杭州师范大学《大学计算机基础》课件-第9章数据库概述

大学计算机应用基础第九章数据库基础及应用目录教学目标教学内容数据库系统概述数据库的建立和维护数据库的查询窗体和报表教学反馈课堂实践作业教学目标知识数据库系统概述。数据库的建立和维护。数据库的查询。窗体和报表。技能掌握数据库的组成、建立、维护。掌握数据表的创建、维护方法。掌握数据查询并能使用Select语句。培养对新知识的探究能力和自主学习能力。培养对实际问题的数据分析能力。思维数据库工作基本原理。教学内容数据库技术的用途存款、查询账户取款、贷款客户信息存储取款转账交易转账交易数据库技术的用途存储客户信息和客运飞机、火车、汽车班次等信息订票、售票、改签和退票操作查询存储各专业教学计划、教师和学生信息、教室信息、教材信息、教师开课注册、排课、选课、成绩管理、毕业管理等等查询课程安排数据库系统概述数据库的建立和维护数据库的查询窗体和报表学习数据库的基本理论知识以Access为例学习数据库建立和维护学习利用数据库查询找自己需要的数据自学完成数据库操作界面和报表的制作艺术比赛报名信息数据库存储▪查询▪处理案例数据库技术用途总结总之，我们的工作、学习和生活都离不开各种数据，我们借助计算机来管理数据。在计算机的应用领域，凡是需要数据存取和处理的，都要用到数据库技术。9.1数据库概述9.1数据库概述引言数据模型数据库系统结构1.引言数据、数据库、数据库系统、数据库管理系统数据库技术的生产与发展数据库技术的研究领域数据、数据库、数据库系统、数据库管理系统数据(Data)是数据库中存储的基本对象数据的定义描述事物的符号记录组成数据的符号种类数字、字符串、日期、逻辑值、文本、图形、图象、声音数据的特点数据与其语义是不可分的数据描述现实世界的各种信息的符号记录。数据的概念是广义的，同时又是和语义不可分割的格式化信息。数据有五个层次字符（Character）：一个数字/字母/其它符号：占一个byte一个汉字：占两个byte字段（Field）：最基本的不可再分的有名字的数据单位，一个字段可由一个或多个字符组成，字符的个数即为字段的长度。记录（Record）：由若干字段组成，组成记录的全部字段的长度之和称为该记录的长度。表（Table）：具有相同性质的记录的集合。数据库（DataBase）：相关表的集合数据、数据库、数据库系统、数据库管理系统数据、数据库、数据库系统、数据库管理系统字符字段记录表数据库：相关表的集合数据、数据库、数据库系统、数据库管理系统数据库(DB)长期储存在计算机内的、有组织的、可共享的数据集合数据库管理系统(DBMS)是在操作系统支持下的用于建立、运用和维护数据库的数据管理软件数据库系统(DBS)是一个在计算机上可运行的、为应用系统提供数据并进行数据存储、维护和管理的系统，是存储介质、处理对象和管理系统的集合体。“集合体”主要包括３个部分：计算机系统（软件、硬件和人）、数据库、数据库管理系统。

DBS＝计算机系统＋DB＋DBMS数据、数据库、数据库系统、数据库管理系统用户用户用户应用系统应用开发系统数据库管理系统操作系统数据库数据库管理员数据库系统DBMS的主要功能数据定义功能:提供数据定义语言(DDL)，用于定义数据库中的数据对象。数据操纵功能:提供数据操纵语言(DML)，用于操纵数据实现对数据库的基本操作(查询、插入、删除和修改)。数据库的运行管理:保证数据的安全性、完整性、多用户对数据的并发使用及发生故障后的系统恢复。数据库的建立和维护功能:提供实用程序，完成数据库数据批量装载，数据库转储，介质故障恢复，数据库的重组织和性能监视等数据、数据库、数据库系统、数据库管理系统数据、数据库、数据库系统、数据库管理系统常用的DBMS大型应用：Oracle、DB2中型应用：SQLServer中小型应用：MySQL、Access数据库技术的生产与发展人工管理阶段20世纪50年代中期以前数据不保存编写程序时不仅要设计数据的逻辑结构，还要安排物理存储数据面向程序，不共享数据不具有独立性

应用程序1应用程序2应用程序n…数据集1数据集2数据集n…

人工管理阶段应用程序与数据之间的对应关系数据库技术的生产与发展文件管理阶段20世纪50年代后期到60年代中期数据以文件的形式长期保存,由文件系统对数据进行管理不必设计数据的物理结构文件形式多样化数据的物理结构与逻辑结构有了区别，但较简单数据共享性差，冗余度大程序与数据之间有一定的物理独立性，但没有逻辑独立性数据库技术的生产与发展900201李明男计算机24共青团员工人江苏无锡李义山父子…李平兄弟…1991吴玉章奖学金1991一等奖学金张玉母子…家庭成员记录奖惩情况记录文件管理阶段记录数据库技术的生产与发展数据库管理系统阶段20世纪60年代后期至今数据管理对象的规模越来越大，应用范围越来越广，多种应用共享数据的要求越来越强烈数据库管理系统(DBMS)是位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件，它提供一个可以方便且高效地存取、管理和控制数据库信息的环境DBMS和操作系统一样，都是计算机的基础软件（系统软件），也是一个大型复杂的软件系统数据库技术的生产与发展数据库管理系统阶段数据库技术的生产与发展数据库中的数据不是孤立的，数据与数据之间是相互关联的。也就是说，在数据库中不仅能够表示数据本身，还能够表示数据与数据之间的联系。学生课程数据结构化数据库中的数据被统一管理，合理组织，任何对数据的操作都由数据库管理系统DBMS完成。DBMS数据库技术的生产与发展较少的数据冗余数据独立性是指数据的组织和存储方法与应用程序互不依赖、彼此独立的特性。数据库技术的生产与发展数据具有较高的独立性数据库技术要能够保证数据库中的数据是安全、可靠的。有效地防止数据库中的数据被非法使用或非法修改数据遭到破坏时能立刻将数据完全恢复主动安全被动安全安全机制备份恢复数据库技术的生产与发展保证数据的安全、可靠保证数据正确的特性在数据库中称之为数据完整性。学生的年龄数据库技术的生产与发展最大限度地保证数据的正确性200岁在多个用户同时使用数据库时，能够保证不产生冲突和矛盾，保证数据的一致性和正确性。数据库技术的生产与发展并发控制1973年，“网状数据库之父”或“DBTG之父”，1964年设计开发了第一个通用数据库管理系统IDS1981年,“关系数据库之父”，1970年提出了崭新的关系数据模型1998年，数据库与事务处理数据库系统的发展与图灵奖查理士·巴赫曼CharlesW.Bachman埃德加·科德EdgarF.Codd詹姆斯·尼古拉·格雷JamesGray9.1数据库概述引言数据模型数据库系统结构2.数据模型模型是现实世界感兴趣的内容的抽象特征的模拟和抽象。（是理解系统的思维工具）数据模型是用来抽象、表示和处理现实世界中的数据和信息的。（如：数据库、文件）数据模型应满足三个条件：能比较真实地模拟现实世界；容易被人们理解；便于在计算机上实现。两类数据模型不同的数据模型实际上是提供给我们模型化数据和信息的不同工具。概念模型从数据的语义视角来抽取模型，此模型是按用户的观点来对数据和信息进行建模。逻辑数据模型从数据的组织层次来描述数据，主要包括层次模型、网状模型、关系模型、面向对象以及对象-关系模型。此模型是从计算机系统的观点对数据进行建模，主要用于DBMS的实现。现实世界客观事物的抽象过程现实世界信息世界：概念模型机器世界：具体DBMS支持的逻辑数据模型人的认识抽象转换概念模型概念模型抽象现实系统中有应用价值的元素及其关联，反映现实系统中有应用价值的信息结构，不依赖于数据的组织结构。用于信息世界的建模，是现实世界到信息世界的第一层抽象。是数据库设计人员和用户之间进行交流的工具。是面向用户、面向现实世界的数据模型，是与DBMS无关。常用的概念模型实体-联系模型（E-R模型）、语义对象模型实体-联系模型实体具有公共性质的可相互区分的现实世界对象的集合。可以是具体的事物，也可以是抽象的概念例如：学生属性实体所具有的特征或性质。例如：学生具有身高、年龄、性别、体重等属性联系联系是数据之间的关联集合，是客观存在的应用语义链分为有实体内部的联系和实体间的联系联系的种类实体-联系模型的表示实体-联系模型可以用E-R图表示实体用矩形框表示属性用椭圆表示联系用菱形框表示对应的名称都写在框内学生姓名学号性别出生年月课程课程号课程名开设学期选课实体-联系模型的表示选课联系一个学生可以修多门课程一门课程可以被多个学生修学生姓名学号性别出生年月课程课程号课程名开设学期选课nm常用逻辑数据模型层次模型用树型结构表示各类实体及实体间联系网状模型用网状结构表示各类实体及实体间联系关系模型用二维表表示各类实体及实体间联系面向对象模型对象关系模型关系数据模型的数据结构把数据看成是二维表中的元素，那二维表就可看成是关系用关系（表格数据）表示实体和实体之间联系的模型称为关系数据模型学生信息表基本术语-1关系：关系就是二维表，它满足如下性质：关系表中的每一列都是不可再分的基本属性。表中各属性不能重名。表中的行、列次序并不重要。元组表中的每一行称作是一个元组，它相当于一个记录值。主键示例学生基本信息表：学生修课信息表：(学号，姓名，年龄，性别，所在系)(学号，课程号，成绩)(学号，姓名，年龄，性别，所在系)(学号，课程号，成绩)联合主键关系模型的优缺点优点建立在严格的数学概念的基础上。实体及联系均用关系表示，结构简单。存取路径对用户透明，提供了更高的数据独立性。缺点由于存取路径对用户透明，查询效率往往不如非关系数据模型为了提高性能，DBMS必须对用户的查询请求进行查询优化，增加了DBMS的开发难度9.1数据库概述引言数据模型数据库系统结构三级模式结构美国家标准协会ANSIAmericanNationalStandardInstitute于1978年提出了标准化的建议，将数据库结构分为3级：面向用户或应用程序员的用户级面向建立和维护数据库人员的概念级面向系统程序员的物理级什么是模式？模式又称概念模式或逻辑模式，对应于概念级。由数据库设计者综合所有用户的数据，按照统一的观点构造的全局逻辑结构，是对数据库中全部数据的逻辑结构和特征的总体描述，是所有用户的公共数据视图(全局视图)。由数据库管理系统提供的数据模式描述语言(DataDescriptionLanguage，DDL)来描述、定义的，体现、反映了数据库系统的整体观。关系模式示例表头（关系模式）元组属性1属性2…属性n例学生关系模式可表示为：学生（学号，姓名，年龄，性别，所在系）什么是外模式？外模式又称子模式或用户模式，对应于用户级。它是某个或某几个用户所看到的数据库的数据视图，是与某一应用有关的数据的逻辑表示。外模式是从模式导出的一个子集，包含模式中允许特定用户使用的那部分数据。用户可以通过外模式描述语言来描述、定义对应于用户的数据记录(外模式)，也可以利用数据操纵语言(DataManipulationLanguage，DML)对这些数据记录进行。外模式反映了数据库的用户观。什么是内模式？内模式又称存储模式，对应于物理级。它是数据库中全体数据的内部表示或底层描述，是数据库最低一级的逻辑描述，它描述了数据在存储介质上的存储方式和物理结构，对应着实际存储在外存储介质上的数据库。内模式由内模式描述语言来描述、定义，它是数据库的存储观。模式总结对于一个数据库系统而言内模式：有物理级数据库是客观存在的，它是进行数据库操作的基础，它是唯一的。模式：概念级数据库中不过是物理数据库的一种逻辑的、抽象的描述，它也是唯一的。外模式：用户级数据库则是用户与数据库的接口，它是概念级数据库的一个子集，不是唯一的。第1部分数据库系统概述▪数据系统结构模式间的映射通过外模式一模式映射定义和建立某个外模式与模式间的对应关系，将外模式与模式联系起来，当模式发生改变时，只要改变其映射，就可以使外模式保持不变，对应的应用程序也可保持不变；通过模式一内模式映射定义建立数据的逻辑结构(模式)与存储结构(内模式)间的对应关系，当数据的存储结构发生变化时，只需改变模式一内模式映射，就能保持模式不变，因此应用程序也可以保持不变。9.2数据库的建立和维护

建立案例的数据模型艺术报名系统需求分析后需要的实体集：“报考项目”实体集，属性有项目代码、项目名称；“报名”实体集，属性有报名序号、姓名、性别、身份证号、项目代码。实体间的联系设报考项目与报名之间存在“报考类别”联系：报名人员信息和报考类别反映在报名实体中，每个报名人员报名可选择多个报考项目9.2数据库的建立和维护建立案例的数据模型创建数据库和数据表SQL语句更新数据库1.建立案例的数据模型报名报名序号姓名性别项目代码报考项目项目代码项目名称报考类别n1身份证号报考项目（项目代码，项目名称）报名（报名序号，项目代码，姓名，性别，身份证号）1.建立案例的数据模型项目代码项目名称01声乐02器乐03舞蹈04表演报名序号姓名性别身份证号项目代码10001张三男3303231985053066260210002江海英女3303231986021305300410003王平女330323198509050639022.创建数据库和数据表以Access2010为例进行可视化操作创建数据库创建数据表建立表结构录入数据数据的导入操作修改表结构和记录值3.SQL语句更新数据库SQL概述SQL更新语句SQL更新语句练习SQL概述-1SQL（StructuredQueryLanguage）是用户操作关系数据库的通用语言。它包含数据定义、数据查询、数据操作和数据控制等与数据库有关的全部功能。SQL已经成为关系数据库的标准语言，现在所有的关系数据库管理系统都支持SQL。SQL概述-2SQL功能命令动词数据查询SELECT数据定义CREATE、DROP、ALTER数据操纵INSERT、UPDATE、DELETE数据控制GRANT、REVOKESQL概述-3SQL支持的数据类型数值型字符串型用单引号或者双引号括起来日期时间型用#号括起来货币型SQL更新语句插入单行数据记录（Insert）修改数据（Update）删除数据（Delete）INSERTINTO<表名>[(<列名表>)]VALUES（值表）UPDATE<表名>SET<列名=表达式>[,…n][WHERE<更新条件>]数据类型保持一致全部属性值插入可省略列名DELETE[FROM]<表名>[WHERE<删除条件>]INSERT语句举例例1将一个新生插入到Student表中，学号：0621105，姓名：陈冬，性别：男，年龄18岁，信息管理系学生。INSERTINTOStudentVALUES('0621105','陈冬','男','信息管理系',18);例2在SC表中插入一条新记录，学号为“0621105”，选修的课程号为“C001”，成绩暂缺。INSERTINTOSC(Sno,Cno)VALUES('0621105','C001');UPDATE语句举例将Student表中学号为“0611104”学生的年龄（Sage）改为18岁。

UPDATEStudentSETSage=18WHERESno=‘0611104‘;如果没有放where条件会如何？DELETE语句举例删除SC表中所有不及格学生的修课记录。

DELETEFROMSCWHEREGrade<60;如果没有放where条件会如何？SQL更新语句练习利用SQL语句插入记10004，张林，男，30221198501150648，01利用SQL语句更新记录：将报名序号为“10001”的姓名“张三”改成“张杉”利用SQL语句删除记录：将报名序号为“10003”的记录删除9.3数据库的查询9.3数据库的查询查询概述建立表间关系利用Access建立查询利用SQL语句查询数据1.查询概述查询是基于表的一项重要的技术，目的就是按照一定准则从表中检索出符合条件的数据。“查询”的字段可以来自很多互相之间有“关系”的表，这些字段组合成一个新的数据表视图，但它并不存储任何的数据。改变“表”中的数据时，“查询”中的数据也随之发生改变。2.建立表间关系-1利用Access建立查询前先要建立表间的关系Access中建立关系的优势参照完整性、级联删除、级联更新快速建立一些主、子窗体的链接字段或者快速建立查询的JOIN关系便于开发者或者其他人在以后理解数据库的结构开发过程中必须要建立关系吗？开发者自己编程用事务处理等方式来完成数据的输入、校验等工作的，那么就没必要一定建立“关系视图”。2.建立表间关系-2项目代码项目名称01声乐02器乐03舞蹈04表演报名序号姓名性别身份证号项目代码10001张三男……0210002江海英女……0410003王平女……02器乐器乐舞蹈为什么把报考项目分表保存？放在一起不是更方便3.利用Access建立查询现实需求：创建“报考项目”查询，查询包括“报名表”的前3个字段和“报考项目表”中的“项目名称”字段报名序号姓名性别项目名称………………………………………………………………3.利用SQL语句建立查询查询语句基本格式SELECT<目标列名序列>--显示哪些列

FROM<数据源>--来自于哪些表

[WHERE<检索条件>]--显示或统计哪些行

[GROUPBY<分组依据列>]--分组统计

[HAVING<组提取条件>]--显示哪些组

[ORDERBY<排序依据列>];--显示次序查询语句举例查询student表全体学生的学号（sno）与姓名（sname）SELECTSno，SnameFROMStudent;查询student表中全体学生的姓名、学号和所在系（sdept）SELECTSname，Sno，SdeptFROMStudent;查询student表全体学生的记录SELECT*FROMStudent;*代表所有字段查询练习现实需求：创建“女性报考