能演示 3 课程管理在主界面窗口 单击 课程管理 打开课程信息管理窗口 课程信息管理窗口 1 3 2教学管理数据库系统的功能演示 2 功能演示 4 学生管理在主界面窗口 单击 学生管理 打开学生信息管理窗口 1 3 2教学管理数据库系统的功能演示 学生信息管理窗口 2 功能演示 5 专业管理在主界面窗口 单击 专业管理 打开专业信息管理窗口 在此可对专业数据记录进行浏览 修改和添加等操作 专业信息管理窗口 1 3 2教学管理数据库系统的功能演示 2 功能演示 6 授课安排在主界面窗口 单击 授课安排 打开授课信息管理窗口 在此可以对授课数据记录进行浏览 修改和添加等操作 授课信息管理窗口 1 3 2教学管理数据库系统的功能演示 2 功能演示 7 成绩管理在主界面窗口 单击 成绩管理 打开成绩信息管理窗口 从班级名称列表中选择一个班级 从课程名称列表中选择一门课程 则会在表格中显示该班级选修该门课程的所有学生及其考试所得分数的表格 并可对表中的数据进行手动修改 成绩信息管理窗口 1 3 2教学管理数据库系统的功能演示 2 功能演示 8 班级管理在主界面窗口 单击 成绩查询 按钮 弹出成绩浏览窗口 选择某个班级后 会在下方的网格中显示该班级所有学生的所有课程的成绩 1 3 2教学管理数据库系统的功能演示 班级信息管理窗口 1 4数据库基础知识 数据库技术是管理数据的一种科学 有效的方法 它研究如何组织和存储数据 如何高效地获取和处理数据 并将这种方法用现代软件技术实现 以便为人们提供可共享的 安全的 可靠的数据或信息 1 4数据库基础知识 1 4 1数据与信息数据是数据库系统研究和处理的对象 数据和信息是两个密不可分的概念 它们既有联系又有区别 信息是现实世界事物存在方式或运动状态的反映 是对事物之间相互联系 相互作用的描述 信息来源于物质和能量 信息具有可感知 可存储 可加工 可传递和可再生的自然属性 数据是描述现实世界事物的符号记录 是用物理符号记录下来的可以识别的信息 不同的物理符号体现出数据的不同表现形式 如数字 文字 图形 图像 声音等 各种表现形式的数据经过数字化后存入计算机 方可进行进一步处理 1 4数据库基础知识 1 4 1数据与信息数据与信息之间的关系 数据是信息的符号表示 载体 信息则是数据的内涵 是对数据语义的解释 数据表示了信息 信息以数据的形式表示出来被人们理解和接受 一般情况下 对数据与信息不严加区分 数据处理 信息处理 是指从某些已知数据出发 推导加工出一些表示着新信息的新数据 在数据处理中 计算一般比较简单 复杂的是对数据的管理 数据管理是指数据的收集 整理 组织 存储 维护 检索 传送等操作 这些操作是数据处理的基本环节 1 4 2数据管理技术的发展1 人工管理阶段计算机主要用于科学计算 外部存储器只有磁带 卡片和纸带等 没有磁盘等直接存取存储设备 软件只有汇编语言 无数据管理软件 数据管理有以下特点 1 数据不保存在计算机内 2 没有专用的软件对数据进行管理 数据与程序不具有独立性 程序直接面向存储结构 数据的逻辑结构与物理结构没有区别 3 只有程序概念 没有文件的概念数据的组织方式必须由程序员自行设计与安排 4 数据面向程序 即一组数据对应一个程序 1 4 2数据管理技术的发展2 文件系统阶段外部存储器有了直接存取存储设备 软件出现了高级语言和操作系统 操作系统中的文件系统成为专门管理外存的数据管理软件 该阶段的特点如下 1 数据以 文件 形式可长期保存 2 数据的逻辑结构与物理结构有了区别 3 文件组织多样化 但文件之间相互独立 缺乏联系 数据之间的联系要通过程序去构造 4 数据不再属于某个特定的程序 可以重复使用 但程序与数据结构之间的依赖关系并未根本改变 5 对数据的操作以记录为单位 文件中只存储数据 不存储文件记录的结构描述信息 文件的建立 存取 查询 插入 删除 修改等操作 都要用程序来实现 1 4 2数据管理技术的发展2 文件系统阶段数据管理规模扩大 文件系统显露缺陷 1 数据冗余 文件之间缺乏联系 每个应用程序都有对应的文件 有可能同样的数据在多个文件中重复存储 2 数据不一致 由于数据冗余 进行更新操作时 可能使同样的数据在不同的文件中不一样 3 数据联系弱 由于文件之间相互独立 缺乏联系造成 1 4 2数据管理技术的发展3 数据库阶段数据库技术迅速发展 开发出许多产品并投入运行 数据库阶段的数据管理具有以下特点 1 采用数据模型表示复杂的数据结构 数据模型不仅描述数据本身的特征 还描述数据之间的联系 数据不再只面向特定的某个应用 而是面向整个应用系统 数据冗余明显减少 实现了数据共享 2 数据冗余明显减少 实现了数据共享 3 有较高的数据独立性 数据的逻辑结构与物理结构之间的差别可以很大 用户以简单的逻辑结构操作数据而无需考虑数据的物理结构 4 为用户提供了方便的用户接口 1 4 2数据管理技术的发展3 数据库阶段数据库技术迅速发展 开发出许多产品并投入运行 数据库阶段的数据管理具有以下特点 5 数据由数据库管理软件统一管理和控制 6 增强了系统的灵活性 对数据的操作可以以记录为单位 也可以以数据项为单位 程序与数据的联系 1 4 2数据管理技术的发展4 高级数据库技术阶段主要标志 分布式数据库系统 对象数据库系统 网络数据库系统 分布式数据库系统主要具有3个特点 1 数据库的数据物理上分布在各个场地 但逻辑上是一个整体 2 各个场地既可执行局部应用 访问本地数据库 也可执行全局应用 访问异地数据库 3 各地的计算机由数据通信网络相联系 本地计算机单独不能胜任的处理任务 可以通过通信网络取得其他数据库和计算机的支持 1 4 2数据管理技术的发展4 高级数据库技术阶段对象数据库系统主要具有以下2个特点 1 对象数据模型能完整地描述现实世界的数据结构 能表达数据间的嵌套 递归联系 2 具有面向对象技术的封装性 把数据与操作定义在一起 和继承性 继承数据结构和操作 的特点 提高了软件的可重用性 网络数据库系统为适应广域网络环境下的数据管理需求而产生 是指在计算机网络环境下运行的数据库系统 它的数据库分散配置在网络节点上 能够对网络用户提供远程数据访问服务 网络数据库系统以C S 客户机 服务器 结构为特征 1 4 3数据库系统的组成1 数据库数据库 Database DB 是指长期存储在计算机内有组织的 大量的 可共享的数据的集合 数据库中的数据按照一定的数学规范组织 描述和存储 可供多个用户共享 数据具有合理的冗余度 数据间联系紧密 同时又具有较高的数据独立性和可扩展性 为了在数据库中科学合理地组织 存储数据 高效地访问 维护数据库 需要数据管理软件 数据库管理系统 2 数据库管理系统数据库管理系统 DBMS 是计算机系统中位于用户与操作系统之间的数据管理系统软件 是数据库系统的核心 1 4 3数据库系统的组成2 数据库管理系统一般而言 DBMS均具有以下4个基本功能 1 数据定义功能 用户可以通过DBMS提供的数据定义语言 DDL 对数据库的数据对象进行定义 2 数据操纵功能 用户可以通过DBMS提供的数据操纵语言 DML 实现对数据库中数据的查询 插入 修改 删除等操作 3 数据库运行管理 管理数据库的运行是DBMS的核心工作 所有访问数据库的操作都要在DBMS的统一管理下进行 以保证数据的安全性 完整性 一致性以及多用户对数据库的并发使用 4 数据库的建立和维护 数据库的建立包括数据库初始数据的输入与数据转换等 数据的维护包括数据库的转储与恢复 数据库的重新组织和重新构造 性能的监控与分析等 1 4 3数据库系统的组成3 数据库系统数据库系统是指在计算机系统中引入数据库后的软硬件系统 分为硬件 软件 用户三个层次 由以下几部分组成 1 计算机硬件系统 数据库系统需要具有较快的CPU处理速度 足够大的内存和外存 较高的系统通信能力的计算机硬件平台 2 数据库集合 存储在计算机外存设备上的若干个设计合理 满足应用需要的数据库 3 数据库管理系统 位于用户与操作系统之间 帮助用户创建 维护和使用数据库的系统软件 4 他相关软件 包括支持DBMS运行的操作系统 应用开发工具和数据库应用程序等 5 相关人员 包括数据库管理员 数据库系统分析员 数据库设计员 应用程序员 以及使用数据库的终端用户等 1 5数据模型 数据库系统建立在数据模型的基础上 数据模型是对现实世界数据特征的抽象 计算机无法直接处理现实世界中的具体事物 必须事先将具体事物转换成计算机能够处理的数据 在数据库中 使用数据模型抽象 表示和处理现实世界中的数据和信息 1 5 1数据模型的分类在数据库技术中 通过数据模型来描述数据库的结构和语义 通过现实世界 信息世界 机器世界的抽象转换过程构建数据库系统 根据数据模型所定义的规范来管理和使用数据库中的数据 1 5数据模型 1 5 1数据模型的分类在数据库技术中 通过数据模型来描述数据库的结构和语义 通过现实世界 信息世界 机器世界的抽象转换过程构建数据库系统 根据数据模型所定义的规范来管理和使用数据库中的数据 1 现实世界 信息世界和机器世界现实世界即客观世界 现实世界中一个实际存在并且可以识别的事物称为个体 个体可以是一个具体的事物 也可以是一个抽象的概念 信息世界是现实世界在人们头脑中的反映 又称概念世界 现实世界中的客观事物在信息世界中称为实体 机器世界又称数据世界 进入计算机的信息必须是数字化的 信息世界中的实体等进入机器世界后必须要进行数据化表示 1 5数据模型 1 5 1数据模型的分类2 数据模型的分类数据模型可分为两类 概念数据模型 和 结构数据模型 又称 逻辑数据模型 前者用于信息世界建模 将现实世界的问题用概念数据模型来表示 后者用于机器世界建模 将概念模型转换为DBMS支持的数据模型 抽象过程与数据模型 1 5数据模型 1 5 2概念 数据 模型概念模型独立于计算机系统 不涉及信息在计算机中的表示 概念模型是按用户的观点对数据建模 强调语义表达能力 概念应该简单 清晰 易于用户理解 概念模型是用户和数据库设计人员交流的工具 主要用于数据库设计 概念模型与具体的DBMS无关 数据库设计人员在设计的初始阶段 可以摆脱计算机系统及DBMS的具体技术问题 集中精力分析数据以及数据之间的联系等 1 5数据模型 1 5 2概念 数据 模型建立概念模型涉及到的术语 1 实体 现实世界中客观存在并可相互区分的事物称为实体 实体可以是具体的人 事 物 也可以是抽象的概念 相同类型的实体组成实体集 2 属性 描述实体和实体集所具有的特征称为属性 属性的具体取值称为属性值 属性的取值范围称为该属性的域 一个实体集可以由若干个属性来刻画 3 键 实体集的某些属性或属性集可以用来惟一标识区分各个实体 这样的属性或属性集称为称为键或码 例如 学号 可以作为学生实体的键 1 5数据模型 1 5 2概念 数据 模型建立概念模型涉及到的术语 4 联系实体间的相互关系称为联系 两个实体集间的联系分为3种类型 一对一联系 1 1 如果对于实体集A中的每一个实体 实体集B中至多有一个实体与之对应 反之亦然 则称实体集A与实体集B具有 一对一联系 记为 1 1 一对多联系 1 n 如果对于实体集A中的每一个实体 实体集B中有多个实体与之对应 反之 对于实体集B中的每一个实体 实体集A中至多只有一个实体与之对应 则称实体集A与实体集B具有 一对多联系 记为 1 n 1 5数据模型 1 5 2概念 数据 模型建立概念模型涉及到的术语 4 联系多对多联系 m n 如果对于实体集A中的每个实体 实体集B中有多个实体与之对应 反之亦然 则称实体集A与实体集B具有 多对多的联系 记为 m n 学生和课程之间是m n联系 最常用的概念模型是 实体 联系模型 简称E R模型 E R模型从现实世界中抽象出实体类型及实体间联系 然后用 实体 联系图 E R图 来表示概念模型 1 5数据模型 1 5 2概念 数据 模型E R图中 矩形框表示实体 椭圆形框表示属性 菱形框表示实体间的联系 右图是 学生 实体 教师 实体和 课程 实体之间的E R图 只出现了部分属性 E R图示例 1 5数据模型 1 5 3 结构 数据模型结构数据模型 简称为数据模型 是用户从数据库所看到的模型 是机器世界中具体的DBMS所支持的数据模型 1 数据模型的组成要素数据模型通常包含数据结构 数据操作和数据完整性约束3个要素 1 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 数据操作和完整性约束都建立在数据结构的基础上 不同的数据结构具有不同的操作和约束 2 数据操作 主要描述在相应数据结构上的操作类型和操作方式 数据操作可以是检索 插入 删除和更新等 数据模型必须定义这些操作的确切含义 操作符号 操作规则 如优先级 以及实现操作的数据库语言 1 5数据模型 1 5 3 结构 数据模型1 数据模型的组成要素数据模型通常包含数据结构 数据操作和数据完整性约束3个要素 3 数据完整性约束 是一组完整性规则的集合 定义了数据模型必须遵守的语义约束 也规定了根据数据模型所构建的数据库中数据内部及其数据相互间联系所必须满足的语义约束 完整性约束是数据库系统必须遵守的约束 限定了根据数据模型所构建的数据库的状态以及状态的变化 以维护数据库中数据的正确性 有效性和相容性 1 5数据模型 1 5 3 结构 数据模型2 数据模型的分类 1 层次模型 是数据库系统中最早使用的一种模型 它用 树结构 表示实体以及实体间的联系 2 网状模型 是一种比层次模型更普遍的结构 它取消了层次模型的一些限制 允许节点有一个以上的双亲 将 树结构 变成 图结构 网状模型示例 层次模型示例 1 5数据模型 1 5 3 结构 数据模型2 数据模型的分类 3 关系模型关系模型是数据库系统最常用的数据模型 它用 二维表 表示实体及实体间的联系 从用户角度看 关系是一个二维表格 表中的行对应于数据记录 表中的列对应于描述数据记录的属性 整个数据库由多张关系表组成 关系模型提供了关系 属性 关系模式 元组 码 域等建模元素 数据库设计人员以E R图出发 将E R图转换为一系列关系表 这些关系表组成关系数据库 1 5数据模型 1 5 3 结构 数据模型2 数据模型的分类 3 关系模型关系模型具有以下优点 1 建立在集合论中的 集合 和 关系 概念基础之上 有着严格成熟的理论基础 2 用关系统一表示实体及实体间的联系 结构简单 用户容易理解和使用 可表示一对一 一对多 多对多的关系 3 存取路径对用户透明 具有较好的数据独立性和安全保密性 4 概念简单 操作方便 数据独立性强 基于关系模型的DBMS称为关系数据库管理系统 在关系数据库管理系统中创建的数据库称为关系数据库 1 6关系数据库 关系数据库是目前最流行 应用最广泛的数据库 MicrosoftAccess数据库就是关系数据库 1 6 1关系数据库的基本术语1 关系 关系模型中 实体以及实体间的联系均用关系来表示 一个关系就是一张二维表 每一个关系都有一个关系名 2 属性 表中的一列为一个属性 给每个属性所起的名字即为属性名 3 元组 表中的一行为一个元组 由不同的属性值构成 4 域 是属性的取值范围 5 候选码 如果关系中的某个属性或属性组能惟一地标识一个元组 则称该属性或属性组为候选码 1 6关系数据库 1 6 1关系数据库的基本术语6 主码 主键 用户选作元组标识的候选码称为主码 主键 主码的属性称为主属性 7 外码 外键 如果关系R中一个属性或属性组是其他关系的主码 则该属性或属性组在关系R中称为外码 外键 1 6 2关系的基本性质关系是一个二维表 但并不是所有的二维表都是关系 关系应具有以下基本性质 1 每一列中的数据项类型相同 来自同一个域 2 不同的列要给予不同的属性名 3 列的顺序无所谓 即列的次序可以随意交换 4 任意两个元组不能完全相同 5 行的顺序无所谓 即行的次序可以任意交换 6 每一个数据项都必须是不可分的数据项 1 6 3关系模式关系模型中 对关系的描述称为关系模式 简记为 关系名 属性名1 属性名2 属性名n 关系是关系模式在某一时刻的取值 一个关系模式可以形成多个关系 而一个关系只能对应一个关系模式 例如 对于一个关系模式 学生 学号 姓名 性别 出生日期 政治面貌 班级编号 照片 存入不同的学生信息就形成不同的关系 关系模式是静态的 稳定的 关系是动态的 是不断变化的 1 6 4关系运算关系运算就是对关系数据进行的操作 关系的基本运算有两类 传统的集合运算和专门的关系运算 关系的运算结果仍然是关系 下面以教师A和教师B为例 来说明关系运算 1 6 4关系运算1 传统的集合运算传统的集合运算有 并 差 交 进行集合运算的关系R与S必须具有相同的关系模式 1 并运算 运算结果是将两个关系的所有元组组成一个新的关系 若有完全相同的元组 只留下一个 记作R S 教师A 教师B 的结果如表1 4所示 1 6 4关系运算1 传统的集合运算 2 交运算 运算结果是两个关系中的公共元组组成一个新的关系 关系R与关系S的交运算记作R S 如表1 5所示 3 差运算 运算结果是由属于R但不属于S的元组组成一个新的关系 关系R与关系S的差运算记作R S 如表1 6所示 1 6 4关系运算2 专门的关系运算查询用户所需数据时 需要对关系进行专门的关系运算 专门的关系运算主要有选择 投影和连接3种 1 选择 是从关系中找出满足给定条件的所有元组的操作 其中的条件以逻辑表达式给出 该逻辑表达式的值为真的元组被选取 选择是从行的角度进行的运算 运算的结果元组可以形成新的关系 其关系模式不变 但其中元组的数目小于等于原来的关系中元组的个数 是原关系的一个子集 从表1 2中 选出性别为 男 的教师名单 如表1 7所示 1 6 4关系运算2 专门的关系运算 2 投影 是从关系中选取若干个属性的操作 是从列的角度进行的运算 经过投影运算可以得到一个新关系 其所包含的属性个数往往比原关系少 或者属性的排列顺序不同 如果新关系中包含重复元组 则要删除重复元组