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1、5:44:12计算机学院公共课部计算机学院公共课部!数据库技术与应用基础数据库技术与应用基础AccessAccess第1章 数据库基础计算机学院公共课部5:44:12计算机学院公共课部5:44:12!v 本章主要介绍数据库、数据库系统的基本概念。回顾了数据库技术的发展历史，分析实现数据库管理的基本过程和进行数据库设计的基本步骤。其中，关系数据库是学习重点。通过本章的学习，读者应掌握以下内容：数据库的基本概念数据库管理的实现关系数据库的设计第第1 1章章 数据库基础数据库基础本章主要任务计算机学院公共课部5:44:12计算机学院公共课部5:44:12!v 1.1 数据库基础 1.1.1 计算机数
2、据管理的发展 1.1.2数据库系统v 1.2 数据模型 1.2.1 数据模型的概念 1.2.2 常用的数据模型v 1.3 关系型数据库 1.3.1 关系术语 1.3.2 关系数据库的基本要求 1.3.3关系运算v 1.4 关系的规范化 1.4.1 数据依赖 1.4.2关系的规范化方法 1.4.3 关系的完整性v 1.5 数据库设计基础 1.5.1 数据库设计原则 1.5.2数据库设计设计过程主要内容计算机学院公共课部5:44:13计算机学院公共课部5:44:13!1.1 1.1 数据库基础数据库基础v1.1.1 数据库管理技术的发展数据库管理技术的发展v1、信息（、信息（Information
3、）与数据（）与数据（Data） 所谓信息(Information)是客观事物的特征在人脑中的反映。 数据是指存储在某种介质上能够识别的物理符号。2. 数据库技术的发展数据库技术的发展（1）人工管理阶段（2）文件系统阶段（3）数据库系统阶段（4）分布式数据库系统阶段 （5）面向对象数据库系统垃圾堆？计算机学院公共课部5:44:13计算机学院公共课部5:44:13!1.1 1.1 数据库基础数据库基础v1.1.2 数据库系统数据库系统v1、相关概念、相关概念数据库数据库 所谓数据库(DataBase,简称DB)是按照一定的组织方式存储起来的，相互关联的数据集合。它不仅包括描述事物的数据本身，而且还
4、包括相关事物之间的联系。数据库应用系统数据库应用系统 数据库应用系统是指系统开发人员利用数据库系统资源开发出来的，面向某一类实际应用的应用软件系统。例如：财务管理系统，人事管理系统等等。 数据库管理系统（数据库管理系统（DBMS)-是数据库系统的核心是数据库系统的核心 数据库管理系统是位于用户与操作系统之间的一个数据管理软件。数据库系统数据库系统 数据库系统(Data Base System 简称DBS)是以数据库应用为基础的计算机系统计算机学院公共课部5:44:13计算机学院公共课部5:44:13!数据库系统的特点v (1)数据结构化 v (2) 实现数据共享，减少数据冗余v (3) 数据的
5、独立性高v (4) 数据由DBMS统一管理和控制 DBMS还必须提供以下几方面的数据控制功能： 数据的安全性(Security)保护 数据的安全性是指保护数据以防止不合法的使用造成数据的泄密和破坏。使每个用户只能按规定，对某些数据以某些方式进行使用和处理。 数据的完整性(Integrity)检查 数据的完整性指数据的正确性、有效性和相容性。完整性检查将数据控制在有效的范围内，或保证数据之间满足一定的关系。 并发(Concurrency)控制 当多个用户的并发进程同时存取、修改数据库时，可能会发生相互干扰而得到错误的结果，或使得数据库的完整性遭到破坏，因此必须对多用户的并发操作加以控制和协调。网
6、上订购火车票计算机学院公共课部5:44:13计算机学院公共课部5:44:13!1.2 数据模型1.2.1 1.2.1 数据模型的概念数据模型的概念1 1、实体、实体客观存在并且可以相互区别的事物称为实体客观存在并且可以相互区别的事物称为实体2 2、实体的联系、实体的联系实体之间的对应关系称为联系，它反映现实世界事物之间的相互实体之间的对应关系称为联系，它反映现实世界事物之间的相互关联。关联。 一对一联系（一对一联系（one to one relationshipone to one relationship）工工 资资职职 工工1：1图1-1 一对一联系图计算机学院公共课部5:44:13计算机
7、学院公共课部5:44:13!部门部门职工职工1职工职工N.图1-2 一对多联系图1：N 多对多联系（多对多联系（many to many relationship） 一对多联系（一对多联系（one to many relationship）图1-3多对多联系图M：N课课 程程课课 程程学学 生生学学 生生.1.2 1.2 数据模型数据模型计算机学院公共课部5:44:13计算机学院公共课部5:44:13!1.2 1.2 数据模型数据模型v数据模型是现实世界数据特征的抽象。数据模型概念数据模型Conceptual Data Model逻辑数据模型Logical Data Model 物理数据模型P
8、hysical Data Model 计算机学院公共课部5:44:13计算机学院公共课部5:44:13!1.2 数据模型常用的数据模型CFEBDAA层次模型 网状模型 CFEBDAA关系模型 课程编号课程名称课程类别学分B031037ASP.NET程序设计任选3B031045编译原理必修4B031091计算机网络必修4B031098专业英语必修3B031113教育信息处理必修3B031156摄影摄像基础必修3计算机学院公共课部5:44:14计算机学院公共课部5:44:14!1.2 1.2 数据模型数据模型v 实体间的一对一、一对多和多对多三类基本练习是概念模型的基础。概念模型的表示方法最为常用
9、的是1976年由P.P.S.Che提出的实体-联系方法（Entity-RelationshipApproach，E-R方法）。v 1E-R图的基本要素： （1） 实体：用矩形表示，矩形框内写出实体名。 （2） 联系：用棱形表示，棱形框内标出联系名，并用无向边分别与有关实体型连接起来，同时在无向边旁标上联系的类型（1：1，1：n, m：n）。 （3） 属性：用椭圆形框表示，并用无向边将其与相应的实体连接起来。1.2.3 概念模概念模型与型与E-R图图2画E-R图的步骤如下：（1）确定实体。（2）确定个实体的属性。（3）确定实体间的联系。（4）确定各联系的属性。计算机学院公共课部5:44:14计算
10、机学院公共课部5:44:14!1.3 关系型数据库v 1.3.1 关系术语 1.关系 2.元组 3.属性 4.域 5.主关键字 6.外部关键字计算机学院公共课部5:44:14计算机学院公共课部5:44:14!1.31.3关系数据库关系数据库v1.3.2 关系数据库的基本要求 在设计关系型数据库时，应该注意如下几点： 关系（表）中的每一个属性，即字段必须是不可再分的数据单元，即一个字段不能再分成两个字段； 同一个表中不能出现相同的属性名（字段名），即不能同时出现相同的列； 同一表中同一列的数据类型必须相同； 同一个表中不能出现相同的元组（记录），即不能出现相同的行； 同一个表中记录的次序和字段次
11、序可以任意交换，不会影响实际存储的数据。计算机学院公共课部5:44:14计算机学院公共课部5:44:14!1.3 1.3 关系数据库关系数据库v 1选择 所谓选择是指在关系中找出满足给定条件的数据操作。v 2投影 所谓投影是指在关系中选取某些属性列组成新的关系v 3联接 所谓联接运算是将两个或两个以上的 关系模式拼接成一个新 的关系模式，新关系中包含满足条件的元组。1.3.3关系运算计算机学院公共课部5:44:14计算机学院公共课部5:44:14!1.4 关系的规范化v 数据依赖是通过一个关系中属性间值的相等与否体现出来的数据间的相互关系，是现实世界属性间相互关系的抽象，是数据内在的性质，是语
12、义的体现。数据依赖中最重要的是函数依赖和多值依赖。1.4.1 数据依赖学号姓名性别出生日期学生描述学生:函数依赖的这个关系模式可能存在4个问题: 1. 数据冗余2. 更新异常 3. 插入异常 4. 删除异常 计算机学院公共课部5:44:14计算机学院公共课部5:44:14!1.4 1.4 关系规范划关系规范划v 关系的规范化关系的规范化是指在关系模型中，关系必须满足给定条件 。 1. 第一范式（1NF） 如果一个关系R的每一分量都是不可分的数据项，则R1NF 2. 第二范式（2NF） 如果R1NF，且它的每一个非主属性完全依赖于主键，则R2NF. 3.第三范式（3NF） 如果R2NF，且每一个
13、非主属性不传递依赖于主键，则R3NF 4.第四范式（4NF） 又称为Boyce-Codd范式（鲍伊斯-柯德范式BCNF）。当实体已经是第三范式的，并且任何属性所依赖的都是某个候选关键字，则此实体就属于BCNF。 1.4.2关系规范化方法计算机学院公共课部5:44:14计算机学院公共课部5:44:14!1.4关系规范划关系规范划v关系的完整性，即关系中的数据及具有关联关系的数据间必须遵循的制约和依存关系，关系的完整性用于保证数据的正确性、有效性和相容性。v关系的完整性主要包括实体完整性、域完整性和参照完整性，它们分别在记录级、字段级和表级提供了数据正确性的验证规则。（1）实体完整性 假设A是一个
14、表R的主键，则A不能接收空值，即单列主键的值不能为空，复合主键的任何列也不能接收空值。例如，在学生信息表中，“学号”为该表的主键，那么在数据库的任何记录中，“学号”列的值都不能为空。这样的约束称为实体完整性。（2）域完整性 域完整性是针对某一具体字段的数据这种的约束条件，Access也提供了定义和检验域完整性的方法。 例如，可以将“性别”字段定义为分别取两个值“男”或“女”，将“成绩”字段值定义为0100。1.4.3 关系完整性计算机学院公共课部5:44:14计算机学院公共课部5:44:14!v（3）参照完整性约束参照完整性（Referential Integrity,RI）是相关联的两个表之
15、间的约束，当输入、删除、更新表中的记录时，保证各相关表之间数据的完整性。例如，如果在学生档案表和成绩表之间用学号建立关联，学生档案表是主表，成绩表是从表，那么在向成绩表中输入一条新记录时，系统要检查新记录的学号是否在学生档案表中已经存在。如果存在，则允许输入操作；否则拒绝输入，以保证输入记录的合法性。1.4 1.4 关系的规范化关系的规范化计算机学院公共课部5:44:14计算机学院公共课部5:44:14!1.5 数据库设计基础v 概念单一化原则 概念单一化原则是指一个数据表仅描述一个实体或实体间的联系，避免设计大而全的数据表。v 减少重复字段 在各个数据表之间，除了那些在表之间作为纽带关系的关键字段外，应尽量避免出现重复的字段。 v 表中字段应是基本数据元素 数据表中的字段不应包括通过计算就可以得到的“二次数据”或多项数据的组合。 v 用外部关键字保证表之间的关联 数据表之间的联系是靠外部关键字来维系的。 1.5.1 设计原则计算机学院公共课部5:44:14计算机学院公共课部5:44:14!1.5 1.5 数据库设计基础数据库设计基础v需求分析 v确定所需表 v确定所需字段 v确定所需关系 v设计求精 1.5.2数据库设计过程计算机学院公共课部5:44:15计算机学院公共课部5:44:15!