第1章-数据库基础ppt课件(全).ppt

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1、Access2010数据库案例教程数据库案例教程第第1章章 数数 据据 库库 基基 础础123学习目的学习目的掌握数据库的基本原理、数据库设计的步骤和方法掌握数据库的基本原理、数据库设计的步骤和方法了解了解ACCESS2010数据库在各个领域中的应用数据库在各个领域中的应用具有设计一个小型数据库应用系统的基本能力具有设计一个小型数据库应用系统的基本能力学习要点：学习要点：数据库基本概念数据库基本概念数据库系统组成数据库系统组成数据模型数据模型关系数据库关系数据库构建数据库模型构建数据库模型学习目标：学习目标：通过本章的学习，了解数据库有关基本概念，如数据、数据库、数据库系统和数据库管理系统等，

2、了解数据库发展历史，数据库研究方向和应用范围，掌握数据库系统结构，数据库管理系统的功能和基本原理，理解数据模型的定义和实现方式，为关系型数据库系统的学习打下良好的基础。课程导入想一想：在我们日常生活中，广泛使用计算机进行相关的管理，很多情况都需要存储数据和管理数据，需要数据库系统的支持，请你想一想，给大家举一个例子好吗？数据库系统的应用实例 超市收银系统 银行信息系统 餐馆点餐系统 图书借阅系统 教务管理信息系统 1.1.1.1.概念概念概念概念 数据库是按一定关系把相关数据组织、存储，在数据库是按一定关系把相关数据组织、存储，在计算机中的数据集合。数据库不仅存放数据，而且计算机中的数据集合。

3、数据库不仅存放数据，而且还存放数据之前的联系。还存放数据之前的联系。1.1 数据库简介数据库简介1.1.1 数据库基本概念数据库基本概念1.1.1.1.数据数据数据数据 数据是指存储在某一种媒体上能够识别的物理符号。数据是指存储在某一种媒体上能够识别的物理符号。包括数字、文字、字母和其他字符，以及图形、图像、动包括数字、文字、字母和其他字符，以及图形、图像、动画、声音等。画、声音等。2.2.2.2.信息信息信息信息 经过处理加工可以产生影响的数据表现形式。经过处理加工可以产生影响的数据表现形式。数据是信息的表现形式。数据是信息的表现形式。数据库相关的术语数据库相关的术语1.1 数据库简介数据库

4、简介3.3.3.3.数据处理数据处理数据处理数据处理也称信息处理，是利用计算机对各种类型的数据进也称信息处理，是利用计算机对各种类型的数据进行处理。包括数据的采集、整理、存储、分类、排行处理。包括数据的采集、整理、存储、分类、排序、检索、维护、加工、统计和传输等一系列操作序、检索、维护、加工、统计和传输等一系列操作过程。过程。数据处理的目的是从大量数据中，通过分析、归纳、数据处理的目的是从大量数据中，通过分析、归纳、推理等科学方法，利用计算机技术、数据库技术等推理等科学方法，利用计算机技术、数据库技术等技术手段，提取有效的信息资源，为进一步分析、技术手段，提取有效的信息资源，为进一步分析、管理

5、、决策提供依据。管理、决策提供依据。数据库相关的术语数据库相关的术语1.1 数据库简介数据库简介4.4.4.4.数据库管理系统数据库管理系统数据库管理系统数据库管理系统 (DataBase Management System，DBMS)数据库管理系统提供的功能：数据库管理系统提供的功能：数据定义数据定义数据操纵数据操纵数据库运行管理数据库运行管理数据库的建立与维护数据库的建立与维护数据通信功能数据通信功能数据库相关的术语数据库相关的术语1.1 数据库简介数据库简介5.5.数据库系统数据库系统 (DataBase System，DBS)运行数据库系统的计算机系统。运行数据库系统的计算机系统。包括

6、：包括：计算机硬件设备和操作系统计算机硬件设备和操作系统DBMS DBMS 数据库数据库数据库管理系统数据库管理系统用户用户 数据库应用系统数据库应用系统数据库管理系统数据库管理系统操作系统操作系统硬件硬件数据库系统层次图数据库系统层次图数据库相关的术语数据库相关的术语1.1 数据库简介数据库简介1.2数据库系统v数据库系统的三级模式结构是指数据库系统是由外模式、模式和内模式三级构成。1.数据库系统的三级模式结构 1.2数据库系统v数据库系统是指具有数据库管理功能的计算机系统，它是由硬件、软件、数据和人员组合起来为用户提供信息服务的系统。v 数据库主要解决以下数据库主要解决以下3个问题。个问题

7、。(1)有效地组织数据。主要是对数据进行合理设计，以有效地组织数据。主要是对数据进行合理设计，以便计算机高效存储。便计算机高效存储。(2)将数据方便地输入计算机中。将数据方便地输入计算机中。(3)根据用户的要求将数据从计算机中提取出来。根据用户的要求将数据从计算机中提取出来。1.2.1 数据库系统的特点v1实现数据共享v2实现数据独立v3减少数据冗余度v4避免数据不一致性 v5加强对数据的保护1.2.2关系数据库概述 v关系数据库(Relation Database)是若干个依照关系模型设计的数据表文件的集合，也就是说关系数据库是由若干张依照关系模型设计的二维表组成的。关系数据库有以下特点：关

8、系数据库有以下特点：(1)以面向系统的观点组织数据，使数据具有最小的冗余度，以面向系统的观点组织数据，使数据具有最小的冗余度，支持复杂的数据结构。支持复杂的数据结构。(2)具有高度的数据和程序的独立性，用户的应用程序与数具有高度的数据和程序的独立性，用户的应用程序与数据的逻辑结构以及数据的物理存储方式有关。据的逻辑结构以及数据的物理存储方式有关。(3)由于数据具有共享性，因此数据库中的数据能为多个用由于数据具有共享性，因此数据库中的数据能为多个用户服务。户服务。(4)关系数据库允许多个用户同时访问，同时提供了各种控关系数据库允许多个用户同时访问，同时提供了各种控制功能，从而可以保证数据的安全性

9、、完整性和并发性控制功能，从而可以保证数据的安全性、完整性和并发性控制。制。1.2.3数据管理技术的发展数据管理技术的发展(参考参考)1 1人工管理阶段人工管理阶段1数据和应用程序数据和应用程序数据和应用程序数据和应用程序一一对应，应用一一对应，应用一一对应，应用一一对应，应用程序中的数据无程序中的数据无程序中的数据无程序中的数据无法被其他程序利法被其他程序利法被其他程序利法被其他程序利用。用。用。用。3数据的独立性很数据的独立性很数据的独立性很数据的独立性很差，数据的类型、差，数据的类型、差，数据的类型、差，数据的类型、结构发生变化，结构发生变化，结构发生变化，结构发生变化，则程序必须相应则

10、程序必须相应则程序必须相应则程序必须相应改变，因而数据改变，因而数据改变，因而数据改变，因而数据的结构性差。的结构性差。的结构性差。的结构性差。2程序与程序之程序与程序之程序与程序之程序与程序之间存在大量重间存在大量重间存在大量重间存在大量重复数据，存在复数据，存在复数据，存在复数据，存在着数据冗余。着数据冗余。着数据冗余。着数据冗余。数据2程序1程序2程序N数据1数据N2 2文件系统阶段文件系统阶段12应用程序采用统应用程序采用统应用程序采用统应用程序采用统一的存取方法来一的存取方法来一的存取方法来一的存取方法来存取、操作数据，存取、操作数据，存取、操作数据，存取、操作数据，程序与数据之间程

11、序与数据之间程序与数据之间程序与数据之间不再是直接的对不再是直接的对不再是直接的对不再是直接的对应关系，使程序应关系，使程序应关系，使程序应关系，使程序和数据有了一定和数据有了一定和数据有了一定和数据有了一定的独立性。的独立性。的独立性。的独立性。数据的存取在很数据的存取在很数据的存取在很数据的存取在很大程序上仍依赖大程序上仍依赖大程序上仍依赖大程序上仍依赖于应用程序，不于应用程序，不于应用程序，不于应用程序，不同程序很难于共同程序很难于共同程序很难于共同程序很难于共享同一数据文件，享同一数据文件，享同一数据文件，享同一数据文件，数据独立性较差数据独立性较差数据独立性较差数据独立性较差。数据1

12、数据N程序1程序2程序N数据2文件系统3 3数据库系统阶段数据库系统阶段1数据库系统管理数据库系统管理数据库系统管理数据库系统管理方式对所有的数方式对所有的数方式对所有的数方式对所有的数据实行统一规划据实行统一规划据实行统一规划据实行统一规划管理，构成一个管理，构成一个管理，构成一个管理，构成一个数据仓库，数据数据仓库，数据数据仓库，数据数据仓库，数据能够满足所有用能够满足所有用能够满足所有用能够满足所有用户的不同要求，户的不同要求，户的不同要求，户的不同要求，供不同用户共享。供不同用户共享。供不同用户共享。供不同用户共享。3数据文件间可以数据文件间可以数据文件间可以数据文件间可以建立关联关系

13、，建立关联关系，建立关联关系，建立关联关系，数据的冗余大大数据的冗余大大数据的冗余大大数据的冗余大大减少，增强了数减少，增强了数减少，增强了数减少，增强了数据共享性。据共享性。据共享性。据共享性。2应用程序对数据应用程序对数据应用程序对数据应用程序对数据与应用程序之间与应用程序之间与应用程序之间与应用程序之间完全独立，使程完全独立，使程完全独立，使程完全独立，使程序的编制质量和序的编制质量和序的编制质量和序的编制质量和效率都有所提高。效率都有所提高。效率都有所提高。效率都有所提高。的管理和访问灵的管理和访问灵的管理和访问灵的管理和访问灵活方便，而且数活方便，而且数活方便，而且数活方便，而且数据

14、据据据程序1数据库程序2程序34 4分布式数据库系统阶段分布式数据库系统阶段12数据库技术数据库技术数据库技术数据库技术与网络技术与网络技术与网络技术与网络技术的结合产生的结合产生的结合产生的结合产生了分布式数了分布式数了分布式数了分布式数据库系统。据库系统。据库系统。据库系统。分布式数据库系分布式数据库系分布式数据库系分布式数据库系统分为物理上分统分为物理上分统分为物理上分统分为物理上分布、逻辑上集中布、逻辑上集中布、逻辑上集中布、逻辑上集中的分布式数据库的分布式数据库的分布式数据库的分布式数据库结构和物理上分结构和物理上分结构和物理上分结构和物理上分布、逻辑上分布布、逻辑上分布布、逻辑上分

15、布布、逻辑上分布的分布式数据库的分布式数据库的分布式数据库的分布式数据库结构两种结构。结构两种结构。结构两种结构。结构两种结构。5 5面向对象数据库系统阶段面向对象数据库系统阶段1 1面向对象的程序设计技术与数据库面向对象的程序设计技术与数据库技术相结合的产物。技术相结合的产物。2 2采用了面向对象程序设计方法的思想和观点，采用了面向对象程序设计方法的思想和观点，来描述现实世界实体的逻辑组织和对象之间来描述现实世界实体的逻辑组织和对象之间的联系，提高了数据库管理效率，降低了用的联系，提高了数据库管理效率，降低了用户使用的复杂性。户使用的复杂性。3 3面向对象数据库技术将成为数据库技面向对象数据

16、库技术将成为数据库技术之后的新一代数据管理技术。术之后的新一代数据管理技术。1.3数据模型数据模型1.3.1 数据模型概述数据模型概述 在数据库系统的体系结构中，模式是整个系统在数据库系统的体系结构中，模式是整个系统的核心和关键。而模式的本原和主体是数据模型。的核心和关键。而模式的本原和主体是数据模型。表示实体及实体之间联系的数据库的数据结构称表示实体及实体之间联系的数据库的数据结构称为数据模型。为数据模型。1.3.1 数据模型概述数据模型概述实体实体实体实体-联系模型（联系模型（联系模型（联系模型（E-RE-RE-RE-R模型）模型）模型）模型）实体：实体：指客观存在并可相互区别的物体。实体

17、可以是实在的物体，如学生、图书等。也可以是抽象的事件，如订货、借书等。属性：属性：实体具有的某一种特性。联系：联系：实体间的对应关系1.3数据模型数据模型 两个实体之间的联系有两个实体之间的联系有3 3种类型：一对一联系（种类型：一对一联系（1:11:1），一），一对多联系（对多联系（1:n1:n），多对多联系（），多对多联系（m:nm:n）（1 1）一对一联系（）一对一联系（）一对一联系（）一对一联系（1 1：1 1）一个实体集（表）中的每一个实体，另一个实体集（表）至多有一个实体与之联系。反之亦然。例如，学生表和学生家庭表之间是一对一的联系。班长班长班级班级112.2.实体间的联系实体间的

18、联系 1.3数据模型数据模型（2 2）一对多联系（）一对多联系（）一对多联系（）一对多联系（1 1：n n）一个实体集（表）的每一条记录与另一个实体集（表）中的多条记录相关联。例如，学生表和成绩表之间是一对多的联系。班长班长学生学生1n1.3数据模型数据模型（3 3）多对多联系（）多对多联系（）多对多联系（）多对多联系（mm：n n）多对多联系表示一个实体集（表）的多条记录与另一个实体集（表）中的多条记录相关联。例如，学生成绩表和课程表之间是多对多的联系。教师教师学生学生mn1.3数据模型数据模型教师讲课ER图3.E-R3.E-R模型表示模型表示1.3数据模型数据模型 数据库的数据结构形式，叫

19、数据模型，它是对数据库如何组织的一种模型化表示。数据模型是对客观事物及其联系的数据描述，它反映了实体内部以及实体与实体之间的联系。也可以说数据模型是指数据库中记录与记录之间的关系。数据模型不同，相应的数据库系统就完全不同。任何一个数据库管理系统都是基于某种数据模型的，数据模型是数据库设计的核心。数据库管理系统常用的数据模型有层次模型、网状模型和关系模型3种模型。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系。关系数据模型关系数据模型1.3数据模型数据模型1.1.层次数据模型（层次数据模型（Hierarchical ModelHierarchical Model）用树形结构表示实体

20、及其之间的联系的模型称为层次模型。用树形结构表示实体及其之间的联系的模型称为层次模型。满足以下条件的数据模型称为层次模型：满足以下条件的数据模型称为层次模型：只有一个结点无父结点，这个结点称为只有一个结点无父结点，这个结点称为“根结点根结点”。根结点以外的子结点，向上仅有一个父结点，向下有若根结点以外的子结点，向上仅有一个父结点，向下有若干子结点。干子结点。学校学校生物学院生物学院管理学院管理学院信息学院信息学院建筑学院建筑学院计算机系计算机系信息科学系信息科学系1.3数据模型数据模型2 2网状数据模型（网状数据模型（Network ModelNetwork Model）用网状结构表示实体及其

21、之间的联系的模型称为网状模型。用网状结构表示实体及其之间的联系的模型称为网状模型。满足以下条件的数据模型称为网状模型：满足以下条件的数据模型称为网状模型：结点有多于一个的父结点。结点有多于一个的父结点。有一个以上的结点无父结点。有一个以上的结点无父结点。系系教研室学生教师宿舍宿舍学校学校课程课程教材教材教师教师学生学生教室教室1.3数据模型数据模型3 3关系模型（关系模型（Relational ModelRelational Model）关系模型是建立在关系代数基础上的，一个关系模型的逻辑结构是一个二维表，它由行和列组成。在关系模型中操作的对象和结果都是二维表，这种二维表就称为关系，用关系表示

22、的数据模型称为关系模型。读者编号读者编号姓名姓名性别性别出生日期出生日期办证日期办证日期VIP联系电话联系电话2007001王天依王天依女女1986-10-262007-9-3TRUE836685112007002裴志红裴志红女女1986-4-302007-9-3FALSE836685112007003赵乐赵乐男男1986-11-242007-9-3FALSE836685112007004杜超杜超男男1986-4-282007-9-3FALSE836686312007005张寅雪张寅雪女女1985-11-152007-9-3FALSE836685111.3数据模型数据模型1.4关系数据库关系数

23、据库 关系的基本概念关系的基本概念1 1 1 1关系：关系：关系：关系：一个关系就是一张二维表，每个关系有一个关系名。如：纳税登记（税号，姓名，联系电话）。2 2 2 2元组元组元组元组 一个二维表中，水平方向的一行成为一个元组元组对应表中的一个具体记录。Access中表示为记录。3 3 3 3属性属性属性属性 二维表中垂直方向的列。Access中表示为字段名。4 4 4 4域域域域 属性的取值范围。5 5 5 5关键字：关键字：关键字：关键字：其值能唯一地标识一个元组的属性或属性的组合。如：教师关系中的“学号”属性、选课成绩关系中的“学号”与“课程号”属性组合。6 6 6 6外关键字外关键字

24、外关键字外关键字 如果表中一个字段不是本表的主关键字，而是另外一个表的关键字和候选关键字，这个字段就称为外关键字。通过外部关键字使表与表建立联系。7 7 7 7关系模式关系模式关系模式关系模式 对关系的描述称为关系模式，其格式为 关系名（属性关系名（属性1 1，属性，属性2 2，属性，属性n n）例：读者表（读者编号，姓名，性别，出生日期，办证日期，VIP，联系电话）8.8.8.8.关系的特点关系的特点关系的特点关系的特点 关系中的每个属性必须是不可划分的数据项关系中的每个属性必须是不可划分的数据项每一列的元素必须是同一类型的数据，来自同一个域每一列的元素必须是同一类型的数据，来自同一个域在同

25、一个关系中不能出现相同的属性名在同一个关系中不能出现相同的属性名关系中不允许有完全相同的元组关系中不允许有完全相同的元组在一个关系中元组和列的次序无关紧要在一个关系中元组和列的次序无关紧要 关系运算关系运算关系的基本运算有两类：传统的集合运算（并、差、交等）传统的集合运算（并、差、交等）传统的集合运算（并、差、交等）传统的集合运算（并、差、交等）专门的关系运算（选择、投影、联接等）专门的关系运算（选择、投影、联接等）专门的关系运算（选择、投影、联接等）专门的关系运算（选择、投影、联接等）1 1 1 1传统的集合运算传统的集合运算传统的集合运算传统的集合运算 在进行传统的并、差、交集合运算中，两

26、个关系必须具在进行传统的并、差、交集合运算中，两个关系必须具在进行传统的并、差、交集合运算中，两个关系必须具在进行传统的并、差、交集合运算中，两个关系必须具有相同的关系模式，即元组（记录）有相同的结构。有相同的关系模式，即元组（记录）有相同的结构。有相同的关系模式，即元组（记录）有相同的结构。有相同的关系模式，即元组（记录）有相同的结构。(1)(1)关系并运算关系并运算关系并运算关系并运算 设有两个关系设有两个关系设有两个关系设有两个关系R R R R和关系和关系和关系和关系S S S S具有相同的关系模式，将关系具有相同的关系模式，将关系具有相同的关系模式，将关系具有相同的关系模式，将关系R

27、 R R R和关系和关系和关系和关系S S S S的所有元组合的所有元组合的所有元组合的所有元组合并，再删去重复的元组，组成一个新的关系，称为并，再删去重复的元组，组成一个新的关系，称为并，再删去重复的元组，组成一个新的关系，称为并，再删去重复的元组，组成一个新的关系，称为R R R R与与与与S S S S的并，记为的并，记为的并，记为的并，记为RSRSRSRS。R R学号姓名性别出生日期入学成绩学号姓名性别出生日期入学成绩 040101王洪男85-03-10510040201孙磊男85-06-29483 040102李娜女85-05-20498040101王洪男85-03-10510 04

28、0103陈颖女85-08-10490040203孙英女85-06-01472S SRSRS(2)(2)关系差运算关系差运算关系差运算关系差运算 设有两个关系设有两个关系设有两个关系设有两个关系R R R R和关系和关系和关系和关系S S S S具有相同的关系模式，求属于关系具有相同的关系模式，求属于关系具有相同的关系模式，求属于关系具有相同的关系模式，求属于关系R R R R但不属于关系但不属于关系但不属于关系但不属于关系S S S S的的的的元组组成的集合。即只考虑关系元组组成的集合。即只考虑关系元组组成的集合。即只考虑关系元组组成的集合。即只考虑关系R R R R，不考虑关系，不考虑关系，

29、不考虑关系，不考虑关系S S S S，在关系，在关系，在关系，在关系R R R R中删去与关系中删去与关系中删去与关系中删去与关系S S S S中相同中相同中相同中相同的元组，组成一个新的关系，称为的元组，组成一个新的关系，称为的元组，组成一个新的关系，称为的元组，组成一个新的关系，称为R R R R与与与与S S S S的差，记为的差，记为的差，记为的差，记为R-SR-SR-SR-S。RSR-S(3)(3)关系交运算关系交运算关系交运算关系交运算 关系关系关系关系R R R R和关系和关系和关系和关系S S S S的交是由属于的交是由属于的交是由属于的交是由属于R R R R又属于又属于又属

30、于又属于S S S S的元组组成的集的元组组成的集的元组组成的集的元组组成的集合，即在关系合，即在关系合，即在关系合，即在关系R R R R和关系和关系和关系和关系S S S S两个关系中取相同的元组，组成一个两个关系中取相同的元组，组成一个两个关系中取相同的元组，组成一个两个关系中取相同的元组，组成一个新关系，称为新关系，称为新关系，称为新关系，称为R R R R与与与与S S S S的交，记为的交，记为的交，记为的交，记为RSRSRSRS。RSRS(1)(1)选择运算选择运算选择运算选择运算 从关系中找出满足给定条件的元组的操作称为选择运算。从关系中找出满足给定条件的元组的操作称为选择运算

31、。从关系中找出满足给定条件的元组的操作称为选择运算。从关系中找出满足给定条件的元组的操作称为选择运算。(2)(2)投影运算投影运算投影运算投影运算 从关系中选取指定的若干属性组成一个新的关系的操作称为投从关系中选取指定的若干属性组成一个新的关系的操作称为投从关系中选取指定的若干属性组成一个新的关系的操作称为投从关系中选取指定的若干属性组成一个新的关系的操作称为投影运算。影运算。影运算。影运算。(3)(3)联接运算联接运算联接运算联接运算 联接运算是选取两个指定关系中属性间满足一定条件的元组，联接运算是选取两个指定关系中属性间满足一定条件的元组，联接运算是选取两个指定关系中属性间满足一定条件的元

32、组，联接运算是选取两个指定关系中属性间满足一定条件的元组，拼接成一个新的关系。生成的新关系中包含满足联接条件的元组。拼接成一个新的关系。生成的新关系中包含满足联接条件的元组。拼接成一个新的关系。生成的新关系中包含满足联接条件的元组。拼接成一个新的关系。生成的新关系中包含满足联接条件的元组。(4)(4)自然联接运算自然联接运算自然联接运算自然联接运算 在联接运算中，按照属性值对应相等为条件进行的连接操作称在联接运算中，按照属性值对应相等为条件进行的连接操作称在联接运算中，按照属性值对应相等为条件进行的连接操作称在联接运算中，按照属性值对应相等为条件进行的连接操作称为等值联接。自然联接是去掉重复属

33、性的等值联接。为等值联接。自然联接是去掉重复属性的等值联接。为等值联接。自然联接是去掉重复属性的等值联接。为等值联接。自然联接是去掉重复属性的等值联接。2.2.2.2.专门的关系运算专门的关系运算专门的关系运算专门的关系运算 专门的关系运算包括选择、投影、联接等，这些运算可以实专门的关系运算包括选择、投影、联接等，这些运算可以实专门的关系运算包括选择、投影、联接等，这些运算可以实专门的关系运算包括选择、投影、联接等，这些运算可以实现数据库中的查询操作。现数据库中的查询操作。现数据库中的查询操作。现数据库中的查询操作。关系的完整性关系的完整性 1.1.1.1.实体完整性规则实体完整性规则实体完整性规则实体完整性规则 2.2.2.2.参照完整性规则参照完整性规则参照完整性规则参照完整性规则 3.3.3.3.用户定义完整性规则用户定义完整性规则用户定义完整性规则用户定义完整性规则1.5 构建数据库模型构建数据库模型 在使用Microsoft Access新建数据库的窗体和其他对象之前，设计并构建数据库非常重要。合理的设计是新建一个有效、准确及时完成所需功能的数据库的基础。1收集项目需求 2项目构架 3开发规划