第一章數(shù)據(jù)庫基礎知識.ppt

1、第一章 數(shù)據(jù)庫基礎知識1.1數(shù)據(jù)庫基礎知識 1.1.1計算機數(shù)據(jù)管理的發(fā)展 1.1.2數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) 1.1.3數(shù)據(jù)模型1.2關系數(shù)據(jù)庫 1.2.1關系數(shù)據(jù)模型 1.2.2關系運算1.3數(shù)據(jù)庫設計基礎 1.3.1數(shù)據(jù)庫設計步驟 1.3.2數(shù)據(jù)庫設計過程1.4sql基本命令 1.4.1sql簡介 1.4.2sql基本命令1.5access簡介 1.5.1access的發(fā)展過程 1.5.2access的主要特點和功能 1.5.3access數(shù)據(jù)庫的系統(tǒng)結構1.6啟動和關閉access 1.6.1啟動access 1.6.2關閉access1.1數(shù)據(jù)庫基礎知識 1.1.1計算機數(shù)據(jù)管理的發(fā)展一、數(shù)據(jù)與數(shù)

2、據(jù)處理1、數(shù)據(jù)描述客觀事物的各種物理符號及其組合，數(shù)據(jù)采用什么符號來表示，這是由具體人員規(guī)定的。例如有一個人的具體信息：姓名:“李洪”是漢字（字符型）工資“200”是一個數(shù)值（數(shù)值型）出生日期“96.10.26”是日期（日期型）是否團員“.t.”或“.f.”是邏輯值（邏輯型）用這些符號（數(shù)據(jù)）描述了一個人的特征。注意：在分析和處理數(shù)據(jù)時，一定要注意數(shù)據(jù)的類型，如上所述，不同的數(shù)據(jù)都有各自的表示方法，在計算機中進行數(shù)據(jù)處理時,不同類型的數(shù)據(jù)都有自己的處理方法。目前數(shù)據(jù)的類型除以上幾類外，還有“圖形、圖象、聲音”等類型的數(shù)據(jù)（應用于多媒體技術中）。2、數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理實際指的是利用計算機對各種類型

3、的數(shù)據(jù)進行收集、存儲、分類、計算、加工、檢索及傳輸?shù)娜^程。這一過程主要是由人來對數(shù)據(jù)進行有效的組織，并把數(shù)據(jù)輸入到計算機中去的。上述數(shù)據(jù)處理的全過程可以分為兩個層次的操作，一是數(shù)據(jù)的收集、存儲、分類、檢索及傳輸和維護等操作，成為基本操作，這些基本操作環(huán)節(jié)成為數(shù)據(jù)處理；二是加工、計算和輸出等操作，隨管理對象的不同起操作要求也是不同的，這些操作稱為應用操作。二、計算機數(shù)據(jù)管理數(shù)據(jù)管理技術的發(fā)展經(jīng)歷了人工管理、文件系統(tǒng)（管理）和數(shù)據(jù)庫管理方式三個階段。1、人工管理方式這個階段的計算機，沒有專門的軟件支持，用護使用計算機進行數(shù)據(jù)處理，不得不自行管理數(shù)據(jù)，程序員在程序中，即要考慮數(shù)據(jù)的處理方法又要管理

4、數(shù)據(jù)在計算機中的組織存儲，存取數(shù)據(jù)是根據(jù)設備的物理地址進行的，這種方式迫使程序員直接與物理設備打交道來管理數(shù)據(jù)存放的地址，這導致了程序與數(shù)據(jù)緊密相關，程序高度依賴于數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)稍有變動程序必須全部修改。人工管理方式的特點：沒有專門的軟件對數(shù)局進行管理；數(shù)據(jù)包含在程序中，數(shù)據(jù)不能單獨存儲；程序高度依賴數(shù)據(jù)；程序員工作負擔沉重。2、文件系統(tǒng)方式 文件管理方式是把待加工處理的數(shù)據(jù)組織成數(shù)據(jù)文件，并給文件命一個名字存儲在磁盤上，由操作系統(tǒng)的文件管理系統(tǒng)，完成在程序中存取存儲在磁盤上文件中的數(shù)據(jù)的問題，這樣便解脫了程序員與物理設備打交道這一沉重的負擔。文件管理方式的特點：數(shù)據(jù)可以獨立成為文件存儲。程序與數(shù)

5、據(jù)相互依存，數(shù)據(jù)文件撤離了，使用他的程序便失去了使用的價值數(shù)據(jù)的冗余大。3、數(shù)據(jù)庫管理方式 由于文件管理方式的弊端，60年代后期出現(xiàn)了數(shù)據(jù)庫技術，數(shù)據(jù)庫技術的目標是，克服程序與數(shù)據(jù)文件的相互依存，力求數(shù)據(jù)獨立，其次中在表先數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系，盡量克服數(shù)據(jù)的冗余，還要解決數(shù)據(jù)的安全和維護問題。數(shù)據(jù)庫管理方式與文件管理方式的根本區(qū)別是：將數(shù)據(jù)組織成為一個具有一定結構的數(shù)據(jù)集合，該數(shù)據(jù)集合內含各個用戶的數(shù)據(jù)成份且能反映數(shù)據(jù)間的聯(lián)系，這個數(shù)據(jù)集合就是數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)庫管理方式特點： 數(shù)據(jù)可以建立成獨立的數(shù)據(jù)文件?？蓪崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的共享大大減少了數(shù)據(jù)的冗余1.1數(shù)據(jù)庫基礎知識 1.1.2數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)一、有關數(shù)據(jù)庫的概念

6、1.什么是數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫簡稱db（它是英文database或data base的縮寫）。1）定義：按一定的組織結構存儲在計算機存儲介質上的相關數(shù)據(jù)的集合。2） 數(shù)據(jù)庫的幾個特點 數(shù)據(jù)的結構化（這一特點是數(shù)據(jù)能被集中控制的保證）數(shù)據(jù)的獨立性（指數(shù)據(jù)與程序之間的無關性）數(shù)據(jù)共享（指不同的用戶可以使用同一個數(shù)據(jù)庫，可以取出他們所需要的子集，而且容許子集任意重疊）2. 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（稱dbmsdata base management system） 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)dbms是為幫助用戶建立、維護、使用及管理數(shù)據(jù)庫的軟件系統(tǒng)。也就是說用戶如果要建立或使用或維護管理一個數(shù)據(jù)庫，應有dbms的支持，它們之間關

7、系如圖： 3.數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)4.數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)5.數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（簡稱dbs是英文data base system的縮寫） 1） 定義：是指計算機引入數(shù)據(jù)庫之后的系統(tǒng)（見下圖）。二、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的特點1.數(shù)據(jù)的獨立性數(shù)據(jù)獨立性指數(shù)據(jù)與應用程序之間不存在相互依賴關系。在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)提供了映象功能，實現(xiàn)了應用程序和數(shù)據(jù)庫邏輯結構、數(shù)據(jù)庫邏輯結構和物理結構之間的獨立性。數(shù)據(jù)的獨立性提高了數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的穩(wěn)定性，降低了程序維護的復雜性。2.數(shù)據(jù)的結構化數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是按照一定的數(shù)據(jù)模型來組織和存放數(shù)據(jù)的，數(shù)據(jù)文件之間是有聯(lián)系的。數(shù)據(jù)的結構化是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)與文件系統(tǒng)的本質差別，是實現(xiàn)數(shù)據(jù)集中控制和減少冗

8、余的前提和保證。3.數(shù)據(jù)的共享性所謂數(shù)據(jù)的共享性是指數(shù)據(jù)庫允許多個用戶同時存取數(shù)據(jù)而互不影響，這個特征是數(shù)據(jù)庫最本質的特征，也是數(shù)據(jù)庫技術在數(shù)據(jù)處理領域先進性的體現(xiàn)。4.最小的數(shù)據(jù)冗余度實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享后，就可以將數(shù)據(jù)庫中不必要的重復數(shù)據(jù)清除掉，減少了數(shù)據(jù)冗余，并且了實現(xiàn)數(shù)據(jù)訪問的一致性。1.1數(shù)據(jù)庫基礎知識 1.1.3數(shù)據(jù)模型一、實體描述1、實體客觀存在并相互區(qū)別的事物。2、實體的屬性描述實體的特性。例如，一支鉛筆是一個實體，可從它的商標、顏色、單價三個屬性去描述它們。屬性由兩部分組成，一個是屬性的名稱，另一個是屬性的具體值。下表中，商標，顏色，單價是描述鉛筆這個實體的三個屬性。英雄牌，紅，0.

9、24是三個屬性的具體值。屬性名稱商標顏色單價英雄牌紅0.24中華牌黑0.15。輕松牌蘭0.30屬性的值3、實體型和實體值屬性的集合可以表示一種實體的類型，稱為實體型，通常使用實體名和實體屬性名的集合來描述。如對學生實體的型可以描述為：學生（學號，姓名，性別，年齡）。實體值是實體的具體實例。如：學生李明的實體值是：（20010101、李明、男、20）。4、實體集所謂實體集是指性質相同的同類實體的集合。例如在學生實體集中，（20010101、李明、男、20）是一個具體學生。（20010102、黃亮、男、19）是學生實體集中另一個具體學生。1.1數(shù)據(jù)庫基礎知識 1.1.3數(shù)據(jù)模型二、實體間聯(lián)系及種類

10、一對一的聯(lián)系簡記為1:1。其含義是如果實體a中的任一實體至多對與體b中的一個實體相對應（相聯(lián)系），反之，若實體b中的任一實體至多與實體a中的一個實體相對應，則稱a與b是一對一聯(lián)系。例如，一所學校只能有一個校長，一個校長也只能在一所學校任職，則學校與校長的聯(lián)系即為一對一聯(lián)系，見下圖示。一對多聯(lián)系簡記為1:n。其含義是如果實體集a中的一個實體與實體集b中的多個實體相對應（相聯(lián)系），反之，實體集b中的一實體至多與實體a中的一個實體相對應，則稱實體集a于是體集b的聯(lián)系是一對多聯(lián)系。例如，一個父親可以有多個子女，而一個子女只能有一個父親，父親與子女之間的聯(lián)系即為一對多聯(lián)系。如下圖所示。多對多聯(lián)系簡記為m

11、:n,其含義是,如果實體集a中的一個實體與實體集b中的多個實體相對應(相聯(lián)系),而是體集b中的一個實體也與實體集b中的多個實體相對應(相聯(lián)系)，則稱實體集a與實體集b的聯(lián)系為多對多聯(lián)系。例如，一個學生可以選修多門課程，一門課程可以由多個學生選修。因此，學生與課程之間存在著多對多聯(lián)系，如下圖所示。1.1數(shù)據(jù)庫基礎知識 1.1.3數(shù)據(jù)模型三、數(shù)據(jù)模型簡介數(shù)據(jù)模型是用來反映和實現(xiàn)數(shù)據(jù)間聯(lián)系的一種方法，它是人們對客觀世界的認識和理解，是對現(xiàn)實世界的抽象描述。 數(shù)據(jù)模型通常有模型結構、數(shù)據(jù)操作和完整性規(guī)則三部分組成。模型結構是所研究的對象類型的集合，是數(shù)據(jù)庫最基本的部分，可以確定數(shù)據(jù)庫的邏輯結構。數(shù)據(jù)操

12、作提供對數(shù)據(jù)庫的操縱手段，主要包括檢索和更新兩類操作。完整性規(guī)則是對數(shù)據(jù)庫有效狀態(tài)的約束，用來保證數(shù)據(jù)的正確性和有效性。目前數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)所支持的數(shù)據(jù)模型可分為三種類型，即層次模型、網(wǎng)狀模型和關系模型。 1、層次模型層次模型實體間的聯(lián)系表示為樹狀結構，如下圖所示，該圖反映了一個學校機構結構，樹的基本特點是：有且僅有一個結點向上無雙親（聯(lián)系），稱之為根；其他節(jié)點有且僅有一個雙親節(jié)點；各實體型由上而下是一對多聯(lián)系。2、網(wǎng)狀模型網(wǎng)狀模型節(jié)點的聯(lián)系不受層次限制，可以任意發(fā)生聯(lián)系，所以它的結構是結點的連通圖。下圖表示了醫(yī)院若干個醫(yī)生與病號的網(wǎng)狀結構圖。網(wǎng)狀模型的特點：有一個以上結點無雙親；至少有一個結點

13、有多于一個雙親；實體間的聯(lián)系為1:n或m:n。 3、關系模型關系是數(shù)學中的一個名詞，有嚴格的數(shù)學定義，通俗的說，關系就是二維表，而關系模型就是“用二維表表示的實體及其聯(lián)系”，這是關系模型的本質。關系模型的特點：1：n聯(lián)系和m：n聯(lián)系1.2關系數(shù)據(jù)庫 1.2.1關系數(shù)據(jù)模型關系模型符合人們的習慣，建立在數(shù)學理論基礎上，采用二維表的形式來表示實體和實體間聯(lián)系。我們把用二維表的形式來表示實體和實體間聯(lián)系的數(shù)據(jù)模型稱為關系數(shù)據(jù)模型。 一、關系術語1、關系2、元組3、屬性4、關鍵字5、外部關鍵字1、關系一張二維表可稱為一個關系，每個關系有一個關系名。例如：下表就是一個學生關系。 學生情況表學號姓名性別年

14、齡是否團員入學日期20000101秦飛男18.t.09/02/0020000103張宇飛男19.t.09/02/0020000109趙丹女18.f.09/02/0020000102周慶國男20.t.09/03/00對關系的描述稱為關系模式，其格式為：關系名（屬性名1，屬性名2，屬性名n）例如：學生（學號，姓名，性別，年齡，是否團員，入學日期.n）。2、元組二維表中的行稱為元組，每一行對應一個元組。元組對應數(shù)據(jù)表中的記錄，也就是在概念模型中的實體。例如，在學生關系中包含多條記錄或多個元組。3、屬性關系中的列稱為屬性。關系中每一列具有相同屬性，稱為一個字段或一個數(shù)據(jù)項。例如學生關系中的“學號”、“

15、姓名”、“年齡”和“性別”，在表中稱為字段。4、關鍵字所謂關鍵字就是能夠唯一確定記錄的字段或字段的組合。有了關鍵字就可以很方便地定位或檢索記錄。例如，學生表中的“學號”，課程表中的“課號”就是關鍵字。5、外關鍵字如果一個表中的字段不是本表關鍵字，而是另外一個表的關鍵字，則這個字段被稱為外關鍵字。例如，課程表中的“教工號”，在教師表中是關鍵字，那么它在課程表中就是一個外關鍵字。二、關系的特點基于上述術語，可以將關系定義為元組的集合，關系模式是命名的屬性集合，元組是屬性值的集合。一個具體的關系模型是基于某個關系模式的集合。特點：關系中每一列元素是類型相同的數(shù)據(jù)。關系中不能出現(xiàn)相同的屬性名，列不得重

16、名，列的順序可以任意放置。關系中元組的順序也可以任意，關系中不能出現(xiàn)完全相同的元組。關系中每個屬性都是不可再分的最小數(shù)據(jù)項。在這些性質中，最后一點是關系結構的關鍵，即關系中每個屬性都是不可再分的最小數(shù)據(jù)項。換句話說，最小數(shù)據(jù)項是基本單元格，不能表中套有表，這樣規(guī)定的目的是將復雜的問題單化。1.2關系數(shù)據(jù)庫 1.2.2關系運算關系模型的操作就是關系運算，關系運算是基于關系模型上的基礎操作。關系運算可分為兩類：一類是傳統(tǒng)的集合運算：并、差、交和笛卡爾積；一類是特殊的集合運算：投影、選擇、連接和自然連接。一、傳統(tǒng)的集合運算1、并設有兩個關系r和s，r和s的并是由屬于r或屬于s的元組組成的集合，記為r

17、s?！纠?-1】設有兩個結構相同的學生關系：女生關系r1和團員關系r2，則r1和r2的并r1r2如表1-5所示。從表中可以看出r1r2的屬性名及其排列完全和r1、r2相同，它是由屬于r1和r2的元組去掉重復元組后形成的。r1和r2具有相同的關系模式。2、差設有兩個關系r和s, 定義r和s的差是由屬于r但不屬于s的元組組成的集合，記為r-s，這里r和s具有相同的關系模式?！纠?-2】設有女生關系r1和團員關系r2，如表1-3和表1-4所示。求不是團員的女生記錄，也就是求r1和r2的差r1-r2，如表1-6所示。從表中可以看出r1-r2的屬性名及其排列完全和r1、r2相同。3.交設有兩個關系r和s

18、，r和s的交是既屬于r又屬于s的元組組成的集合，記為rs，這里r和s具有相同的關系模式。【例1-3】設有女生關系r1和團員關系r2，如表1-3和表1-4所示。求是團員的女生記錄，也就是求r1和r2的交r1r2，如表1-7所示。從表中可以看出r1r2的屬性名及其排列完全和r1、r2一樣。交運算可用差運算來表示：rs=r-(r-s)。二、特殊的集合運算1、投影從一個關系模式中挑選若干個屬性組成新的關系稱為投影。投影是對關系在列的方向上進行選擇，相當于對關系進行垂直分解。例如，從學生關系查詢學生的“姓名”、“年齡”進行的操作，屬于投影運算。2、選擇從一個關系中找出滿足給定條件的元組稱為選擇。選擇是從

19、行的方向進行運算，也就是從水平方向抽取記錄。例如，顯示學生關系中的男生名單，所進行的操作屬于選擇運算。3、連接連接運算是從兩個關系的笛卡爾積中選擇出屬性滿足一定條件的元組。連接運算將兩個關系進行橫向結合，拼接成一個新的關系模式，生成關系中包含滿足聯(lián)接條件的元組。例如，通過公共屬性“學號”相等的條件將學生關系和成績關系進行連接，可以產生一個包含學生信息和成績的關系。如果還需要顯示“課程名稱”等信息，還可以加上課程關系和成績關系的公共屬性“課號”相等的條件進行連接。1.3數(shù)據(jù)庫設計基礎 1.3.1數(shù)據(jù)庫設計步驟 1.3.2數(shù)據(jù)庫設計過程以學生成績管理系統(tǒng)為例，介紹數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)開發(fā)的方法。1 1、需求

20、分析、需求分析 首先要詳細調查要處理的對象，明確用戶的各種要求，在此基礎上確定數(shù)據(jù)庫中需要存儲哪些數(shù)據(jù)及系統(tǒng)需要具備哪些功能等。對學生成績管理系統(tǒng)進行需求分析得到以下結果：n用戶需要完成數(shù)據(jù)的錄入 n完成數(shù)據(jù)的修改 n實現(xiàn)信息查詢 2 2、應用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫設計、應用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫設計 確定需要幾個數(shù)據(jù)表，每一個表中包括幾個字段等，然后在access中建立數(shù)據(jù)表。并確定聯(lián)系學生成績管理系統(tǒng)要創(chuàng)建八個數(shù)據(jù)表：院系表、專業(yè)表、教師檔案表、學生檔案表課程設置表、學生選課表、學生成績表、操作員檔案表3 3、應用系統(tǒng)的功能設計、應用系統(tǒng)的功能設計學生成績管理系統(tǒng)中具有八個功能模塊：院系管理 、專業(yè)管理 、教

21、師檔案 、學生檔案 、課程管理 、選課管理 、成績管理 、系統(tǒng)管理 4 4、 系統(tǒng)的性能分析系統(tǒng)的性能分析軟件初步形成后，需要對它進行性能分析，如果有不完善的地方，要根據(jù)分析結果對數(shù)據(jù)庫進行優(yōu)化，直到應用軟件的設計滿足用戶的需要為止。 5 5、系統(tǒng)的發(fā)布與維護、系統(tǒng)的發(fā)布與維護系統(tǒng)經(jīng)過調試滿足用戶的需要后就可以進行發(fā)布，但在使用過程中可能還會存在某些問題，因此在軟件運行期間要進行調整，以實現(xiàn)軟件性能的改善和擴充，使其適應實際工作的需要。1.4sql基本命令 1.4.1sql簡介sqlstructure query language結構化查詢語言sql的特點 ：1、sql是一種功能齊全的數(shù)據(jù)庫語

22、言 2、sql是高度非過程化的語言 3、sql語言簡潔，易學易用 4、語言共享1.4sql基本命令 1.4.2sql基本命令sql語言提供select語句進行數(shù)據(jù)庫的查詢selectselect語句的一般格式：語句的一般格式： select all|distinct ,. from , . where group by having order by asc|desc; select 課程設置表.課程代碼, 課程設置表.課程名稱, 課程設置表.學時, 課程設置表.學分from 課程設置表where (課程設置表.學分)4)order by 課程設置表.學時 desc;1.5access簡介 1

23、.5.1access的發(fā)展過程access作為microsoft office軟件中的一個重要的組成部分，隨著版本的一次次升級，現(xiàn)已成為世界上最流行的桌面數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。access歷經(jīng)多次升級改版，access2.0到access95、access97、access2000、access2002以及access2003。1.5access簡介 1.5.2access的主要特點和功能 1.5.3access數(shù)據(jù)庫的系統(tǒng)結構1.1.accessaccess中的七種數(shù)據(jù)庫對象，分別是中的七種數(shù)據(jù)庫對象，分別是數(shù)據(jù)表數(shù)據(jù)表、查詢查詢、窗窗體體、報表報表、webweb頁頁、宏宏和和模塊模塊。 2.2.

24、accessaccess作為作為數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，與其它數(shù)據(jù)庫軟件的比較： 3.access中的強大的開發(fā)工具(vba) 4.microsoft access與microsoft office 中的excel共享數(shù)據(jù) 5.access中的強大的幫助信息 6.access中的向導功能 7.access中可使用internet功能 8.access2002數(shù)據(jù)庫具有較強的安全性 （1）數(shù)據(jù)表數(shù)據(jù)表 是關于特定實體的數(shù)據(jù)集合，由字段和記錄組成。一個數(shù)據(jù)庫中可以有多個數(shù)據(jù)表。字段就是表中的一列，字段存放不同的數(shù)據(jù)類型，具有一些相關的屬性，字段的基本屬性有：字段名稱，數(shù)據(jù)類型，字段大小等，可設定不同的取值。記錄就是數(shù)據(jù)表中的一行，記錄用來收集某指定對象的所有信息。（2）查詢查詢是數(shù)據(jù)庫的核心操作。利用查詢可以按照不同的方式查看、更改和分析數(shù)據(jù)。也可以利用查詢作為窗體、報表和數(shù)據(jù)訪問頁的記錄源。查詢的目的就是根據(jù)指定條