Access數(shù)據(jù)庫(kù)教程第1章

1.1數(shù)據(jù)管理技術(shù)發(fā)展過(guò)程

1.2數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)知識(shí)1.3數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

第一篇基礎(chǔ)篇1.1.1人工管理階段

20世紀(jì)50年代的數(shù)據(jù)處理都是通過(guò)手工進(jìn)行的，因?yàn)楫?dāng)時(shí)的計(jì)算機(jī)主要用于科學(xué)計(jì)算，計(jì)算機(jī)上沒(méi)有專門(mén)管理數(shù)據(jù)的軟件，也沒(méi)有諸如磁盤(pán)之類的設(shè)備來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。那時(shí)應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)之間的關(guān)系如圖1-l所示。1.1數(shù)據(jù)管理技術(shù)發(fā)展過(guò)程圖1-1人工管理階段應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)之間的關(guān)系人工管理階段時(shí)期的數(shù)據(jù)管理技術(shù)具有如下特點(diǎn)：

(1)數(shù)據(jù)管理由應(yīng)用程序完成。應(yīng)用程序中不僅要規(guī)定數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)，而且在程序中還要設(shè)計(jì)物理結(jié)構(gòu)，包括存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)的存取方法、輸入/輸出方式等，一旦數(shù)據(jù)在存儲(chǔ)器上改變物理地址，就需要相應(yīng)地改變用戶程序。

(2)數(shù)據(jù)不能共享。數(shù)據(jù)和程序一一對(duì)應(yīng)，數(shù)據(jù)不能共享，數(shù)據(jù)組和數(shù)據(jù)組之間可能有許多重復(fù)數(shù)據(jù)，會(huì)造成數(shù)據(jù)冗余。

(3)數(shù)據(jù)缺乏獨(dú)立性。一組數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)一個(gè)程序，數(shù)據(jù)面向應(yīng)用，獨(dú)立性很差。

(4)數(shù)據(jù)不能保存。在該階段計(jì)算機(jī)主要用于科學(xué)計(jì)算，一般不需要將數(shù)據(jù)長(zhǎng)期保存，只在計(jì)算一個(gè)題目時(shí)，將數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)，得到計(jì)算結(jié)果即可。1.1.2文件系統(tǒng)階段

20世紀(jì)50年代后期到20世紀(jì)60年代，計(jì)算機(jī)的硬件和軟件得到了飛速發(fā)展，計(jì)算機(jī)不再只用于科學(xué)計(jì)算這個(gè)單一任務(wù)，還可以做一些非數(shù)值數(shù)據(jù)的處理。這時(shí)也有了大容量的磁盤(pán)等存儲(chǔ)設(shè)備，并且已經(jīng)有了專門(mén)管理數(shù)據(jù)的軟件，即文件系統(tǒng)。在文件系統(tǒng)中，按一定的規(guī)則將數(shù)據(jù)組織成為一個(gè)文件，應(yīng)用程序通過(guò)文件系統(tǒng)對(duì)文件中的數(shù)據(jù)進(jìn)行存取和加工。文件系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)的管理，實(shí)際上是通過(guò)應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)之間的一種接口實(shí)現(xiàn)的，如圖1-2所示。圖1-2文件系統(tǒng)階段文件系統(tǒng)階段的數(shù)據(jù)管理技術(shù)具有如下特點(diǎn)：

(1)數(shù)據(jù)管理由文件管理系統(tǒng)完成。文件管理系統(tǒng)解決了應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)之間的一個(gè)公共接口問(wèn)題，使得應(yīng)用程序采用統(tǒng)一的存取方法來(lái)操作數(shù)據(jù)。同時(shí)，應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)之間不再是直接的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

(2)數(shù)據(jù)共享性差，冗余度大。文件系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)沒(méi)有相應(yīng)的模型約束，數(shù)據(jù)冗余度較大。

(3)數(shù)據(jù)獨(dú)立性差。數(shù)據(jù)的存放依賴于應(yīng)用程序的使用方法，不同的應(yīng)用程序仍然很難共享同一數(shù)據(jù)文件，即數(shù)據(jù)獨(dú)立性較差。

(4)數(shù)據(jù)可長(zhǎng)期保存。數(shù)據(jù)可以以文件的方式存在，可保存較長(zhǎng)時(shí)間。1.1.3數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)階段

20世紀(jì)60年代后期，計(jì)算機(jī)性能得到了很大提高，出現(xiàn)了大容量磁盤(pán)和存儲(chǔ)器，同時(shí)價(jià)格也急劇下降。人們克服了文件系統(tǒng)的不足，開(kāi)發(fā)出數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，從而將傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)管理技術(shù)推向一個(gè)新的階段，即數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)階段。一般來(lái)說(shuō)，數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)軟、硬件資源組成。通俗地講，數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)可把日常一些表格、卡片等數(shù)據(jù)有組織地集合在一起，輸入到計(jì)算機(jī)中，然后通過(guò)計(jì)算機(jī)處理后，再按一定要求輸出結(jié)果。因此，對(duì)于數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)說(shuō)，主要解決三個(gè)問(wèn)題：第一，有效地組織數(shù)據(jù)；第二，方便地將數(shù)據(jù)輸入到計(jì)算機(jī)中；第三，根據(jù)用戶的要求將數(shù)據(jù)從計(jì)算機(jī)中抽取出來(lái)(這是人們處理數(shù)據(jù)的最終目的)。

在這一階段，應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)庫(kù)之間產(chǎn)生了一個(gè)新的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)(DataBaseManagementSystem，DBMS)軟件。應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)庫(kù)的關(guān)系如圖1-3所示。圖1-3數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)階段數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)階段的數(shù)據(jù)管理技術(shù)具有如下特點(diǎn)：

(1)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化。數(shù)據(jù)庫(kù)也是以文件方式存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的，但是，它是數(shù)據(jù)的一種高級(jí)組織形式，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，以便計(jì)算機(jī)存取。

(2)數(shù)據(jù)共享程度高。數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)把所有應(yīng)用程序中所使用的數(shù)據(jù)匯集在一起，并以記錄為單位存儲(chǔ)起來(lái)，以便應(yīng)用程序查詢和使用。(3)數(shù)據(jù)獨(dú)立性強(qiáng)。數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)與文件系統(tǒng)的區(qū)別是：數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)是按照同一結(jié)構(gòu)進(jìn)行的，不同的應(yīng)用程序都可以直接操作這些數(shù)據(jù)(即對(duì)應(yīng)用程序的高度獨(dú)立性)。

(4)數(shù)據(jù)冗余度小。數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了有組織地、動(dòng)態(tài)地存儲(chǔ)大量關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)，方便多用戶訪問(wèn)，數(shù)據(jù)冗余度小。

(5)加強(qiáng)對(duì)數(shù)據(jù)的保護(hù)。數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)的完整性、唯一性和安全性都提供了一套有效的管理手段(即數(shù)據(jù)的充分共享性)。1.2.1幾個(gè)基本概念

為了更好地理解數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，下面先介紹一下信息、數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)庫(kù)、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)這幾個(gè)概念。

1.信息與數(shù)據(jù)

1)信息

信息(Infomation)是對(duì)客觀事物的特征、運(yùn)動(dòng)形態(tài)以及事物間的相互聯(lián)系等多種要素的抽象反映。我們可以從兩個(gè)方面來(lái)理解信息。1.2數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)知識(shí)第一，信息是客觀事物固有的特征，比如一個(gè)學(xué)生有學(xué)號(hào)、姓名、出生日期和身高等信息。信息是客觀存在的，有些信息是人們能感受到的，有些信息則需要特殊的設(shè)備去檢測(cè)。第二，信息是一種資源，在信息社會(huì)，信息已成為人類社會(huì)活動(dòng)的一種重要資源，它與能源、物質(zhì)并稱為人類社會(huì)活動(dòng)的三大要素。能源提供各種形式的動(dòng)力，物質(zhì)提供各種有用的材料，而信息可以為人類提供無(wú)窮的知識(shí)和智慧。2)數(shù)據(jù)

數(shù)據(jù)(Data)是描述事物的物理符號(hào)序列，可以是用來(lái)表示長(zhǎng)度、體積、重量之類的數(shù)字?jǐn)?shù)值，也可以是人名或地名、圖形、圖像、動(dòng)畫(huà)、影像、聲音等非數(shù)值數(shù)據(jù)。

2.數(shù)據(jù)庫(kù)

數(shù)據(jù)庫(kù)(DataBase，DB)是長(zhǎng)期存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)內(nèi)有組織的、可共享的數(shù)據(jù)集合。

數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)按一定的數(shù)據(jù)模型組織、描述和存儲(chǔ)，具有較小的冗余度、較高的數(shù)據(jù)獨(dú)立性并且容易擴(kuò)展，可以為各種用戶所共享。3.數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)

數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)(DataBaseManagementSystem，DBMS)是位于用戶與操作系統(tǒng)之間的一層數(shù)據(jù)庫(kù)管理軟件，負(fù)責(zé)完成各種數(shù)據(jù)處理操作。典型的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)有MicrosoftSQLServer、MicrosoftOfficeAccess、MicrosoftFoxPro和Oracle、Sybase等。數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)主要包括以下4個(gè)方面的功能：

(1)數(shù)據(jù)定義功能。數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)定義語(yǔ)言(DataDefinitionLanguage，DDL)，通過(guò)它可以方便地對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)對(duì)象進(jìn)行定義。(2)數(shù)據(jù)操縱功能。數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)操縱語(yǔ)言(DataManipulationLanguage，DML)，通過(guò)它可以操縱數(shù)據(jù)以實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的基本操作，如查詢、插入、刪除和修改等。

(3)數(shù)據(jù)庫(kù)的運(yùn)行管理。數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)統(tǒng)一控制和管理數(shù)據(jù)庫(kù)的運(yùn)行，保證了數(shù)據(jù)庫(kù)的安全性、完整性和共享性。

(4)數(shù)據(jù)庫(kù)的建立和維護(hù)。數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)包括了數(shù)據(jù)庫(kù)初始數(shù)據(jù)的輸入、數(shù)據(jù)庫(kù)的恢復(fù)和數(shù)據(jù)庫(kù)的監(jiān)視等功能，這些功能通常由一些程序來(lái)完成。4.數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)

數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)(DataBaseSystem，DBS)是指擁有數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)支持的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。它可以有組織地、動(dòng)態(tài)地存儲(chǔ)大量相關(guān)數(shù)據(jù)，提供數(shù)據(jù)處理和信息資源共享服務(wù)。數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(硬件和基本軟件)、數(shù)據(jù)庫(kù)、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)和有關(guān)人員(數(shù)據(jù)庫(kù)管理員、應(yīng)用設(shè)計(jì)人員、最終用戶)組成。數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)主要具有如下幾個(gè)特點(diǎn)：

(1)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化。在傳統(tǒng)的文件系統(tǒng)中，盡管記錄內(nèi)容有了某些結(jié)構(gòu)，但是記錄之間沒(méi)有聯(lián)系，而數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)整體數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化，這是數(shù)據(jù)庫(kù)和文件系統(tǒng)的根本區(qū)別。例如，學(xué)生管理系統(tǒng)不僅包括學(xué)生的基本信息，還包括與其相關(guān)的選課管理和成績(jī)管理等。

(2)數(shù)據(jù)共享。數(shù)據(jù)共享允許多個(gè)用戶同時(shí)使用數(shù)據(jù)，為多種程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言提供編程接口。(3)數(shù)據(jù)獨(dú)立性。數(shù)據(jù)獨(dú)立性包括物理獨(dú)立性和邏輯獨(dú)立性。物理獨(dú)立性指用戶的應(yīng)用程序與存儲(chǔ)在磁盤(pán)上的數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)是相互獨(dú)立的，應(yīng)用程序要處理的只是數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)，當(dāng)數(shù)據(jù)的物理存儲(chǔ)改變時(shí)，應(yīng)用程序不用改變。邏輯獨(dú)立性指用戶的應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)庫(kù)的邏輯結(jié)構(gòu)是相互獨(dú)立的，當(dāng)數(shù)據(jù)庫(kù)的邏輯結(jié)構(gòu)改變時(shí)，應(yīng)用程序無(wú)需修改仍可繼續(xù)正常運(yùn)行。(4)減少了數(shù)據(jù)冗余。數(shù)據(jù)冗余指一種數(shù)據(jù)存在多個(gè)相同的副本。數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)可以大大減少數(shù)據(jù)冗余，提高數(shù)據(jù)使用效率。

(5)保存數(shù)據(jù)一致性。數(shù)據(jù)的不一致性是指同一數(shù)據(jù)在不同存儲(chǔ)位置的值不一樣。數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)只有一個(gè)物理備份，所以不存在數(shù)據(jù)不一致的問(wèn)題。

(6)數(shù)據(jù)安全性。數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)可提供一系列有效的安全措施，阻止非法訪問(wèn)數(shù)據(jù)，在數(shù)據(jù)被破壞時(shí)也可恢復(fù)。5.數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)

數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)是為特定應(yīng)用開(kāi)發(fā)的數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用軟件。數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)為數(shù)據(jù)的定義、存儲(chǔ)、查詢和修改提供支持，而數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)是對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和加工的軟件，它面向特定應(yīng)用。1.2.2數(shù)據(jù)模型

1.數(shù)據(jù)模型的概念

數(shù)據(jù)(Data)是描述事物的符號(hào)記錄。模型(Model)是現(xiàn)實(shí)世界的抽象。數(shù)據(jù)模型(DataModel)是數(shù)據(jù)特征的抽象，是數(shù)據(jù)庫(kù)管理的教學(xué)形式框架。

數(shù)據(jù)模型描述的內(nèi)容包括三個(gè)部分：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)操作和數(shù)據(jù)約束。

(1)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：主要描述數(shù)據(jù)的類型、內(nèi)容、性質(zhì)以及數(shù)據(jù)間的聯(lián)系等。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是數(shù)據(jù)模型的基礎(chǔ)，數(shù)據(jù)操作和約束都建立在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)上。不同的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)具有不同的操作和約束。(2)數(shù)據(jù)操作：操作算符的集合，包括若干操作和推理規(guī)則，用以對(duì)目標(biāo)類型的有效實(shí)例所組成的數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行操作。

(3)數(shù)據(jù)約束：完整性規(guī)則的集合，用以限定符合數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)庫(kù)狀態(tài)以及狀態(tài)的變化。約束條件可以按不同的原則劃分為數(shù)據(jù)值的約束和數(shù)據(jù)間聯(lián)系的約束，靜態(tài)約束和動(dòng)態(tài)約束，實(shí)體約束和實(shí)體間的參照約束等。數(shù)據(jù)模型按不同的應(yīng)用層次分成三種類型，分別是概念數(shù)據(jù)模型、邏輯數(shù)據(jù)模型、物理數(shù)據(jù)模型。

(1)概念數(shù)據(jù)模型(ConceptualDataModel)：簡(jiǎn)稱概念模型，是面向數(shù)據(jù)庫(kù)用戶的實(shí)現(xiàn)世界的模型，主要用來(lái)描述世界的概念化結(jié)構(gòu)，它使數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)的初始階段擺脫計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及DBMS的具體技術(shù)問(wèn)題，集中精力分析數(shù)據(jù)以及數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系等，與具體的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)(DataBaseManagementSystem，DBMS)無(wú)關(guān)。概念數(shù)據(jù)模型必須換成邏輯數(shù)據(jù)模型才能在DBMS中實(shí)現(xiàn)。(2)邏輯數(shù)據(jù)模型(LogicalDataModel)：簡(jiǎn)稱數(shù)據(jù)模型，這是用戶從數(shù)據(jù)庫(kù)中看到的模型，是具體的DBMS所支持的數(shù)據(jù)模型，如網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型(NetworkDataModel)、層次數(shù)據(jù)模型(HierarchicalDataModel)等。此模型既要面向用戶，又要面向系統(tǒng)，主要用于數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)(DBMS)的實(shí)現(xiàn)。

(3)物理數(shù)據(jù)模型(PhysicalDataModel)：簡(jiǎn)稱物理模型，是面向計(jì)算機(jī)物理表示的模型，描述了數(shù)據(jù)在存儲(chǔ)介質(zhì)上的組織結(jié)構(gòu)，它不但與具體的DBMS有關(guān)，還與操作系統(tǒng)和硬件有關(guān)。每一種邏輯數(shù)據(jù)模型在實(shí)現(xiàn)時(shí)都有其對(duì)應(yīng)的物理數(shù)據(jù)模型。DBMS為了保證其獨(dú)立性與可移植性，大部分物理數(shù)據(jù)模型的實(shí)現(xiàn)工作由系統(tǒng)自動(dòng)完成，而設(shè)計(jì)者只設(shè)計(jì)索引、聚集等特殊結(jié)構(gòu)。在概念數(shù)據(jù)模型中最常用的是E-R模型、擴(kuò)充的E-R模型、面向?qū)ο竽Ｐ图爸^詞模型。在邏輯數(shù)據(jù)類型中最常用的是層次模型、網(wǎng)狀模型和關(guān)系模型。

2.四種常見(jiàn)的數(shù)據(jù)模型

下面分別介紹層次模型、網(wǎng)狀模型、關(guān)系模型和面向?qū)ο竽Ｐ?。其中，層次模型和網(wǎng)狀模型統(tǒng)稱為非關(guān)系模型。1)層次模型

層次模型(HierarchicalModle)是用樹(shù)狀結(jié)構(gòu)表示數(shù)據(jù)之間聯(lián)系的數(shù)據(jù)模型。樹(shù)是由節(jié)點(diǎn)和連線組成的，節(jié)點(diǎn)表示數(shù)據(jù)，連線表示數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系。層次模型滿足如下兩個(gè)條件：

(1)有且只有一個(gè)節(jié)點(diǎn)沒(méi)有父節(jié)點(diǎn)，該節(jié)點(diǎn)稱為根節(jié)點(diǎn)。

(2)其他節(jié)點(diǎn)有且僅有一個(gè)父節(jié)點(diǎn)。

層次模型可以直接表示一對(duì)一聯(lián)系和一對(duì)多聯(lián)系，但不能直接表示多對(duì)多聯(lián)系。如圖1-4所示的就是一個(gè)層次模型的例子。其中，D1為根節(jié)點(diǎn)；D2和D3為兄弟節(jié)點(diǎn)，是D1的子節(jié)點(diǎn)；D4和D5為兄弟節(jié)點(diǎn)，是D2的子節(jié)點(diǎn)；D3、D4、D5為葉節(jié)點(diǎn)。圖1-4層次模型示例2)網(wǎng)狀模型

網(wǎng)狀模型(NetworkModel)是用網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)表示數(shù)據(jù)之間聯(lián)系的數(shù)據(jù)模型，是層次模型的擴(kuò)展。網(wǎng)狀模型只需滿足下面任意一個(gè)條件：

(1)可以有任意多個(gè)節(jié)點(diǎn)而沒(méi)有父節(jié)點(diǎn)。

(2)一個(gè)節(jié)點(diǎn)允許有多個(gè)父節(jié)點(diǎn)。

(3)兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間可以有兩種或兩種以上的聯(lián)系。

網(wǎng)狀模型可以直接表示多對(duì)多聯(lián)系，但節(jié)點(diǎn)間的連線比較復(fù)雜，因而數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)也比較復(fù)雜。如圖1-5所示是一個(gè)網(wǎng)狀模型的例子。其中，D1和D2沒(méi)有父節(jié)點(diǎn)，D3和D5有兩個(gè)父節(jié)點(diǎn)，D2和D3之間有兩種聯(lián)系R1和R2。圖1-5網(wǎng)狀模型示例3)關(guān)系模型

關(guān)系模型(RalationalModel)是用關(guān)系來(lái)表示數(shù)據(jù)之間聯(lián)系的數(shù)據(jù)模型，關(guān)系是指由行與列構(gòu)成的二維表。MicrosoftSQLServer、MicrosoftAccess、MicrosoftFoxPro、Oracle、Sybase等都屬于關(guān)系模型數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)。這部分內(nèi)容會(huì)在1.2.3節(jié)進(jìn)一步深入討論。

4)面向?qū)ο竽Ｐ?/p>

面向?qū)ο竽Ｐ?ObjectOrientalModel)是一種新興的數(shù)據(jù)模型，它采用面向?qū)ο蟮姆椒▉?lái)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)。面向?qū)ο竽Ｐ偷臄?shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)以對(duì)象為單位，每個(gè)對(duì)象包含對(duì)象的屬性和方法，具有類和繼承等特點(diǎn)。ComputerAssociates公司的Jasmine就是面向?qū)ο竽Ｐ偷臄?shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。在面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)模型中，一個(gè)對(duì)象存取另一個(gè)對(duì)象的數(shù)據(jù)的唯一途徑是調(diào)用被存取對(duì)象的某個(gè)方法。對(duì)象方法的調(diào)用通過(guò)在對(duì)象之間傳送消息來(lái)實(shí)現(xiàn)。對(duì)象方法的調(diào)用接口是對(duì)外可見(jiàn)的。對(duì)象內(nèi)部的變量和程序編碼是封閉的、不可見(jiàn)的。面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)模型實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的獨(dú)立性。下面用一個(gè)例子來(lái)說(shuō)明這種獨(dú)立性。我們可以把銀行的賬戶作為一個(gè)對(duì)象，記做account。對(duì)象account具有兩個(gè)變量：一個(gè)是賬號(hào)變量number，另一個(gè)是存款余額變量balance。account具有一個(gè)方法pay_interest，負(fù)責(zé)計(jì)算每個(gè)賬戶的利息并增加到該賬戶的balance變量中。該銀行以往付給每個(gè)賬戶的利息都是8%?，F(xiàn)在，銀行調(diào)整利息如下：只有balance高于1000元的賬戶才能獲得8%的利息，其他賬戶只能獲得6%的利息。使用其他數(shù)據(jù)模型實(shí)現(xiàn)這種利息調(diào)整，必須修改有關(guān)的應(yīng)用程序；使用面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)模型，則只需修改方法pay_interest就可以實(shí)現(xiàn)這種利息調(diào)整，不需要任何其他改變，更不需要修改應(yīng)用程序。1.2.3關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)

關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)是E.F.Cold在20世紀(jì)70年代提出的數(shù)據(jù)庫(kù)模型，自20世紀(jì)80年代以來(lái)，新推出的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)幾乎都支持關(guān)系數(shù)據(jù)模型。MicrosoftOfficeAccess是一種典型的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)。

1.關(guān)系模型中的相關(guān)術(shù)語(yǔ)

下面以“課程編號(hào)”表(參見(jiàn)表1-1)為例，介紹關(guān)系模型中的相關(guān)術(shù)語(yǔ)。

(1)關(guān)系。一個(gè)關(guān)系就是一個(gè)二維表，每個(gè)關(guān)系有一個(gè)關(guān)系名稱，如表1-1所示的課程編號(hào)表。表1-1課程編號(hào)(2)實(shí)體?？陀^存在并可相互區(qū)別的事物稱為實(shí)體。

(3)屬性。表(關(guān)系)中的列稱為屬性，每一列有一個(gè)屬性名，對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)表中的一個(gè)字段。

(4)域。一個(gè)屬性的取值范圍是該屬性的域。

(5)元組。表中的行稱為元組，每一行是一個(gè)元組，對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)表中的一個(gè)具體記錄，元組的各分量分別對(duì)應(yīng)于關(guān)系的各個(gè)屬性。

(6)候選碼。如果表中的某個(gè)屬性或?qū)傩越M能唯一地標(biāo)識(shí)一個(gè)元組，稱該屬性或?qū)傩越M為候選碼(候選關(guān)鍵字)。(7)主碼。若一個(gè)表中有多個(gè)候選碼，可以指定其中一個(gè)為主碼(主關(guān)鍵字)。

(8)外碼。如果表中的一個(gè)屬性(字段)不是本表的主碼或候選碼，而是另外一個(gè)表的主碼或候選碼，這個(gè)屬性(字段)稱為外碼(外部關(guān)鍵字)。

(9)關(guān)系模式。一個(gè)關(guān)系的關(guān)系名及其全部屬性名的集合簡(jiǎn)稱為關(guān)系模式，也就是對(duì)關(guān)系的描述，一般表示為“關(guān)系名(屬性名1，屬性名2，…，屬性名n)”，如“課程編號(hào)(課程編號(hào)，課程名稱，課時(shí))”就是一個(gè)關(guān)系模型。

(10)聯(lián)系。實(shí)體集之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系稱為聯(lián)系，它反映現(xiàn)實(shí)世界事物之間的相互關(guān)聯(lián)。實(shí)體間的聯(lián)系按聯(lián)系方式可分為以下三種類型：一對(duì)一聯(lián)系(1∶1)、一對(duì)多聯(lián)系(1∶n)、多對(duì)多聯(lián)系(m∶n)。2.?E-R(Entity-Relationship)模型

實(shí)體-聯(lián)系模型(簡(jiǎn)稱E-R模型)是由P.P.Chen于1976年首先提出的，也稱為E-R圖。它提供不受任何DBMS約束的面向用戶的表達(dá)方法，在數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)中被廣泛用作數(shù)據(jù)建模的工具。E-R數(shù)據(jù)模型問(wèn)世后，經(jīng)歷了許多修改和擴(kuò)充。

E-R模型的構(gòu)成成分是實(shí)體集、屬性和聯(lián)系集，其表示方法如下：

(1)實(shí)體集用矩形框表示，矩形框內(nèi)寫(xiě)上實(shí)體名。

(2)實(shí)體的屬性用橢圓框表示，框內(nèi)寫(xiě)上屬性名，并用無(wú)向邊與實(shí)體集相連。

(3)實(shí)體間的聯(lián)系用菱形框表示，聯(lián)系以適當(dāng)?shù)暮x命名，名字寫(xiě)在菱形框中，用無(wú)向連線將參加聯(lián)系的實(shí)體矩形框分別與菱形框相連，并在連線上標(biāo)明聯(lián)系的類型，即1-1(1對(duì)1)、1-M(1對(duì)多)或M-M(多對(duì)多)。3.關(guān)系模型的完整性

關(guān)系模型的完整性規(guī)則是對(duì)關(guān)系的某種約束條件。關(guān)系模型有四類完整性約束，即實(shí)體完整性、參照完整性、值域完整性和用戶定義完整性。

1)實(shí)體完整性

每個(gè)關(guān)系都有一個(gè)主關(guān)鍵字，每個(gè)元組主關(guān)鍵字的值應(yīng)是唯一的。主關(guān)鍵字的值不能為空，否則，無(wú)從識(shí)別元組，這就是實(shí)體完整性約束。2)參照完整性

在關(guān)系模型中，實(shí)體之間的聯(lián)系是用關(guān)系來(lái)描述的，因而存在關(guān)系與關(guān)系之間的引用。這種引用可通過(guò)外部關(guān)鍵字來(lái)實(shí)現(xiàn)。參照完整性規(guī)則是對(duì)關(guān)系外部關(guān)鍵字的規(guī)定，要求外部關(guān)鍵字取值必須是客觀存在的，即不允許在一個(gè)關(guān)系中引用另一個(gè)關(guān)系里不存在的元組。

3)值域完整性

值域完整性指數(shù)據(jù)表中的記錄的每個(gè)字段的值應(yīng)在允許的范圍內(nèi)。例如，可規(guī)定“學(xué)號(hào)”字段必須由數(shù)字組成，并且字段不能超過(guò)5個(gè)字符。

4)用戶定義完整性

由用戶根據(jù)實(shí)際情況，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)所做的規(guī)定稱為用戶定義完整性規(guī)則，也稱為域完整性規(guī)則。通過(guò)這些規(guī)則限制數(shù)據(jù)庫(kù)只接受符合完整性約束條件的數(shù)據(jù)值，從而保證數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)合理可靠。4.關(guān)系模型的范式化

范式化是保持存儲(chǔ)數(shù)據(jù)完整性并且使冗余數(shù)據(jù)最少的結(jié)構(gòu)過(guò)程，規(guī)范化的數(shù)據(jù)庫(kù)即符合關(guān)系模型規(guī)則的數(shù)據(jù)庫(kù)。關(guān)系模型規(guī)則稱為范式。范式包括第一范式(1NF)、第二范式(2NF)和第三范式(3NF)。

1)第一范式

設(shè)R是一個(gè)關(guān)系模式，如果R中的每個(gè)屬性都是不可再分的最小數(shù)據(jù)項(xiàng)，則稱R滿足第一范式或R是第一范式。第一范式滿足以下兩個(gè)條件：

(1)記錄的每個(gè)屬性只能包含一個(gè)值。

(2)關(guān)系中的每個(gè)記錄一定不能相同。

例如，學(xué)生(學(xué)號(hào)，姓名，性別，系名，入學(xué)時(shí)間，家庭成員)不滿足第一范式，因?yàn)榧彝コ蓡T屬性可以再分解，可將“學(xué)生”分解為學(xué)生(學(xué)號(hào)，姓名，性別，系名，入學(xué)時(shí)間)和家庭(學(xué)號(hào)，家庭成員，親屬關(guān)系)。2)第二范式

如果關(guān)系模式R是第一范式，且所有非主屬性都完全依賴于其主關(guān)鍵字，則稱R是第二范式。

如表1-1中，“課程名稱”、“課時(shí)”依賴于“課程編號(hào)”屬性，因此“課程編碼”關(guān)系是第二范式。

3)第三范式

假設(shè)關(guān)系中有A、B、C三個(gè)屬性，傳遞依賴是指關(guān)系中B屬性依賴于主關(guān)鍵字段A，而C屬性依賴于B屬性，稱字段C傳遞依賴于A。如果關(guān)系模式R是第二范式，且所有非主屬性對(duì)任何主關(guān)鍵字都不存在傳遞依賴，則稱R滿足第三范式或R是第三范式。

如表1-2所示，候選鍵是“教師編號(hào)”屬性，“系別編號(hào)”、“課程編號(hào)”、“工作時(shí)間”、“學(xué)歷”、“職稱”都依賴該候選鍵，并且相互之間無(wú)關(guān)，其屬于第三范式。表1-2教師表利用關(guān)系范式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的規(guī)范化，可減少數(shù)據(jù)冗余，節(jié)省存儲(chǔ)空間，避免數(shù)據(jù)不一致性，提高對(duì)關(guān)系的操作效率，同時(shí)滿足應(yīng)用需求。在實(shí)際應(yīng)用中，并不一定要求全部模式都達(dá)到第三范式。有時(shí)故意保留部分冗余可能會(huì)更方便數(shù)據(jù)查詢，尤其對(duì)于那些更新頻度不高，查詢頻度極高的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)更是如此。

5.?E-R模型與關(guān)系模型的轉(zhuǎn)化

E-R模型是數(shù)據(jù)庫(kù)的一種概念模型，關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)采用的模型是關(guān)系模型，因此，必須將E-R模型轉(zhuǎn)化為關(guān)系模型。根據(jù)E-R模型中實(shí)體之間的聯(lián)系，將E-R模型轉(zhuǎn)化為關(guān)系模型的方法如下。1)一對(duì)一(1∶1)聯(lián)系的轉(zhuǎn)換

轉(zhuǎn)換方法：將聯(lián)系與任意一端實(shí)體所對(duì)應(yīng)的關(guān)系模式合并，在關(guān)系模式的屬性中加入另一個(gè)實(shí)體的主碼和聯(lián)系本身的屬性。

【例1-1】在人事管理系統(tǒng)中，“部門(mén)經(jīng)理”實(shí)體和“部門(mén)”實(shí)體之間的任職聯(lián)系是一對(duì)一的聯(lián)系，其E-R模型如圖1-6所示，請(qǐng)將其E-R模型轉(zhuǎn)換為關(guān)系模型。圖1-6部門(mén)-經(jīng)理E-R模型轉(zhuǎn)換方法：該E-R模型有兩個(gè)實(shí)體，即“部門(mén)”實(shí)體和“部門(mén)經(jīng)理”實(shí)體，且它們是1∶1的聯(lián)系。因此，將聯(lián)系合并到“部門(mén)”實(shí)體或“部門(mén)經(jīng)理”實(shí)體中，并將聯(lián)系本身的屬性和另一個(gè)實(shí)體的主碼作為屬性放入合并的實(shí)體中，以下兩種方法均可：

(1)將“任職”聯(lián)系合并到“部門(mén)”實(shí)體中。

部門(mén)(部門(mén)經(jīng)理，部門(mén)名稱，經(jīng)理編號(hào)，聘任時(shí)間，任期)

經(jīng)理(經(jīng)理編號(hào)，經(jīng)理姓名)(2)將聯(lián)系合并到“部門(mén)經(jīng)理”實(shí)體中。

部門(mén)(部門(mén)編號(hào)，部門(mén)名稱)

經(jīng)理(經(jīng)理編號(hào)，經(jīng)理姓名，部門(mén)編號(hào)，聘任時(shí)間，任期)

2)一對(duì)多(1∶n)聯(lián)系的轉(zhuǎn)換

轉(zhuǎn)換方法：將該聯(lián)系與n端實(shí)體所對(duì)應(yīng)的關(guān)系模式合并。合并時(shí)需要在n端實(shí)體的關(guān)系模式的屬性中加入1端實(shí)體的主碼和聯(lián)系本身的屬性。

【例1-2】請(qǐng)將圖1-7中的E-R模型轉(zhuǎn)換為關(guān)系模型。圖1-7部門(mén)-員工E-R模型轉(zhuǎn)換方法：該E-R模型有兩個(gè)實(shí)體，即“部門(mén)”實(shí)體和“員工”實(shí)體，且它們是1∶n的聯(lián)系。因此，將“隸屬”聯(lián)系并到n端的“員工”實(shí)體中，并將聯(lián)系本身的屬性和“部門(mén)”實(shí)體的主碼“部門(mén)編號(hào)”作為屬性放入“員工”實(shí)體中。

部門(mén)(部門(mén)編號(hào)，部門(mén)名稱)

員工(員工編號(hào)，姓名，性別，部門(mén)編號(hào))3)多對(duì)多(m∶n)聯(lián)系的轉(zhuǎn)換

轉(zhuǎn)換方法：將一個(gè)多對(duì)多的聯(lián)系轉(zhuǎn)換為多個(gè)一對(duì)多的聯(lián)系，再使用前面介紹的方法轉(zhuǎn)換。

通過(guò)上面介紹的E-R模型轉(zhuǎn)換為關(guān)系模型的三種方法，可將通用的概念模型轉(zhuǎn)換為關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中的物理模型，但得到的關(guān)系模型不一定是最優(yōu)的。在實(shí)際應(yīng)用中，還需要根據(jù)應(yīng)用需要，對(duì)得到的關(guān)系模型進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化。6.關(guān)系運(yùn)算

早期的關(guān)系操作有兩種表示方式：關(guān)系代數(shù)與關(guān)系演算。理論上，關(guān)系代數(shù)和關(guān)系演算被證明是完全等價(jià)的。關(guān)系代數(shù)通過(guò)對(duì)關(guān)系的運(yùn)算來(lái)表達(dá)查詢，其操作對(duì)象是關(guān)系，操作結(jié)果亦為關(guān)系。

傳統(tǒng)的集合操作包括并、交、差、廣義笛卡兒積等。這類操作將關(guān)系看做元組的集。其操作是從關(guān)系的水平方向(即關(guān)系的行)來(lái)進(jìn)行的。設(shè)關(guān)系R和關(guān)系S具有相同數(shù)目的屬性列(n列屬性)，并且相應(yīng)的屬性取自同一個(gè)域，則可定義以下四種集合運(yùn)算：

并(Union)：關(guān)系R與關(guān)系S的并，它是屬于R或?qū)儆赟的元組組成的集合，結(jié)果為n列屬性的關(guān)系。

交(Intersection)：關(guān)系R與關(guān)系S的交，它是既屬于R又屬于S的元組組成的集合，結(jié)果為n列屬性的關(guān)系。

差(Difference)：關(guān)系R與關(guān)系S的差，它是屬于R而不屬于S的元組組成的集合，結(jié)果為n列屬性的關(guān)系。廣義笛卡兒積(ExtendedCartesianProduct)：關(guān)系R(假設(shè)為n列)和關(guān)系S(假設(shè)為m列)的廣義笛卡兒積是一個(gè)(n+m)列元組的集合，每一個(gè)元組的前n列是來(lái)自關(guān)系R的一個(gè)元組，后m列是來(lái)自關(guān)系S的一個(gè)元組。若R有K1個(gè)元組，S有K2個(gè)元組，則關(guān)系R和關(guān)系S的廣義笛卡兒積有K1×K2個(gè)元組。

以傳統(tǒng)的集合操作為依據(jù)，數(shù)據(jù)庫(kù)關(guān)系運(yùn)算主要包括選擇(Select)、投影(Project)、連接(Join)、自然連接(NatureJoin)。

1)選擇

選擇運(yùn)算是在關(guān)系中選擇滿足某些條件的元組。也就是說(shuō)，選擇運(yùn)算是在二維表中選擇滿足指定條件的行。示例如圖1-8所示。圖1-8選擇運(yùn)算2)投影

投影運(yùn)算是從關(guān)系模式中指定若干個(gè)屬性組成新的關(guān)系，即在關(guān)系中選擇某些屬性列。示例如圖1-9所示。

3)連接

連接運(yùn)算將兩個(gè)關(guān)系模式通過(guò)公共的屬性名拼接成一個(gè)更寬的關(guān)系模式，生成的新關(guān)系中包含滿足連接條件的元組。示例如圖1-10所示。

4)自然連接

在連接運(yùn)算中，按字段值相等的連接稱為等值連接，去掉重復(fù)值的連接稱為自然連接。示例如圖1-11所示。圖1-9投影運(yùn)算圖1-10連接運(yùn)算圖1-11自然連接運(yùn)算1.3.1數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的兩個(gè)方面

數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的目標(biāo)是在DBMS的支持下，按照應(yīng)用系統(tǒng)的要求，設(shè)計(jì)一個(gè)結(jié)構(gòu)合理、使用方便、效率較高的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。

數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)涉及兩方面：數(shù)據(jù)庫(kù)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)庫(kù)的行為設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)的過(guò)程中，應(yīng)將結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和行為設(shè)計(jì)相結(jié)合。1.3數(shù)?據(jù)?庫(kù)?設(shè)?計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是從應(yīng)用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)角度對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)。由于數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)是靜態(tài)的，因此數(shù)據(jù)庫(kù)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)又稱為數(shù)據(jù)庫(kù)的靜態(tài)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。其設(shè)計(jì)過(guò)程是：先將現(xiàn)實(shí)世界中的事物、事物之間的聯(lián)系用E-R圖表示，再將各E-R圖匯總，得出數(shù)據(jù)庫(kù)的概念結(jié)構(gòu)模型，再將概念結(jié)構(gòu)模型轉(zhuǎn)換為關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的關(guān)系結(jié)構(gòu)模型。

數(shù)據(jù)庫(kù)的行為設(shè)計(jì)指根據(jù)應(yīng)用系統(tǒng)用戶的行為對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)，是指數(shù)據(jù)查詢、統(tǒng)計(jì)、事物處理等。由于用戶的行為是動(dòng)態(tài)的，因此數(shù)據(jù)庫(kù)的行為設(shè)計(jì)又稱為數(shù)據(jù)庫(kù)的動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)。其設(shè)計(jì)過(guò)程是：首先將現(xiàn)實(shí)世界中的數(shù)據(jù)及應(yīng)用情況用數(shù)據(jù)流圖和數(shù)據(jù)字典表示，并描述用戶的數(shù)據(jù)操作要求，從而得出系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)。

數(shù)據(jù)庫(kù)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)庫(kù)的行為設(shè)計(jì)將貫穿數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的每一步。1.3.2數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的步驟

數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)可分為6個(gè)階段：需求分析階段、概要設(shè)計(jì)階段、詳細(xì)設(shè)計(jì)階段、編碼階段、測(cè)試階段、安裝及維護(hù)階段。各個(gè)階段的主要任務(wù)如下。

1.需求分析階段

需求分析階段的主要任務(wù)是：通過(guò)與數(shù)據(jù)庫(kù)的最終用戶交流，了解和掌握數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)對(duì)象(也稱為用戶，指待使用數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)的部門(mén))的工作流程和每個(gè)崗位、每個(gè)環(huán)節(jié)的職責(zé)，了解和掌握信息從開(kāi)始產(chǎn)生或建立，到最后輸出、存檔或消亡所經(jīng)過(guò)的傳遞和轉(zhuǎn)換過(guò)程，了解和掌握各種人員在整個(gè)系統(tǒng)活動(dòng)過(guò)程中的作用。為了實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)目標(biāo)，首先要進(jìn)行下述準(zhǔn)備工作：

(1)確定哪些工作應(yīng)由計(jì)算機(jī)來(lái)做，哪些工作仍由手工來(lái)做。

(2)掌握各種人員對(duì)信息和處理各有什么要求。

(3)了解對(duì)操作界面和報(bào)表輸出格式各有什么要求，對(duì)信息的安全性、完整性有什么要求。

(4)了解用戶希望從數(shù)據(jù)庫(kù)中得到什么樣的信息。

(5)集體討論數(shù)據(jù)庫(kù)所要解決的問(wèn)題，并描述數(shù)據(jù)庫(kù)需要生成的報(bào)表。

(6)收集當(dāng)前用于記錄數(shù)據(jù)的表格。

(7)參考某個(gè)與當(dāng)前要設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)庫(kù)相似的典型案例。通過(guò)進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)查和分析，搜集足夠的數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的依據(jù)。接著完成如下工作：畫(huà)出數(shù)據(jù)流圖，建立數(shù)據(jù)字典和編寫(xiě)需求說(shuō)明書(shū)。

(1)畫(huà)出數(shù)據(jù)流圖。數(shù)據(jù)流圖(DataFlowDiagram，DFD)是描述實(shí)際業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)工作流程的一種圖形表示。數(shù)據(jù)流圖使用帶箭頭的連線表示數(shù)據(jù)的流動(dòng)方向或者表示前者(即不帶箭頭的一端)對(duì)后者(即箭頭所指向的一端)的使用，用圓圈表示進(jìn)行信息處理的一個(gè)環(huán)節(jié)，用雙線段或開(kāi)口矩形表示存檔文件或?qū)嵨铮镁匦伪硎緟⑴c活動(dòng)的人員或部門(mén)。通過(guò)下發(fā)給教職員工的工資數(shù)據(jù)流動(dòng)情況，可以設(shè)計(jì)出工資管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流圖，如圖1-12所示。圖1-13所示為工資管理的業(yè)務(wù)處理流程圖。圖1-12工資管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流圖圖1-13工資管理的業(yè)務(wù)處理流程圖(2)建立數(shù)據(jù)字典。數(shù)據(jù)字典(DataDictionary)是對(duì)系統(tǒng)流程中數(shù)據(jù)和處理的描述。在數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，它是最原始的數(shù)據(jù)字典，以后在概要設(shè)計(jì)和詳細(xì)設(shè)計(jì)中的數(shù)據(jù)字典都由它依次變換和修改而得到。

例如，對(duì)教職工工資管理系統(tǒng)進(jìn)行分析，可得出工資款項(xiàng)的定義：工資款項(xiàng)即進(jìn)行工資核算所需要的各個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)，包括工資條上計(jì)算應(yīng)發(fā)工資、實(shí)發(fā)工資所需要的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，如姓名、固定工資、績(jī)效工資、生活補(bǔ)貼等。工資款項(xiàng)的定義就是建立教職工工資核算所需的各項(xiàng)數(shù)據(jù)。根據(jù)工資款項(xiàng)的不同屬性，工資款項(xiàng)可分為：

①相對(duì)固定數(shù)據(jù)項(xiàng)，如職工編號(hào)、姓名、參加工作時(shí)間、固定工資、生活補(bǔ)貼等。

②變動(dòng)原始數(shù)據(jù)項(xiàng)，如出勤天數(shù)、病假天數(shù)等。

③變動(dòng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)項(xiàng)，如病、事假扣款等。

④計(jì)算所得數(shù)據(jù)項(xiàng)，如應(yīng)發(fā)工資、實(shí)發(fā)工資等。(3)編寫(xiě)需求說(shuō)明書(shū)。需求說(shuō)明書(shū)就是系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案，它包括數(shù)據(jù)流圖和數(shù)據(jù)字典；包括系統(tǒng)設(shè)計(jì)總體目標(biāo)，系統(tǒng)適宜采用的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)及相應(yīng)配置情況；包括系統(tǒng)開(kāi)發(fā)人員組成、開(kāi)發(fā)費(fèi)用和時(shí)間；包括劃分系統(tǒng)邊界，即哪些數(shù)據(jù)和處理由計(jì)算機(jī)完成，哪些數(shù)據(jù)和處理仍由人工完成；包括對(duì)用戶使用系統(tǒng)的要求等許多方面的詳細(xì)內(nèi)容。需求說(shuō)明書(shū)是開(kāi)發(fā)單位與用戶共同協(xié)商達(dá)成的文檔，一般要經(jīng)過(guò)有關(guān)方面的專家進(jìn)行評(píng)審和通過(guò)。它是以后各階段進(jìn)行開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)的主要依據(jù)，也是最終進(jìn)行系統(tǒng)測(cè)試的依據(jù)。通過(guò)相關(guān)需求分析可知，工資管理系統(tǒng)應(yīng)具有以下功能：

●錄入工資結(jié)算單中各工資數(shù)據(jù)項(xiàng)的原始數(shù)據(jù)，據(jù)此進(jìn)行應(yīng)發(fā)工資、代扣款項(xiàng)、實(shí)發(fā)工資數(shù)的計(jì)算，能對(duì)來(lái)自人事部門(mén)的人員變動(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的人員變動(dòng)數(shù)據(jù)處理，打印工資結(jié)算單。

●根據(jù)結(jié)算單，按部門(mén)、班組、人員類別、費(fèi)用科目進(jìn)行分類匯總，打印分類匯總表。

●根據(jù)工資匯總表進(jìn)行工資費(fèi)用的分配、福利費(fèi)的計(jì)提，打印工資費(fèi)用計(jì)提、分配表。

●根據(jù)工資匯總表中代扣款項(xiàng)(如個(gè)人所得稅代扣計(jì)算)的有關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總，將匯總結(jié)果存入銀行或轉(zhuǎn)入其他有關(guān)部門(mén)。

●提供工資數(shù)據(jù)的查詢功能。2.概要設(shè)計(jì)階段

這個(gè)階段是將需求分析階段的結(jié)果模塊化，并把本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流向等關(guān)系搞明白。最好畫(huà)出程序的流程圖，把整個(gè)項(xiàng)目的框架設(shè)計(jì)出來(lái)，如圖1-13畫(huà)出了工資管理的業(yè)務(wù)處理流程圖。另外，還要考慮需要哪些功能模塊，每個(gè)模塊大體需要完成哪些功能，以及它們之間有什么關(guān)系，等等，如圖1-14所示。圖1-14工資管理系統(tǒng)模塊3.詳細(xì)設(shè)計(jì)階段

這個(gè)階段是在系統(tǒng)模塊化的基礎(chǔ)上，把系統(tǒng)的功能具體化，逐步完善系統(tǒng)的功能需求。這個(gè)階段要為具體的設(shè)計(jì)打好基礎(chǔ)。

數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)在每一個(gè)具體階段的后期都要經(jīng)過(guò)用戶確認(rèn)。如果不能滿足要求，則要返回到前面一個(gè)或幾個(gè)階段進(jìn)行調(diào)整和修改。整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程實(shí)際上是一個(gè)不斷返回修改、調(diào)整的迭代過(guò)程。

4.編碼階段

該階段主要是根據(jù)詳細(xì)設(shè)計(jì)的結(jié)果把原始數(shù)據(jù)裝入數(shù)據(jù)庫(kù)，建立一個(gè)具體的數(shù)據(jù)庫(kù)并編寫(xiě)和調(diào)試相應(yīng)的應(yīng)用程序。應(yīng)用程序的開(kāi)發(fā)目標(biāo)是開(kāi)發(fā)一個(gè)可依賴的有效的數(shù)據(jù)庫(kù)存取程序，來(lái)滿足用戶的處理要求。1)規(guī)劃數(shù)據(jù)庫(kù)中的表

表是數(shù)據(jù)庫(kù)的基本信息結(jié)構(gòu)。確定表可能是數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)過(guò)程中最難處理的步驟，因?yàn)橐獜臄?shù)據(jù)庫(kù)獲得的結(jié)果(如要打印的報(bào)表，要使用的格式，要解決的問(wèn)題等)不一定能夠提供用于生成它們的表的結(jié)構(gòu)的線索。

在設(shè)計(jì)表時(shí)，應(yīng)按以下設(shè)計(jì)原則對(duì)信息進(jìn)行分類：

(1)表中不應(yīng)該包含重復(fù)信息，而且信息不應(yīng)該在表之間復(fù)制。如果每條信息只保存在一個(gè)表中，則只需在一處進(jìn)行更新，這樣效率更高，同時(shí)也消除了包含不同信息的重復(fù)項(xiàng)的可能性。例如，在一個(gè)表中，對(duì)每個(gè)教職工的職工編號(hào)、姓名等只保存一次。(2)每個(gè)表應(yīng)該只包含關(guān)于一個(gè)主題的信息。如果每個(gè)表只包含關(guān)于一個(gè)主題的事件，則可以獨(dú)立于其他主題來(lái)維護(hù)每個(gè)主題的信息。例如，將教職工的基本信息與考勤信息存放在不同的表中，這樣就可以在刪除某條考勤記錄后仍然保留教職工的信息。

通過(guò)上述分析，在“教職工工資管理系統(tǒng)”中我們?cè)O(shè)計(jì)如下幾張表：教職工基本信息表、部門(mén)表、考勤表、績(jī)效工資、工資表。2)確定表中的字段

每個(gè)表中都包含關(guān)于同一主題的信息，表中的每個(gè)字段則包含關(guān)于該主題的各個(gè)事件。例如，教職工基本信息表中包含的字段有職工編號(hào)、姓名、性別、出生年月、參加工作時(shí)間、學(xué)歷、職稱、聯(lián)系電話、郵箱地址、籍貫、部門(mén)編號(hào)；部門(mén)表中包含的字段有部門(mén)編號(hào)、部門(mén)名稱、負(fù)責(zé)人；考勤表中包含的字段有職工編號(hào)、出勤天數(shù)、加班時(shí)間、遲到次數(shù)、早退次數(shù)、曠工次數(shù)、事假次數(shù)、病假次數(shù)；績(jī)效工資中包含的字段有職工編號(hào)、加班費(fèi)、獎(jiǎng)金、津貼、考勤扣除金額；工資表中包含的字段有職工編號(hào)、姓名、固定工資、生活補(bǔ)貼、應(yīng)發(fā)工資、水電費(fèi)、公積金、稅收、實(shí)發(fā)工資。在草擬每個(gè)表的字段時(shí)，要注意以下問(wèn)題：

(1)每個(gè)字段都直接與表的主題相關(guān)。

(2)不包含推導(dǎo)或計(jì)算的數(shù)據(jù)，如表達(dá)式的計(jì)算結(jié)果。

(3)包含所需的所有信息。

(4)以最小的邏輯部分保存信息。例如，對(duì)英文姓名應(yīng)該將姓和名分開(kāi)保存。3)確定表之間的關(guān)系

首先要明確主碼與外碼。主碼能唯一識(shí)別表中的每一條記錄，為確保主碼字段的唯一性，Access避免任何重復(fù)值或Null值進(jìn)入主碼字段。在Access中可以定義三種主碼：自動(dòng)編號(hào)、單字段和多字段。表之間的關(guān)聯(lián)依靠外碼來(lái)維系，設(shè)計(jì)的表結(jié)構(gòu)合理，不僅可以存儲(chǔ)所需要的實(shí)體信息，而且可以反映實(shí)體之間