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1、第一章第一章 数据库基础知识数据库基础知识Access数据库程序设计PagePage 22数据库基础知识数据库基础知识F1.1 数据库基础知识数据库基础知识1.1.1 计算机数据库管理的发展1.1.2 数据库系统1.1.3 数据模型F1.2 关系数据库关系数据库1.2.1 关系数据模型1.2.2 关系运算F1.3 数据库设计基础数据库设计基础F1.4 Access简介简介F1.5 初识数据库初识数据库PagePage 331.11.1数据库基础知识数据库基础知识什么是数据库？存储数据的仓库。数据库的作用？把大量的数据按照一定的结构存储起来，在数据库管理系统的集中管理下，实现数据共享。大家生活中
2、在那些地方都接触过数据库？PagePage 441.1.1 1.1.1 计算机数据管理的发展计算机数据管理的发展一、数据与数据处理数据：存储在某种介质上能够识别的物理符号。包括数据内容和数据形式。从嘴里说出来的话算是数据吗？数据处理：将数据转换成信息的过程。信息：一种被加工成特定形式的，对数据接收者有意义的数据2011是什么？PagePage 55 信息处理：为了产生信息而处理数据。在计算机系统中，使用计算机的外存储器来存储数据；通过软件系统来管理数据，通过应用系统来对数据进行加工。PagePage 66二、计算机数据管理计算机数据管理是指如何对数据分类、组织、编码、存储、检索和维护。1.人工
3、管理阶段（20世纪50年代中期以前）主要用于科学计算。特点：程序与数据不具有独立性，数据不能长期保存，数据不能共享，数据存在大量冗余。2.文件系统阶段（20世纪50年代后到60年代）不仅用于科学计算，还大量用于管理。特点：程序与数据可分开保存，数据能够长期保存。数据存在冗余，数据不能统一修改。PagePage 773.数据库系统（20世纪60年代以后）标志：1968年IBM公司研发出层次模型的数据库管理系统IMS，从此出现数据库管理系统。数据库技术的主要目的:有效的管理和存取大量的数据资源.包括:提高数据的共享性;减少数据的冗余;提供数据与应用程序的独立性。特点:数据成为多个用户或应用程序共享
4、的资源,从应用程序中完全独立了出来.PagePage 884.分布式数据库系统数据库技术与网络技术结合产生了分布式数据库系统。分布式数据库系统采用一种C/S结构。客户端 使用开放数据库连接（ODBC）标准协议通过网络访问远端数据库。5.面向对象数据库系统 数据库技术和面向对象程序设计技术结合产生。如LINQ TO SQL，实体框架等。PagePage 991.1.2 1.1.2 数据库系统数据库系统一、有关数据库的概念1.数据(Data)2.数据库(Data Base)3.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的面向某一类实际应用的软件系统。例如，学生教学管理系统、图书管理系统等
5、。4.数据库管理系统(DBMS)是指位于用户与操作系统之间的数据管理软件。数据管理系统是为数据库的建立、使用和维护而配置的软件。如Access,VF,SQL SERVER,ORACLE等。5.数据库系统(DataBase System)是指引进数据库技术后的计算机系统，能实现有组织地、动态地存储大量相关数据，提供数据处理和信息资源共享的便利手段。一个完整的数据库系统包括：硬件系统、数据库、数据库管理系统、数据库管理员、用户。PagePage 1010一个完整的数据库系统数据库系统组成硬件系统数据库集合数据库管理系统及相关软件数据库管理员用户PagePage 1111二、数据库系统的特点1.实现
6、数据共享,减少数据冗余。PagePage 12122.采用特定的数据模型.系教研室课程教师系教研室教师住处学生层次数据模型网状数据模型关系数据模型(二维表)PagePage 13133.具有较高的数据独立性用户只以简单的逻辑结构来操作数据，无需考虑数据在存储器上的物理位置和结构。4.有统一的数据控制功能数据的操作是并发的，防止脏读，死锁等情况产生。PagePage 1414三、数据库管理系统一个完整的数据库系统由硬件、操作系统、数据库管理系统(DBMS)、数据库应用系统和用户组成。其核心是DBMS。DBMS的作用：1.数据定义2.数据操纵3.数据库运行管理，包括对数据库进行并发控制、安全性检查
7、、完整性约束检查和执行、数据库内部维护4.数据的组织和管理5.数据库的建立和维护6.数据通信接口PagePage 1515DBMS通常由4部分组成：1.数据定义语言及其翻译处理程序2.数据库操纵语言及其编译程序3.数据库运行控制程序4.实用程序 PagePage 16161.1.3 1.1.3 数据模型数据模型 数据模型就是从现实世界到机器世界的一个中间层次一、数据模型简介系教研室课程教师系教研室教师住处学生层次数据模型网状数据模型关系数据模型(二维表)PagePage 1717二、实体描述 现实世界存在各种事物，事物与事物之间存在着联系1.实体客观存在并相互区别的事物2.属性描叙实体的特性3
8、.实体集和实体型PagePage 1818三、实体间的联系和分类 实体之间的对应关系称为联系 1.一对一联系(1:1)2.一对多联系(1:N)3.多对多联系(M:N)公民身份证拥有11班级学生拥有1N教师学生授课NMPagePage 19191.2 1.2 关系数据库关系数据库20世纪80年代以来，新推出的数据库管理系统几乎都支持关系数据库 PK赛后，关系数据库成为主流 Access就是一种关系数据库管理系统酱油男Bachman Codd博士 PagePage 20201.2.1 1.2.1 关系数据模型关系数据模型用二维表的形式表示实体和实体之间联系的数据模型称为关系数据模型 这两张表的联系
9、在哪？PagePage 2121一、关系术语1.关系 一个关系就是一张二维表，在Access中，一个关系存储为一个表，具有一个表名。对关系的描述称为关系模式。学生信息表(学生编号，学生姓名，学生性别)PagePage 22222.元组(记录)一个二维表(一个具体关系)中，每一行是一个元组，对应表中一条具体记录。这个关系有多少元组？关系名是什么？PagePage 23233.属性(字段)一张二维表的每一列称为一个属性，或者叫字段。这个关系有几个属性？PagePage 24244.域 属性的取值范围 学生体检信息(学生编号,学生姓名,性别,身高,体重)域分别是什么？PagePage 2525 5.
10、关键字(主键)能够唯一标识一个元组 这两个关系的关键字是？PagePage 2626 6.外部关键字(外键)一个表的字段是另一张表的关键字，这个字段称为外部关键字 上面2张表中，哪个字段是外部关键字？PagePage 2727二、关系的特点1.关系必须规范化。第一范式(1NF):属性不能再分第二范式(2NF)第三范式(3NF)BC范式(BCNF)关系规范化的目的：消除冗余 员工编号 姓名手机|座机Y001张三1331234567888776655Y002李四1826655443688964723不满足1NF，属性3可再分员工编号姓名手机座机Y001张三1331234567888776655Y0
11、02李四1826655443688964723满足1NF，这是一张二维表(关系)PagePage 28282.同一关系中，不能出现相同的属性3.关系中不能用重复的元组4.关系中属性的次序不影响关系5.关系中元组的次序不影响关系PagePage 2929三、实际关系模型PagePage 30301.2.2 1.2.2 关系运算关系运算 关系运算分2种：传统的集合运算(并、交、差、笛卡尔乘积)和专门的关系运算(选择、投影、连接、除法)一、传统的集合运算传统的集合运算 1.并 F前提：前提：关系R和S具有相同的模式结构具有相同的元数(列数)对应属性的域相同属性名可以不同FR和和S的的并并是是指指由由
12、关关系系R和和S的的所所有有元元组组构构成成的的集集合合，记记为：为：R SRSRUSPagePage 3131F对于对于R和和S中共有的元组，在中共有的元组，在R S中只能出现一个中只能出现一个FR S仍是一个关系，其结构与仍是一个关系，其结构与R或或S的结构相同的结构相同专业编号科目教师M001会计黄蓉M002Access周伯通M003VF张无忌专业编号科目教师M004办公自动化任我行M005英语张三丰M006国际贸易李莫愁M007经济学杨逍 专业编号科目教师M001会计黄蓉M002Access周伯通M003VF张无忌M004办公自动化任我行M005英语张三丰M006国际贸易李莫愁M007
13、经济学杨逍RSPagePage 32322.交F前前 提：提：关系R和S具有相同的模式结构FR和和S的的交交是是由由R和和S的的共共有有元元组组构成的集合，记为：构成的集合，记为：RSFRS仍仍是是一一个个关关系系，该该关关系系的的结结构与构与R或或S的结构相同的结构相同RSR SPagePage 3333 班级编号课程名称开课时间课时C001微观经济学2011-3-124C002大学英语2011-3-148C003建筑艺术2011-3-1636C004计算机网络2011-3-2524班级编号课程名称开课时间课时C001微观经济学2011-3-124C002大学英语2011-3-148C005
14、操作系统2011-4-624C006数据库原理2011-4-860班级编号课程名称开课时间课时C001微观经济学2011-3-124C002大学英语2011-3-148RSPagePage 34343.差F前前 提：提：关系R和S具有相同的模式结构FR和和S的的差差是是指指由由属属于于R但但不不属属于于S的的元元组组构构成成的的集集合，记为：合，记为：RSFRS仍仍是是一一个个关关系系，该该关关系系的的结结构构与与R或或S的的结结构相同构相同FR S包包 括括 从从 R中中 去去 掉掉RS后所剩余的元组后所剩余的元组RSRSPagePage 3535班级编号课程名称开课时间课时C001微观经济
15、学2011-3-124C002大学英语2011-3-148C003建筑艺术2011-3-1636C004计算机网络2011-3-2524班级编号课程名称开课时间课时C001微观经济学2011-3-124C002大学英语2011-3-148C005操作系统2011-4-624C006数据库原理2011-4-860RS 班级编号课程名称开课时间课时C003建筑艺术2011-3-1636C004计算机网络2011-3-2524PagePage 3636 4.笛卡尔乘积CZBYAXR2R121S11BY2BY1CZCAAR22Z2X1XS1R1RSRS=口诀：列相加，行相乘PagePage 3737二
16、、专门的关系运算1.选择(selection)F选选择择是是从从行行的的角角度度进进行行的的运运算算，按按照照特特定定条条件件从水平方向从水平方向抽取元组抽取元组经过选择运算得到的结果可以形成新的关系，其关系模式不变PagePage 3838 查询所有在电教楼上课的记录班级编号教学楼教室座位数CR001科教楼10160CR003科教楼10345CR005科教楼301160CR007科教楼30380CR009电教楼102100CR011电教楼104600CR013电教楼20230CR015电教楼20450班级编号教学楼教室座位数CR009电教楼102100CR011电教楼104600CR013电
17、教楼20230CR015电教楼20450RPagePage 39392.投影(projection)存在关系R，投影是指在关系R中取出若干属性（列），组成一个新关系。F投投影影是是从从列列的的角角度度进进行行的的运运算算，即即从从垂垂直直方方向向进行抽取进行抽取投影操作允许对选取的属性进行重新排序如果新关系中包含重复元组，则要删除重复元组PagePage 4040查询有哪些班级在哪些教学楼上课班级编号教学楼教室座位数CR001科教楼10160CR003科教楼10345CR005科教楼301160CR007科教楼30380CR009电教楼102100CR011电教楼104600CR013电教楼2
18、0230CR015电教楼20450班级编号教学楼CR001科教楼CR003科教楼CR005科教楼CR007科教楼CR009电教楼CR011电教楼CR013电教楼CR015电教楼RPagePage 41413.联接(join):是关系的横向结合.联接运算将两个关系模式(或者两个以上)拼接成一个更宽的关系模式,生成的新关系中包含满足联接条件的元组 联接有包括内联接、外联接、等值联接、自然联接等等。PagePage 42424.等值联接存在两个关系R和S，等值连接(Equijoin)是指从R和S的笛卡尔积中选取属性R.A和属性S.B的属性值相等的那些元组PagePage 4343等值联接学号课程S0
19、01微观经济学S001大学英语S002微观经济学S003建筑艺术教师编号课程T001微观经济学T002大学英语T003建筑艺术T004计算机网络学号R.课程教师编号S.课程S001微观经济学T001微观经济学S001大学英语T002大学英语S002微观经济学T001微观经济学S003建筑艺术T003建筑艺术RSPagePage 44445.自然联接(natural join)自然联接是等值联接去掉重复的属性,是最常用的联结运算 学号课程S001微观经济学S001大学英语S002微观经济学S003建筑艺术教师编号课程T001微观经济学T002大学英语T003建筑艺术T004计算机网络学号教师编号
20、课程S001T001微观经济学S001T002大学英语S002T001微观经济学S003T003建筑艺术PagePage 4545在关系数据库中，利用选择、投影、联接运算可以方便的分解和构造新的关系PagePage 46461.3 数据库设计基础一、设计原则1.概念单一化，“一事一地原则”一个关系只表示一个实体或者一个实体之间的联系学生编号学生姓名班级编号S001大肥兔C001S002张小三C002教师编号教师姓名T001大肥兔T002路人甲我既是老师，又是学生，所以两个关系里都有我！PagePage 47472.避免在表之间出现重复字段(外键除外)学号学号姓名姓名班级编班级编号号课程名称课程
21、名称考试成绩考试成绩S001双儿C001微观经济学90S001双儿C002大学英语54S002郭襄C003建筑艺术67S002郭襄C001微观经济学67S003武修文C002大学英语66S004韦小宝C004计算机网络98学号学号姓名姓名性别性别年龄年龄已获学分已获学分S001双儿女19123S002郭襄女1867S003武修文男21120S004韦小宝男1997班级编号班级编号课程名称课程名称开课时间开课时间学分学分C001微观经济学2009-3-12C002大学英语2009-3-14C003建筑艺术2009-3-163C004计算机网络2009-3-252学号学号班级编号班级编号考试成绩考
22、试成绩S001C00190S001C00254S002C00367S002C00167S003C00266S004C00498成绩表学生信息表课程信息表成绩表(含有重复字段)PagePage 4848 3.表中的字段必须原始数据和基本数据元素 能够通过计算或者推导出来的字段尽量避免 学号会计计算机 英语总分S001828580247S002759083248PagePage 4949 4.用外关键字保证表与表之间的联系学号学号姓名姓名性别性别年龄年龄已获学分已获学分S001双儿女19123S002郭襄女1867S003武修文男21120S004韦小宝男1997班级编号班级编号课程名称课程名称开
23、课时间开课时间学分学分C001微观经济学2009-3-12C002大学英语2009-3-14C003建筑艺术2009-3-163C004计算机网络2009-3-252学号学号班级编号班级编号考试成绩考试成绩S001C00190S001C00254S002C00367S002C00167S003C00266S004C00498成绩表学生信息表课程信息表PagePage 50501.3.2 1.3.2 数据库设计过程数据库设计过程 例1.3 某学校教学管理的主要工作包括教师管理、学生管理和学生选课管理几项，请设计“教学管理”数据库组织和管理教学信息。一、需求分析对用户的需求分主要包括3方面内容：1
24、.信息需求2.处理要求3.安全性和完整性要求 需求分析实际就是要数据库设计者了解业务流程PagePage 5151二、确定实体 教师管理：教师 学生管理：学生 学生选课：课程 PagePage 5252三、确定联系 根据该学校的业务流程，教师是单独管理的，和其它实体没有联系 学生和课程之间是 多对多联系学生课程授课NM教师PagePage 5353四、确定属性 先确定实体的属性 教师的属性有:教师编号，性别，工作时间 学生的属性有:学生编号，性别，年龄，入校时间 课程的属性有:课程编号，课程名称，课程类别，学分 再确定联系的属性 1:1和1:N联系不会产生属性 N:M联系会产色属性 学生和课程
25、是多对多联系，产生了属性:成绩PagePage 5454五、确定表 一个实体对应一张表，一个多对多联系对应一张表该系统应该有多少张表？分别是什么？教师表学生表课程表选课表PagePage 5555六、确定主关键字和外关键字每一张表都可以有主关键字(主键)和外关键字(外键)主关键字和外关键字的作用是什么？两个实体是1:1联系：将任意一个实体对应关系的主键做另一个实体对应关系的外键。本例没有一对一联系。两个实体是1:N联系:将“1”方实体对应关系的主键做”N”方实体对应关系的外键。本例没有一对多联系。两个实体是N:M联系：将两个实体对应关系的主键做多对多联系产生的关系的外键，本例选课表的外键是什么
26、？PagePage 5656教学管理数据库中表之间的关系:PagePage 5757六、设计求精 数据库设计在每一个阶段的后期都要经过用户确认。整个设计过程实际上是一个不断返回、修改、调整的迭代过程。PagePage 58581.4 Access1.4 Access简介简介 Access是Micsoft Office套件之一。Access操作简单，应用广泛。1.4.1 Access发展简史1.4.2 Access数据库的系统结构 Access的扩展名为.mdb，分为7种不同的对象一、表二、查询三、窗体PagePage 5959四、报表五、数据访问页六、宏七、模块PagePage 60601.5 1.5 初识初识AccessAccess1.打开Access(1)开始-程序-Access(2)桌面快捷方式(3)直接打开文件(4)快速启动栏2.Access界面由:标题栏、菜单栏、工具栏、工作区、任务窗格、状态栏组成3.创建数据库4.关闭Access(1)单击右上角“关闭”按钮(2)双击左上角“关闭”图标(3)文件-退出(4)快捷键:Alt+F4，AltFX