大二下1-數(shù)據(jù)庫access課件第一章

第一章數(shù)據(jù)庫原理本章主要內(nèi)容數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基本概念數(shù)據(jù)模型與關(guān)系數(shù)據(jù)庫的基本理論關(guān)系運(yùn)算的概念與方法關(guān)系模式的規(guī)范化E-R模型到關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換關(guān)系數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的方法與步驟Access2007的工作環(huán)境Access2007的主要功能與特點(diǎn)Access數(shù)據(jù)庫的對象第1節(jié)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基本概念1.1.1數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展歷程：人工管理階段文件系統(tǒng)階段數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段人工管理階段特點(diǎn)：處理數(shù)據(jù)時幾乎完全需要人工為每個程序?qū)ｉT輸入和輸出數(shù)據(jù)。文件管理階段特點(diǎn)：數(shù)據(jù)共享性差、數(shù)據(jù)冗余度大、數(shù)據(jù)獨(dú)立性差、大量相關(guān)數(shù)據(jù)無統(tǒng)一管理。數(shù)據(jù)庫管理階段特點(diǎn)：克服了其上兩個階段的所有缺點(diǎn)，出現(xiàn)了此階段最重要的系統(tǒng)軟件——數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DBMS）。1.1.2數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基本概念數(shù)據(jù)：數(shù)據(jù)是描述現(xiàn)實(shí)中某種事物的形式化表達(dá)方式。數(shù)據(jù)的種類：數(shù)值、字符、聲音、圖形、圖像等。數(shù)據(jù)與信息的區(qū)別：意義的表達(dá)程度。數(shù)據(jù)庫（DB）：數(shù)據(jù)庫是指邏輯上相關(guān)的、長期存儲在計(jì)算機(jī)中的、有組織的、可共享的數(shù)據(jù)集合。數(shù)據(jù)庫的特點(diǎn)：共享性、結(jié)構(gòu)化、獨(dú)立性、低冗余度、易維護(hù)。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DBMS）：數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)是專用于對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行管理的系統(tǒng)軟件。DBMS的功能：數(shù)據(jù)庫定義、數(shù)據(jù)存取操作、數(shù)據(jù)庫運(yùn)行管理、數(shù)據(jù)組織存儲管理、數(shù)據(jù)庫維護(hù)、其他如數(shù)據(jù)庫通信等。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（DBS）：數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是指在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中引入數(shù)據(jù)庫后的系統(tǒng)構(gòu)成。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的組成：數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、應(yīng)用程序以及數(shù)據(jù)庫管理員和用戶。數(shù)據(jù)庫管理員（DBA）：在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)運(yùn)行期間，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)庫使用、協(xié)調(diào)、維護(hù)等管理工作的專業(yè)人員。第2節(jié)

數(shù)據(jù)模型和關(guān)系數(shù)據(jù)庫理論數(shù)據(jù)模型的概念數(shù)據(jù)模型的三個層次關(guān)系的定義和性質(zhì)1.2.1數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)模型的含義：從現(xiàn)實(shí)世界到計(jì)算機(jī)世界過渡的產(chǎn)物。須滿足：能夠比較真實(shí)地模擬現(xiàn)實(shí)世界；易于被人理解和使用；便于在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)；即能夠描述數(shù)據(jù)本身還應(yīng)該能夠反映數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系。數(shù)據(jù)模型有三個層次：概念數(shù)據(jù)模型：概念數(shù)據(jù)模型是獨(dú)立于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)模型，它不涉及數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)內(nèi)的表示，只強(qiáng)調(diào)將用戶信息概括地、清晰地用某種形式表示出來，是數(shù)據(jù)庫專業(yè)設(shè)計(jì)人員與用戶之間最早建立和最易于溝通交流的數(shù)據(jù)模型。在概念數(shù)據(jù)模型建立時尚不涉及具體的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，注重的是現(xiàn)實(shí)信息的數(shù)據(jù)描述和概括。邏輯數(shù)據(jù)模型：邏輯數(shù)據(jù)模型的建立需要考慮將來數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)所采用的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，需要利用某種數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)支持的數(shù)據(jù)庫語言將完全與數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)無關(guān)的概念數(shù)據(jù)模型轉(zhuǎn)換成符合該數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)類型的邏輯數(shù)據(jù)模型，邏輯數(shù)據(jù)模型強(qiáng)調(diào)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的專業(yè)表達(dá)和專業(yè)描述，是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員的重要工具。物理數(shù)據(jù)模型：物理數(shù)據(jù)模型強(qiáng)調(diào)的是數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)內(nèi)的存儲方式和存取方法，是一種面向計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)模型。物理數(shù)據(jù)模型的建立不僅涉及所采用的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，而且涉及計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的硬件及支持計(jì)算機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行的操作系統(tǒng)。各級數(shù)據(jù)模型在數(shù)據(jù)庫開發(fā)中的作用：在數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)開發(fā)時，各級數(shù)據(jù)模型是一種逐漸演變發(fā)展深化的過程：首先是將現(xiàn)實(shí)世界抽象轉(zhuǎn)換為概念數(shù)據(jù)模型，然后是將概念數(shù)據(jù)模型轉(zhuǎn)換為邏輯數(shù)據(jù)模型，最后再將邏輯數(shù)據(jù)模型轉(zhuǎn)換為物理數(shù)據(jù)模型。1.2.2概念數(shù)據(jù)模型基本概念：實(shí)體：客觀存在并可相互區(qū)別的事物稱為實(shí)體。具體的人、事、物以及抽象的概念都是實(shí)體。屬性：實(shí)體所具有的某方面的特性稱為屬性。一個實(shí)體就是用它的若干個屬性來描述的。實(shí)體型：使用若干相同屬性描述的實(shí)體屬于同類實(shí)體，同類實(shí)體使用相同實(shí)體名和相同的一組屬性名來表達(dá)，這種表達(dá)方式稱為實(shí)體型。實(shí)體集：具有相同實(shí)體型的各具體實(shí)體的集合稱為實(shí)體集。如具有相同實(shí)體型的全體學(xué)生的集合即是實(shí)體集。域：屬性的取值范圍稱為該屬性的域。碼：可以惟一標(biāo)識一個具體實(shí)體的最小屬性集合稱為碼。一個實(shí)體的碼有候選碼和主碼之分。聯(lián)系：實(shí)體與實(shí)體之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系稱為聯(lián)系。實(shí)體型之間聯(lián)系的種類：兩個實(shí)體型之間的聯(lián)系：一對一聯(lián)系（1:1）：如果一個實(shí)體集A中的每一個實(shí)體，都至多與另一個實(shí)體集B中的一個實(shí)體相聯(lián)系，反之亦然，則稱這兩個實(shí)體集所對應(yīng)的實(shí)體型A與B（一般就簡稱兩個實(shí)體）具有一對一聯(lián)系，記為1:1。例如，夫妻關(guān)系就是夫?qū)嶓w與妻實(shí)體間的一對一聯(lián)系。一對一聯(lián)系可用圖形表示，如下圖所示。一對多聯(lián)系（1:n）：如果一個實(shí)體集A中的每一個實(shí)體，可以與另一個實(shí)體集B中的多個實(shí)體相聯(lián)系，反之，實(shí)體集B中的每一個實(shí)體，至多與實(shí)體集A中的一個實(shí)體相聯(lián)系，則稱對應(yīng)的實(shí)體型A與實(shí)體型B（一般就簡稱實(shí)體A與B）具有一對多聯(lián)系，記為1:n，其中實(shí)體型A稱為一方，實(shí)體型B為稱多方。例如，班級與學(xué)生的關(guān)系就是班級實(shí)體與學(xué)生實(shí)體間的一對多聯(lián)系，因?yàn)橐粋€班級可以有多個學(xué)生，而一個學(xué)生只能屬于一個班級，其中班級為一方，學(xué)生為多方，如下圖所示。多對多聯(lián)系（m:n）：如果一個實(shí)體集A中的每一個實(shí)體，可以與另一個實(shí)體集B中的多個實(shí)體相聯(lián)系，反之，實(shí)體集B中的每一個實(shí)體，也可以實(shí)體集A中的多個實(shí)體相聯(lián)系，則稱對應(yīng)的實(shí)體型A與實(shí)體型B（一般就簡稱實(shí)體A與B）具有多對多聯(lián)系，記為m:n。例如，學(xué)校開設(shè)的課程與學(xué)生的關(guān)系就是課程實(shí)體與學(xué)生實(shí)體間的多對多聯(lián)系，因?yàn)橐婚T課程可以有多個學(xué)生選修，而一個學(xué)生也可以選修多門課程，如下圖所示。多個實(shí)體型之間的聯(lián)系：多個實(shí)體型也可以由于某種聯(lián)系建立關(guān)系，且多個實(shí)體型中每兩個實(shí)體型間的聯(lián)系類型仍為上述一對一、一對多和多對多三種之一。例如，對于課程、教師和參考書3個實(shí)體型，如果一門課程可以有多個教師講授，可以使用多本參考書，而每個教師只講授一門課程，且每本參考書只供一門課程使用，則這3個實(shí)體型間的聯(lián)系可如下圖所示。同一實(shí)體型內(nèi)部各實(shí)體之間的聯(lián)系：同一個實(shí)體型內(nèi)部各實(shí)體之間也可以存在上述一對一、一對多和多對多三種聯(lián)系。例如，職工實(shí)體型內(nèi)部職工之間具有領(lǐng)導(dǎo)和被領(lǐng)導(dǎo)的聯(lián)系，即一個擔(dān)任某個職務(wù)的職工可以領(lǐng)導(dǎo)多個普通職工，而每個普通職工只能被一個擔(dān)任某個職務(wù)的職工領(lǐng)導(dǎo)，他們之間就是一對多的聯(lián)系，如下圖所示。用E-R模型表示概念模型的方法：E-R模型的具體實(shí)現(xiàn)是采用圖示來表示現(xiàn)實(shí)世界中的實(shí)體、屬性和實(shí)體之間的聯(lián)系的方法，因此獲得的E-R模型也稱為E-R圖。E-R圖所用的圖形符號包括：矩形：用于表示實(shí)體，實(shí)體名稱寫在矩形框內(nèi)。橢圓形：用于表示實(shí)體或聯(lián)系的屬性，屬性名稱寫在橢圓形內(nèi)部。菱形：用于表示聯(lián)系，聯(lián)系名稱寫在菱形內(nèi)部。線段：用于連接矩形與菱形，或矩形與橢圓形。用于連接矩形與菱形的線段上應(yīng)標(biāo)注1:1、1:n或m:n等聯(lián)系類型。例題：見教材【任務(wù)1】至【任務(wù)6】。任務(wù)1:繪制學(xué)生實(shí)體及其屬性的E-R圖。并用下劃線標(biāo)出實(shí)體的主碼。任務(wù)2：兩個實(shí)體間1:1聯(lián)系的E-R圖。繪制夫妻之間聯(lián)系的E-R圖。任務(wù)3：兩個實(shí)體間1:n聯(lián)系的E-R圖。繪制班級與學(xué)生之間聯(lián)系的E-R圖。任務(wù)4：兩個實(shí)體間m:n聯(lián)系的E-R圖。繪制學(xué)生與課程之間聯(lián)系的E-R圖。任務(wù)5：三個實(shí)體間聯(lián)系的E-R圖。繪制教師、課程和參考書之間聯(lián)系的E-R圖。任務(wù)6：同一實(shí)體型內(nèi)部各實(shí)體間聯(lián)系的E-R圖。繪制企業(yè)中職工的E-R圖。1.2.3邏輯數(shù)據(jù)模型邏輯數(shù)據(jù)模型：用于體現(xiàn)數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)之間聯(lián)系在計(jì)算機(jī)中的表示和實(shí)現(xiàn)方式的數(shù)據(jù)模型。邏輯數(shù)據(jù)模型的種類：層次數(shù)據(jù)模型：網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型：關(guān)系數(shù)據(jù)模型：重點(diǎn)面向?qū)ο蟮年P(guān)系數(shù)據(jù)模型：1.2.4關(guān)系的定義和性質(zhì)二維表的概念：具有如下形式和特點(diǎn)的表格每個二維表均有一個表名，如上圖中的表名為“學(xué)生”；二維表由兩大部分組成，即第一行的表頭和下面的多行數(shù)據(jù)；二維表的每一列均由一個列名和若干數(shù)據(jù)值組成，且要求同一列的數(shù)據(jù)值均來自同一定義域，如上圖中第一列的列名為“學(xué)號”，其所屬數(shù)據(jù)值為“913001”等；二維表從第二行開始以下的每一行數(shù)據(jù)均代表一個實(shí)體的信息，如上圖中的每一行組成了一個學(xué)生的信息；特別應(yīng)注意的是，二維表中的每一個單元格都應(yīng)該是“完整的”，即每個單元格均不能再劃分為區(qū)別于其它單元格形態(tài)的若干小單元格，同時也不能將若干單元格合并為區(qū)別于其它單元格形態(tài)的更大的單元格。關(guān)系及相關(guān)概念：關(guān)系：一個關(guān)系就是一張二維表，每個關(guān)系有一個關(guān)系名作為標(biāo)識，通?？梢詫?yīng)的二維表表名作為其關(guān)系名。如上圖可定義成關(guān)系名為“學(xué)生名單”的關(guān)系。元組：關(guān)系中的每一行數(shù)據(jù)都稱為一個元組，也稱為一個記錄，如上圖中的關(guān)系就包括了4個元組。元組體現(xiàn)了關(guān)系的值。屬性：關(guān)系中的每一列即為一個屬性，也稱為一個字段，如上圖中的關(guān)系就包括了學(xué)號、姓名、性別和專業(yè)等4個屬性。每個屬性由屬性名和屬性值組成，如上圖中關(guān)系的第一個屬性名為“學(xué)號”，其屬性值即為“913001”、“913002”等。關(guān)系模式：即指關(guān)系對應(yīng)的二維表的表頭，關(guān)系模式一般表示為

關(guān)系名（屬性名1，屬性名2，……，屬性名n）

如上圖中關(guān)系的關(guān)系模式為

學(xué)生（學(xué)號、姓名、性別、專業(yè)名稱）域：關(guān)系的每個屬性值通常都有一個允許的取值范圍，該取值范圍就稱為屬性的域。如上圖中的關(guān)系屬性“性別”的域即為{男，女}，屬性“專業(yè)”的域即為學(xué)生所屬學(xué)校開設(shè)的所有專業(yè)。候選鍵：可以惟一確定一個元組的最小屬性的集合稱為候選鍵，也就是概念數(shù)據(jù)模型中的候選碼。一個關(guān)系至少有一個候選鍵，也可以有多個。如關(guān)系模式“學(xué)生名單”中，“學(xué)號”肯定是其候選鍵，如果學(xué)生中沒有重名，則“姓名”也可以是候選鍵。主鍵：為了實(shí)現(xiàn)對關(guān)系的各種操作以及建立不同關(guān)系間的聯(lián)系，需為每一個關(guān)系都指定一個常用候選鍵，稱為主鍵。如在關(guān)系模式“學(xué)生名單”中，可指定“學(xué)號”作為主鍵，一般表示為

學(xué)生（學(xué)號、姓名、性別、專業(yè)）

即在指定為主鍵的屬性下加下劃線以區(qū)別于其它屬性。外鍵：若關(guān)系A(chǔ)中的某個屬性或?qū)傩越M不是關(guān)系A(chǔ)的主鍵，但卻是另一個關(guān)系B的主鍵，則稱該屬性或?qū)傩越M為關(guān)系A(chǔ)的外鍵。例如，設(shè)有如下兩個關(guān)系模式

學(xué)生（學(xué)號，姓名，性別，專業(yè)名稱）

專業(yè)（專業(yè)名稱，負(fù)責(zé)人，聯(lián)系電話）

其中“學(xué)生”關(guān)系的主鍵為“學(xué)號”，“專業(yè)”關(guān)系的主鍵為“專業(yè)名稱”，因此在關(guān)系“學(xué)生”中的屬性“專業(yè)名稱”即為其外鍵。外鍵的主要作用是建立了關(guān)系之間的聯(lián)系。關(guān)系的性質(zhì)：關(guān)系的每一個屬性的所有屬性值都必須來自同一個域。關(guān)系的不同屬性的屬性值可以具有相同的域，但必須具有不同的屬性名。關(guān)系的所有屬性的排列次序可以任意改變。關(guān)系的任意兩個元組不可以完全相同。關(guān)系的所有元組的排列順序可以任意改變。關(guān)系的任意一個屬性值都必須是不可再分的。第3節(jié)關(guān)系運(yùn)算及關(guān)系完整性關(guān)系運(yùn)算及關(guān)系模式的規(guī)范化E-R模型到關(guān)系模型的轉(zhuǎn)化1.3.1關(guān)系模式的規(guī)范化關(guān)系運(yùn)算：對關(guān)系數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的操作，常見的包括數(shù)據(jù)的查詢、添加、刪除和修改，而這些操作在關(guān)系型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中都是通過關(guān)系運(yùn)算完成的。由于關(guān)系本質(zhì)上就是數(shù)據(jù)的集合，所以關(guān)系運(yùn)算本質(zhì)上也就是數(shù)學(xué)中的集合運(yùn)算，因此關(guān)系運(yùn)算的運(yùn)算對象和運(yùn)算結(jié)果都是集合的一種表現(xiàn)形態(tài)，即關(guān)系。關(guān)系運(yùn)算的種類：傳統(tǒng)的集合運(yùn)算：包括關(guān)系的并、交、差和笛卡爾積運(yùn)算。專用的關(guān)系運(yùn)算：包括關(guān)系的選擇、投影、連接和除法運(yùn)算。例：設(shè)有關(guān)系模式相同的兩個表，如下表所示關(guān)系的并運(yùn)算：若兩個關(guān)系R和S包含有相同的屬性個數(shù)，且在對應(yīng)位置上的屬性的域也相同，則兩個關(guān)系R和S可以進(jìn)行并運(yùn)算，R和S經(jīng)并運(yùn)算后生成的新關(guān)系記為R∪S，其元組是由屬于R或?qū)儆赟或同時屬于R和S的元組組成的。若有完全相同的組，只保留一個。病人表A∪病人表B的運(yùn)算結(jié)果如表1-3所示關(guān)系的交運(yùn)算：若兩個關(guān)系R和S包含有相同的屬性個數(shù)，且在對應(yīng)位置上的屬性的域也相同，則兩個關(guān)系R和S可以進(jìn)行交運(yùn)算，R和S經(jīng)交運(yùn)算后生成的新關(guān)系記為R∩S，其元組是由屬于R且同時屬于S的元組組成的。病人表A和病人表B的交運(yùn)算結(jié)果如表1-4所示關(guān)系的差運(yùn)算：若兩個關(guān)系R和S包含有相同的屬性個數(shù)，且在對應(yīng)位置上的屬性的域也相同，則兩個關(guān)系R和S可以進(jìn)行差運(yùn)算，R和S經(jīng)差運(yùn)算后生成的新關(guān)系記為R－S，其元組是由屬于R但不屬于S的元組組成的。病人表A和病人表B的差運(yùn)算結(jié)果如表1-5所示關(guān)系的廣義笛卡爾積運(yùn)算：兩個分別具有m個屬性和n個屬性的關(guān)系R和S的廣義笛卡爾積的運(yùn)算結(jié)果是一個由原關(guān)系R和S的所有屬性共（m+n）個屬性組成的新關(guān)系，記為R×S，其元組是由R的每一個元組與S的每一個元組無條件連接組成的，故R×S中的元組個數(shù)為R和S中元組個數(shù)的乘積。設(shè)有醫(yī)生表，信息如下表1-6所示

假設(shè)病人掛號是醫(yī)生表×病人表A（表1-1）的結(jié)果，即為兩表的笛卡爾積運(yùn)算結(jié)果，如下表1-7所示關(guān)系的選擇運(yùn)算：選擇運(yùn)算是針對單個關(guān)系R所進(jìn)行的運(yùn)算，運(yùn)算結(jié)果產(chǎn)生一個新關(guān)系，記為σF（R），其中σ為選擇運(yùn)算符，F(xiàn)為選擇條件，選擇運(yùn)算后所得到的新關(guān)系σF（R）是由原關(guān)系R中滿足條件F的元組組成的。選擇病人表A（表1-1）中性別為“男”的數(shù)據(jù)組成一個新關(guān)系，結(jié)果如表1-8所示，記做： σ性別=“男”（病人表A）關(guān)系的投影運(yùn)算：投影運(yùn)算也是針對單個關(guān)系R所進(jìn)行的運(yùn)算，運(yùn)算結(jié)果產(chǎn)生一個新關(guān)系，記為πA（R），其中π為選擇運(yùn)算符，A為投影范圍，投影運(yùn)算后所得到的新關(guān)系πA（R）是由原關(guān)系R中按照投影范圍A的要求，保留A中指定屬性的元組組成的。設(shè)關(guān)系病人表A，若投影范圍要求是病歷號和病人姓名，則投影后的新關(guān)系如表1-9所示，記做：

π病歷號,病人姓名（病人表A）關(guān)系的聯(lián)接運(yùn)算：聯(lián)接運(yùn)算是指將兩個或多個關(guān)系組合成為一個新關(guān)系的運(yùn)算。事實(shí)上，上述關(guān)系的廣義笛卡爾積運(yùn)算就是最廣義的聯(lián)接運(yùn)算，可以認(rèn)為關(guān)系的聯(lián)接運(yùn)算就是在關(guān)系的廣義笛卡爾積運(yùn)算基礎(chǔ)上再施以關(guān)系的選擇或投影運(yùn)算后所得到的結(jié)果，因此聯(lián)接運(yùn)算都需要一定的選擇條件或投影要求作為前提，這個前提即為聯(lián)接條件。

兩個關(guān)系R和S的聯(lián)接運(yùn)算記為，其中F為聯(lián)接條件，一般表現(xiàn)為由運(yùn)算符：＝，＜，＜＝，＞＝，＞，＜＞等組成的關(guān)系表達(dá)式。

聯(lián)接運(yùn)算的種類有很多，內(nèi)聯(lián)接、左外聯(lián)接、右外聯(lián)接、全外聯(lián)接、自然聯(lián)接等，其中最常用的是自然聯(lián)接，聯(lián)接的原則是按照公共屬性值相等的條件進(jìn)行聯(lián)接，并且消除重復(fù)的屬性。如果進(jìn)行聯(lián)接的關(guān)系沒有相同屬性，則進(jìn)行笛卡爾積運(yùn)算。將醫(yī)生表（表1-6）和病人表A（表1-1）進(jìn)行自然聯(lián)接運(yùn)算，結(jié)果如表1-10所示。關(guān)系完整性規(guī)則：所謂關(guān)系完整性規(guī)則，就是在對關(guān)系運(yùn)算時必須遵守的一些約束條件，包括三大類：實(shí)體完整性規(guī)則、參照完整性規(guī)則和用戶完整性規(guī)則。實(shí)體完整性規(guī)則：實(shí)體完整性規(guī)則是指關(guān)系中用于定義主鍵的所有屬性對于任何元組都不能取空值（Null）。所謂空值是指“無值輸入”或“輸入了無意義”的值。

例如對于關(guān)系：學(xué)生（學(xué)號，姓名，性別，專業(yè)名稱），若指定了“學(xué)號”為主鍵，則“學(xué)生”關(guān)系的所有元組的“學(xué)號”的值均不能為空（沒有數(shù)據(jù)輸入），也不能輸入不在“學(xué)號”允許的域值內(nèi)的數(shù)據(jù)。用戶完整性規(guī)則：用戶完整性規(guī)則是指用戶針對某個關(guān)系因特殊需要而約定的特殊約束條件。

例如某關(guān)系中有“年齡”屬性，而由于該關(guān)系所反映的實(shí)際情況，要求每個“年齡”取值均須在25–30之間，這就屬于該關(guān)系的用戶完整性規(guī)則之一。

參照完整性規(guī)則：參照完整性規(guī)則為兩個有直接聯(lián)系的關(guān)系提供某種約束，以保證兩個關(guān)系間數(shù)據(jù)的一致性。若關(guān)系R中的屬性A為其外鍵，也就是說屬性A為另一個關(guān)系S的主鍵，則參照完整性規(guī)則規(guī)定，關(guān)系R中作為外鍵的屬性A的取值只能是兩種情況之一，即或者為空值或者為關(guān)系S的主鍵A中已有的值。

例如在關(guān)系：學(xué)生（學(xué)號，姓名，性別，專業(yè)名稱），專業(yè)（專業(yè)名稱，負(fù)責(zé)人，聯(lián)系電話）中，由于“專業(yè)名稱”在“學(xué)生”關(guān)系中為外鍵，則其取值只能是空值（可能是某學(xué)生尚未確定專業(yè)），或者是取“專業(yè)”關(guān)系的主鍵“專業(yè)名稱”中已經(jīng)輸入的值（說明某學(xué)生是該專業(yè)的學(xué)生），而不能取一個“專業(yè)”關(guān)系的主鍵“專業(yè)名稱”中所沒有的值（因?qū)W生不能選擇一個并不存在的專業(yè)）。關(guān)系模式的規(guī)范化：為了保證在關(guān)系運(yùn)算時關(guān)系完整性規(guī)則的實(shí)現(xiàn)，同時為關(guān)系數(shù)據(jù)庫中各關(guān)系模式的設(shè)計(jì)提供標(biāo)準(zhǔn)，在關(guān)系理論中將不同的約束規(guī)則組合成一定的規(guī)范，并規(guī)定了不同的等級，稱之為范式。

在進(jìn)行關(guān)系模式設(shè)計(jì)時，只要遵守某種范式，就相應(yīng)的保證達(dá)到了某種程度的規(guī)范要求，為人們在進(jìn)行復(fù)雜的大型的關(guān)系數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)時創(chuàng)造了良好的可操作性條件。

關(guān)系模式的規(guī)范由低級到高級主要有：第一范式（簡稱1NF）、第二范式（簡稱2NF）、第三范式（簡稱3NF）和BC范式（簡稱BCNF）等。

各范式間的關(guān)系是高級范式包含了低級范式中的規(guī)范，如某關(guān)系模式已符合2NF，則必同時符合1NF。在進(jìn)行關(guān)系模式設(shè)計(jì)時，符合1NF是最低最基本的要求，不符合1NF的設(shè)計(jì)根本不能稱之為關(guān)系，一般要求至少達(dá)到3NF或BCNF的關(guān)系模式設(shè)計(jì)才能繼續(xù)其后續(xù)的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)工作。1.3.2E-R模型

到關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換單個實(shí)體的關(guān)系實(shí)現(xiàn)：轉(zhuǎn)換方法是直接將實(shí)體名作為關(guān)系名，實(shí)體屬性作為關(guān)系屬性，實(shí)體碼作為關(guān)系主鍵。

例題：見教材【任務(wù)7】。兩個實(shí)體一對一（1:1）聯(lián)系的關(guān)系實(shí)現(xiàn)：一個1:1聯(lián)系可以轉(zhuǎn)換為一個獨(dú)立的關(guān)系模式，也可以與其聯(lián)系的任一方實(shí)體合并成為一個關(guān)系模式。

例題：見教材【任務(wù)8】。兩個實(shí)體一對多（1:n）聯(lián)系的關(guān)系實(shí)現(xiàn)：一個1:n聯(lián)系可以轉(zhuǎn)換為一個獨(dú)立的關(guān)系模式，也可以與其n方對應(yīng)的關(guān)系模式合并成為一個關(guān)系模式。

例題：見教材【任務(wù)9】。兩個實(shí)體多對多（m:n）聯(lián)系的關(guān)系實(shí)現(xiàn)：一個m:n聯(lián)系只能轉(zhuǎn)換為一個獨(dú)立的關(guān)系模式，具體方法如下例所示。

例題：見教材【任務(wù)10】。三個實(shí)體間聯(lián)系的關(guān)系實(shí)現(xiàn)：一個三個實(shí)體間的聯(lián)系只能轉(zhuǎn)換為一個獨(dú)立的關(guān)系模式，具體方法如下例所示。

例題：見教材【任務(wù)11】。同一實(shí)體型內(nèi)部各實(shí)體間聯(lián)系的關(guān)系實(shí)現(xiàn)：此種實(shí)體內(nèi)部聯(lián)系的轉(zhuǎn)換只需在原實(shí)體對應(yīng)的關(guān)系模式中增加一個與聯(lián)系有關(guān)的屬性即可，具體方法如下例所示。

例題：見教材【任務(wù)12】。任務(wù)7：將前面二維表代表的“學(xué)生”實(shí)體轉(zhuǎn)換為關(guān)系模式。任務(wù)8：根據(jù)任務(wù)2的內(nèi)容，將實(shí)體轉(zhuǎn)換為關(guān)系模式（兩種方法）。任務(wù)9：根據(jù)任務(wù)3將“班級”和“學(xué)生”實(shí)體轉(zhuǎn)換關(guān)系模式（兩種方法）。任務(wù)10：根據(jù)任務(wù)4將“學(xué)生”和“課程”實(shí)體轉(zhuǎn)換為關(guān)系模式。任務(wù)11：根據(jù)任務(wù)5將“教師”、“課程”及“參考書”三個實(shí)體轉(zhuǎn)換成關(guān)系模式。任務(wù)12：根據(jù)任務(wù)6將“職工”實(shí)體轉(zhuǎn)換為關(guān)系模式。第4節(jié)關(guān)系數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)關(guān)系數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)概述數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)各階段分析1.4.1數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)概述數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)應(yīng)包括兩大方面的內(nèi)容：一是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，二是數(shù)據(jù)應(yīng)用設(shè)計(jì)。前者是指針對數(shù)據(jù)庫整體數(shù)據(jù)的框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，體現(xiàn)了數(shù)據(jù)庫靜態(tài)設(shè)計(jì)的一面，而后者是指針對數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)應(yīng)用而進(jìn)行的程序設(shè)計(jì)，體現(xiàn)了數(shù)據(jù)庫動態(tài)設(shè)計(jì)的一面。數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的6個階段：即需求分析階段、概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段、邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段、物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段、數(shù)據(jù)庫實(shí)施階段、數(shù)據(jù)庫運(yùn)行與維護(hù)階段。需求分析階段：在該階段，數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)人員需全面了解用戶的實(shí)際需求。該階段工作的質(zhì)量，決定了整個數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的成敗?？梢韵胂?，一個沒有完全理解用戶需求的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)可能根本不是用戶所需要的。概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段：概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是在需求分析階段所獲得的用戶需求基礎(chǔ)上，通過對用戶需求的綜合、歸納與抽象，生成獨(dú)立于具體數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的概念數(shù)據(jù)模型的過程。最常用的概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法就是前面介紹過的E-R模型方法。邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段：邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)就是將上一個階段獲得的抽象的概念模型轉(zhuǎn)換為某種具體數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)支持的邏輯數(shù)據(jù)模型的過程。由于目前主要采用關(guān)系型的邏輯數(shù)據(jù)模型，因此本階段的主要工作就是將E-R模型轉(zhuǎn)換為關(guān)系模型。物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段：本階段的工作就是為已獲得的邏輯數(shù)據(jù)模型確定適合的物理實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)，即給出物理數(shù)據(jù)模型，具體包括確定適合的數(shù)據(jù)庫存儲結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)存取方法，目的是達(dá)到用戶滿意的性能要求。數(shù)據(jù)庫實(shí)施階段：在數(shù)據(jù)庫實(shí)施階段，借助于選定數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)所支持的各種軟件工具，完成數(shù)據(jù)庫建立、編制并調(diào)試應(yīng)用程序、為數(shù)據(jù)庫輸入數(shù)據(jù)等任務(wù)，并開始試運(yùn)行和系統(tǒng)測試的工作。數(shù)據(jù)庫運(yùn)行與維護(hù)階段：此階段為數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的正式運(yùn)行和應(yīng)用階段，也是時間上最長久的階段，其最重要的任務(wù)就是完成對系統(tǒng)運(yùn)行中出現(xiàn)的問題不斷進(jìn)行調(diào)整和改進(jìn)的維護(hù)工作，并對系統(tǒng)做出總結(jié)和評價。1.4.2需求分析需求分析的任務(wù)：需求分析的任務(wù)是通過詳細(xì)調(diào)查現(xiàn)實(shí)世界要處理的對象，如某個需要建立以數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)的管理信息系統(tǒng)的組織，充分了解該組織原系統(tǒng)的工作情形，明確用戶的各種需求，并盡可能全面地描述出待建新系統(tǒng)的功能。需求分析的重點(diǎn)：需求分析的重點(diǎn)是調(diào)查、收集及分析用戶在信息管理中對數(shù)據(jù)處理的各種要求，包括處理要求、信息性要求、安全性要求以及完整性要求等。需求分析的方法步驟：調(diào)查用戶：包括組織機(jī)構(gòu)調(diào)查、業(yè)務(wù)情況調(diào)查、用戶對新系統(tǒng)的要求調(diào)查等，并將調(diào)查結(jié)果整理為圖、表及相應(yīng)的文字說明。分析調(diào)查結(jié)果：調(diào)查完成后，需進(jìn)一步分析調(diào)查結(jié)果，分析方法常采用自上而下的結(jié)構(gòu)化分析方法，并將分析結(jié)果用數(shù)據(jù)流圖（dataflowdiagram，DFD）和數(shù)據(jù)字典（datadictionary，DD）等工具描述。1.4.3概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：就是將需求分析階段得到的用戶需求抽象為信息結(jié)構(gòu)的概念模型的過程。概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)獨(dú)立于數(shù)據(jù)庫的邏輯結(jié)構(gòu)，也獨(dú)立于支持?jǐn)?shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，它是現(xiàn)實(shí)世界的一個真實(shí)模型，易于理解，便于和用戶交流，同時也易于向關(guān)系等邏輯模型轉(zhuǎn)換。概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的方法：自頂向下方法：即先定義全局概念結(jié)構(gòu)框架，再逐步細(xì)化的方法。自底向上方法：即先定義各局部的概念結(jié)構(gòu)，在逐步集成為更大的局部概念結(jié)構(gòu)，最后得到全局概念結(jié)構(gòu)。逐步擴(kuò)張方法：即首先定義最核心的概念結(jié)構(gòu)，再逐步向外擴(kuò)張，生成其它概念結(jié)構(gòu)，最終擴(kuò)充到全局概念結(jié)構(gòu)?；旌戏椒ǎ杭磳⒆皂斚蛳潞妥缘紫蛏蟽煞N方法聯(lián)合應(yīng)用的方法，一般是用自頂向下方法設(shè)計(jì)全局概念結(jié)構(gòu)，而以自底向上方法設(shè)計(jì)各局部概念結(jié)構(gòu)。概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一般步驟：數(shù)據(jù)抽象和局部視圖設(shè)計(jì)：即利用分類、聚集與概括等抽象機(jī)制，將需求分析階段收集到的數(shù)據(jù)抽象為實(shí)體、實(shí)體屬性以及實(shí)體之間的聯(lián)系，并將結(jié)果設(shè)計(jì)為各局部E-R圖的形式保存。集成局部視圖：在各局部E-R圖設(shè)計(jì)完成以后，需要將它們逐步合并，最終集成為一個整體的概念結(jié)構(gòu)，并以總E-R圖的形式保存。1.4.4邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：就是將概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的結(jié)果—概念數(shù)據(jù)模型，轉(zhuǎn)換為支持某種類型的邏輯數(shù)據(jù)模型的過程，目前最主流的設(shè)計(jì)是向關(guān)系型數(shù)據(jù)模型轉(zhuǎn)換。這個階段的設(shè)計(jì)工作需考慮選定的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的支持，以利于下一階段數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)支持下的數(shù)據(jù)庫物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的3個步驟：將概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)果轉(zhuǎn)換為一般的關(guān)系數(shù)據(jù)模型。將轉(zhuǎn)換來的一般的關(guān)系數(shù)據(jù)模型再轉(zhuǎn)換為某種具體數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)支持的數(shù)據(jù)模型。對獲得的初步數(shù)據(jù)模型進(jìn)行必要的優(yōu)化。1.4.5物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：數(shù)據(jù)庫在物理設(shè)備上的存儲結(jié)構(gòu)與存取方法稱為數(shù)據(jù)庫的物理結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)庫的物理結(jié)構(gòu)依賴于其所運(yùn)行的計(jì)算機(jī)軟硬件環(huán)境，為給定的邏輯數(shù)據(jù)模型選擇一個最適當(dāng)?shù)奈锢斫Y(jié)構(gòu)的過程就是數(shù)據(jù)庫的物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。數(shù)據(jù)庫物理設(shè)計(jì)一般要經(jīng)過兩個過程：確定數(shù)據(jù)庫的物理結(jié)構(gòu)：數(shù)據(jù)庫的物理結(jié)構(gòu)需要確定兩點(diǎn)，一是確定數(shù)據(jù)庫的存儲結(jié)構(gòu)，即指確定數(shù)據(jù)的存放位置和組織形式；二是確定數(shù)據(jù)的存取方法，即向文件中寫入數(shù)據(jù)以及從文件中讀出數(shù)據(jù)的方法。評價數(shù)據(jù)庫的物理結(jié)構(gòu)：在設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫物理結(jié)構(gòu)的過程中，應(yīng)從時間效率、空間效率、維護(hù)代價以及滿足不同用戶各種要求等多方面綜合權(quán)衡，可能需要考慮若干個不同方案，最終結(jié)合所采用的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)特點(diǎn)，選擇一種最優(yōu)的數(shù)據(jù)庫物理結(jié)構(gòu)，這是個可能需要多次反復(fù)的過程。1.4.6數(shù)據(jù)庫實(shí)施數(shù)據(jù)庫實(shí)施：就是要建立數(shù)據(jù)庫并開始數(shù)據(jù)庫的試運(yùn)行過程。數(shù)據(jù)庫實(shí)施的步驟：定義數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)：即使用選定的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)來定義數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)。數(shù)據(jù)裝載：在結(jié)構(gòu)已定義完成的數(shù)據(jù)庫中輸入數(shù)據(jù)，一般有人工直接輸入或計(jì)算機(jī)輔助輸入兩種方法。編制與調(diào)試應(yīng)用程序：數(shù)據(jù)庫建立后，即可開始編寫和調(diào)試數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用程序。數(shù)據(jù)庫試運(yùn)行：在應(yīng)用程序編寫并調(diào)試完成后，便可開始數(shù)據(jù)庫與應(yīng)用程序的聯(lián)合調(diào)試，即數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的試運(yùn)行過程，主要包括數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)功能和性能兩方面的測試。1.4.7數(shù)據(jù)庫運(yùn)行與維護(hù)數(shù)據(jù)庫運(yùn)行與維護(hù)階段主要包括如下任務(wù)內(nèi)容：數(shù)據(jù)庫的轉(zhuǎn)儲和恢復(fù)：即定時做數(shù)據(jù)庫及數(shù)據(jù)庫運(yùn)行中日志文件的備份，以備在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)發(fā)生較嚴(yán)重故障時，可利用這些備份將數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)恢復(fù)到備份時的狀態(tài)。數(shù)據(jù)庫的安全性、完整性控制：在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)運(yùn)行期間，數(shù)據(jù)庫管理員可利用數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)提供的工具來保證數(shù)據(jù)庫運(yùn)行的安全性和完整性，如可通過完整性約束條件限制以及操作權(quán)限限制等方法達(dá)到數(shù)據(jù)庫安全及完整性要求。數(shù)據(jù)庫性能的監(jiān)督、分析和改進(jìn)：在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)運(yùn)行過程中，數(shù)據(jù)庫管理員還必須借助于數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)提供的工具隨時監(jiān)控數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的運(yùn)行，并隨時分析監(jiān)控數(shù)據(jù)，及時發(fā)現(xiàn)問題，及時改進(jìn)系統(tǒng)性能。數(shù)據(jù)庫的重組織和重構(gòu)造：當(dāng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)運(yùn)行一段時間以后，由于數(shù)據(jù)被不斷的進(jìn)行增、刪、改的操作，數(shù)據(jù)庫的物理存儲會越來越混亂，造成數(shù)據(jù)庫性能的下降，此時就需要由數(shù)據(jù)庫管理員來對數(shù)據(jù)庫的物理存儲進(jìn)行整理，即對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行重組織。而數(shù)據(jù)庫的重構(gòu)造是指在數(shù)據(jù)庫由于應(yīng)用環(huán)境的變化，需要對數(shù)據(jù)庫整體或部分關(guān)系模式進(jìn)行改變時所進(jìn)行的對數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)邏輯結(jié)構(gòu)的改變，這種改變對數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)來說是一種大規(guī)模的變化，因而被稱為數(shù)據(jù)庫的重構(gòu)造。一般的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)都提供對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行重組織和重構(gòu)造的相應(yīng)軟件工具。第5節(jié)認(rèn)識Access2007數(shù)據(jù)庫Access是什么Access數(shù)據(jù)庫格式Access的啟動與退出Access2007環(huán)境1.5.1Access數(shù)據(jù)庫格式Access數(shù)據(jù)庫：是存放各種數(shù)據(jù)的一個集合，通過這個集合中各個對象，可以對數(shù)據(jù)庫中的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、處理，也可對新的數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄。Access數(shù)據(jù)庫不僅要將表保存在數(shù)據(jù)庫中，同時還要把數(shù)據(jù)庫處理過程中的其他對象如窗體、報表、模塊等，一起存儲在數(shù)據(jù)庫中。Access數(shù)據(jù)庫格式：Access早期的數(shù)據(jù)庫格式是MDB文件，Access2007的數(shù)據(jù)庫文件為ACCDB。另外Access2007還引人了以下幾個新的文件擴(kuò)展名：ACCDE：取代了舊版的MDE文件，為“僅執(zhí)行”模式的Access2007文件。ACCDE文件不包含VBA源代碼，因此不能對其進(jìn)行查看、修改和創(chuàng)建VBA代碼的操作。ACCDE：數(shù)據(jù)庫模板文件。ACCDR：這一類型的文件是鎖定的數(shù)據(jù)庫文件，這種數(shù)據(jù)庫可以打開，但無法查看其中的內(nèi)容。ACCDR文件的生成方法是將ACCDB文件直接進(jìn)行重命名而來，因此，取消數(shù)據(jù)庫的鎖定只要再次進(jìn)行更名操作即可。ACCDB數(shù)據(jù)庫格式的新增功能：多值字段：Access2007中允許一個字段中存儲多個值，只要設(shè)置并創(chuàng)建這樣的字段即可。附件數(shù)據(jù)類型：附件數(shù)據(jù)類型可用來存儲所有類型的文件，這些文件將被適當(dāng)?shù)倪M(jìn)行壓縮。與此同時數(shù)據(jù)庫并不會因?yàn)檫@些附件文件而占用大量空間，可以將word文檔、圖片等文件附加到記錄中，甚至可將多個文件附加到同一條記錄中。備注字段的歷史記錄跟蹤：備注字