Access2010数据库 第一章 数据库基础知识

.,Access2010数据库,张统宣渭南师范学院2018年3月5日,.,Access2010数据库,第一章数据库基础,.,学习目的,1,2,3,了解ACCESS2010数据库在各个领域中的应用,掌握数据库的基本原理、数据库设计的步骤和方法,具有设计一个小型数据库应用系统的基本能力,.,本章学习目标,通过本章的学习：了解数据库有关基本概念，如数据、数据库、数据库系统和数据库管理系统等。了解数据库发展历史，数据库研究方向和应用范围。掌握数据库系统结构，数据库管理系统的功能和基本原理。理解数据模型的定义和实现方式,为关系型数据库系统的学习打下良好的基础。,.,学习要点,.,想一想,.,想一想,超市收银系统,银行信息系统,餐馆点餐系统,教务管理信息系统,图书借阅系统,数据库系统的应用实例,.,1.1数据库简介,1.1.1数据库相关的术语,.,1.1数据库简介,1.1.1数据库相关的术语,.,1.1数据库简介,1.1.1数据库相关的术语,.,1.1数据库简介,1.1.1数据库相关的术语,.,1.1数据库简介,1.1.2数据管理技术的发展,1,人工管理阶段,(1)数据和应用程序一一对应，应用程序中的数据无法被其他程序利用。(2)程序与程序之间存在大量重复数据，存在着数据冗余。(3)数据的独立性很差，数据的类型、结构发生变化，则程序必须相应改变，因而数据的结构性差。,程序1数据1程序2数据2程序N数据N,.,1.1数据库简介,1.1.2数据管理技术的发展,2,文件系统阶段,(1)应用程序采用统一的存取方法来来存取、操作数据，程序与数据之间不再是直接的对应关系，使程序和数据有了一定的独立性。(2)数据的存取在很大程度上仍依赖于应用程序，不同程序之间很难共享同一数据文件，数据独立性较差。,程序1数据1程序2数据2程序N数据N,文件系统,.,1.1数据库简介,1.1.2数据管理技术的发展,3,数据库系统阶段,(1)数据库系统管理方式对所有的数据实行统一规划管理,构成一个数据仓库,有较高的数据独立性。(2)数据库系统为用户提供了方便的用户接口，访问数据的各个应,程序1程序2数据库程序N,DBMS,用程序之间完全独立,使程序的编制质量和效率都有所提高，管理和访问灵活方便，增加了系统的灵活性。(3)数据文件间可以建立关联关系,数据的冗余大大减少，增强了数据共享性。,.,1.1数据库简介,1.1.2数据管理技术的发展,4,分布式数据库系统阶段,(1)数据库技术与网络技术的结合产生了分布式数了分布式数据库系统。(2)分布式数据库系统分为物理上分布、逻,辑上集中的分布式数据库结构和和物理上分布、逻辑上分布的分布式数据库结构两种结构。,.,1.1数据库简介,1.1.2数据管理技术的发展,5,面向对象数据库系统阶段,(1)面向对象的程序设计技术与数据库技术相结合的产物。(2)采用了面向对象程序设计方法的思想和观点来描述现实世界实体的逻辑组织和对象之间的联系，提高了数据库管理效率，降低了用户使用的复杂性。,.,1.1数据库简介,1.1.3数据库系统,.,数据库主要解决以下3个问题：(1)有效地组织数据。主要是对数据进行合理设计以便计算机高效存储。(2)将数据方便地输入计算机中。(3)根据用户的要求将数据从计算机中提取出来。,1.1.3数据库系统,1.1数据库简介,.,1.1数据库简介,1.1.3数据库系统,.,数据库管理系统主要功能是：(1)数据定义(2)数据操纵(3)数据库运行管理(4)数据库的建立与维护(5)数据通信功能,1.1.3数据库系统,1.1数据库简介,.,1.1数据库简介,1.1.3数据库系统,.,数据库系统主要包括：(1)计算机硬件设备和操作系统(2)数据库管理系统（DBMS）(3)数据库(4)用户,1.1.3数据库系统,1.1数据库简介,.,数据库系统的三级模式结构：数据库系统的三级模式结构是指数据库系统是由外模式、模式和内模式三级构成。,1.1.3数据库系统,1.1数据库简介,.,1.1.3数据库系统,01,02,03,04,实现数据共享,实现数据独立,加强对数据的保护,避免数据不一致性,05,减少数据冗余度,1.1数据库简介,数据库系统的特点,.,数据模型概念,1.2数据模型,数据库的数据结构形式，叫数据模型，它是对数据库如何组织的一种模型化表示，即表示实体及实体之间联系。实体之间的对应关系称为联系，它反映现实世界事物之间的相互关系，也可以说数据模型是指数据库中记录与记录之间的关系。数据模型所描述的内容包括三个部分：(1)数据结构(2)数据操作(3)数据约束,.,数据模型概念,1.2数据模型,数据模型按不同的应用分为三类：(1)概念模型(2)逻辑模型(3)物理模型,.,1.2.1概念模型E-R模型,1.2数据模型,实体：指客观存在并可相互区别的物体。实体可以是实在的物体，如学生、图书等。也可以是抽象的事件，如订货、借书等。实体集：具有相同类型及共享性质的实体集合。属性：实体具有的某一种特性。关键字和域：实体的某一属性或属性组合，其值能唯一标识出某一实体。联系：实体间的对应关系。,01,实体联系模型(E-R模型)基本概念,.,1.2.1概念模型E-R模型,1.2数据模型,两个实体之间的联系有3种类型:一对一联系(1:1)，一对多联系(1:n)，,多对多联系(m:n),02,实体之间的联系,(1)一对一联系(1:1)一个实体集(表)中的每一个实体，另一个实体集(表)至多有一个实体与之联系。反之亦然。例如，学生表和学生家庭表之间是一对一的联系。,班长班长班级班级,.,1.2.1概念模型E-R模型,1.2数据模型,两个实体之间的联系有3种类型:一对一联系(1:1)，一对多联系(1:n)，多对多联系(m:n),02,实体之间的联系,(2)一对多联系(1:n)一个实体集(表)的每一条记录与另一个实体集(表)中的多条记录相关联。例如，学生表和成绩表之间是一对多的联系。,学生表成绩表,.,1.2.1概念模型E-R模型,1.2数据模型,两个实体之间的联系有3种类型:一对一联系(1:1)，一对多联系(1:n)，多对多联系(m:n),02,实体之间的联系,(3)多对多联系(m:n)多对多联系表示一个实体集(表)的多条记录与另一个实体集(表)中的多条记录相关联。例如，学生成绩表和课程表之间是多对多的联系。,教师教师学生学生,.,1.2.1概念模型E-R模型,1.2数据模型,E-R模型中包含了实体、关系和属性等3种基本成分，通常用矩形框代表实体、用连接相关实体的菱形框表示关系、用椭圆形或圆角矩形表示实体（或关系）的属性。,03,E-R模型表示,.,1.2.2数据模型,1.2数据模型,数据模型是对客观事物及其联系的数据描述，它反映了实体内部以及实体与实体之间的联系。数据模型不同，相应的数据库系统就完全不同。任何一个数据库管理系统都是基于某种数据模型的数据模型是数据库设计的核心。数据库管理系统常用的数据模型有层次模型、网状模型和关系模型3种模型。,.,1.2.2数据模型,1.2数据模型,用树形结构表示实体及其之间的联系的模型称为层次模型。,层次数据模型（HierarchicalModelHierarchicalModel,（1）只有一个结点无父结点，这个结点称为“根结点”。（2）根结点以外的子结点，向上仅有一个父结点，向下有若干子结点。,.,1.2.2数据模型,1.2数据模型,用网状结构表示实体及其之间的联系的模型称为网状模型。,网状数据模型(NetworkModelNetworkModel),（1）结点有多于一个的父结点。（2）有一个以上的结点无父结点。,.,1.2.2数据模型,1.2数据模型,关系模型是由若干行、列构成的二维表（表格）的结构。,关系模型(RelationalModelRelationalModel),关系模型是建立在关系代数基础上的,一个关系模型的逻辑结构是一个二维表,由行和列组成。在关系模型中操作的对象和结果都是二维表,这种二维表就称为关系,用关系表示的数据模型称为关系模型。,.,1.2.3关系数据库,1.2数据模型,与层次模型和网状模型相比较，关系模型具有数据结构单一、理论严密、使用方便、易学易用的特点，成为数据库应用的主流。Access就是一种关系型数据库管理系统。,.,1.2.3关系数据模型,1.2数据模型,（1）关系：一个关系就是一张二维表,每个关系有一个关系名。,关系数据模型的基本概念,1,学生签到表,.,1.2.3关系数据模型,1.2数据模型,（2）元组：一个二维表中,水平方向的一行成为一个元组,元组对应表中的一个具体记录。Access中表示为记录。,关系数据模型的基本概念,1,学生签到表,.,1.2.3关系数据模型,1.2数据模型,（3）属性：二维表中垂直方向的列。Access中表示为字段名。,关系数据模型的基本概念,1,学生签到表,.,1.2.3关系数据模型,1.2数据模型,（4）关键字：其值能唯一标识一个元组的属性或属性的组合。如选课关系中的“学号”与“课程号”属性组合。,关系数据模型的基本概念,1,学生表,课程表,.,1.2.3关系数据模型,1.2数据模型,（5）主关键字：在一个关系中可以有多个关键字，从中选择一个来与其他关系建立联系，称为主关键字。在Access中称为主键。,关系数据模型的基本概念,1,学生表,课程表,.,1.2.3关系数据模型,1.2数据模型,（6）外关键字：关系中的属性或属性组（字段），不是该关系（表）的主关键字,而是另外一个表的关键字,这个字段就称为外关键字。通过外部关键字使表与表建立联系。,关系数据模型的基本概念,1,学生表,课程表,.,1.2.3关系数据模型,1.2数据模型,（7）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）如“学生表”描述为：学生表（学号，姓名，课程号）。,关系数据模型的基本概念,1,学生表,课程表,.,1.2.3关系数据模型,1.2数据模型,（1）关系中的每个属性必须是不可划分的数据项,关系规范化,2,（3）在同一个关系中不能出现相同的属性名。,（4）关系中不允许有完全相同的元组,（2）每一列的元素必须是同一类型的数据,来自同一个域,（5）在一个关系中元组和列的次序无关紧要。,学生成绩表,.,1.2.3关系数据模型,1.2数据模型,关系的基本运算有两类：传统的集合运算：并、差、交等。在进行传统的并、差、交集合运算中，两个关系必须具有相同关系模式，即元组、记录、有相同的结构。专门的关系运算：选择（Selection）、投影（Projection）、联接（Join）等。这些运算可以实现数据库中的查询操作。,关系运算,3,.,1.2.3关系数据模型,1.2数据模型,关系运算,3,(1)关系并运算设有两个关系R和关系S具有相同的关系模式，将关系R和关系S的所有元组合并，再删去重复的元组，组成一个新的关系，称为R与S的并，记为RS。,R,S,RS,传统的集合运算,.,1.2.3关系数据模型,1.2数据模型,关系运算,3,(2)关系差运算设有两个关系R和关系S具有相同的关系模式，求属于关系R但不属于关系S的元组组成的集合。即只考虑关系R，不考虑关系S，在关系R中删去与关系S中相同的元组，组成一个新关系，称为R与S的差，记为R-S。,R,S,R-S,传统的集合运算,.,1.2.3关系数据模型,1.2数据模型,关系运算,3,(2)关系差运算设有两个关系R和关系S具有相同的关系模式，求属于关系R但不属于关系S的元组组成的集合。即只考虑关系R，不考虑关系S，在关系R中删去与关系S中相同的元组，组成一个新关系，称为R与S的差，记为R-S。,R,S,R-S,传统的集合运算,.,1.2.3关系数据模型,1.2数据模型,关系运算,3,(3)关系交运算由属于R又属于S的元组组成的集合，即在关系R和关系S两个关系中取相同的元组，组成一个新关系，称为R与S的交，记为RS。,R,S,RS,传统的集合运算,.,1.2.3关系数据模型,1.2数据模型,关系运算,3,(1)选择运算从关系R中找出满足给定条件F的元组的操作称为选择运算。记作：F(R)选择运算是从关系的水平方向进行运算。其中，条件表达式的基本形式为XY，表示运算符，包括比较运算符（，=，=，）和逻辑运算符（，）。X和Y可以是属性、常量或简单函数。属性名可以用它的序号或者它在关系中列的位置来代替。若条件表达式中存在常量，则必须用英文引号将常量括起来。,专门的关系运算,.,1.2.3关系数据模型,1.2数据模型,关系运算,3,(1)选择运算查询所有年龄小于20岁的男生的信息。该查询涉及的属性是年龄和性别，这两个属性存在于一个关系中，就是学生关系。涉及的两个查询条件是：年龄小于20和性别为“男”。,专门的关系运算,年龄20性别=“男”(S),【例】教学数据库中有3个关系：学生关系：S(S#,姓名,年龄,性别,系)选课关系：SC(S#,C#,年级)课程关系：C(C#,课程,学分),.,1.2.3关系数据模型,1.2数据模型,关系运算,3,(2)投影运算从关系R中选取指定的若干属性，组成一个新的关系。记作：属性列(R)投影操作是从列的角度对关系进行垂直分割，取消某些列并重新安排列的顺序。在取消某些列后，元组或许有重复。该操作会自动取消重复的元组，仅保留一个。因此，投影操作的结果使得关系的属性数目减少，元组数目可能也会减少。投影的结果仍是一个关系。,专门的关系运算,.,1.2.3关系数据模型,1.2数据模型,关系运算,3,(2)投影运算查询全体女生的学号和姓名。该查询涉及的属性是性别、学号和姓名，这三个属性存在于学生关系中。涉及的一个查询条件是：性别为“女”。首先进行选择操作，找出符合性别是女生的元组，然后再做学号和姓名两个属性列上的投影操作。关系表达式如下：,专门的关系运算,S#,姓名(性别=“女”(S),【例】教学数据库中有3个关系：学生关系：S(S#,姓名,年龄,性别,系)选课关系：SC(S#,C#,年级)课程关系：C(C#,课程,学分),.,1.2.3关系数据模型,1.2数据模型,关系运算,3,(3)连接运算选取两个指定关系R和S中属性间满足一定条件的元组，拼接成一个新的关系。生成的新关系中包含满足联接条件的元组。记作：,专门的关系运算,其中，是连接运算符，A和B分别代表关系R和S上的属性组，这些属性组个数要相等并且有可比性。,.,1.2.3关系数据模型,1.2数据模型,关系运算,3,(3)连接运算查询选修了课程号为C2的学生的学号、姓名、年级。该查询涉及的属性有课程号、年级、学号、姓名。课程号和年级是选课关系的属性，学号和姓名是学生关系中的属性。很明显，该查询涉及两个关系，而这两个关系可以通过公共属性进行连接。关系表达式如下：,专门的关系运算,S#,姓名,年级(C#=“C2”(SSC),【例】教学数据库中有3个关系：学生关系：S(S#,姓名,年龄,性别,系)选课关系：SC(S#,C#,年级)课程关系：C(C#,课程,学分),.,1.3数据设计基础,需求分析,概念分析,逻辑设计,物理设计,数据库实施,数据库运行与维护,数据库设计是数据库应用的核心。基本任务是根据用户对象的信息需求、处理需求和数据库支持环境设计出数据模式。,数据库设计有两种方法，一种是面向数据，以信息需要为主；一种是面向过程，以处理需要为主。,数据库设计一般采用生命周期法，即将整个数据库应用系统的开发分解成目标独立的几个阶段。,.,1.3数据设计基础,需求分析,概念分析,逻辑设计,物理设计,数据库实施,数据库运行与维护,需求分析阶段的目的是根据现实世界要处理的对象及用户的要求等确定数据库应用系统的功能，常用结构化方法和面向对象的方法。,结构化方法是强调开发方法的结构合理性以及所开发软件的结构合理性的软件开发方法。结构的合理性通过系统内各个组成要素之间的相互联系、相互作用的框架来进行约束。而结构化开发方法的作用就在于提出了一组提高软件结构合理性的准则，如分解与抽象、模块独立性、信息隐蔽等。,.,1.3数据设计基础,需求分析,概念分析,逻辑设计,物理设计,数据库实施,数据库运行与维护,需求分析阶段的目的是根据现实世界要处理的对象及用户的要求等确定数据库应用系统的功能，常用结构化方法和面向对象的方法。,.,1.3数据设计基础,需求分析,概念分析,逻辑设计,物理设计,数据库实施,数据库运行与维护,需求分析阶段的目的是根据现实世界要处理的对象及用户的要求等确定数据库应用系统的功能，常用结构化方法和面向对象的方法。,面向对象方法是使用现实世界的概念把系统分为不同的对象，通过对象的继承，调用等方式，以一种相对和现实世界解决问题的方法接近的方式解