Access数据库教程01.ppt

1、第1章 数据库系统概述,本章导读 本章介绍数据库的基本知识，主要内容包括： 数据与数据处理 数据库系统与数据库管理系统 数据模型 数据库管理系统开发的步骤 学生信息管理系统的开发实例,第1章 数据库系统概述,1.1 数据与数据处理 信息是人类社会发展中维持生产活动、经济活动和社会活动必不可少的重要资源，也是现代管理的宝贵财富。因此，人们为了获取有价值的信息，就需要对数据进行处理、进行管理。 信息系统是一个由人、计算机等组成的，并能进行信息的收集、传递、存储、加工、维护、分析、计划、控制、决策和使用的系统。用计算机对数据进行处理的应用系统称为计算机信息系统。信息系统其核心是数据库。,第1章 数据

2、库系统概述,1数据 数据是人们对客观事物观察时记录下来的可鉴别的符号，是用于表示客观事物的未经加工的原始素材，如图形符号、数字、字母等。 数据库中的数据有两种类型： 一种是作业层数据，如库存数据、产品数据、财务收支账目数据等。这类数据在数据库中频繁调用，以反映现实世界中的日常活动，这种活动是重复的，可以预先计划的； 另一种是管理控制层的数据，这种数据主要用来统计汇总、计划、动态分析、预测、仿真等。它们主要来自组织的计划和决策部门，是对作业层数据的汇总。,第1章 数据库系统概述,2信息 信息是用某种方式对数据进行加工、解释后的结果，它表示数据的含义，而且能对信息的使用者产生直接的影响。 信息具有

3、以下的主要特征： （1） 信息可以凭感官直接识别，或通过探测手段间接识别。不同的信息源有不同的识别方法。 （2） 信息可以由一种形态转换为另一种形态。如物资信息可以转换为文字、语言、图表等信息形式，同时也可转换为计算机的代码或电讯号。,第1章 数据库系统概述,（3） 信息可以存储与处理。以往人们用大脑或纸张存储信息，现在可以利用计算机的磁带、磁盘、光盘及其它现代化设备来存储各种信息。用计算机来处理信息是靠编写正确的软件来实现的，要得到正确的概念，处理的信息必须具备完整性和真实性。 （4） 信息可以传递。人类间的信息传递依赖语言、文字、表情、动作来完成，而电子计算机及现代通讯理论的发展，给人们提

4、供了更加迅速和先进的信息传递方式。 （5）信息具有价值。符合事实的信息能给人们的决策提供依据，创造价值；不符合事实的信息不仅无价值而且有害。,第1章 数据库系统概述,112 数据处理与数据管理技术的发展 1数据处理 数据处理就是利用计算机对各种形式的数据进行处理。它包括：数据采集、组织整理、控制编码和输入数据，有效地把数据输入到计算机中，由计算机对数据进行一系列存储、加工、计算、分类、检索、传输、输出等操作过程。其目的是从大量的原始数据中提炼出对人们有价值的信息。数据处理的一系列的操作环节，称为数据管理。 数据管理的目标就是要在恰当的时刻以合适的形式给人们提供相关所需的数据，以实现对数据的收集

5、、组织、控制、存储、选取、维护等数据管理任务。,第1章 数据库系统概述,数据管理是数据处理的中心问题，数据管理则是指对数据进行组织、分类、编码、存储、检索和维护等操作。 随着计算机技术的蓬勃发展，在计算机的三大主要应用（科学计算、过程控制和数据处理）领域中，数据处理迅速上升为计算机应用的主要方面。数据库技术产生于20世纪60年代中期，是数据管理的最新技术，它的出现极大地促进了计算机应用向各行各业的渗透。,第1章 数据库系统概述,2数据管理技术的发展 数据处理方式可分为人工方式（人工数据处理阶段，1800年以前）、机械辅助方式（机械辅助阶段，1800-1890年）、机电穿孔卡方式（机电阶段，18

6、90-1946年）、电子计算机方式（电子阶段，1946年以后）。 数据管理任务是对数据进行收集、组织、控制、存储、选取、维护等，它可以从两个方面来概括：一是侧重于组织业务的管理，负责制订并执行整个组织中关于数据的定义、组织、保护与有效使用的政策、过程、实践和计划； 二是侧重于技术，负责实现以数据作为资源的集中控制管理。,第1章 数据库系统概述,数据管理技术大致经历了下列三个阶段：,第1章 数据库系统概述,1.2 数据库系统与数据库管理系统 1. 2. 1 数据库的定义 数据库（DataBase，简称DB）是指收集并提取出实际应用所需要的大量数据，将其保存起来以供进一步加工处理和提取有用信息。保

7、存方法有很多种：人工保存、存放在文件里、存放在数据库里，其中数据库就是存放数据的最佳场所，所谓数据库就是长期储存在计算机内、有组织的、可共享的数据集合。数据库中的数据按一定的数据模型组织、描述和储存，具有较小的冗余度，较高的数据独立性和易扩展性，并可为各种用户共享。,第1章 数据库系统概述,122 数据库系统 数据库系统（DataBase System，简称DBS）是指在计算机系统中引入数据库后的系统构成，一般由数据库、数据库管理系统（及其开发工具）、应用系统、数据库管理员和用户构成。应当指出的是，数据库的建立、使用和维护等工作只靠一个DBMS远远不够，还要有专门的人员来完成，这些人称为数据管

8、理员（DataBase Administrator，简称DBA）。 在不引起混淆的情况下人们常常把数据库系统简称为数据库。数据库系统如图1-1所示。数据库系统在整个计算机系统中的占有重要地位。,第1章 数据库系统概述,图1-1 数据库系统结构图,第1章 数据库系统概述,123 数据库管理系统 数据库管理系统（DataBase Management System，简称DBMS）是指收集并提取出一个应用所需要的大量数据之后，如何科学地组织这些数据并将其存储在数据库中，又如何高效地处理这些数据呢？完成这个任务的是由一个软件系统数据库管理系统。数据库管理系统是位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件。

9、数据库在建立、运用和维护时由数据库管理系统统一管理、统一控制。数据库管理系统使用户能方便地定义数据和操作，并能够保证数据的安全性、完整性、及发生故障后的系统恢复。,第1章 数据库系统概述,1.3 数据模型 131 模型概念 采用数据模型（Data Model）来对现实世界进行抽象的描述。数据模型是现实世界数据特征的抽象描述，是实现数据抽象的主要工具，具有很大的优越性。数据模型是数据库系统的重要基础，决定了数据库系统的结构、数据定义语言和数据操纵语言、数据库设计方法、数据库管理系统软件的设计与实现。它也是数据库系统中用于信息表示和提供操作手段的形式化工具。 在数据库中用数据模型这个工具来抽象描述

10、、表示和处理现实世界中的数据和信息。,第1章 数据库系统概述,132 数据模型 1概念 数据模型是数据库系统的教学形式框架，是用来描述一组数据的概念和定义，包括以下方面的内容： （1） 数据的静态特征，它包括对数据结构和数据间联系的描述。 （2） 数据的动态特征，定义在数据上的操作，包括操作的含义、操作符、运算规则及其语言等。 （3）数据的完整性约束，这是一组规则，数据库中的数据必须满足这组规则。,第1章 数据库系统概述,2数据模型 一般有以下几种数据模型： （1） 概念数据模型（Conceptual Data Model），这是面向数据库用户的现实世界的数据模型，主要用来描述现实世界的概念化

11、结构，它使数据库的设计人员在设计的初始阶段，摆脱计算机系统及DBMS的具体技术问题，集中精力分析数据以及数据之间的联系等，与具体的DBMS无关。 （2） 逻辑数据模型（Logical Data Model），这是用户从数据库所看到的数据模型，是具体的DBMS所支持的数据模型，如网状数据模型、层次数据模型、关系数据模型和面向对象数据模型等。逻辑数据模型既要面向用户，也要面向系统，一般由概念数据模型转换而得到。,第1章 数据库系统概述,（3） 物理数据模型（Physical Data Model），这是描述数据在存储介质上的组织结构的数据模型，它不但与具体的DBMS有关，而且还与操作系统和硬件有关

12、。每一种逻辑数据模型在实现时都有其对应的物理数据模型。 数据模型应满足三方面的要求： 一是能比较真实地模拟现实世界； 二是容易为人所理解； 三是便于在计算机上实现。,第1章 数据库系统概述,根据模型应用的不同目的。又可以将这些模型划分为属于不同的层次两类： 第一类模型是概念模型（Concept Model），或称信息模型，它是按用户的观点对现实世界的数据和信息建模，强调其语义的表达能力和使用的方便性，而且概念清晰、易于使用，是现实世界到信息世界的第一层抽象的结构，是用户和数据库设计人员进行交流的语言； 另一类模型是逻辑数据模型（Logical Data Model），主要包括网状模型、层次模型

13、和关系模型等，它是按计算机系统观点对数据建模，是对信息世界的信息进行的第二层抽象。数据模型是通过一种严格规定了语法和语义的形式化语言来描述的，人们可以利用该语言来定义和操作数据库中的数据。,第1章 数据库系统概述,3数据模型的三要素 数据模型通常由数据结构、数据操作和完整性约束条件三个要素组成。 （1）数据结构 数据结构用于描述系统的静态特征，是所研究的对象类型（Object Type）的集合。 （2）数据操作 数据操作用于描述系统的动态特征，是指对各种对象类型的实例（或值）所允许执行的操作的集合，包括操作及有关的操作规则。 （3）数据的约束条件 数据的约束条件是完整性规则的集合。,第1章 数

14、据库系统概述,4数据模型的分类 数据结构、数据操作和完整性约束条件这三方面的内容完整地描述了一个数据模型，其中数据结构是刻画模型性质的最基本的方面。数据模型的好坏直接影响数据库的性能。数据模型决定着数据库的设计方法。在数据库领域中，当前最常用的数据模型有四类，它们是： （1） 层次模型（Hierarchical Model） （2） 网状模型（Network Model） （3） 关系模型（Relational Model） （4）面向对象模型（Object Oriented Model）,第1章 数据库系统概述,133 关系型数据库 关系数据模型是三大经典模型中发展较晚的，却是发展最快的一种

15、模型，具有较强的建模能力。关系模型由关系数据结构、关系操作集合和完整性约束三部分组成。当今大多数数据库系统多为关系型。关系数据库应用数学方法来处理数据库中的数据。 关系模型是用二维表格结构来表示实体以及实体间联系的模型。关系数据模型的最大特点是描述的一致性，即可用表格来表示实体，又可用表格形式来表示和实现实体间的联系。如表1-2所示，关于学生课程数据库的关系模型及实例。,第1章 数据库系统概述,表1-2学生课程的关系数据库模式及实例 学生关系,课程关系,第1章 数据库系统概述,关系模型是目前最重要的一种数据模型。关系数据模型是关系数据库系统的基础。关系数据库是各类数据库中最重要、最流行的数据库

16、，关系数据库系统已广泛地使用于大中小型以及微型机上。20世纪80年代以来，计算机厂商新推出的数据库管理系统产品几乎都是关系型数据库，非关系系统的产品也大都加上了关系接口。数据库领域当前的研究工作都是以关系方法为基础的。著名的关系数据库管理系统有DB/2、ORACLE、SYBASE、INFORMIX等。,第1章 数据库系统概述,134 关系型数据库的表达式 关系代数是一种抽象的查询语言，是关系数据操纵语言的一种传统表达方式，它是用对关系的运算来表达查询的。所以运算对象、运算符、运算结果是运算的三大要素。关系代数的运算对象是关系，其运算结果也是关系。 关系代数所用到的运算符是： l 集合运算符：（

17、并）、（交）、（差）、（广义笛卡尔积）； l专门的关系运算符：（选择）、（投影）、（连接）、*（自然连接）、（除）； l 算术比较符：、； l 逻辑运算符：（AND与）、（OR或）、（NOT非）。,第1章 数据库系统概述,1. 传统的集合运算 传统的集合运算是二目运算，包括并、交、差、广义笛卡尔积四种运算，也是两个关系的集合运算，如表1-3所示，除笛卡尔积外，要求参加运算的两个关系必须是同类关系（即来自同一笛卡尔积），即两关系必须有相同的度（属性个数相同），而相对应的属性值必须取自同一个域（可不要求两关系对应属性名相同）。 在表1-3中给出两个有关学生信息的关系，并以此来介绍传统的集合运算。,

18、第1章 数据库系统概述,（1）关系并运算（Union） 关系R和关系S的所有元组合并，再删去重复的元组，组成一个新关系，称为R与S的并，记为RS。表中R和S的属性个数相同，而且相应属性分别有相同的值域。R与S的并运算结果如1-4表（a）所示，它由属于R和S的去掉重复元组后的所有元组组成。（在学生信息关系表中，将表1-3R、S的重复字段去掉）,表1-3学生信息关系模式 R S,第1章 数据库系统概述,R S,RS,第1章 数据库系统概述,（2）关系差运算（Difference） 关系R和关系S的差是由属于关系R为主，而不必考虑关系S中的元组组成，即在关系R中删去与S关系中相同的元组，组成一个新关

19、系，记为RS。同样，进行差运算的R和S两个关系须具有相同属性个数，而且相应属性分别有相同的值域。R与S的差运算结果如1-4表（b）所示。（不用考虑关系S中的字段),第1章 数据库系统概述,R S,R-U,(b),第1章 数据库系统概述,（3）关系交运算（Intersection） 关系R和关系S的交是由既属于R又属于S的元组组成的集合，即在两个关系R与S中取相同的元组，组成一个新关系，记为RS。两个关系的交由它们相同的元组组成。如果两个关系没有相同的元组，那么它们的交为空。对于交运算的R和S两个关系也必须具有相同属性个数，而且相应属性分别有相同的值域。R与S的交运算结果如表1-4（c）所示。（

20、只考虑二者相同的字段）,第1章 数据库系统概述,R S,RS,(c),第1章 数据库系统概述,（4）广义笛卡尔积（Extended Cartesian Product） 关系的笛卡尔积称为广义的笛卡尔积，以区别一般的集合笛卡尔积。笛卡尔积也属于二目运算，但参加运算的两个关系不要求是同类关系。 设关系R的目为n，关系S的目为m，关系R和S的笛卡尔积记为：RS。RS由R和S的所有元组连接而成的具有（n+m）个分量的元组组成。其中，前n个分量为R中的一个n元组，后m个分量为S中的一个m元组。下面我们以“学生基本信息表”和“课程表”分别为二元和三元的关系，那么，R与S的笛卡尔积结果“学生选课”如表1-

21、5所示。,第1章 数据库系统概述,表1-5笛卡尔积RS 学生信息表 课程表,学生选课,第1章 数据库系统概述,2专门的关系运算 专门的关系运算包括选择、投影、连接、除等，这些运算可以灵活地实现关系数据库中多样的查询操作。 （1）选择（Selection） 记作：F（R）=t | tRF（t）=“真” 其中，F表示选择条件，它是一个逻辑表达式，取逻辑值“真”或“假”； t为关系R的元组； F（t）可以是由简单函数、常数、属性名或列号、算术比较符（、）及逻辑运算符（、）组成的表达式。,第1章 数据库系统概述,例如: 从表1-3所示R的中，查找金融98班的学生基本情况。 班级=金融98（R） 表1-

22、3 R:,表1-6运算结果,第1章 数据库系统概述,(2) 投影（Projection） 关系代数的投影运算是指对给定关系中选取指定的若干属性组成一个关系。投影运算也是单目运算。 设关系R（X，Y），其中的X和Y均为属性集合。关系R在属性X上的投影是在关系R中选取X属性的相应列并删去重复行，组成一个新关系。投影运算是在指定的关系R中，根据从左到右的次序，按照指定的若干属性及它们的顺序取出各列，在删去结果中重复元组所得到的子集。 投影运算表示为：X（R）或RX，其中，R为被运算关系名，X为属性系列。,第1章 数据库系统概述,例如、从表1-3所示R的关系中选取学生所在班级情况。 学号,班级（R）

23、表1-3 R,表1-7运算结果,第1章 数据库系统概述,值得注意的是，经过投影运算所形成的新关系中不含重复元组，投影之后属性减少了，元组也可能减少，所以要给以不同的关系名，且原关系和新关系不是同类关系；投影运算提供了在关系中置换属性次序的方法；选择运算和投影运算是两种不同的运算，选择是在水平方向对元组进行的运算，投影则是在垂直方向对属性进行的运算。,第1章 数据库系统概述,(3) 连接（Join） 连接运算就是选取两个指定关系中的属性满足给定条件的元组，其属性按语句中给出的顺序排列。连接运算是二目运算，记作：RS=rs | r=RSSXY=“真” 其中，X和Y分别为R与S上度数相等且可比的属性

24、组。关系R与S在连接属性X和Y上的连接是从RS笛卡尔积中选取在X属性列上的分量与属性Y列上的分量满足给定比较条件的那些元组构成的新关系（即在RS上选取在连接属性X，Y上满足条件的子集）。为比较运算符；是连接运算符；当分别为“”、“”、“”时，则称为等值连接、小于连接、大于连接。,第1章 数据库系统概述,连接运算中有两种最常用的连接：等值连接和自然连接。 自然连接（Natural Join）是一种特殊的等值连接。在取“”连接情况下，当连接属性X与具有相同属性名时，则关系R与S的连接称为自然连接（RS）。 自然连接记作：RS=rs | r=RSSrX=sX 在自然连接构成的结果关系中，相同的属性名

25、不必重复。利用选择、投影和自然连接等运算可任意分割和组装关系，自然连接是组装关系的有效方法。这是关系数据语言（主要指数据操作功能）具有各种优点的根本原因。自然连接是使用最普遍的一种的连接，是关系代数中最重要的运算之一。,第1章 数据库系统概述,另外，自然连接和等值连接两者是有区别的。等值连接不要求相等属性值的属性名相同，而且不将重复属性去掉；自然连接则要求属性值相等的属性名必须相同，即两关系只有在同名属性上才能进行自然连接，而且自然连接要将重复属性去掉，即自然连接是去掉重复列的一种等值连接。,第1章 数据库系统概述,14 数据库管理系统开发的步骤 管理信息系统的开发理论与方法是一个专门的学科领

26、域，称之为MIS(Management Information System)。 1. 4. 1 信息管理系统分析 应主要完成以下内容： 1. 信息管理系统的业务数据流程分析 2信息管理系统的数据流程分析 3信息管理系统的功能分析,第1章 数据库系统概述,1. 4. 2 信息管理系统设计 信息管理系统开发的第二步工作，是在信息管理系统分析的基础上进行系统设计。在这一工作过程中，应主要完成以下内容： 1信息管理系统的数据库设计 2信息管理系统的功能设计 3信息管理系统的输入与输出设计,第1章 数据库系统概述,1. 4. 3 信息管理系统实现 信息管理系统开发的第三步工作，是在信息管理系统设计的基础上完成系统的实现。在这一工作过程中，应主要完成以下内容： 1. 信息管理系统开发工具的选择 2. 信息管理系统数据库的实现 3. 信