数据库应用技术数据库应用技术第01章.ppt

数据库应用技术Access篇,从概念上掌握数据库系统的基本知识；掌握Access2003的功能和用途；从操作技能上具备综合应用Access2003进行简单项目开发的能力。,课程的任务,本课程是专业技能课，以实例带动知识点，讲、学、做结合，通过实例引入概念、原理和方法。,教学方法,考核方式,平时表现（包括考勤、课堂讨论、回答问题等）占20%平时作业(包括书面作业、现场操作作业、实训任务)占30%期末考试占50%,第1章数据库系统,1.1数据库的概念1.2数据库系统1.3关系模型,本章主要介绍数据库的概念、数据库系统、关系模型。通过本章的学习，读者应掌握以下内容：数据库的相关概念数据库系统的组成及模式,1.1数据库的概念,1.1.1相关概念数据库是指存储在计算机内、有组织、可共享的数据集合。它不仅包括数据本身，而且包括相关数据之间的联系。数据库技术主要研究如何存储、使用和管理数据。,数据是记录客观事实的符号。这里的“符号”不仅仅指数字、字母、文字和其他特殊符号，而且还包括图形、图像、声音等多媒体数据。信息是经过加工后的数据，它会对接收者的行为和决策产生影响，具有现实的或潜在的价值。,数据与信息之间的关系（如图1-1所示）可以表示为：信息=数据+数据处理,图1-1数据与信息的关系,数据与信息的联系与区别如下。数据是信息的载体；但不是所有的数据都能表示信息，信息是人们消化了的数据。信息是抽象的，不随数据设备所决定的数据形式而改变；而数据的表示方式却具有可选择性。所谓数据处理是指对各种数据进行收集、整理、组织、存储、加工及传播等一系列活动的总和。,1.1.2数据管理技术的发展数据管理是数据处理重要的基本环节，经历了以下3个发展阶段。1程序管理方式阶段（又称为人工管理阶段，20世纪50年代前期）2文件管理系统阶段（20世纪50年代后期到60年代中期）3数据库管理系统阶段（20世纪60年代后期开始）,1.2数据库系统,1.2.1数据库系统的组成数据库系统（DBS）是具有管理和控制数据库功能的计算机系统。,1数据库（DataBase）共享性独立性安全性数据冗余少,2数据库管理系统（DataBaseManagementSystem，DBMS）DBMS的主要功能如下。（1）数据库的定义功能（2）数据库的操纵功能,（3）数据库的保护功能数据完整性控制数据安全性控制数据库的恢复数据库的并发控制（4）数据库的维护功能,3支持数据库系统运行的软件、硬件环境每种DBMS都有它自己要求的软件、硬件环境，硬件是指所需的基本配置以及所建议的配置。软件是指支持DBMS和数据库运行的操作系统（如Windows、Linux等），以及与数据库接口的高级语言及其编译系统。,4应用程序根据不同用户的需要，采用与相关数据库接口的高级语言和编译系统（如VisualBasic、Java等）编写的应用程序，用以处理用户的业务。,5数据库管理员（DataBaseAdministrator，DBA）和用户DBA是指管理、维护数据库系统的人员，起着联络数据库系统与用户的作用；用户则是最终系统的使用和操作人员。大型数据库系统，一般配备专职DBA；微型计算机的数据库系统，一般由用户自己承担DBA的角色。,数据库管理员（）,数据库管理系统(DBMS),计算机基本系统,数据库,数据库系统的组成,图1-5数据库系统的组成,1.2.2数据库系统的三级模式结构为了有效地组织、管理数据，数据库采用了三级模式结构。数据库的三级模式由内模式、模式和外模式组成，它们分别对应三级层次结构的内层、中间层和外层，如图1-6所示。,图1-6数据库的三级模式,1内模式（InternalSchema）内模式又称物理模式，具体描述数据在外部存储器上如何组织存储。它用内模式数据描述语言进行描述，它规定包括数据项、记录、数据集、索引和存取路径在内的一切物理组织方式，也规定数据的优化性能、响应时间和存储空间需求，还规定数据的记录位置、块的大小与数据溢出等。内模式反映了数据库的存储方式。,2模式（Schema）模式又称逻辑模式，是对数据库中数据的整体逻辑结构和特征的描述。一个数据库系统只能有一个逻辑模式，模式是一种对数据库组织的全局逻辑观点，它反映了数据的总体观，它是装填数据的框架,3外模式（ExternalSchema）外模式是个别用户的数据视图，与某一应用有关的数据的逻辑表示。外模式是模式的一个子集，故又称为子模式，它包含模式中允许特定用户使用的那部分数据。子模式是完全按用户自己对数据的需要、站在局部的角度进行设计的，故又被称为用户视图。模式是内模式的逻辑表示，内模式是模式的物理实现，外模式则是模式的部分抽取。,4二级映射技术及作用模式/外模式映射：定义并保证了外模式与模式之间的对应关系，它通常保存在外模式中。当模式变化时，DBA可以通过修改映射的方法使外模式不变；由于应用程序是根据外模式进行设计的，只要外模式不改变，应用程序就不需要修改。本级映射不仅建立了用户数据库与逻辑数据库之间的对应关系，使得用户能够按子模式进行程序设计，同时也保证了数据的逻辑独立性。,模式/内模式映射：定义了数据的逻辑结构与存储结构之间的对应关系。当数据库的存储结构改变时，DBA可以通过修改本级映射使模式不变化。由于用户或程序是按数据的逻辑模式使用数据的，所以只要模式不变，用户仍可以按原来的方式使用数据，程序也不需要修改，从而也保证了数据的物理独立性。,1.3关系模型,1.3.1关系模型在数据模型中有“型”（Type）与“值”（Value）的概念。型是对数据结构和属性的说明；值是型的具体赋值。,“模式”（Schema）是数据库所有数据的型的描述，也就是说，模式描述了数据库所有数据的逻辑结构及其联系，它相对稳定。模式的具体取值称为“实例”（Instance），它反映数据库某个时刻的状态，因此，它是随时间不断地更新的。,用二维表格结构表示实体以及实体之间联系的数据模型称为关系模型。有以下常用术语。关系（Relation）：一个关系对应一张二维表。元组（Tuple）：表中的一行称为一个元组。属性（Attribute）：表中的一列称为一个属性，给每列起一个名称，该名称就是属性名。,域（Domain）：属性的取值范围。关键字（PrimaryKey）：能够惟一地标识一个元组的属性或属性组。分量（Element）：元组中的一个属性值。关系模式（Relationmode）：关系的描述，用关系名（属性名1，属性名2，属性名n）来表示。用关系模式表示实体，实体名用关系名表示，实体的属性对应关系的属性。,1.3.2关系的数学定义关系模型是建立在集合代数的基础上的。域（Domain）：值的集合。域要命名，域中数据的个数叫域的基数。,笛卡儿积（CartesianProduct）：给定一组域D1，D2，Dn，这些域可以相同也可完全不同，则笛卡儿积定义为D1D2Dn=(d1，d2，dn)|diDi，i=1，2，n。其中每一个（d1，d2，dn）叫做一个n元组（n-Tuple），或简称为元组，当n=1时，称为单元组；n=2时，称为二元组，等等，其中的每个di称做一个分量（Component），di必是Di中的一个值。,若Di(i=1，2，n)为有限集，其基数（Cardinalnumber）为mi(i=1，2，n)则D1D2Dn的基数为,1.3.3关系的性质1同一属性的数据具有同质性同一属性的数据具有同质性，即同列中的分量是同一类型的数据库，它们来自同一个域。,2同一关系的属性名具有不能重复性同一关系的属性名具有不能重复性，即同一关系中不同属性的数据可出自同一个域，但不同的属性要给予不同的属性名，否则会产生列标识混乱。由于关系名也具有标识作用，所以允许不同关系中有相同属性名的情况。,3关系中列的位置具有顺序无关性关系中列的位置具有顺序无关性，即关系中列的次序可以任意交换、重新组织，属性顺序不影响使用。对于两个关系，如果属性个数和性质一样，只有属性排列顺序不同，则这两个关系的结构应该是等效的，关系的内容应该是相同的。,4关系具有元组无冗余性关系具有元组无冗余性，即关系中的任意两个元组不能完全相同。由于关系中的一个元组表示现实世界中的一个实体或一个具体联系，元组重复则说明一个实体重复存储。实体重复不仅会增加数据量，还会造成数据查询和统计的错误，产生数据不一致问题，所以数据库中应当绝对避免元组重复现象，确保实体的惟一性和完整性。,5关系中的元组位置具有顺序无关性关系中的元组位置具有顺序无关性，即关系中元组的顺序可以任意交换。在使用中可以按各种排序要求对元组的次序重新排列。关系中元组排列的顺序不会影响数据操作及其输出形式。基本表的元组顺序无关性保证了数据库中的关系无冗余性，减少了不必要的重复关系。,6关系中每一个分量都必须是不可分的数据项关系中每一个分量都必须是不可分的数据项，即要求分量是原子分量。,1.3.4关系数据库关系数据库系统是支持关系模型的数据库系统。一个关系模型中的所有关系的集合叫做关系数据库，它包括二