理科版导论版-第7章-数据库技术

第7章数据库技术根底数据库可以直观地理解为存放数据的仓库，只不过这个仓库是在计算机的大容量存储器上。数据库技术研究的问题就是如何科学地组织、存储和管理数据、如何高效地获取和处理数据。数据库系统就是指带有数据库并利用数据库技术进行数据管理的计算机系统。教学目的要求学生了解数据库的根本概念、数据库中使用的各种数据模型；了解关系模型及关系数据库；掌握Access的根本操作和应用。教学重点数据库的根本概念；关系模型；Access数据库的根本操作。

关系模型的根本概念，Access中查询的创立。关键词数据库；数据模型；关系数据库；Access2010授课时量理论学时：6实验学时：2教学难点第7章数据库技术根底本章主要介绍数据库的根本概念、关系数据库理论以及Access数据库管理系统软件的使用。8.1数据管理技术8.2数据库管理系统8.3关系数据库8.4Access数据库及其应用7.1数据管理技术7.1.1数据管理技术的开展1．人工管理阶段2．文件系统阶段3．数据库系统阶段4．数据管理新技术7.1.2数据库系统数据库系统是指带有数据库并利用数据库技术进行数据管理的计算机系统7.1数据管理技术数据库是为实现一定的目的，按一定的组织方式存储在计算机中的相关数据的集合。

数据库可以直观地理解为存放数据的仓库，只不过这个仓库是在计算机的大容量存储器上。数据库技术所研究的问题就是如何科学地组织和存储数据、如何高效地获取和处理数据。数据和信息数据是人们用于描述客观事物的物理符号；信息是数据中所包含的意义。信息是经过加工的数据，是对决策者有用的数据。数据是客观存在的，但信息有一定的主观性。长沙：明天阵雨，10º~14º长沙的天气预报对长沙地区的人来说就是信息，

但对其它地方不关心长沙天气的人来说就是数据信息是经过加工的数据，是对决策者有用的数据。数据：未加工的资料信息：加工后的结果

数据处理：对各种形式的数据进行收集、存储、加工和传播的一系列活动的总和学生考试成绩试卷难易度分析报告对成绩进行分班统计7.1.1数据管理技术的开展计算机对数据的管理是指对数据的组织、分类、编码、存储、检索和维护的过程。随着计算机硬件、软件技术和计算机应用范围的开展，计算机数据管理的方式也在不断地改进，而互联网的广泛应用，更促进了新的信息管理技术不断涌现。人工管理阶段文件系统阶段数据库系统阶段数据库管理新技术各个数据管理阶段中应用程序和数据之间的对应关系1、人工管理阶段应用程序1应用程序2应用程序n数据1数据2数据n........程序中要用到的数据直接写在程序代码里应用程序1应用程序2应用程序n文件系统物理文件1物理文件2物理文件n........各个数据管理阶段中应用程序和数据之间的对应关系应用程序是数据依赖的。即数据的物理表示方式和有关的存取技术都是在应用程序中要考虑和表达的2、文件系统阶段3、数据库系统阶段应用程序1应用程序2应用程序n数据库管理系统+OS数据库....各个数据管理阶段中应用程序和数据之间的对应关系1.将相互关联的数据集成在一起2.统一管理，着眼全局，较少的数据冗余3.程序与数据相互独立4.数据可以共享并能保证数据的一致性数据库系统阶段的特点

数据不再只针对某一特定应用，而是面向全组织，具有整体的结构性，共享性高，冗余度小，具有一定的程序与数据间的独立性，并且实现了对数据进行统一的控制。数据管理在数据库系统阶段，经历了层次数据库和网状数据库阶段，开展至20世纪70年代，出现了关系数据库系统，并逐渐占据了数据库领域的主导地位。数据库管理新技术〔1〕Web数据库技术〔2〕数据仓库技术〔3〕并行数据库〔4〕数据挖掘Web数据库管理系统是指基于Web模式的DBMS的信息效劳，以浏览器/效劳器〔B/S〕模式为平台，将客户端融入统一的Web浏览器，为Internet用户提供使用简便、内容丰富的效劳。数据仓库是面向主题的、集成的、与时间相关的、不可修改的数据集合。典型的数据仓库系统如：经营分析系统，决策支持系统等并行数据库系统是在集群并行计算环境的根底上建立的数据库系统，通过多个处理节点并行执行数据库任务，提高整个数据库系统的性能和可用性。数据挖掘是一种新的信息处理技术，是一门涉及广泛的交叉性新兴科学，主要特点是对数据库中的大量数据进行抽取、转换、分析和其他模型化处理，并从中提取辅助决策的关键性数据。7.1.2数据库系统〔DBS〕数据库系统〔DataBaseSystem〕是指在计算机系统中引入数据库后的系统构成，是由数据库、数据库管理系统、应用程序、数据库管理员和用户等构成的人-机系统。数据库系统的组成相互有关联关系的数据的集合DBDBMS管理数据库的系统软件DBA完成某一功能的应用程序1应用程序2应用程序nDBAP1DBAP2DBAPnComputerSystem7.2数据库管理系统数据库管理系统〔DataBaseManagementSystem,DBMS〕是一种系统软件，负责数据库中的数据组织、操纵、维护、控制、保护和数据效劳等，是数据库系统的核心。DBMS的工作模式接受应用程序的数据请求和处理请求将用户的数据请求〔高级指令〕转换成复杂的机器代码〔低层指令〕实现对数据库的操作从对数据库的操作中接受查询结果对查询结果进行处理〔格式转换〕将处理结果返回给用户7.2.1主要功能1.数据定义功能提供数据定义语言(DDL)定义数据库中的数据对象2.数据操纵功能提供数据操纵语言(DML)操纵数据实现对数据库的根本操作(检索)和更新(插入、删除和修改)3.数据库的运行管理提供数据控制语言(DCL)保证数据的平安性、完整性、多用户对数据的并发使用发生故障后的系统恢复4.数据库的维护功能数据库数据批量装载 数据库转储 介质故障恢复 数据库的重组织 性能监视等(均由各个实用程序完成)班级课程教师学期学号姓名成绩数据格式(型)981101数据库李四06秋01张三100981101数据库李四06秋02毛玉90981101数据库李四06秋03文礼80981101计算机王五06秋01张三89981101计算机王五06秋02毛玉98981101计算机王五06秋03文礼72981102数据库钱六05秋01肖梅30981102数据库钱六05秋02龚平90981102数据库钱六05秋03吴迪78数据(值)981102数据库钱六05秋02龚平90UserDBMS(DBMS依据各种定义对数据库进行管理和使用)DBMS面向用户的功能示意图检查用户合法性检查数据合法性按用户要求进行

操作谁能访问数据更新数据有什么要求…………

用户定义的数据平安性完整性(1)User通过DDL语言定义数据格式(2)User通过DML语言操纵数据进出数据库(3)User通过DCL语言定义数据平安性7.2.2数据库系统的根本特点数据的结构化

数据的高共享性与低冗余性

数据的独立性高数据的统一管理与控制数据库不仅描述数据本身，而且还描述数据之间的联系数据库系统从整个系统的角度描述数据，使得同一组记录可以被多个应用程序共享使用，从而降低冗余指数据和应用程序之间彼此独立，不存在相互依赖的关系

包括数据的完整性检查、平安性检查和并发控制7.3关系数据库

在数据库技术中，用数据模型的概念描述数据库的结构与语义，对现实社会进行抽象和表示。常用的数据模型有4种：层次模型、网状模型、关系模型和面向对象模型，而目前使用最为广泛的是关系模型。8.3.1关系数据结构8.3.2关系操作8.3.3关系的完整性约束．关系模型与关系数据库7.3.1关系数据结构

关系模型的数据结构单一,是一种二维表格结构。以关系模型建立的数据库就是关系数据库学生信息表学号姓名性别出生年月200942070401吴迪男02-28-80200942070402张杨男06-09-81200942070403李子凡女11-19-82200942070404舒舍予男05-01-80200942070405高大全男11-06-80表结构学号姓名性别出生年月200942070401吴迪男02-28-80200942070402张杨男06-09-81200942070403李子凡女11-19-82200942070404舒舍予男05-01-80200942070405高大全男11-06-80记录字段

表：实体集。即同一类实体。记录(行)：一个具体的实体。字段(列)：实体的属性表的结构(表头)：实体型。关系数据库1、

关系术语关系〔Relation〕元组〔Tuple〕属性〔Attribute〕域〔Domain〕关键字〔Key〕外部关键字关系模式关系名〔属性名1

，属性名2

，…，属性名n

〕例如：学生信息〔学号，姓名，性别，出生年月〕2、关系的特点关系必须标准化，最根本的要求每个属性必须是不可分割的数据单元属性名必须唯一，即一个关系中不能出现相同的属性名。关系中不允许有完全相同的元组，即冗余。在一个关系中元组和属性的顺序都是无关紧要的。数据模型概念层模型组织层数据模型层次模型网状模型关系模型主要用于数据库的设计阶段主要用于DBMS的实现阶段关系模型及关系数据库关系模型(RelationalModel)用表格结构表示实体以及实体之间联系的模型。它的数据结构是二维表，即由行和列组成，这个表就叫作关系。关系数据库(RelationalDatabase，RDB〕以关系模型建立的数据库。7.3.2关系操作在关系数据库中查询用户所需数据时，需要对关系进行一定的关系运算。关系运算主要分为两类：传统的集合运算和专门的关系运算。关系代数的运算符传统的集合运算：将关系看成元组的集合，其运算是从关系的“水平”方向即行的角度来进行的并运算差运算交运算专门的关系运算运算不仅涉及行而且涉及列选择投影连接ABCa1a1a2b1b2b2c1c2c1ABCa1a1a2b2b3b2c2c2c1（a）关系R（b）关系SABCa1a1a2a1b1b2b2b3c1c2c1c2（c）R∪S

ABCa1b1c1（d）R-SABCa1a2b2b2c2c1（e）R∩S并〔Union〕关系R和关系S的并记做R∪S,由属于R或属于S的元组〔记录〕组成，结果仍为n目〔列〕关系。交(Intersection)关系R和关系S的交记做R∩S，由属于R且属于S的元组〔记录〕组成，结果仍为n目〔列〕关系差〔Difference〕关系R和关系S的差记做R-S，由属于R而不属于S的元组〔记录〕组成，结果仍为n目〔列〕关系举例：传统的关系运算(a)学生关系S(b)课程关系C学号S1S2S3S4姓名性别女男男女年龄20192118班级99881046510426302471李燕吴迪贝宁赵冰课程号C1C2C3课程名系别物理计算机数学电路根底数据结构概率统计学号S1S1S2S2S2S3S3S4课程号等级ABBABCACC1C3C1C2C3C1C2C3(c)学生选课关系SC学生选课数据库举例：专门的关系运算学号S1S1S2S2S2S3S3S4姓名性别女女男男男男男女年龄2020191919212118班级9988199881046510465104651042630426302471李燕李燕吴迪吴迪吴迪贝宁贝宁赵冰课程号等级ABBABCACC1C3C1C2C3C1C2C3S与SC的连接运算学号S1S4姓名性别女女年龄2018班级9988102471李燕赵冰从S中选择所有女生姓名李燕吴迪贝宁赵冰班级99881046510426302471投影：选取S中的所有姓名和班级7.3.3关系的完整性约束

实体完整性参照完整性用户定义完整性关系完整性是为保证数据库中数据的正确性和相容性，对关系模型提出的某种约束条件或规那么。1、记录关键字的字段不能为空2、关键字字段值唯一不引用不存在的实体

根据应用环境的要求和实际的需要，对某一具体应用所涉及的数据提出约束性条件。7.3.4关系模型与关系数据库设有Access关系数据库“学生管理.accdb”中有3张数据表如下图，下面通过实际例子，说明关系模型是如何描述表、描述表之间的联系。

关系数据库系统是支持关系数据模型的数据库系统。表字段记录关键字表间关系表间的关系〔联系〕一对一联系〔1:1〕一对多联系〔1:n〕多对多联系〔m:n〕

数据库可以由多个表组成，表与表之间可以用不同方式相互关联。表间的联系就是定义两个表相互联系的方式。一对一联系AB(1:1)例如：班级与班长之间的联系即为1:1

一个班级只有一个班长一个班长只在一个班中任职如果对于实体集A中的每一个实体，实体集B中至多有一个实体与之联系，反之亦然，那么称实体集A与实体集B具有一对一联系。记为1:1一对多联系AB(1:N)例如：班级与学生之间的联系为1:n一个班级中有假设干名学生，每个学生只在一个班级中学习如果对于实体集A中的每一个实体，实体集B中有n个实体〔n≥0〕与之联系，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联系，那么称实体集A与实体集B有一对多联系记为1:n多对多联系AB(M:N)例如：课程与学生之间的联系为m:n一门课程同时有假设干个学生选修一个学生可以同时选修多门课程如果对于实体集A中的每一个实体，实体集B中有n个实体〔n≥0〕与之联系，反之，对于实体集B中的每一个实体，实体集A中也有m个实体〔m≥0〕与之联系，那么称实体集A与实体B具有多对多联系。记为m:n假设约定一个学生可以选修多门课，一门课也可以被多个学生选修，那么“学生”表和“课程”表之间的联系是多对多的联系。通过“选课”表把多对多的关系分解为两个一对多关系，“选课”表在这里起一种纽带的作用，所以也称作“纽带表”。7.4结构化查询语言SQL

结构化查询语言(StructuredQueryLanguage，SQL)是一种通用的、功能极强的关系数据库系统语言，是操作数据库的工业标准，它能够实现数据库定义、数据库操纵、数据库查询和数据库控制等功能。7.4.1SQL语句简介1．SQL命令SELECT命令CREATE、DROP和ALTER命令INSERT、DELETE和UPDATE命令SQL语句是由命令、子句、运算符和集函数构成，这些元素结合起来构成语句，用来创立、更新和操作数据库。1．SQL子句子句是用来指定条件的，这些条件被用来定义要选定或要操作的数据。子句用途FROM指定从其中选定记录的表的名称WHERE指定所选记录必须满足的条件GROUPBY把选定的记录分成特定的组HAVING说明每个组需要满足的条件ORDERBY按特定的次序将记录排序SQL语句中常用的子句及其用途1．集函数在SELECT命令中使用集函数可以对一组数值进行各种不同的统计，它返回应用于一组记录的单一值。SQL语句中常用的集函数集函数描述AVG返回特定字段中的值的平均值COUNT返回选定记录的个数SUM返回选定字段中所有值的总和MAX返回指定字段中的最大值MIN返回指定字段中的最小值7.4.2常用的SQL语句出版社代码出版社名称联系电话邮编0001电子工业出版社(010)682790771000360002清华大学出版社(010)627865441000840003机械工业出版社(010)68326335100037出版社根本信息表出版社代码图书名称定价0001VisualBasic6.0程序设计250002数据库系统概论280003操作系统概论320001VisualC++高级编程技术300003VisualC++数据库开发技术360002数据库编程指南50图书信息表SELECT

[ALL|DISTINCT]<目标表的字段名或表达式序列>

FROM

<根本表>

[WHERE

<行条件表达式>]

[GROUPBY<分组字段名> [HAVING<分组条件表达式>]] [ORDER

BY

<排序字段名>

[ASC|DESC]]1、SELECT查询语句指定在查询结果中生成的字段SELECT出版社根本信息表.出版社名称, 图书信息表.图书名称, 图书信息表.定价FROM图书信息表,出版社根本信息表WHERE图书信息表.出版社代码=出版社根本信息表.出版社代码【例7-4】查询每个出版社的图书出版情况。SELECTAVG〔定价〕FROM图书信息表【例7-5】计算所有图书的平均价格。SELECT图书名称,定价FROM图书信息表WHERE出版社代码=”0001”ORDERBY定价【例7-6】按定价从低到高列出电子工业出版社出版的所有图书的名称及定价。DELECT

FROM

<表名>

[WHERE

<条件>]

2、DELECT查询语句DELETEFROM图书信息表WHERE定价>40【例7-7】删除图书信息表中所有定价高于40元的图书UPDATE

<表名>

SET字段=表达式[，字段=表达式]…… [WHERE

<条件>]

3、UPDATE查询语句UPDATE图书信息表SET定价=定价-5 WHERE出版社代码=”0002”【例7-8】将清华大学出版社出版的所有图书定价下调5元INSERT INTO<表名>[〔字段1[，字段2…]〕] VALUES〔表达式1[，表达式2]…〕4．INSERT语句INSERTINTO图书信息表(出版社代码,图书名称,定价) VALUES〔”0003”,”大学计算机”,28〕【例7-9】向“图书信息”表插入一条记录7.4.3.单表查询实例SQL的数据查询SELECT语句最为常用，当操作对象仅为一个源表时，即是单表查询。下面以图7-11的“学生管理”数据库为例，列举几种常见的操作。选择表中的假设干列选择表中的假设干元组〔记录、行〕对查询结果排序使用集函数对查询结果分组“学生管理”数据库中的3个表1．选择表中的假设干列查询指定列【例7-10】查询全体学生的学号与姓名 SELECTE学号,姓名FROM学生查询全部列【例7-11】查询全体学生的详细记录 SELECT*FROM学生查询经过计算的值【例7-12】查询全体学生的姓名及出生年份 SELECT姓名,Year(出生年月)

FROM学生/*year函数返回自变量的年份*/2．选择表中的假设干元组查询满足条件的元组可以通过WHERE子句实现。查询条件运算符比较=,>,<,>=,<=,!=确定范围Between…And…确定集合In字符匹配Like空值IsNull多重条件（逻辑运算）And,Or,Not常用的查询条件比较【例7-13】查询计通学院全体学生的姓名及年龄 SELECT姓名，Date()-出生年月 FROM学生WHERE院系