第1章 数据库基础知识ppt课件

.,第一章数据库基础知识,.,本章主要内容,数据库基础知识数据库管理的实现数据库设计基础ACCESS简介,.,1.1数据库基础知识,1、数据库1）数据数据是描述现实世界事物的符号记录，是用符号记录的可加以鉴别的信息。可以包括文字、图形、声音。数据的概念包括以下两部分：数据是用符号记录的可加以鉴别的符号的集合。数据内容是事物特性的反映或描述。,.,2）数据处理数据处理是对各种类型的数据进行收集、存储、分类、计算、加工、检索与传输的过程。包括：收集原始数据、编码转换、数据输入、数据处理、数据输出等。3）数据库（DataBase，DB）存放数据的仓库，仓库在计算机系统中，其中的数据有一定格式；长期保存在计算机系统中的、有组织的、可以被共享的数据集合。,.,2、数据库技术的发展1）人工管理阶段数据与处理数据的程序密切相关，不互相独立；数据不做长期保存；数据是依附于计算机程序或软件。2）文件系统阶段程序与数据有了一定的独立性，程序和数据分开存储，具有程序文件和数据文件的各自属性；数据文件可以长期保存，但数据冗余度大；缺乏数据独立性；不集中管理数据。3）数据库系统阶段基本实现了数据共享，减少了数据冗余；采用特定的数据模型；具有较高的数据独立性；有统一的数据控制和管理功能。,.,4）分布式数据库系统阶段分布式数据库在逻辑上是一个整体、地理分布在不同位置的数据集合，是计算机网络环境下各个局部数据库的逻辑集合，受分布式数据库管理系统的控制和管理。其特点如下：（1）分布透明性；（2）局部自治与集中控制相结合；（3）高可靠性和可用性；（4）高效率和灵活性。,.,5）面向对象数据库系统面向对象编程（OOP）是一种计算机编程架构。计算机程序由单个能够起到子程序作用的单元或对象组合而成重用性、灵活性、扩展性面向对象数据库采用面向对象的观点描述现实世界实体（对象）的逻辑组织、对象之间的限制和联系。,.,3、数据库系统1）数据库应用系统系统开发人员利用数据库系统资源开发出来的，面向某一类实际应用的应用软件系统；,.,2）数据库管理系统位于用户与操作系统之间的一个数据管理软件；功能：数据定义数据操纵数据库运行管理数据库建立和维护,.,2）数据库的组成,.,4、数据库系统的结构从用户角度：单用户，主从式，分布式，客户/服务器等；从系统角度，数据库系统的内部通常采用三级模式结构。模式、外模式和内模式；与之对应的是数据库的三级结构：全局逻辑结构、局部逻辑结构和物理存储结构。,.,1、模式（Schema）概念,模式，又称概念模式，是数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述，模式与具体的数据值无关，也与具体的应用程序、高级语言以及开发工具无关。模式是数据库数据在逻辑上的视图。模式是唯一的，模式综合考虑所有用户的需求，并将其结合成有机逻辑整体。,.,2、外模式（ExternalSchema）,外模式，又称用户模式，是用户和程序员最后看到并使用的局部数据的逻辑结构和特征。一个数据库可以有若干个外模式。,.,3、内模式(InternalSchema),1）内模式，又称存储模式，是数据物理结构和存储方式的描述，是数据在存储介质上的保存方式。2）内模式是物理的存储结构。,.,4）模式之间的关系,.,5）数据独立性数据与应用程序相互独立；通过三级模式、两级映像实现；逻辑独立性：应用程序与数据库的逻辑结构之间的相互独立性；物理独立性：应用程序与存储在磁盘上的数据库中数据之间的相互独立性；,.,1.2数据库管理的实现,1、三个世界的转化1）三个世界的概念人们把客观存在的事物以数据的形式存储在计算机中，经历了对现实社会中事物特性的认识、概念化、到计算机数据库里的具体表示，是一个逐级抽象的过程，是从现实到概念再到数据的三个领域。有时也将概念世界称为信息世界；将数据世界称为存储或机器世界。,.,（1）现实世界人们管理的对象存于现实世界中，现实世界的事物及事物之间存在着联系，这种联系是客观存在的，是由事物本身的性质决定的。举例：医院的医疗管理系统中有医生、患者、专科等构成元素，医生为患者诊疗，患者被送到不同科室诊治，医生、患者、专科是相互关联的。,.,（2）概念世界概念世界是现实世界在人们头脑中的反映，是对客观事物及其联系的一种抽象描述，从而产生概念模型。举例，对医生的描述包括姓名、性别、专长、电话、职称等不同项目。,.,（3）数据世界存入计算机系统的数据是将概念世界中的事物数据化的结果。为了准确地反映事物本身及事物之间的各种联系，数据库表中的数据一定存在一个结构，用数据模型表示结构。数据模型将概念世界中的实体及实体间的联系进一步抽象为便于计算机处理数据。,.,2、数据模型模型是现实世界的特征和抽象。数据模型是工具，是用来抽象、表示和处理现实世界中的数据和信息的工具。数据模型应满足三个方面要求：能够比较真实地模拟现实世界。非常容易被人理解。便于在计算机系统中实现。,.,1、组成要素,数据结构是所研究对象的集合，这些对象包括数据库的组成，例如表中的字段、名称等。数据操作是指对数据库中各种对象（型）的实例（值）允许执行的操作的集合，包括操作及其有关的操作规则。数据库的操作主要包括查询和更新两个大类。数据的约束条件数据及其联系所具有的制约和依存的规则是一组完整性规则，这些规则的集合构成数据约束条件，确保数据的正确、有效和相容。,.,3、概念模型术语（1）：实体（Entity）：客观存在并且可以相互区别的事物。实体可以是实际事物，也可以是抽象事件，例如一个医生。属性（Attribute）：描述实体的特性称为属性。例如，医生的编号、姓名、性别、职称、科室等。码（Key）：唯一标示实体的属性集。如学号是学生实体的码。域（Domain）：属性的取值范围。如年龄的域为15-35。,.,实体型（EntityType）：用实体名及其属性名集合来抽象和刻画同类实体。如：学生（学号，姓名，性别，出生年份，系，入学时间）。实体集（EntitySet）：同一类实体的集合称为实体集。例如，全体医生的记录构成一个完整的医生表，是一个实体集。联系（Relationship）：实体与实体之间以及实体与组成它的各属性间的关系。,术语（2）：,.,联系的三种类型：一对一联系（1:1）例如，学校与校长之间是一对一的关系。一对多联系（1:n）例如，一个学校和学生之间是一对多的关系。多对多联系（m:n）例如，学生与所选修的课程之间存在多对多的关系。,.,ER图ER图也被称为ER模型（实体联系模型），是描述概念世界、建立概念模型的实用工具。ER图包括三个要素：实体（型）：用矩形框表示，框内标注实体名称。属性：用椭圆形表示，并用连线与实体连接起来。实体之间的联系：用菱形框表示，框内标注联系名称，并用连线将菱形框分别与有关实体相连，并在连线上注明联系类型。,.,E-R图举例,实体和属性,实体和联系,.,4、数据模型,层次模型网状模型关系模型,.,（1）层次模型,有且仅有一个结点无父结点，此结点是根结点，例如，在大学数据模型中的校长；其它结点有且仅有一个父结点，比如，校长下属的学院院长，他们的父接点就是大学校长；适合于表示一对多的联系，比如，一个校长下属若干院长。,.,（2）网状模型,允许结点有多于一个的父结点，可以有一个以上的结点无父结点。网状模型适用于表示多对多的联系，例如，供应商与项目、项目与库存间的关系等都是M:N的关系。,.,（3）关系模型,一个关系的逻辑结构是一张二维的表，二维表的形式表示实体和实体之间联系的数据模型称为关系数据模型。关系在磁盘上以文件形式存储，每个字段对应表的一列，每个记录是表中的一行。,.,关系和表,.,术语（1）关系一个关系是一张二维表，每个关系有一个关系名。在计算机里，一个关系可以存储为一个数据库文件的表，例如，医生表或患者表。元组表中的行称为元组。一行是一个元组，对应表中的一个记录。,.,术语（2）属性表中的列称为属性，每一列有一个属性名，对应数据表中的一个字段，例如医生编号、姓名、职称等字段。域属性的取值范围，即不同元组对同一个属性的取值所限定的范围。例如，在“患者”表“女”或“男”是性别的取值范围，对应“性别”字段的一个域。,.,术语（3）关键字属性或属性组合，其值能够唯一地标识一个元组。比如，“医生”表中的“医生编号”字段。候选码如果某个属性的值能唯一地标识一个元组，就称其为候选码；在关系的多个候选码中，选择一个作为主键，主键的属性被称做主属性。,.,术语（4）外键定义F是基本关系R的一个或一组属性，但不是关系R的候选码，如果F与基本关系S的主键Ks相对应，则称F是基本关系R的外键。关系模式对关系的描述称为关系模式，其格式为：关系名（属性1，属性2，属性N）。一个关系模式对应一个关系的结构。,.,关系数据模型的操作关系模型的操作主要包括查询、插入、删除和修改数据等。操作必须参照数据的完整性约束条件。关系数据模型完整性约束实体完整性约束参照完整性约束域约束,.,两类：传统的集合运算、专门的关系运算1、集合运算设两个关系R、S，具有相同的结构。并：RS，结果为属于R或S的元组组成的集合；差：RS，结果为属于R的元组而不属于S的元组组成的集合；交：RS，结果为同时属于R和S的元组组成的集合；,5、关系运算,.,专门的关系运算,1）选择选择运算是从关系中找出满足给定条件的那些元组（记录）的运算。其中，条件是以逻辑表达式形式给出的，取值为真的元组将被选取。运算是从水平方向选取满足条件的元组。例如，从学生数据库中找到所有“姓”张的学生记录，记录是在水平方向被读取的。,.,2）投影从关系模式中挑选若干属性组成新的关系的运算是投影运算。投影运算是从列（字段）的角度进行运算，相当于对关系进行垂直分解。例如，从“学生”表中选择几个字段“学号、姓名、专业和班级”生成一个新的关系。,.,3）联接联接运算是将两个关系模式通过共有的属性名拼接成一个更宽的关系模式的运算。生成的新关系中包含满足联接条件的元组。运算过程是通过联接条件来控制的，联接条件中将出现两个关系中的公共属性名，也可以是具有相同语义、可比的属性。例如，将“学生”的基本信息表与“成绩”表通过“学号”连接。自然联接：去掉重复属性的等值联接，它是属于联接运算的一个特例,.,1.3数据库设计基础,1）设计步骤需求分析概念设计逻辑设计物理设计实施阶段使用维护阶段,.,1.4ACCESS简介,1）概述Access是微软公司推出的基于Windows的桌面关系数据库管理系统（RDBMS），是Office系列应用软件之一；提供了表、查询、窗体、报表、页、宏、模块7种用来建立数据库系统的对象；,.,2）Access数据库的系统结构扩展名为.mdb文件，有7种对象；,.,表对象：,列-字段,行-记录,.,查询对象,查询结果,.,窗体对象,.,报表对象,.,数据访问页（页）可直接与数据库中的数据相连,.,宏一系列操作的集合，每个操作都能实现特定的功能；,.,模块作用：建立复杂的VBA程序以完成宏等不能完成的任务。一般