Access2016数据库应用技术教程

普通高等院校计算机基础教育规划教材·精品系列

全国高等院校计算机基础教育研究会计算机基础教育教学研究项目成果

Access2016数据库

应用技术教程

赵洪帅编著

内 容 简 介

本书根据教育部高等学校文科计算机基础教学指导委员会组织制定的《高等学校文科类专业大

学计算机教学要求（第6版——2011年版）》在数据库方面的相关要求，在《Access2010数据库

应用技术教程》（第二版）基础上改编而成。

Access2016是Microsoft公司新推出的数据库管理系统软件，微软对Access2010的支持将于

2020年10月13日终止，并且不再提供任何扩展，也不会提供扩展的安全更新。全国计算机等级

考试二级Access数据库程序设计也将开始使用Access2016版本。本书就是针对这一系列变化在原

有基础上重新编写的。

本书语言精练、内容全面、深入浅出、通俗易懂，注重实用性和可操作性。全书共分8章，分

别为数据库基础与Access2016、创建与管理数据库、表、查询、窗体、报表、宏、模块与VBA编程。

全书以“教学管理”数据库为例，从建立空数据库开始，逐步建立数据库中的各种对象，直至完成

一个完整的小型数据库管理系统。

本书适合作为高等院校非计算机专业的“数据库应用技术”课程的教材，也可作为全国计算机

等级考试（二级Access数据库程序设计）的备考用书，还可供计算机爱好者自学使用。

图书在版编目（CIP）数据

Access2016数据库应用技术教程/赵洪帅编著.—北京:中国

铁道出版社有限公司,2020.6

普通高等院校计算机基础教育规划教材.精品系列

ISBN978-7-113-26768-1

Ⅰ.①A…Ⅱ.①赵…Ⅲ.①关系数据库系统—高等学校—教材

Ⅳ.①TP311.138

中国版本图书馆CIP数据核字(2020)第054688号

书名：Access2016数据库应用技术教程

作者：赵洪帅

策划：魏 娜读者热线/p>

责任编辑：刘丽丽 贾淑媛

封面设计：

责任校对：张玉华

责任印制：樊启鹏

出版发行：中国铁道出版社有限公司（100054，北京市西城区右安门西街8号）

网址：/51eds/

印刷：北京柏力行彩印有限公司

版次：2020年6月第1版 2020年6月第1次印刷

开本：787 mm×1 092 mm 1/16 印张：16 字数：390千

书号：ISBN978-7-113-26768-1

定价：48.00元

版权所有侵权必究

凡购买铁道版图书，如有印制质量问题，请与本社教材图书营销部联系调换。电话：（010）63550836

打击盗版举报电话：（010）51873659

前 言

本书根据教育部高等学校文科计算机基础教学指导委员会组织制定的《高等学校

文科类专业大学计算机教学要求（第6版——2011年版）》在数据库方面的相关要求，

精心编写而成。

Access2016是Microsoft公司新推出的数据库管理系统软件，微软对Access2010

的支持将于2020年10月13日终止，并且不再提供任何扩展，也不会提供扩展的安

全更新。全国计算机等级考试二级Access数据库程序设计也将开始使用Access2016

版本。本书就是针对这一系列变化在《Access2010数据库应用技术教程》（第二版）

的基础上重新编写的。本书是全国高等院校计算机基础教育研究会计算机基础教育教

学研究项目成果。

本书语言精练、概念清晰、深入浅出、通俗易懂，注重实用性和可操作性。全书

共分8章，分别为数据库基础与Access2016、创建与管理数据库、表、查询、窗体、

报表、宏、模块与VBA编程。本书以“教学管理”数据库为例，从建立空数据库开始，

逐步建立数据库中的各种对象，直至完成一个完整的小型数据库管理系统。

本书采用“纸质教材+数字课程”的出版形式，纸质教材与丰富的数字化资源一

体化设计。纸质教材内容精练适当，版式和内容编排新颖。针对大量操作类实例，书

中还提供操作演示视频，读者可以通过扫描二维码直接观看精心制作的微视频，方便

学习与使用。

本书由赵洪帅编著，书中视频第1～3章、8章由李潜录制，第4～7章由赵洪帅

录制。编者是多年从事高校计算机基础数学和等级考试培训的教师，具有丰富的理论

知识、教学经验和实践经验。在编写时，注重理论与实践紧密结合，注重实用性和可

操作性；在案例的设计上，注意从读者日常学习和工作的需要出发；在文字叙述上，

注重深入浅出，通俗易懂。

为了帮助教师使用本书进行教学工作，也便于学生自学，编者准备了教学辅导资

源，包括各章的电子教案（PPT文档）、书中实例数据库等，需要者可从中国铁道出

版社有限公司网站（/51eds/）的下载区下载。

感谢中央民族大学信息工程学院公共计算机教学部的各位老师对本书编写的支持

与帮助，还要感谢中国铁道出版社有限公司编辑的悉心策划与帮助。由于编者水平有

限，书中难免存在疏漏和不妥之处，敬请广大读者批评指正，以便于本书的修改与完

善。如有问题，可以通过E-mail（zhaohs_muc@163.com）与编者联系。

编者

2020年1月

目录

第1章 数据库基础与Access20161

1.1数据库的基础知识1

1.1.1数据库的基本概念1

1.1.2数据库系统的发展4

1.1.3数据库系统的基本特点6

1.1.4数据库系统的内部体系结构6

1.2数据模型8

1.2.1组成要素8

1.2.2概念模型9

1.2.3三种数据模型11

1.3关系数据库12

1.3.1关系模型13

1.3.2关系代数运算14

1.3.3关系的完整性17

1.3.4关系规范化17

1.3.5数据库的设计方法18

1.4初识Access201619

1.4.1Access2016的启动和退出19

1.4.2Access2016的工作界面20

1.4.3Access2016的命令选项卡21

1.4.4Access2016的选项卡式文档23

1.5Access2016中的对象24

1.5.1表24

1.5.2查询25

1.5.3窗体26

IIAccess2016数据库应用技术教程

1.5.4报表26

1.5.5宏27

1.5.6模块27

1.5.7对象间的关系27

1.6Access2016中的数据28

1.6.1字段的数据类型28

1.6.2表达式29

1.6.3函数32

1.7Access2016的帮助系统36

习题137

第2章 创建与管理数据库42

2.1 创建数据库42

2.1.1设计示例——“教学管理”数据库42

2.1.2使用Access2016附带的模板创建数据库45

2.1.3创建空数据库46

2.2数据库的打开与关闭46

2.2.1打开数据库47

2.2.2关闭数据库48

2.3管理数据库48

2.3.1设置默认的数据库格式和默认文件夹48

2.3.2查看数据库属性48

2.3.3备份数据库49

2.3.4压缩和修复数据库50

2.3.5设置和撤销数据库密码51

习题252

第3章 表53

3.1 表的基本知识53

3.2创建数据表54

3.2.1使用“数据表视图”创建表54

3.2.2使用“设计视图”创建表57

3.3设置字段属性59

目录III

3.3.1字段大小59

3.3.2格式60

3.3.3输入掩码61

3.3.4默认值62

3.3.5标题63

3.3.6验证规则和验证文本63

3.3.7表的索引63

3.4编辑与维护数据表65

3.4.1打开和关闭表65

3.4.2修改表结构66

3.4.3向表中输入数据67

3.4.4编辑表内容68

3.4.5表的导入或链接69

3.4.6表的导出71

3.5调整表外观72

3.5.1调整表的行高和列宽72

3.5.2调整字段显示次序73

3.5.3隐藏和显示字段73

3.5.4冻结字段/解除对所有字段的冻结73

3.5.5设置数据表格式74

3.5.6改变字体74

3.6操作表74

3.6.1查找数据74

3.6.2替换数据76

3.6.3排序记录76

3.6.4筛选记录78

3.7建立表间关系79

3.7.1表间关系的分类80

3.7.2建立表间关系80

3.7.3表关系的修改83

习题383

IVAccess2016数据库应用技术教程

第4章 查询88

4.1查询概述88

4.1.1查询的功能88

4.1.2查询的类型89

4.2创建选择查询90

4.2.1使用“查询向导”创建选择查询90

4.2.2使用“设计视图”创建选择查询91

4.2.3运行查询93

4.2.4编辑查询中的字段94

4.2.5排序查询结果94

4.2.6查询条件的使用94

4.2.7在查询中进行计算97

4.2.8多表查询中联接属性的设置100

4.3创建参数查询103

4.3.1单参数查询103

4.3.2多参数查询104

4.4创建交叉表查询105

4.4.1认识交叉表查询105

4.4.2使用“交叉表查询向导”创建交叉表查询105

4.4.3使用“设计视图”创建交叉表查询107

4.5创建操作查询108

4.5.1生成表查询108

4.5.2更新查询109

4.5.3删除查询111

4.5.4追加查询112

4.6结构化查询语言（SQL）113

4.6.1SQL概述113

4.6.2SQL语句114

4.6.3创建SQL特定查询117

习题4119

目录V

第5章 窗体124

5.1窗体概述124

5.1.1窗体的功能124

5.1.2窗体的结构125

5.1.3窗体的视图125

5.2创建窗体126

5.2.1使用“窗体”创建窗体126

5.2.2使用“多个项目”创建显示多个记录的窗体127

5.2.3使用“分割窗体”创建分割窗体128

5.2.4使用“窗体向导”创建窗体129

5.2.5使用“空白窗体”创建窗体130

5.2.6使用“窗体设计”创建窗体132

5.3窗体的设计132

5.3.1窗体的属性132

5.3.2控件的概念133

5.3.3控件的种类135

5.3.4常用控件的使用135

5.4修饰窗体142

5.4.1使用主题功能142

5.4.2条件格式的使用143

5.4.3添加背景图像143

5.5定制系统控制窗体144

5.5.1创建导航窗体144

5.5.2设置启动窗体145

习题5146

第6章 报表148

6.1报表概述148

6.1.1报表的功能148

6.1.2报表的结构148

6.1.3报表的视图149

6.2创建报表149

VIAccess2016数据库应用技术教程

6.2.1使用“报表”创建报表149

6.2.2使用“报表向导”创建报表150

6.2.3使用“空报表”创建报表152

6.2.4使用“设计视图”创建报表154

6.2.5使用“标签向导”创建报表155

6.2.6编辑报表157

6.3报表排序和分组统计161

6.3.1排序161

6.3.2记录分组161

6.3.3报表常用函数164

6.3.4分组统计164

6.4打印报表165

6.4.1页面设置165

6.4.2打印167

习题6167

第7章 宏169

7.1宏概述169

7.1.1宏的功能169

7.1.2宏的种类169

7.1.3宏生成器170

7.1.4宏操作171

7.2宏的创建和设计173

7.2.1创建独立的宏173

7.2.2创建嵌入的宏175

7.2.3创建条件操作宏176

7.2.4创建宏组178

7.3宏的运行、调试与修改180

7.3.1宏的运行180

7.3.2宏的调试182

7.3.3宏的修改183

习题7183

目录VII

第8章 模块与VBA编程185

8.1VBA的编程环境185

8.1.1打开VBE窗口185

8.1.2VBE窗口简介186

8.2VBA模块简介188

8.2.1模块的类型188

8.2.2VBA代码编写模块的过程189

8.2.3将宏转换为模块的过程189

8.2.4在模块中执行宏189

8.3VBA程序设计基础190

8.3.1程序书写原则190

8.3.2数据类型191

8.3.3变量与常量192

8.3.4常用的标准函数196

8.3.5运算符和表达式196

8.4VBA程序流程控制语句197

8.4.1赋值语句197

8.4.2选择结构语句197

8.4.3循环结构语句202

8.4.4其他语句——GoTo语句和标号206

8.5面向对象程序设计的基本概念206

8.5.1对象206

8.5.2属性207

8.5.3方法207

8.5.4事件208

8.6VBA模块的创建209

8.6.1VBA标准模块209

8.6.2子过程的创建和调用210

8.6.3函数（Function过程）的创建和调用212

8.6.4过程调用中的参数传递213

8.7VBA常用操作214

8.7.1打开和关闭操作214

VIIIAccess2016数据库应用技术教程

8.7.2输入框函数217

8.7.3消息框218

8.7.4VBA编程验证数据221

8.7.5计时事件Timer222

8.8VBA的数据库编程技术222

8.8.1数据库引擎及其接口223

8.8.2VBA访问的数据库类型223

8.8.3数据访问对象223

8.8.4ActiveX数据对象225

8.9VBA程序调试227

8.9.1错误类型227

8.9.2调试错误228

8.10错误处理229

8.10.1设置错误陷阱229

8.10.2编写错误处理代码229

习题8230

附录A 课程实训说明238

附录B 部分习题参考答案241

参考文献244

第1章

数据库基础与Access2016

通过本章的学习，应该掌握以下内容：

（1）数据库基础知识。

（2）Access2016的启动和退出。

（3）Access2016的工作界面。

（4）Access2016的六大对象以及对象间的关系。

（5）Access2016的数据类型、表达式和函数。

（6）Access2016帮助系统的使用。

1.1 数据库的基础知识

数据库技术是数据管理技术，是计算机科学的一个重要分支。在

计算机应用的三大领域（科学计算、数据处理和过程控制）中，数据

处理约占70%，而数据库技术就是作为一门数据处理技术发展起来的，

是目前应用最广的技术之一，已成为计算机信息系统的核心技术和重要

基础。

学习与数据库系统相关的理论术语是学习和掌握数据库具体应用

扫一扫看视频

的基础和前提，掌握好这些基本概念对学习和使用数据库管理系统有十

分重要的意义。数据、数据库、数据库管理系统、数据库管理员、数据库系统、数据库应用系

统是与数据库技术密切相关的6个基本概念。

1.1.1 数据库的基本概念

1．数据

数据（Data）是描述事物的符号记录，是数据库中存储的基本对象。

提到数据，人们首先想到的是数字，其实数字只是数据的一种。数据的类型有很多。在日

2Access2016数据库应用技术教程

常生活中，数据无处不在，文字、声音、图形、图像、档案记录、仓储情况……这些都是数据。

为了认识世界、交流信息，人们需要描述事物，而数据是描述事物的符号记录。在日常生

活中，人们直接用自然语言描述事物；在计算机中，为了存储和处理这些事物，就要抽出这些

事物的某些特征组成一个记录来描述。例如，在学生档案中，如果对学生的学号、姓名、性别、

出生日期、所在院系等感兴趣，就可以这样描述：

（202001001，塔娜，女，2003/1/30，计算机科学与技术学院）

对于上面这条由数据构成的信息记录，了解其语义的人会得到如下信息：塔娜是个大学生，

2003年出生，在计算机科学与技术学院读书；而不了解其语义的人则无法理解其含义。可见，

数据的形式本身并不能全面表达其内容，还需要经过语义解释，数据与其语义是不可分的。

软件中的数据是有一定结构的。首先，数据有型（Type）与值（Value）之分，数据的型给

出了数据表示的类型，如整型、实型、字符型等，而数据的值给出了符合给定型的具体值。如

数字30，按类型讲它是整型；按数值讲，具体就是30。

计算机中的数据一般分两部分。其中一部分与程序仅有短时间的交互关系，随着程序的结

束而消亡，称为临时性数据，这类数据一般存放于计算机内存中；而另一部分数据则对系统起

着长期持久的作用，称为持久性数据。数据库系统中所处理的数据就是这种持久性数据。

2．数据库

数据库（DataBase，DB），顾名思义，就是存放数据的仓库。只不过这个仓库是在计算机

存储设备上，而且数据是按一定的格式存放的。也就是说，数据库是具有统一的结构形式并存

放于统一的存储介质内的多种应用数据的集成，并可被各个应用程序所共享。

数据库是按数据所提供的数据模式存放数据的，它能构造复杂的数据结构以建立数据间的

内在联系与复杂的关系，从而构成数据的全局结构模式。

3．数据库管理系统

数据库管理系统（DataBaseManagementSystem，DBMS）是位于用户与操作系统之间的一

层数据管理软件，负责数据库的建立、运行、维护、管理和控制。

数据库管理系统使用户能方便地定义和操纵数据，并能保证数据的安全性、完整性，保证

多用户对数据的并发使用及发生故障后的系统恢复。

数据库管理系统是数据库系统的核心，它的主要功能包括以下几个方面：

（1）数据模式定义。

数据库管理系统负责为数据库构建模式，也就是为数据库构建其数据框架。

（2）数据存取的物理构建。

数据库管理系统负责为数据模式的物理存取及构建提供有效的存取方法与手段。

（3）数据操纵。

数据库管理系统为用户使用数据库中的数据提供方便，一般具有查询、插入、修改以及删

除数据的功能。此外，它自身还具有做简单算术运算及统计的能力，而且可以与某些过程性语

言结合，使其具有强大的过程性操作能力。

（4）数据完整性、安全性的定义与检查。

数据库中的数据具有内在语义上的关联性与一致性，它们构成了数据的完整性。数据的完

整性是保证数据库中数据正确的必要条件，因此必须经常检查以维护数据。

数据库中的数据具有共享性，而数据共享可能会引发数据的非法使用，因此必须要为正确

第1章数据库基础与Access20163

使用数据做出必要的规定，并在使用时做检查，这就是数据的安全性。

（5）数据库的并发控制与故障恢复。

数据库是一个集成、共享的数据集合体，它能为多个应用程序提供服务，所以就存在着多

个应用程序对数据库的并发操作。在并发操作中，如果不加入控制和管理，多个应用程序间会

产生相互干扰，从而对数据库中的数据造成破坏。因此，数据库管理系统必须对多个应用程序

的并发操作做必要的控制以保证数据不受破坏，这就是数据库的并发控制。

数据库中的数据一旦遭受破坏，数据库管理系统必须有能力及时进行恢复，这就是数据库

的故障恢复。

（6）数据的服务。

数据库管理系统对数据库中数据提供多种服务功能，如数据复制、转存、重组、性能检测、

分析等。

为完成以上6个功能，数据库管理系统提供了相应的数据语言，分别如下：

（1）数据定义语言（DataDefinitionLanguage，DDL）：该语言负责数据的模式定义与数

据的物理存取构建。

（2）数据操纵语言（DataManipulationLanguage，DML）：该语言负责数据的操纵，包括

查询及增、删、改等操作。

（3）数据控制语言（DataControlLanguage，DCL）：该语言负责数据完整性、安全性的

定义与检查以及并发控制、故障恢复等功能，包括系统初启程序、文件读写与维护程序、存取

路径管理程序、缓冲区管理程序、安全性控制程序、完整性检测程序、并发控制程序、事务管

理程序、运行日志管理程序、数据库恢复程序等。

目前流行的DBMS均为关系数据库管理系统，如Oracle、Sybase的PowerBuilder、IBM的

DB2、微软公司的SQLServer等，均为严格意义上的DBMS系统。另外一些小型的数据库，如

微软的VisualFoxPro和Access等，只具备数据库管理系统的一些简单功能。关系数据库在1.3

节进行介绍。

4．数据库管理员

由于数据库的共享性，数据库的规划、设计、维护、监视等工作需要有专人管理，称他们

为数据库管理员（DataBaseAdministrator，DBA）。其主要工作如下：

（1）数据库设计（DataBaseDesign）。DBA的主要任务之一是做数据库设计，具体地说

是进行数据模式的设计。由于数据库的集成与共享性，因此需要有专门人员对多个应用的数据

需求作全面的规划、设计与集成。

（2）数据库维护。DBA必须对数据库数据的安全性、完整性、并发控制、系统恢复及数

据定期转存等进行实施与维护。

（3）改善系统性能，提高系统效率。DBA必须随时监视数据库运行状态，不断调整内部结

构，使系统保持最佳状态与最高效率。当效率下降时，DBA需要采取适当的措施，如进行数据

的重组、重构等。

5．数据库系统

数据库系统（DataBaseSystem，DBS）是指安装和使用了数据库技术的计算机系统，一般

由5个部分组成：数据库（数据）、数据库管理系统（软件）、数据库管理员（人员）、系统

平台之一——硬件平台（硬件）、系统平台之二——软件平台（软件）。这5个部分构成了一

4Access2016数据库应用技术教程

个完整的运行实体，即数据库系统。

在数据库系统中，硬件平台包括计算机和网络。

计算机：它是系统中的基础硬件平台，目前常用的有微型机、小型机、中型机、大型机及

巨型机。

网络：过去数据库系统一般建立在单机上，但是近年来它较多地建立在网络上，其结构形

式以客户/服务器（C/S）方式与浏览器/服务器（B/S）方式为主。

在数据库系统中，软件平台包括操作系统、数据库系统开发工具和接口软件。

操作系统：它是系统的基础软件平台，目前常用的有各种UNIX（包括Linux）与Windows

两种。

数据库系统开发工具：为开发数据库应用程序所提供的工具，它包括过程性程序设计语言

（如C，C++等），可视化开发工具（如VB，PB、Delphi等），还包括近期与Internet有关的

HTML及XML等工具，以及一些专用开发工具。

接口软件：在网络环境下数据库系统中的数据库与应用程序，数据库与网络间存在着多种

接口进行连接，否则数据库系统整体就无法运作。这些接口软件包括ODBC、JDBC、OLEDB、

CORBA、COM、DCOM等。

6．数据库应用系统

数据库应用系统（DataBaseApplicationSystem，DBAS）由数据库系统、应用软件及应用界

面组成，具体包括数据库、数据库管理系统、数据管理员、

ᑨ⫼㋏㒳

硬件平台、软件平台、应用软件和应用界面。其中应用软

᭄᥂ᑧ㋏㒳ᓔথᎹ݋

件是由数据库系统所提供的数据库管理系统（软件）及数

据库系统开发工具书写而成的；应用界面大多由相关的可᭄᥂ᑧㅵ⧚㋏㒳

᪡԰㋏㒳

视化工具开发而成。

⹀ӊ

数据库应用系统的各部分以一定的逻辑层次结构组

成一个有机的整体。如果不计数据库管理员（人员），并

将应用软件与应用界面作为应用系统，则数据库应用系统

的软硬件层次结构如图1-1所示。图1-1数据库系统的软硬件层次结构

1.1.2 数据库系统的发展

数据管理发展至今共经历了3个阶段：人工管理阶段、文件系统阶段和数据库系统阶段。

1．人工管理阶段

20世纪50年代中期之前，计算机的软、硬件均不完善。硬件存储

设备只有磁带、卡片和纸带，软件方面还没有操作系统，当时的计算机

主要用于科学计算。这个阶段由于还没有软件系统对数据进行管理，程

序员在程序中不仅要规定数据的逻辑结构，还要设计其物理结构，包括

存储结构、存取方法、输入/输出方式等。当数据的物理组织或存储设

备改变时，用户程序就必须重新编制。由于数据的组织是面向应用的，扫一扫看视频

不同的计算程序之间不能共享数据，使得不同的应用之间存在大量的重复数据，因此应用程序

之间的数据一致性很难维护。

在人工管理阶段，应用程序与数据之间的关系如图1-2所示。

第1章数据库基础与Access20165

2．文件系统阶段

这一阶段的主要标志是计算机中有了专门管理数据的软件——操作系统（文件管理系统）。

20世纪50年代中期到60年代中期，计算机大容量存储设备（如硬盘）的出现推动了软件

技术的发展，而操作系统的出现标志着数据管理步入一个新的阶段。在文件系统阶段，数据以

文件为单位存储在外存储器上，并且由操作系统统一管理。操作系统为用户使用文件提供了友

好界面。文件的逻辑结构与物理结构脱钩，程序和数据分离，使数据与程序有了一定的独立性。

用户的程序与数据可分别存放在外存储器上，各个应用程序可以共享一组数据，从而实现了以

文件为单位的数据共享。

但由于数据的组织仍然是面向程序的，所以存在大量的数据冗余。而且数据的逻辑结构不

能方便地被修改和扩充，数据逻辑结构的每一点微小改变都会影响到应用程序。由于文件之间

互相独立，因而它们不能反映现实世界中事物之间的联系，操作系统不负责维护文件之间的联

系信息。如果文件之间有内容上的联系，只能由应用程序去处理。

在文件系统阶段，应用程序与数据之间的关系如图1-3所示。

图1-2人工管理阶段应用程序与数据之间的关系图1-3文件系统阶段应用程序与数据之间的关系

3．数据库系统阶段

20世纪60年代以后，随着计算机在数据管理领域的普遍应用，人们对数据管理技术提出

了更高的要求：希望面向企业或部门，以数据为中心组织数据，减少数据的冗余，提供更高的

数据共享能力，同时要求程序和数据具有较高的独立性，当数据的逻辑结构改变时，不涉及数

据的物理结构，也不影响应用程序，从而降低应用程序的研制与维护费用。数据库技术正是在

这样一个应用需求的基础上发展起来的。

数据库系统阶段的应用程序与数据的关系通过数据库管理系统（DBMS）来实现，如图1-4

所示。

图1-4数据库系统阶段应用程序和数据之间的关系

6Access2016数据库应用技术教程

随着软件环境和硬件环境的不断改善，数据处理应用领域需求的持续扩大，数据库技术与

其他软件技术的加速融合，到20世纪80年代，新的、更高一级的数据库技术相继出现并得到

长足的发展，分布式数据库系统、面向对象数据库系统、并行数据库系统等新型数据库系统应

运而生，使数据处理有了进一步的发展。

1.1.3 数据库系统的基本特点

数据库技术是在文件系统基础上发展产生的，两者都以数据文件的形式组织数据，但由于

数据库系统在文件系统之上加入了DBMS对数据进行管理，从而使得数据库系统具有以下特点：

1．数据的集成性

数据库系统的数据集成主要表现在以下几个方面：

（1）在数据库系统中采用统一的数据结构方式，如在关系数据库中采用二维表作为统一的

数据结构方式。

（2）在数据库系统中按照多个应用的需要组织全局的统一的数据结构（即数据模式），数

据模式不仅可以建立全局的数据结构，还可以建立数据间的语义联系，从而构成一个内在紧密

联系的数据整体。

（3）数据库系统中的数据模式是多个应用共同的、全局的数据结构，而每个应用的数据则

是全局结构中的一部分，称为局部结构（即视图），这种全局与局部的结构模式构成了数据库

系统数据集成性的主要特征。

2．数据的高共享性与低冗余性

由于数据的集成性使得数据可为多个应用所共享，特别是在网络发达的今天，数据库与网

络的结合扩大了数据关系的应用范围。数据的共享自身又可极大地减少数据冗余性，不仅减少

了不必要的存储空间，更为重要的是可以避免数据的不一致性。

3．数据的独立性

数据的独立性是数据与程序间的互不依赖性，即在数据库中数据是独立于应用程序而不依

赖于应用程序。也就是说，数据的逻辑结构、存储结构与存取方式的改变不会影响应用程序。

数据独立性包括物理独立性和逻辑独立性两级。

（1）物理独立性：是指数据的存储结构或存取方法的修改不会引起应用程序的修改。

（2）逻辑独立性：是指数据库总体逻辑结构的改变，如修改数据模式、增加新的数据类型、

改变数据间联系等，不需要修改应用程序。

4．数据的统一管理与控制

数据库系统不仅为数据提供高度集成环境，还提供了统一管理的手段，这主要包含以下3

个方面：

（1）数据的完整性检查：检查数据库中数据的正确性以保证数据

的正确。

（2）数据的安全性保护：检查数据库访问者以防止非法访问。

（3）并发控制：控制多个应用的并发访问所产生的相互干扰以保

证其正确性。

1.1.4 数据库系统的内部体系结构

数据库系统的内部具有三级模式及二级映射。三级模式分别是概扫一扫看视频

第1章数据库基础与Access20167

念模式、外模式与内模式；二级映射分别是概念模式到内模式的映射、外模式到概念模式的映射。

这种三级模式与二级映射构成了数据库系统内部的抽象结构体系，如图1-5所示。

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图1-5数据库系统内部的三级模式、二级映射结构体系

1．数据库系统的三级模式结构

数据模式是数据库系统中数据结构的一种表示形式，它具有不同的层次与结构方式。

（1）概念模式（ConceptualSchema），是数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述，是

所有用户的公共数据视图。它是数据库系统模式结构的中间层，不涉及数据的物理存储细节和

硬件环境，与具体的应用程序、所使用的应用开发工具及高级程序设计语言无关。

实际上模式是数据库数据在逻辑级上的视图。一个数据库只有一个概念模式。数据库模式

以某一种数据模型为基础，综合考虑了所有用户的需求，并将这些需求有机地结合成一个逻辑

整体。

（2）外模式（ExternalSchema），又称子模式或用户模式，它是数据库用户（包括应用程

序员和最终用户）看见和使用的局部数据的逻辑结构和特征的描述，是数据库用户的数据视图，

是与某一应用有关的数据的逻辑表示。

外模式通常是模式的子集。一个数据库可以有多个外模式。由于它是各个用户的数据视图，

如果不同的用户在应用需求、看待数据的方式、对数据保密的要求等方面存在差异，则他们的

外模式描述就是不同的。即使是对模式中同一数据，在外模式中的结构、类型、长度、保密级

别等都可以不同。另外，同一外模式也可以为某一用户的多个应用系统所使用，但一个应用程

序只能使用一个外模式。

外模式是保证数据库安全的一个有力措施。每个用户只能看见和访问所对应的外模式中的

数据，数据库中的其余数据对他们来说是不可见的。

（3）内模式（InternalSchema），又称物理模式，它是数据的物理结构和存储结构的描述，

是数据在数据库内部的表示方式。一个数据库只有一个内模式。

数据模式给出了数据库的数据框架结构，数据是数据库中的真正的实体，但这些数据必

须按框架所描述的结构组织。以概念模式为框架所组成的数据库称为概念数据库（Conceptual

DataBase）；以外模式为框架所组成的数据库称为用户数据库（User’sDatabase）；以内模式为

8Access2016数据库应用技术教程

框架所组成的数据库称为物理数据库（PhysicalDatabase）。这三种数据库中，只有物理数据库

是真实存在于计算机外存中，其他两种数据库并不真正存在于计算机中，而是通过两种映射由

物理数据库映射而成。

模式的3个级别层次反映了模式的3个不同环境以及它们的不同要求。其中内模式处于最

底层，它反映了数据在计算机物理结构中的实际存储形式；概念模型处于中层，它反映了设计

者的数据全局逻辑要求；外模式处于最外层，它反映了用户对数据的要求。

2．数据库系统的二级映射

数据库系统的三级模式是对数据的3个抽象级别。它把数据的具体组织留给数据库管理系

统（DBMS）管理，使用户能逻辑地、抽象地处理数据，而不必关心数据在计算机中的具体表

示方式与存储方式。而为了能够在内部实现这3个抽象层次的联系和转换，数据库系统在三级

模式之间提供了二级映射：外模式/概念模式映射和概念模式/内模式映射。二级映射保证了数

据库系统中的数据能够具有较高的逻辑独立性和物理独立性。

（1）外模式/概念模式映射。对于每一个外模式，数据库系统都有一个外模式/概念模式映射，

它定义了该外模式与概念模式之间的对应关系。当概念模式改变时，由数据库管理员对各个外

模式/模式映像作相应改变，也可以保持外模式不变，因为应用程序是依据数据的外模式编写的，

从而应用程序也不必修改，保证了数据与程序的逻辑独立性。

（2）概念模式/内模式映射。概念模式/内模式映射定义了数据全局逻辑结构与物理存储

结构之间的对应关系。当数据库的存储结构改变时，由数据库管理员对概念模式/内模式映射

作相应改变，可以保持概念模式不变，从而保证了数据的物理独立性。

1.2 数 据 模 型

数据库需要根据应用系统中数据的性质、内在联系，按照管理的要求来设计和组织。数据

模型就是从现实世界到机器世界的一个中间层。现实世界的事物反映到人的大脑，人们把这些

事物抽象为一种既不依赖于具体的计算机系统又不为某一数据库管理系统支持的概念模型，然

后再把概念模型转换为计算机上某一数据库管理系统支持的数据模型。

1.2.1 组成要素

数据模型通常由数据结构、数据操作和数据的完整性约束三部分

组成。

1．数据结构

数据结构是研究存储在数据库中的对象类型的集合，这些对象类

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型是数据库的组成部分。数据模型中的数据结构主要描述数据的类型、

内容、性质以及数据间的联系等。数据结构是数据模型的基础，数据操作与约束均建立在数据

结构上。不同的数据结构有不同的操作与约束，因此，一般数据模型均以数据结构的不同而分类。

数据库系统是按数据结构的类型来组织数据的，因此数据库系统通常按照数据结构的类型

来命名数据模型，如层次结构、网状结构和关系结构的模型分别命名为层次模型、网状模型和

关系模型。

第1章数据库基础与Access20169

2．数据操作

数据操作是指对数据库中各种对象的实例允许执行的操作的集合，包括操作和有关操作的

规则，例如插入、删除、修改、检索、更新等操作。数据模型要定义这些操作的确切含义、操

作符号、操作规则以及实现操作的语言等。

3．数据的完整性约束

数据的约束条件是完整性规则的集合，用以限定符合数据模型的数据库状态以及状态的变

化，以保证数据的正确、有效和相容。数据模型中的数据及其联系都要遵循完整性规则的制约。

另外，数据模型应该提供定义完整性约束条件的机制，以反映某一应用所涉及的数据必须

遵守的特定的语义约束条件。

1.2.2 概念模型

1．基本概念

数据的描述既要符合客观现实，又要适应数据库的原理与结构，

适应计算机的原理与结构。进一步说，由于计算机不能够直接处理现实

世界中的具体事物，所以人们必须将客观存在的具体事物进行有效的抽

象、描述与刻画，将其转换成计算机能够处理的数据。这一转换过程可

分为3个数据范畴：现实世界、信息世界和计算机世界。扫一扫看视频

从客观现实到计算机的描述，数据的转换过程如图1-6所示。

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图1-6数据的转换过程

1）现实世界

用户为了某种需要，需将现实世界中的部分需求用数据库实现，这样，我们所见到的是客

观世界中的画定边界的一部分环境，称为现实世界。

2）信息世界

信息世界又称概念世界，是通过抽象对现实世界进行数据库级上的刻画所构成的逻辑模型。

信息世界与数据库的具体模型有关，如层次、网状、关系模型等。

人们从现实世界抽象各种事物到信息世界时，通常采用实体来描述现实世界中的具体事物

或事物之间的联系。

（1）实体。客观存在并可相互区别的事物称为实体。实体可以是具体的人、事、物，也可

以是抽象的概念或联系。例如学生、课程、教师都属于实际存在的事物，而学生选课就是比较

抽象的事物，是由学生和课程之间的联系而产生的，等等。

（2）实体的属性。描述实体的特性称为属性。一个实体可以由若干个属性来刻画，如一个

学生实体有学号、姓名、性别、出生日期等方面的属性。属性有属性名和属性值，属性的具体

取值称为属性值。例如，对某一学生的“性别”属性取值“女”，其中“性别”为属性名，“女”

为属性值。

（3）实体集和实体型。同类型的实体的集合称为实体集。例如，对于“学生”实体来说，

全体学生就是一个实体集。

10Access2016数据库应用技术教程

属性的集合表示一个实体的类型，称为实体型。例如，学生（学号，姓名，性别，出生日期，

所属院系）就是一个实体型。

属性值的集合表示一个实体。例如，属性值的集合（202001001，塔娜，女，2003/1/30，计

算机科学与技术学院）就是代表一个具体的学生。

3）计算机世界

在信息世界基础上致力于其在计算机物理机构上的描述，从而形成的物理模型称为计算机

世界。现实世界的要求只有在计算机世界中才能得到真正的物理实现，而这种实现是通过信息

世界逐步转化得到的。

2．实体-联系模型（E-R模型）

实体-联系模型（Entity-RelationshipModel）又称E-R模型或E-R图，它是描述概念世界、

建立概念模型的工具。

E-R图包括3个要素：

（1）实体。用矩形框表示，框内标注实体名称。

（2）属性。用椭圆形框表示，框内标注属性名。E-R图中用连线将椭圆形框（属性）与矩

形框（实体）连接起来。

（3）实体之间的联系。用菱形框表示，框内标注联系名称。E-R图中用连线将菱形框（联

系）与有关矩形框（实体）相连，并在连线上注明实体间的联系类型。

实体之间的对应关系称为联系，它反映现实世界之间的相互联系。两个实体（通常是指两

个实体集）间的联系有以下3种类型：

①一对一联系。实体集A中的一个实体至多与实体集B中的一个实体相对应，反之亦然，

则称实体集A与实体集B之间为一对一的联系，记作1:1。例如，一个学校只有一个校长，一

个校长只能管理一个学校。

②一对多联系。如果对于实体集A中的每一个实体，实体集B中有多个实体与之对应；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对应，则称实体集A与

实体集B之间为一对多联系，记为1:n。例如，学校的一个系有多个专业，而一个专业只属于一

个系。

③多对多联系。如果对于实体集A中的每一个实体，实体集B中有多个实体与之对应；反之，

对于实体集B中的每一个实体，实体集A中也有多个实体与之对应，则称实体集A与实体集B

之间为多对多联系，记为m:n。例如，一个学生可以选修多门课程，一门课程可以被多名学生选修。

图1-7所示为两个简单的E-R图示例。

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（a）实体与属性（b）实体与实体之间的联系（1∶n）

图1-72个E-R图

第1章数据库基础与Access201611

1.2.3 三种数据模型

数据模型是从现实世界到机器世界的一个中间层次。现实世界的

事物反映到人的大脑中，人们把这些事物抽象为一种既不依赖于具体的

计算机系统又不依赖于具体的DBMS的概念模型，然后，再把该概念

模型转换为计算机中某个DBMS所支持的数据模型。

数据模型是实现数据抽象的主要工具。它决定了数据库系统的结

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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。常见的数据模型有3种：层次模型、网状模型和关系模型。根据这3种数

据模型建立的数据库分别称为层次数据库、网状数据库和关系数据库。

1．层次模型

层次模型是数据库系统中最早采用的数据模型，它通过从属关系结构表示数据间的联

系。层次模型是有向“树”结构。层次模型数据库的代表是IBM公司的IMS（Information

ManagementSystem）数据库管理系统。

1）层次模型的数据结构

现实世界中许多实体之间的联系本来就呈现一种很自然的层次关系，如行政机构、家族关

系等。

图1-8所示为一个层次模型的例子。该模型描述了一个学院的组成情况。该层次模型有5

个记录类型：学院、系部、班级、教师和学生。一个学院下设多个系部，一个系部里有若干教师，

一个学院有若干班级，一个班级有若干学生。

图1-8层次模型示例

2）层次模型的特征

在层次模型中，树状结构的每个结点是一个记录类型，每个记录类型可包含若干字段。记

录之间的联系用结点之间的连线表示。上层结点称为父结点或双亲结点，下层结点称为子结点

或子女结点。这些结点有如下特征：

（1）有且仅有一个结点没有父结点，这个结点称为根结点。

（2）根结点以外的子结点，向上有且仅有一个父结点，向下可有若干子结点。

2．网状模型

网状模型是层次模型的扩展，它表示多个从属关系的层次结构，呈现一种交叉关系的网络

结构。网状模型是有向“图”结构。网状模型的典型代表是DBTG（DatabaseTaskGroup，数据

库任务组）系统，也称CODASYL系统，它并非实际的数据库管理系统，但它所提出的基本概念、

方法和技术对于网状数据库系统的发展产生了重大影响。

12Access2016数据库应用技术教程

1）网状模型的数据结构

网状模型是一种比层次模型更具普遍性的数据结构，它去掉了层次模型中的两个限制，具

体表现为：

（1）允许多个结点没有父结点。

（2）一个结点可以有多个父结点。

图1-9所示是网状模型的一个例子。该模型描述了教师授课与学生上课的情况。其中有3

个记录类型：教师、学生、课程。教师和学生都与课程有联系，教师要讲授课程，学生要学习课程，

课程有两个父结点。

图1-9网状模型示例

2）网状模型的特征

网状模型具有如下特征：

（1）可以有一个以上的结点无父结点。

（2）允许结点有多个父结点。

（3）结点之间允许有两种或两种以上的联系。

3．关系模型

关系模型以二维表的方式组织数据，表1-1所示是关系模型的一个例子“学生”表。关系

模型建立在严格的数学概念基础上，发展迅速。20世纪80年代以来，几乎所有的数据库系统

都是建立在关系模型之上。

表1-1“学生”表

学号姓名性别民族政治面貌出生日期

202001001塔娜女蒙古族团员2003/1/30

202001002荣仕月男壮族群众2003/7/9

202001003林若涵女汉族团员2002/12/3

202001004张是琦女白族团员2001/2/5

1.3 关系数据库

关系是数学集合论中的一个重要概念。1970年，E.F.Codd发表了题为“大型共享数据库数

据的关系模型”的论文，把关系的概念引入了数据库，自此人们开始了数据库关系方法和关系

数据理论的研究，在层次和网状数据库系统之后，形成了以关系数据模型为基础的关系数据库

系统。

第1章数据库基础与Access201613

1.3.1 关系模型

1．关系模型中的常用术语

关系模型是用二维表格的形式描述相关数据，也就是把复杂的数据结构归纳为简单的二维

表格。表格中的每一个数据都可以看成是独立的数据项，它们共同构成了该关系的全部内容。

在关系模型中，有以下常用术语。

（1）关系：一个关系就是一张二维表格，每个关系有一个关系名。在Access2016中，一

个关系就是一个表对象。

（2）元组：表格中的每一行称为一个元组。在Access2016中，元组称为记录。

（3）属性：表格中的每一列称为一个属性，给每列起一个名称，该名称就是属性名，如

表1-1中的学号、姓名、性别、出生日期等。在Access2016中，属性称为字段。

（4）分量：元组中的一个属性值称为分量。关系模型要求关系的每一个分量必须是一个不

可分的数据项，即不允许表中还有表。

（5）域：属性的取值范围。从总体上