《大学计算机基础》-陈语林-电子教案 p06

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1、第6章 数据库基础,数据库系统是计算机信息系统的基础和主要组成部分。 6.1 数据库概述 一、数据管理技术的发展 随着计算机硬件和软件的发展，数据处理技术经历了人工管理、文件系统、数据库系统三个阶段。 1人工管理阶段,2文件管理阶段 3数据库管理阶段 数据库技术从20世纪60年代后期产生到今天仅有30多年的历史，其发展速度之快、使用范围之广是其他技术所不及的。数据库技术与网络通信技术、人工智能技术、面向对象技术、并行计算技术等互相渗透、互相结合，成为当今数据库技术发展的主要特征。 从文件系统到数据库系统，标志着数据管理技术质的飞跃。,二、数据库与数据库系统 1数据库 数据库(DataBase，

2、DB)是存储在计算机内的、有组织的、可共享的数据集合。数据库中的数据按一定的数据模型进行组织、描述和存储，具有较小的冗余度、较高的数据独立性和易扩展性，并为各种用户共享。 数据库按数据模型分，可分为层次数据库、网状数据库、关系数据库和面向对象数据库。,2数据库管理系统 DBMS一般都具有如下功能： (1) 定义功能：可以定义数据库的结构、数据完整性和其他约束条件。 (2) 操纵功能：实现对数据库中的数据的插入、修改、删除和查询。 (3) 控制功能：实现数据的安全性控制、完整性控制以及多用户环境下的并发控制。 (4) 维护功能：提供对数据的装载、转储和恢复，以及数据库的性能分析和监测。 (5)

3、数据字典：用来存放数据库各级模式结构的描述。,3数据库系统 数据库系统是存储、管理、处理和维护数据的软件系统，它由数据库、数据库管理系统、宿主语言、开发工具和应用程序等软件和数据库管理员组成。 数据库是一个存储大量有组织、可共享的数据集合；DBMS用于建立、使用、维护数据库；宿主语言是可以嵌入数据库系统中的程序设计语言；数据库管理员(DataBase Administrator，DBA)负责创建、监控和维护数据库；应用程序是系统开发人员利用数据库系统资源开发的、应用于某一个实际问题的应用软件。数据库系统是软件领域的一个重要分支，是指研究、开发、建立、维护和应用数据库系统所涉及的理论、方法和技术

4、。,6.2 数据库系统的结构 一、数据描述 数据从现实世界到计算机数据库的具体表示要经历3个阶段，即现实世界、信息世界和计算机世界的数据描述。 1现实世界 现实世界是指客观存在的世界中的事实及其联系。 信息世界 信息世界是现实世界在人们头脑中的反映，是对客观事物及其联系的一种抽象描述，一般采用实体-联系方法。,(1) 实体 客观存在并可以相互区别的事物称为实体 (2) 属性 描述实体的特性称为属性 (3) 实体标识符 (4) 联系 实体集之间的对应关系称为联系 (5) 实体-联系方法 实体-联系方法称为E-R方法，使用图形方式描述实体之间的联系,3计算机世界 这一阶段的数据处理是在信息世界对客

5、观事物的描述基础上做进一步抽象，使用的方法为数据模型的方法，这一阶段的数据处理在数据库的设计过程中也称为逻辑设计。 字段 记录 字段的有序集合称为记录。 (3) 文件 同一类型记录的集合称为文件。,(4) 关键字 能够惟一标识文件中每个记录的字段或字段集，称为关键字或主码。 二、数据模型 常见的数据模型有3种：层次模型(Hierarchical Model)、网状模型(Network Model)和关系模型(Relational Model)。 1层次模型 2网状模型 3关系模型 是数据库所讨论的模型中最重要的模型,4数据模型的要素 数据模型通常由数据结构、数据操作和完整性约束3部分组成。 (

6、1) 数据结构 数据结构是所研究对象的类型集合，这些对象是数据库的组成成分。 (2) 数据操作 数据操作是指对数据模型中各种对象的实例 (3) 数据的完整性约束条件 数据的完整性约束条件是完整性规则的集合,三、 数据库的分级结构 1三级模式 (1) 模式 模式也称为逻辑模式或概念模式，是对数据库中全部数据的逻辑结构和特征的总体描述，是所有用户的公共数据视图。 (2) 外模式 外模式也称为子模式或用户模式，它是数据库用户能够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，即与某一应用有关的数据的逻辑表示。,(3) 内模式 内模式又称为存储模式，一个数据库只有一个内模式。它是对

7、数据的物理结构和存储方式的描述，是数据在数据库内部的表示方式。 2二级映射 外模式/模式映射 模式/内模式映射,6.3 关系数据库 一、关系术语 (1) 关系：一个关系对应通常说的一张二维表，如表6-5中的学生登记表。 (2) 元组：在一个二维表(一个具体关系)中，从第二行起的每一行称为一个元组，元组对应存储文件中的一个具体记录。 (3) 属性：二维表中垂直方向的每一列称为一个属性，在文件中对应一个字段。每一列有一个属性名，即字段名，例如表中的学号、姓名、性别、出生日期等。,(4) 属性值：表中行和列的交叉位置表示某个属性的值，也称为分量。 (5) 域：属性的取值范围，例如：性别的域是(男，女

8、)。 (6) 表结构：是表中的第一行，表示组成该表的各个字段的名称，在文件中，还应该包括各字段的取值的类型、宽度等。 (7) 关系模式：是指对关系结构的描述 (8) 候选键：在关系中可以用来惟一地标识一个元组的属性或属性组。,(9) 主键：是指从候选键中指定一个用来标识元组。 (10) 外部关键字： (11) 主表和从表：是指通过外键相关联的两个表，其中以外键作为主键的表称为主表，外键所在的表称为从表。 (12) 关系数据库：是指一些相关的表和其他数据库对象的集合。,二、关系模型的特点 关系必须规范化。所谓规范化是指关系模型中每一个关系模式都必须满足一定的要求。最基本的要求是每个属性必须是不可

9、分割的数据项，即表中不能再包含表。 在同一个关系中不能出现相同的属性名，即不允许有相同的字段名。 关系中不允许有完全相同的元组(记录)。 在一个关系中元组的次序无关紧要。也就是说，任意交换两行的位置并不影响数据的实际含义。日常生活中经常见到的“排名不分先后”正反映这种意义。 (5)在一个关系中列的次序无关紧要。任意交换两列的位置也不影响数据的实际含义。,三、关系运算 1选择 从指定的关系中找出满足给定条件的元组的操作称为选择。 选择是从行的角度进行的运算，即从水平方向抽取记录。 2投影 从关系模式中指定若干个属性组成新的关系称为投影。 投影是从列的角度进行的运算，相当于对关系进行垂直分解。 3

10、联接 联接是关系的横向组合。,四、常见的数据库系统及其开发工具 数据库系统开发工具有很多，目前常用的有Visual Stdio.NET、Visual C+、Delphi以及其他一些Web数据库开发工具。 关系型数据库管理系统有多种，下面介绍常用的四种： (1) Microsoft Access：适用于中、小型数据库应用系统。 (2) SQL Server：适用于中、大型数据库应用系统。 (3) Oracle：目前功能最强大的数据库管理系统，适用于大型数据库应用系统。 (4) Visual FoxPro：,6.4 Access数据库的建立与维护 Access 2003是一种关系型数据库管理系统。

11、 一、数据库的组成 在Access2003中，一个数据库包含的对象有表、查询、窗体、报表、宏、模块和页， 1表 表是数据库中最基本的对象，没有表也就没有其他对象。,2查询 查询就是从一个或多个表(或查询)中选择一部分数据，将它们集中起来，形成一个全局性的集合，供用户查看。 3窗体 窗体是用户与数据库交互的界面，是数据库维护的一种最灵活的方式。 4报表 Access中的报表与现实生活的报表是一样的，是一种按指定的样式格式化的数据形式。,5宏 宏是若干个操作的组合，可用来简化一些经常性的操作。 6模块 在模块中，用户可以用VBA语言编写函数过程或子程序。 7页 页是Access 2003中新增加的

12、对象。用户通过创建页(Web)，把数据库中的数据向Internet或Intranet上发布。,二、数据库的建立 设计一个数据库的关键就集中体现在建立基础表上。 1字段数据类型 文本型(Text) 备注型(Memo) 数字型(Number) 日期/时间型(Date/Time) 货币型(Currency) 自动编号型(AutoNumber) 是/否型(Yes/No) OLE对象(OLE Object),2字段属性 确定数据类型之后，还应设定字段属性才能更准确地确定数据的存储。 字段大小 格式 小数位数 标题 默认值 有效性规则 有效性文本 索引,3表的建立 建立表有三种方法。除了使用设计器创建表之

13、外，还能使用向导创建表和通过输入数据创建表。 三、数据库的管理与维护 数据库的管理与维护主要就是表的管理与维护。 1向表中输入数据 2表结构的修改 选定基本表，进入设计视图，修改表结构。,3数据的导出和导入 使用“文件|导出”命令可以将表中数据以另一种文件格式(如文本文件、RTF格式等)保存在磁盘上。导入操作是导出操作的逆操作，使用的命令是“文件|获取外部数据|导入”。 4表的复制、删除、恢复和更名,四、表达式 1常用运算符 运算符是表示实现某种运算的符号。Access 2003的运算符分为四类：算术运算符、字符串运算符、关系运算符和逻辑运算符。 2常用内部函数 Access2003中提供大量

14、的内部函数，供用户在设计时使用。,3表达式和表达式生成器 在Access 2003中，表达式由变量(包括字段名称)、常量、运算符、函数和圆括号按一定的规则组成。表达式通过运算后有一个结果，运算结果的类型由数据和运算符共同决定。 表达式主要应用在以下3个方面。 (1) 查询的SQL视图 (2) 查询的设计视图 (3) 字段的有效性规则,五、SQL数据更新命令 结构化查询语言SQL是操作关系数据库的工业标准语言。在SQL中，常用的语句有两类：一是数据查询命令SELECT，只有一条；二是数据更新命令，如INSERT、UPDATE、DELETE等。,1INSERT命令 在SQL中，INSERT语句用于

15、数据插入。其语法格式为： INSERT INTO 表名 (字段1，字段2，字段n) VALUES(常量1，常量2，常量n) INSERT INTO 表名(字段1，字段2，字段n) VALUES 子查询 2DELETE命令 在SQL中，DELETE命令用于数据删除。其语法格式为： DELETE FROM 表 WHERE条件,3UPDATE命令 在SQL中，UPDATE命令用于数据修改。其语法格式为： UPDATE 表 SET 字段1=表达式1，字段n=表达式n WHERE 条件 UPDATE命令修改指定表中满足条件的记录，把这些记录按表达式的值修改相应字段上的值。如果WHERE子句默认，则修改表

16、中所有的记录。,六、用SQL对表进行操作 1CREATE TABLE命令 CREATE TABLE Test (教师号 CHAR(6)，教师姓名CHAR(10)，年龄 SMALLINT)； 2ALTER TABLE命令 ALTER TABLE用于修改基本表的结构。语法格式为： ALTER TABLE 表名 ADD 新字段名 数据类型 ALTER 字段名 数据类型 DROP 字段名,3DROP TABLE命令 七、窗体与报表 1创建窗体 在Access中，创建窗体的方法有两种：一是使用向导创建窗体，二是在使用设计视图中创建窗体。 2创建报表 在Access中，与创建窗体一样，创建报表也有两种方法：一是使用向导创建报表；二是在设计视图中创建报表。,6.5 Access数据库操作实例 1数据表结构设计 2建立空student.mdb数据库 3建立数据表 4建立表间的关系