數(shù)據(jù)庫技術基礎課件

了解什么是數(shù)據(jù)庫掌握數(shù)據(jù)庫的基本概念12345掌握數(shù)據(jù)模型的分類學會在Access環(huán)境下建立數(shù)據(jù)庫、了解SQL和Select命令的基本語法表的基本操作

數(shù)據(jù)庫技術基礎一、基本概念數(shù)據(jù)（Data）是用來記錄信息的可識別的符號，是信息的具體表現(xiàn)形式。數(shù)據(jù)表示可用實體（Entity）、屬性（Attribute）和屬性值（AttributeValue）表示。（“TS52001”，“Java技術與應用”，3，48）數(shù)據(jù)處理(DataProcessing)是表示一系列活動的一個總過程，包括收集、存儲、加工、檢索和發(fā)布數(shù)據(jù)；并在此過程中過濾掉無關數(shù)據(jù)，抽取最有價值的相關數(shù)據(jù)，以供計算機進一步處理使用。數(shù)據(jù)處理是計算機應用中的最大的一個分支。最初指在計算機上加工商業(yè)、企業(yè)的信息和數(shù)據(jù)，現(xiàn)在常用來泛指非科技工程方面的計算、管理和操縱任何形式的數(shù)據(jù)資料。在計算機上合理存放的相互關聯(lián)的數(shù)據(jù)的集合,被稱為數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)的獨立性.可以最優(yōu)方式提供數(shù)據(jù)共享最小冗余(盡可能不重復)數(shù)據(jù)庫(DataBase)它具有下列特點:實現(xiàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理和數(shù)據(jù)安全的保障數(shù)據(jù)庫技術是數(shù)據(jù)處理最有效的手段。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(DBMS)DBMS是在OS支持下工作的數(shù)據(jù)庫管理軟件對內(nèi)，它負責管理數(shù)據(jù)庫對外，它向用戶提供一整套命令，用于合法用戶對數(shù)據(jù)庫的各種操作；包括創(chuàng)建DB、定義數(shù)據(jù)、增、刪、改DB記錄、統(tǒng)計計算等DBMS的功能數(shù)據(jù)定義

DBMS提供了數(shù)據(jù)定義語言DDL。用戶利用DDL可以方便地定義DB中數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構。數(shù)據(jù)操縱用戶利用提供的數(shù)據(jù)操縱語言DML可以方便地實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的各種操作。完整性約束檢查支持常用的完整性檢查（指數(shù)據(jù)必須符合一定的規(guī)則，如學號必須惟一）。訪問控制

DB中數(shù)據(jù)可以共享，但只有合法用戶才能訪問授權的數(shù)據(jù)。并發(fā)控制允許多用戶同時訪問DB，但要避免并發(fā)操作可能帶來的不一致性問題。數(shù)據(jù)庫恢復

數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)DBS數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（DataBaseSystem，簡稱DBS）數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是指引入數(shù)據(jù)庫技術后的計算機系統(tǒng)，是一個具有管理數(shù)據(jù)庫功能的計算機軟硬件綜合系統(tǒng)，它實現(xiàn)了有組織地、動態(tài)地存儲大量相關數(shù)據(jù)的功能，提供了數(shù)據(jù)處理和信息資源共享的便利手段。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的組成：數(shù)據(jù)庫（DB）數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DBMS）數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)（DBAS）

數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（DBS）數(shù)據(jù)庫（DataBase,DB）：按照一定的組織結(jié)構存儲在計算機存儲介質(zhì)上的相關數(shù)據(jù)的集合。它不僅包括描述事物的數(shù)據(jù)本身，而且還包括相關事物之間的聯(lián)系。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(DataBaseManagementSystem,DBMS)：是一個幫助用戶創(chuàng)建、維護和使用數(shù)據(jù)庫的軟件系統(tǒng)，是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的核心。數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)（DataBaseApplicationSystem,DBAS）：DBAS是建立在數(shù)據(jù)庫基礎上的各種應用程序，它們以數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)為公共支撐，建立各自的應用邏輯，DBAS一般用DBMS規(guī)定的語言和工具編寫，它們系統(tǒng)資源開發(fā)的，與DBMS都有固定的接口。DBS=DB+DBMS+DBAS數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)支持平臺：數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)支持平臺一般包括三個部分：（1）操作系統(tǒng)軟件基礎平臺（2）計算機硬件平臺（3）網(wǎng)絡（4）用戶

在DBS中，用戶通過DBMS可以建立和使用DB。使用DB是目的，而DBMS是實現(xiàn)目的的手段和工具。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)DBSDBS階段數(shù)據(jù)與程序的關系

用戶1用戶2用戶m…應用程序1應用程序2應用程序3…應用程序n數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)字典記錄數(shù)據(jù)庫技術發(fā)展的歷史它起源于60年代末。30多年來，在理論上、實現(xiàn)技術上都有很大的發(fā)展。

世界第一個數(shù)據(jù)庫IDS于1964年由美國通用電氣公司開發(fā)成功（它是網(wǎng)狀結(jié)構的數(shù)據(jù)庫）。1969年，美國的IBM公司研制了世界上第一個層次數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)IMS（InformationManagementSystem）1970年，IBM公司E.F.Codd發(fā)表了一篇題為“大型共享DB數(shù)據(jù)的關系模型”論文，提出了RDB模型的概念、關系代數(shù)和關系演算，從而奠定了RDB的理論基礎。如今，數(shù)據(jù)庫技術已成為計算機學科的一個重要研究領域，DB已成為MIS、OA、CAM等領域的主要工具之一。數(shù)據(jù)管理的發(fā)展階段數(shù)據(jù)管理經(jīng)歷了3個發(fā)展階段：手工管理階段數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段文件系統(tǒng)階段手工管理階段（46~50年代中期）計算機硬件技術落后，還沒有像磁盤這樣的存儲介質(zhì)，數(shù)據(jù)無法永久存儲，也沒有OS和其他處理數(shù)據(jù)的軟件，而只有CPU指令系統(tǒng)和匯編語言軟件。早期計算機數(shù)據(jù)處理應用沒有專門管理數(shù)據(jù)的軟件，程序自帶數(shù)據(jù)。其特點是：數(shù)據(jù)獨立性差，不能共享；數(shù)據(jù)冗余無法集中式管理主要用于科學計算應用程序1應用程序n…...數(shù)據(jù)組1數(shù)據(jù)組n…...101101011101011101110001100100110文件系統(tǒng)階段（50~60年代）數(shù)據(jù)以文件的形式存放于外存中,數(shù)據(jù)由文件系統(tǒng)FS和操作系統(tǒng)OS統(tǒng)一管理，數(shù)據(jù)通過程序方式來實現(xiàn)操作。其特點是：文件系統(tǒng)是應用程序和數(shù)據(jù)間的公共接口、統(tǒng)一存取文件由用戶自定義，格式和內(nèi)容不統(tǒng)一，難于共享數(shù)據(jù)冗余度大數(shù)據(jù)共享性和數(shù)據(jù)獨立性不強是文件管理階段的缺點。文件系統(tǒng)本身無法解決這些問題。應用程序1應用程序n…...數(shù)據(jù)組1數(shù)據(jù)組m…...文件系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段（60年代~至今）

由DBMS實現(xiàn)對DB的定義、管理和操作。DBMS是用戶和數(shù)據(jù)間的接口，特別是網(wǎng)絡和通信技術的發(fā)展，使異地、異機間的數(shù)據(jù)共享成為現(xiàn)實。其特點是：能為多用戶共享數(shù)據(jù)冗余度最小可以交互方式或程序方式操作問題:

異地共享一處數(shù)據(jù),容易造成網(wǎng)絡通信“堵塞”應用程序1應用程序n…...DBMSDB分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（80年代中期）分布式數(shù)據(jù)庫DDBS(DistributedDBS)技術是DB技術和網(wǎng)絡、通信技術的結(jié)晶產(chǎn)物。其主要特點：處理的數(shù)據(jù)分散在各個結(jié)點上，每個結(jié)點的數(shù)據(jù)由本地的DBMS管理，各結(jié)點間可以數(shù)據(jù)共享；充分利用、發(fā)揮各個結(jié)點的資源優(yōu)勢，減輕網(wǎng)絡負擔；DBMS1DBMSiDB1DBi

DBMS…..概念模型

概念模型是模擬現(xiàn)實世界的第一層次，人們認識現(xiàn)實世界時抽象出其正確的模型，并用比較簡單的方式表達出來，便于交流和計算機的實現(xiàn)。首先了解以下幾個概念：實體（Entity）客觀存在并且可以相互區(qū)別的“事物”稱為實體。如一個學生，一本書，一輛汽車，一個比喻等。屬性（Attribute）實體的某一特性稱為屬性。如學生實體有學號、姓名、年齡、性別、系等方面的屬性。屬性有“型”和“值”之分，“型”即為屬性名，如姓名、年齡、性別等；“值”為屬性的具體取值，如（990001，‘張立’，20，‘男’，‘計算機’）。主鍵（PrimaryKey）指一個或一組屬性，其值唯一地標識一個實體。實體類型（EntityType）指使用實體名和屬性名共同來刻畫同類實體的方法，例如，學生（學號，姓名，年齡，性別，班級）。域（Domain）屬性值的取值范圍稱為該屬性的域。如學號的域為6位整數(shù)，性別的域為（‘男’，‘女’）等。聯(lián)系（Relation）實體之間的對應關系稱為聯(lián)系。它反映了現(xiàn)實世界事物之間的相互關聯(lián)。聯(lián)系分為兩種：一種是實體內(nèi)部各屬性之間的關系；第二種是實體之間的聯(lián)系。概念模型實體間的聯(lián)系方式

實體之間聯(lián)系的種類是指一個實體類型中每一個實體與另一個實體類型中多少個實體存在聯(lián)系。實體與實體之間的聯(lián)系有以下3種類型：一對一聯(lián)系（簡記為1：1）一對多聯(lián)系（簡記為1：n）多對多聯(lián)系（簡記為m：n）概念模型

例如,學校里面,一個班級只有一個班長，這個班長只在一個班中任職,則班長和班級之間具有一對一的聯(lián)系。一對一聯(lián)系(1:1)（one-to-onerelationship）:

如果對于實體集A中的每一個實體,實體集B中至多有一個(也可以沒有)實體與之聯(lián)系,反之奕然,則稱實體集A與實體集B具有1:1聯(lián)系。概念模型

例如,一個班級有多個學生，而每個學生只在一個班級中學習,則班級與學生之間具有一對多的聯(lián)系。一對多聯(lián)系(1:n)（One-to-Manyrelationship）:

如果對于實體集A中的每一個實體,實體集B中有n個實體(n≥0)與之聯(lián)系,反之,如果對于實體集B中的每一個實體,實體集A中只有一個實體與之聯(lián)系,則稱實體集A與實體集B具有1:n聯(lián)系。概念模型多對多聯(lián)系(M:N)（Many-to-Manyrelationship）:

如果對于實體集A中的每一個實體,實體集B中有n個實體(n≥0)與之聯(lián)系,反之,對于實體集B中的每一個實體,實體集A中也有m個實體(m≥0)與之聯(lián)系,則稱實體集A與實體集B具有m:n聯(lián)系。例如,一門課程同時有多個學生選修，而一個學生也同時選修多門課程，則課程與學生之間具有一對m:n的聯(lián)系。概念模型數(shù)據(jù)模型

數(shù)據(jù)模型是對現(xiàn)實世界的模擬，通過數(shù)據(jù)模型能夠真實地、簡單地模擬現(xiàn)實世界，數(shù)據(jù)模型是面向計算機的數(shù)據(jù)建摸。目前常用的數(shù)據(jù)模型有：

層次模型（HierarchicalModel）

網(wǎng)狀模型（NetworkModel）

關系模型（RelationalModel）層次模型層次模型是把數(shù)據(jù)之間的關系納入一種一對多的層次框架來加以描述。特點：每個模型中只有一個稱為根的最高結(jié)點其它結(jié)點都只能和一個父結(jié)點相連接（1:M）查詢、訪問都必須從根結(jié)點開始最有影響的層次模型的DBS是60年代末，IBM公司推出的IMS層次模型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。層次模型示意圖

校長校長辦公室各學院……

各職能處

（電信學院）計算機系電子系信控系…計算機教學實驗中心網(wǎng)絡所…..軟件教研室網(wǎng)狀模型網(wǎng)狀模型是可以方便地描述數(shù)據(jù)之間多對多聯(lián)系的模型，其特點：可有0個或多個結(jié)點無雙親允許結(jié)點有多個雙親允許結(jié)點間有2種以上的關系存取、訪問必須按事先定義好的路徑進行（從指定出發(fā)點）最有影響的網(wǎng)絡模型是美國數(shù)據(jù)系統(tǒng)語言協(xié)會推出的DBTG系統(tǒng)，也稱CODASYL（ConferenceOnDataSystemLanguage）

網(wǎng)絡模型舉例例如，教務管理系統(tǒng)

學生教學課程表教室課程教師關系模型關系模型是把存放在數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)和它們之間的聯(lián)系看作是一張二維表，一個表即一個關系，這與我們?nèi)粘Ｉ盍晳T非常接近。其特點：一個關系一張表數(shù)據(jù)獨立性高操作簡單一行是一個記錄一列是一個數(shù)據(jù)項（字段）關系模型的組成----二維表格關系模型中的常用術語1．元組在二維表中，從第二行起的每一行稱為一個元組，在文件中對應一條具體記錄。2．屬性二維表中，每一列稱為一個屬性，在文件中對應一個字段。3．屬性名二維表第一行顯示的每一列的名稱，在文件中對應字段名，例如“姓名”，“性別”等。4．屬性值行和列的交叉位置表示某個屬性的值。5．域表示各個屬性的取值范圍。關系模型中的常用術語6．表結(jié)構表中的第一行，表示組成該表的各個字段名稱，各字段取值的類型、寬度等。7．關系模式是對關系結(jié)構的描述，表示格式：

關系名(屬性1,屬性2,屬性3,…，屬性n)例：

student(學號,姓名,性別,年齡)關系模型中的常用術語8．候選鍵關系中用來惟一標識一個元組的屬性或?qū)傩越M。例1:關系student中的屬性“學號”可以作為候選鍵，當“姓名”沒有重名時，也可以作為候選鍵例2:確定如下關系score的候選鍵：

學號

課號

成績

99001C019099001C028999002C0270

該關系中的候選鍵是屬性組（學號,課號）關系模型中的常用術語9．主鍵從候選鍵中指定一個用來標識元組。10．外部關鍵字表中的一個字段不是本表的主關鍵字或候選關鍵字，而是另外一個表的主關鍵字或候選關鍵字，該字段稱為外部關鍵字，簡稱外鍵。例題:

在關系score中，候選鍵是屬性組(學號，課號)，“學號”不是score的主鍵，而是關系student的主鍵，因此，“學號”稱為外鍵。關系模型的特點1）每一列不可再分；2）同一關系中屬性(字段)不允許重名3）關系中不允許有完全相同的元組4）關系中交換任意兩行的位置不影響數(shù)據(jù)的實際含義；5）關系中交換任意兩列的位置不影響數(shù)據(jù)的實際含義。關系的基本運算1．選擇從指定的關系中選擇滿足給定條件的元組組成新的關系。例題：從關系score1中選擇數(shù)學大于90的元組組成關系S1。

關系的基本運算2．投影從指定關系的屬性集合中選取若干個屬性組成新的關系。例題：從關系score1中選擇“學號”、“姓名”、“數(shù)學”組成新的關系S2。

關系的基本運算3．聯(lián)接兩個關系中的元組按指定條件組合新的關系例題:將score1和score2按相同學號合并數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)設計步驟DB應用系統(tǒng)的設計步驟符合軟件工程設計思想。⑴用戶需求分析

理解用戶對該項目所提出的各種要求，并進一步對各個環(huán)節(jié)進行抽象。⑵概念設計

將需求分析的結(jié)果抽象為信息結(jié)構，得到系統(tǒng)的全局E-R圖。⑶邏輯設計

將得到的抽象的E-R圖轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)模型。⑷物理設計

確定得到的數(shù)據(jù)模型最后反映在物理設備上是個什么物理結(jié)構。⑸數(shù)據(jù)庫實施

在選定的RDBMS中，建立系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫結(jié)構，對原始數(shù)據(jù)進行采集、整理、轉(zhuǎn)換并錄入。⑹數(shù)據(jù)庫的維護

包括故障排除、數(shù)據(jù)備份和恢復、安全性和完整性機制的定期改善，以及對數(shù)據(jù)庫性能進行改進。SQL簡介SQL（StructuredQueryLanguage），是關系數(shù)據(jù)庫的標準結(jié)構化查詢語言，1974年制訂。目前流行的是SQL-92標準，它是由ANSI（美國國家標準局）頒布的。有三類SQL語句：DDL（數(shù)據(jù)定義語言）用于數(shù)據(jù)庫結(jié)構定義DML（數(shù)據(jù)操縱語言）用于數(shù)據(jù)處理DCL（數(shù)據(jù)控制語言）用于用戶權限管理標準的SQL包括9個動詞：Create（建立）、Alter（修改）、Drop（刪除表）、Insert（插入）、Update（更新）、Delete（刪除記錄）、Select（選擇）、Grant（賦予權限）和Revoke（收回權限）等。SQL的核心語句SELECT語句構成了SQL語言的核心。它的語法包括幾個主要的子句，分別是FROM、WHERE和ORDERBY子句。SELECT語句的一般格式如下：SELECT<*|字段列表>FROM<表名>[where<條件表達式>]式中的符號表示:<>:必選項，表示在實際的語句中要采用需要的內(nèi)容替代.[]:可選項，表示可以根據(jù)需要進行選擇,也可以不選.|:表示多項選項中只能選其中之一.SELECT<*|字段列表>FROM<表名>[where<條件表達式>]SELECT語句舉例：SELECT*FROM體檢表where性別=“男”例如：在體檢表中查找男同學的全部信息（選擇運算），可以用下列語句：查詢結(jié)果是：SELECT語句舉例：例如：在體檢表中查找所有同學的學號、姓名和專業(yè)（投影運算），可以用下列語句：查詢結(jié)果是：SELECT

學號，姓名，專業(yè)FROM體檢表SELECT語句舉例：例如：查找student和score表中所有計算機成績>90分的同學的學號、姓名和專業(yè)（聯(lián)接、選擇、投影運算），可以用下列語句：SELECTstudent.學號,姓名,專業(yè)FROMstudent,score;wherestudent.學號=score.學號and計算機>90查詢結(jié)果是：Access簡介Access的特點1.具有Office系列的共同功能;2.桌面型的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng);3.與其它數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)共享數(shù)據(jù);4.提供程序設計語言VBA，用于開發(fā)應用程序。

Access的啟動1.“開始”--->“程序”--->MicrosoftAccess2.在對話框中選“空Access數(shù)據(jù)庫”。3.單擊“確定”4.輸入數(shù)據(jù)庫名5.單擊“創(chuàng)建”數(shù)據(jù)庫組成Access數(shù)據(jù)庫：1）Access的文檔文件，擴展名為MDB2）由數(shù)據(jù)表、查詢、窗體、報表、宏和模塊等對象組成。3）所有對象都保存在的同一個數(shù)據(jù)庫文件中。數(shù)據(jù)庫組成1．表1)以二維表格保存基本信息,數(shù)據(jù)庫的核心2)為其它對象提供數(shù)據(jù)3)對具有復雜結(jié)構的數(shù)據(jù)，分別使用多張數(shù)據(jù)表，這些表之間可以通過相關字段建立關聯(lián)。數(shù)據(jù)庫組成2．查詢1）從一個或多個表中查找某些特定的記錄2）查詢的運行結(jié)果以二維表的形式顯示3）在數(shù)據(jù)庫中只記錄了查詢的方式即規(guī)則4）可作為窗體、報表等其它組件的數(shù)據(jù)源數(shù)據(jù)庫組成3．窗體1)向用戶提供交互界面，更方便地進行數(shù)據(jù)的輸入、輸出2)窗體的數(shù)據(jù)源，可以是一個或多個數(shù)據(jù)表，也可以是查詢。數(shù)據(jù)庫組成4．報表

1)將數(shù)據(jù)按指定的格式進行顯示或打印2)數(shù)據(jù)源可以是一張或多張數(shù)據(jù)表、查詢3)建立報表時還可以進行計算,如求和、平均等5．頁通過Web頁將數(shù)據(jù)存儲到指定的文件夾,或?qū)⑵鋸椭频絎eb服務器上,以便在網(wǎng)上發(fā)布信息。數(shù)據(jù)庫組成6.宏宏是由具有宏名的一系列命令組成，用來簡化一些需要重復的操作。建好的宏，可以單獨使用，或與窗體配合使用。7．模塊用Access提供的VBA語言編寫的程序，模塊通常與窗體、報表結(jié)合起來完成完整的應用功能。數(shù)據(jù)表的建立和使用數(shù)據(jù)表由表結(jié)構和記錄兩部分組成。數(shù)據(jù)表結(jié)構1．字段名2．數(shù)據(jù)類型

如文本型、數(shù)字型等3．字段屬性（1）字段大小

（2）格式

（3）小數(shù)位數(shù)

（4）標題

（5）有效性規(guī)則4．主關鍵字

建立數(shù)據(jù)表1．在數(shù)據(jù)表視圖下建立數(shù)據(jù)表

例題:在數(shù)據(jù)表視圖下建立“成績”表2．用設計視圖建立數(shù)據(jù)表例題:在設計視圖視圖下建立“學生”表1）設計表結(jié)構2）定義主關鍵字段3）命名表及保存4）輸入記錄編輯數(shù)據(jù)表1．修改表結(jié)構在設計視圖或數(shù)據(jù)表視圖下進行（1）改字段名、類型、屬性（2）插入字段（3）刪除字段2．編輯記錄在數(shù)據(jù)表視圖下進行(1)輸入新記錄(2)修改原有記錄(3)刪除記錄。建立表間關系目的:實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫的參照完整性。例題:在“學生”和“成績”表間建立關系，“學生”表為主表，“成績”表為從表：1．“工具”---->“關系”2．選擇表或查詢3．設置完整性4.建立聯(lián)系后，再打開“學生”表，觀察顯示的結(jié)果建立表間關系數(shù)據(jù)表的使用在數(shù)據(jù)表視圖下進行1．記錄排序按某個字段值的升序或降序重新排列記錄（1）排序

選擇排序關鍵字。單擊工具欄上的“升序”或“降序”按鈕（2）恢復排序前的記錄順序“記錄”---->“取消篩選／排序”數(shù)據(jù)表的使用2.篩選記錄篩選記錄是指在屏幕上僅僅顯示滿足條件的記錄。常用的有按選定內(nèi)容篩選或內(nèi)容排除篩選。查詢查詢的類型1．設計視圖查詢在一個或多個基本表中，按照指定的條件進行查找，并指定顯示的字段。2．簡單查詢向?qū)О聪到y(tǒng)的提示設計查詢的結(jié)果。3．交叉表查詢用交叉方式的數(shù)據(jù)表格顯示信息。查詢的類型4．重復項查詢在數(shù)據(jù)表