第一章数据库基础知识

第一章数据库基础知识孙震QQ:82442349918769785358sz@主要内容计算机数据管理的发展数据库系统数据模型

关系数据库关系代数及关系运算数据库设计基础ACCESS简介练习1.1计算机数据管理的发展

数据、信息与数据处理(了解)数据：存储在某种媒体上的用来描述事物的能够识别的物理符号。如文字、数字、图形、声音、视频等。信息：一种已经被加工为特定形式的数据。对人们而言是可理解、可用于指导决策的数据。数据处理：对数据进行收集、组织、存储、加工和播等工作。是将数据转换为信息的过程，如“数据挖掘”。三者之间的关系：数据是信息的载体和具体表现形式信息不随着数据形式的变化而变化

信息＝数据＋数据处理1.1计算机数据管理的发展

计算机数据管理数据处理中最重要的问题就是数据管理，包括如何对数据分类、组织、编码、存储、检索和维护。随着计算机软、硬件的不断升级，数据管理经历了以下几个阶段：面向对象数据库系统分布式数据库系统数据库管理文件系统人工管理独立性越来越高，使用越来越方便，技术越来越复杂1.2数据库系统

数据库相关概念数据库：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。数据库管理系统(DBMS)：一种系统软件，用于数据库的建立、使用和维护。如Access、SQLServer、FoxPro、Oracle、Dbase、DB2、MySQL、Sybase等待数据库应用系统：系统开发人员利用数据库系统资源开发的面向某一类实际应用的软件系统。由数据库系统、应用软件、应用界面组成。数据库数据库管理系统数据库应用系统1数据库应用系统2…1.2数据库系统

数据库系统的特点实现数据共享，减少数据冗余：数据与特定应用分离，集中存放，共同使用。减少冗余，但无法避免一切冗余！采用特定的数据模型：利用模型表达客观事物之间的联系，从而对数据进行有效管理。具有较高的数据独立性：数据相对应用程序而言具有更好的独立性，即数据与程序相互不依赖性。有统一的数据控制功能：不同应用程序采用统一的方式访问、控制数据库中的数据。完整性、安全性、并发等等。注：数据库系统最本根是解决数据共享问题1.3数据模型实体概念描述实体：客观存在且相互区别的事物。即可以是实际事物也可以是抽象事物。如学生，课程是实体，而学生选课也是实体。实体属性：用来描述实体的某方面特性的属性。如学生可以用学号、姓名、系别、班级等属性来描述。实体型：属性的集合表示一种实体的类型，称为实体型。实体集：属性值集合表示一个实体，同类型实体集合称为实体集。ACCESS中的对应关系“表”存放同一类实体，则为实体集。字段—属性、记录—实体1.3数据模型实体间联系及三种类型联系：实体之间的对应关系，描述了现实事物之间的相互关联。一对一联系(1:1)：如学校与校长的关系。即表A中的一条记录只与表B中一条记录联系，反之如此。一对多联系(1:n)：如学校与学生的关系。即表A中的一条记录与表B中多条记录联系。多对多联系(m:n)：如课程与学生的关系。即表A中的一条记录与表B中多条记录联系，反之如此。1.3数据模型实体－关系(E-R)模型：利用标准图例来描述实体及实体间的联系（概念模型）。矩形——实体椭圆——属性菱形——联系学号姓名性别籍贯学生课程教师学生选课（实体与属性）（实体与联系）1.3数据模型常用的三种逻辑数据模型层次数据模型有且仅有一个节点无双亲—根节点其他节点仅有一个双亲树型结构，便于描述一对多的关系网状数据模型允许一个以上的节点无双亲一个节点可以有一个以上的双亲1.3数据模型常用的三种数据模型关系数据模型以关系代数为基础，数据用二维表表示，二维表就是关系1.4关系数据库关系数据模型基本术语关系：二维表关系模式：对关系的描述，对应着一个关系结构。表示为：

关系名(属性名1，属性名2，…，属性名n)ACCESS中的表：表名(字段名1，字段名2，…，字段名n)元组：二维表中，水平方向的行称为元组。即一条记录就是一个元组。属性：二维表中的列。ACCESS中属性用字段来表示。域：属性的取值范围。如文本，数字，日期等。1.4关系数据库关系数据模型基本术语关键字（候选码）：能唯一标识一个元组的属性或属性集合。一个表中可以有多个关键字。主关键字（主码）：选择一个合适的候选码作为表的主关键字，来标识每一个元组。一个表只有一个主关键字。外部关键字：表中的一个字段不是本表的关键字，而是另一个表的关键字或候选关键字。班别…系别级别身份证号学生编号学生表关系术语示例由下列图标中指出对应的关系、关系模式、元组、属性、域、关键字、外部关键字ABC思考：实体、实体属性、实体型、实体集在上述表中的表现形式。1.4关系数据库关系中的数据约束保证数据的完整性、一致性、相容性实体完整性约束：关系的主键中属性值不能为空值，因为主键是唯一决定元组的，如为空值则其唯一性就成为不可能的了。参照完整性约束：关系之间相互关联的基本约束，不允许关系引用不存在的元组，即在关系中的外键要么是所关联关系中实际存在的元组，要么为空值。用户定义的完整性约束：反映某一具体应用所涉及的数据必须满足的语义要求。例如某个属性的取值范围在0—100之间等。1.5关系代数及关系运算用户需要利用查询从关系数据库中找到感兴趣的数据时，需要对多个关系(表)进行运算。关系运算以关系代数为基础。关系的基本运算分为两类：传统集合运算：并，交，差，笛卡尔积专门关系运算：选择，投影，连接传统集合运算并(∪)：设关系R和S有相同的结构，则R∪S由属于R或属于S的元组组成。例：学号姓名性别01张三男02李四男学号姓名性别05王红女06赵艳女∪＝学号姓名性别01张三男02李四男05王红女06赵艳女1.5关系代数及关系运算传统集合运算交(∩)：设关系R和S有相同的结构，则R∩S由既属于R又属于S的元组组成。例：学号姓名性别01张三男02李四男学号姓名性别01张三男06赵艳女∩＝学号姓名性别01张三男差(－)：设关系R和S有相同的结构，则R－S由属于R但不属于S的元组组成。例：学号姓名性别01张三男02李四男学号姓名性别02李四男06赵艳女－＝学号姓名性别01张三男1.5关系代数及关系运算传统集合运算笛卡尔积(×)：设n元关系R和m元关系S，则R×S是一个n×m元组的集合。注意，R和S关系的结构不必相同。例：课程数学英语学号姓名性别01张三男02李四男×＝课程学号姓名性别数学01张三男数学02李四男英语01张三男英语02李四男1.5关系代数及关系运算专门的关系运算选择（σF(R)）：从关系中选择满足一定条件的元组。投影（πA(R)）：从关系中选择若干属性列组成新的关系。学号姓名性别01张三男02李四男05王红女06赵艳女F：姓名＝‘张三’学号姓名性别01张三男学号姓名性别01张三男02李四男05王红女06赵艳女A：姓名，性别姓名性别张三男李四男王红女赵艳女1.5关系代数及关系运算专门的关系运算连接（θ）：从两个关系的笛卡尔积中选取满足一定条件的元组。有两种形式：等值连接，自然连接等值连接(R|×|S(A=B))：从R和S的笛卡尔积中选择A，B属性值相等的元组。注：A、B是属性集合成绩姓名性别85张三男74李四男A(分值)=B(成绩)分值成绩姓名性别8585张三男分值8560×自然连接(R|×|S)：要求A，B属性组必须相同，并在结果中去掉重复的属性列。成绩姓名性别85张三男74李四男A(成绩)=B(成绩)成绩姓名性别85张三男成绩8560×1.6数据库设计基础

数据库设计是数据库应用的核心。其基本任务：根据用户对象的信息需求、处理需求和数据库的支持环境设计出数据模式。两种基本设计方法面向数据的方法：以信息需求为主，兼顾处理需求***面向过程的方法：以处理需求为主，兼顾信息需求数据库设计的6个阶段

①需求分析②概念结构设计③逻辑结构设计、

④物理结构设计⑤应用程序设计⑥数据库运行与维护数据库设计的基本步骤1.6数据库设计基础

需求分析

要准确了解并分析用户对系统的需要和要求，弄清系统要达到的目标和实现的功能。调查的重点是“数据”和“处理”。数据流图、数据字典是进行详细的数据收集和数据分析所获得的主要结果概念设计

概念结构设计阶段是整个数据库设计的关键。其目标是产生一个反映信息需求的、独立于具体DBMS的概念模型。概念模型可以用实体联系模型（E-R模型）表示。逻辑结构设计将概念结构转换为某个DBMS支持的数据模型，并将其性能进行优化。从E-R图向关系模式的转换(表、及其联系)；逻辑模式规范化及调整、实现；关系视图设计。1.6数据库设计基础物理设计

数据库逻辑结构在存储设备上的实现。如对数据库怎样组织存储才能使得逻辑级的操作方便、快捷等。物理设计只有少量工作可以由用户选择和干预，绝大部分工作由DBMS完成。应用程序设计系统设计人员要运用DBMS提供的数据操作语言和宿主语言，根据数据库的逻辑设计和物理设计的结果建立数据库、编制与调试应用程序、组织数据入库并进行系统试运行。数据库运行与维护数据库系统运行过程中，必须不断地对其结构性能进行评价、调整和修改、故障恢复及数据监控等。

1.7ACCESS简介

ACCESS是一种桌面型的关系数据库管理系统，是Microsoftoffice套件产品之一。当前考试版本为ACCESS2003。

ACCESS的主要特点具有方便使用的强大功能。能够利用各种图例快速获得数据。利用报表工具快速生成美观的数据报表。采用OLE技术，能方便的创建和编辑多媒体数据库。支持ODBC标准的SQL数据库的数据。设计过程自动化。具有较好的集成开放功能。提供了断点设置、单步执行等调试功能。与Internet/Intranet集成。用户不用编写代码，就能开发一个功能强大且专业的数据库应用程序1.7ACCESS简介ACCESS数据库的系统结构数据库对象包含7个对象：表、查询、窗体、报表、页、宏、模块。1.7ACCESS简介ACCESS数据库的系统结构数据库对象以.mdb为文件扩展名保存在磁盘上。各对象之间的关系如下：1.7ACCESS简介表(table)：是有组织地存储数据的场所。其他类型的对象如查询、窗体、报表或页等,都可以由表来提供数据来源。

1.7ACCESS简介查询(query)：按照用户的需求在数据库中检索所需的数据。1.7ACCESS简介

窗体(form)：数据库的人-机交互界面,用于为数据的输入和编辑提供便捷、美观的屏幕显示方式。1.7ACCESS简介报表(report)：将选定的数据以特定的版式显示或打印,还可对表或查询进行求和、求平均值等计算。1.7ACCESS简介宏(macro)：某些操作的集合。Access有56种宏操作,可按照需求组合,完成一些经常重复的或比较复杂的操作。1.7ACCESS简介模块(module)：是用VBA(VisualBasicforApplications)语言编写的程序单元,可用于实现复杂的功能。模块中的每一个过程都可以是一个函数过程或一个子程序。模块可以与报表、窗体等对象结合使用，以建立完整的应用程序。

1.7ACCESS简介ACCESS数据库的基本规格属性最大值MicrosoftAccess数据库

(.mdb)（MicrosoftAccess数据库：数据和对象（如表、查询或窗体）组成的集合，与特定的主题或用途有关。）

文件大小2G

字节减去系统对象

（系统对象：由系统定义的数据库对象（如表

MSysIndexes）或由用户定义的数据库对象。创建数据库对象时，可以通过用

USys

作为名称的前四个字符来命名数据库对象。）所需的空间。数据库中的对象个数32,768模块（包括

HasModule

属性为

Ture

的窗体和报表）1,000对象名称中的字符数64并发用户的个数2551.7ACCESS简介ACCESS数据库的基本规格—表属性最大值表名的字符个数64字段名的字符个数64表中字段的个数255打开表的个数2048；实际可打开的表的数目可能会少一些，因为

MicrosoftAccess还要打开一些内部的表。表的大小2G字节减去系统对象所需的空间“文本”字段的字符个数255“备注”字段的字符个数通过用户界面输入为

65,535；以编程方式输入时为

1G字节的字符存储。“OLE对象”字段的大小1G字节表中的索引个数32索引中的字段个数10有效性消息的字符个数255有效性规则的字符个数2,048表或字段说明的字符个数255字段属性设置的字符个数2551.7ACCESS简介ACCESS数据库的基本规格—查询属性最大值实施关系的个数每个表为

32减去表中不包含在关系中的字段或字段组合的索引个数查询中的表的个数32记录集中的字段个数255记录集大小1G字节排序限制255个字符（一个或一个以上字段）嵌套查询的层次数50查询设计网格一个单元格中的字符个数1,024参数查询的参数字符个数255WHERE或

HAVING子句中

AND的个数99SQL语句中的字符个数约为

64,0001.7ACCESS简介ACCESS数据库的基本规格—窗体与报表属性最大值标签中的字符个数2,048文本