《概论理论基础》PPT课件.ppt

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1、Huanghuai University Institute of Information Engineering,数据库应用技术Application technology of the database,黄淮学院信息工程学院张 银 玲,自我介绍,姓名：张 银 玲部门：信息工程学院软件教研室电话：Email：QQ：75134871,课程简介,课程的性质、目的和任务 本课程是计算机应用的重要分支，目前已经成为高等院校非计算机专业大学计算机基础课之后的一门重点课程，本课程全面讲述了MicrosoftAccess关系数据库管理系统的基本概念、各项功能、操作方法以及应用MicrosoftAccess

2、DBMS开发数据库应用系统的基本原理与方法，力求通过课程的学习培养学生应用数据库知识解决实际问题的能力。目的和任务：掌握数据库的基础知识，熟练应用Access数据库管理系统创建数据表、查询、窗体、报表、页对象，能够运用宏和VBA实现简单的应用，最终能够根据实际需要利用Access开发出小型的数据库管理系统。先修课 计算机基础,教材及参考书,教材 全国计算机等级考试 二级教程Access数据库程序设计（2012年版），教育部考试中心，高等教育出版社。参考书 数据库系统概论（第四版），萨师煊、王珊著，高等教育出版社，2006 数据库技术与应用 Access2003篇（第2版）郭力平/雷东升/高涵

3、人民邮电出版社 2008,推荐的教学网站,中国人民大学信息学院精品课 全国计算机等级考试网 考试365,成绩评定,平时成绩 20%实验成绩 30%期终成绩 50%,要求,上课精神饱满，专心听讲，积极思考，踊跃发言。理论课堂不准说话、吃东西、打瞌睡、玩手机。不懂就问，敢于提出问题，敢于发表不同意见，可查找资料、访问相关网站或询问老师。认真按时完成老师布置的实验作业，不抄袭。不迟到、不早退。,第1章 数据库技术概论,1.1 数据库基础知识 1.2 关系数据库 1.3 数据库设计基础 1.4 Access简介,基本要求：掌握基本概念：数据库，数据模型，数据库管理系统，关系模型(实体的完整性，参照的完

4、整性，用户定义的完整性)，关系模式，关系，元组，属性，字段，域，值，主关键字等。掌握关系运算：选择运算，投影运算，联接运算。掌握基本的SQL指令：查询命令，操作命令。了解：Access系统的基本特点及其基本对象：表，查询，窗体，报表，页，宏，模块。重点：基本概念，SQL 指令难点：数据库系统的模式结构,1.1 数据库基础知识,1.1.1 计算机数据管理的发展1.1.2 数据库系统1.1.3 数据模型,1.1.1 数据管理技术的发展,1 人工管理阶段（1）数据不保存。（2）数据没有独立性，与程序合在一起，要修改数据必须修改程序。（3）必须编程实现数据的存储结构、存取方法和输入输出，使得程序员直接

5、与物理设备交互，加大了程序设计难度，编程效率低。（4）数据面向应用，数据冗余度高，而且不能共享。,1.1.1 数据管理技术的发展,2 文件系统阶段（1）数据可长期保存在磁盘上。（2）文件系统提供了数据存取方法，但当数据的物理结构改变时，仍需修改程序。（3）数据具有物理结构与逻辑结构，两者之间可以由文件管理系统进行转换。（4）数据在一定程度上可以共享。,1.1.1 数据管理技术的发展,3 数据库系统阶段（1）数据结构化。（2）数据共享。（3）减少了数据冗余。（4）有较高的数据独立性。（5）用户接口。,1.1 数据库基础知识,1.1.1 计算机数据管理的发展1.1.2 数据库系统1.1.3 数据模

6、型,1.1.2 数据库系统,数据(Data)数据库(Database，DB)数据库管理系统(DBMS)数据库系统(DBS),四个基本概念,1、数据,数据(Data)是数据库中存储的基本对象数据的定义：是描述事物的符号记录数据的表现形式：数字、文字、图形、图象、声音等数据的特点：数据与其语义是不可分的,2、数据库,数据库的定义：数据库(Database,DB)是长期存储在计算机内的、有组织的、可共享的相互关联的数据集合。,3、数据库管理系统,什么是DBMS：数据库管理系统（Database Management System，简称DBMS）是位于用户与操作系统之间对数据库实施有效管理的软件。,4

7、、数据库系统,什么是数据库系统数据库系统（Database System，简称DBS）是指在计算机系统中引入数据库后的系统构成。数据库系统的构成由数据库、数据库管理系统DBMS（及其开发工具）、应用系统、数据库管理员DBA和用户构成。,学籍管理系统、图书管理系统等,数据库系统结构,数据库系统内部的系统结构：从数据库管理系统角度看，数据库系统通常采用三级模式结构即：外模式、模式和内模式。,1、数据库系统模式的概念2、数据库系统的三级模式结构,1、模式（Schema）,模式（也称逻辑模式）数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述（全局逻辑）所有用户的公共数据视图，综合了所有用户的需求一个数据库只有一

8、个模式模式的定义（先用E-R图表示，然后用DBMS提供的DDL语言描述）数据的逻辑结构（数据项的名字、类型、取值范围等）数据之间的联系数据有关的安全性、完整性要求,2、外模式（External Schema）,外模式（也称子模式、用户模式、视图）数据库用户（包括应用程序员和最终用户）使用的局部数据的逻辑结构和特征的描述数据库用户的数据视图，是与某一应用有关的数据的逻辑表示,外模式（续）,外模式的地位：介于模式与应用之间模式与外模式的关系：一对多外模式通常是模式的子集一个数据库可以有多个外模式。反映了不同用户的应用需求、看待数据的方式、对数据保密的要求外模式的定义使用DBMS提供的DDL语言定义

9、,3、内模式（Internal Schema）,内模式（也称存储模式）是数据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记录的存储方式（顺序存储，按照B树结构存储，按hash方法存储）一个数据库只有一个内模式,一个数据库只有一个模式和一个内模式，但可以有多个外模式,数据库系统的三级模式结构,图1.28 数据库系统的三级模式结构,最终用户I/O视图,应用程序员局部逻辑,DBA全局逻辑,系统程序员物理结构,数据物理组织,应用程序,DBMS,DBMS,OS存取方法,1.1 数据库基础知识,1.1.1 计算机数据管理的发展1.1.2 数据库系统1.1.3 数据模型,1.1.3 数据模型,数据模

10、型的概念：模型：是对现实世界中某个对象特征的模拟和抽象。数据模型：是现实世界数据特征的抽象，是对数据组织形式（数据结构）的一种模型化表示，即数据组织的框架结构。按照模型应用目的不同，可分为概念模型和逻辑模型；按照组织数据库中数据的结构类型的不同，其中的数据模型又可分为层次模型、网状模型、关系模型和面向对象模型等。,常用数据模型,非关系模型层次模型（Hierarchical Model）网状模型(Network Model)关系模型关系模型(Relational Model)面向对象模型(Object Oriented Model）,20世纪70-80年代流行,目前广泛流行的,1.层次模型,最早

11、出现的，用树型结构来表示实体和实体之间联系的模型。典型代表是1968年IBM的第一个大型商用数据库管理系统IMS系统,2、网状模型,网状模型结构图,网状模型出现在层次模型之后，用图型结构来表示实体和实体之间联系的模型,3、关系模型,最重要的一种数据模型。也是目前主要采用的数据模型,1.1 数据库基础知识 1.2 关系数据库 1.3 数据库设计基础 1.4 Access简介,基本概念,(1)实体（Entity）客观存在并能相互区别的事物称为实体。可以是具体的人、事、物，也可以是抽象的概念或联系。(2)属性（Attribute）也叫字段实体所具有的某一特性称为属性。一个实体可以由若干个属性来刻画。

12、每个属性都有一个名字叫属性名。比如：学号、姓名、性别、出生日期等(3)主关键字(Primary key)唯一标识实体的属性集称为主关键字也叫码（Key）。(4)域（Domain）属性的取值范围称为该属性的域。,基本概念(续),(5)联系（Relationship）现实世界中事物内部以及事物之间的联系。（6）关系（Relation）一个关系对应通常说的一张二维表。（7）元组（Tuple）表中的一行即为一个元组。（8）关系模式对关系的描述，一般表示为：关系名（属性1，属性2，属性n）如：学生（学号，姓名，年龄，性别，系，年级）,关系模型规范条件,关系必须是规范化的，满足一定的规范条件。最基本的规范

13、条件：关系的每一个分量必须是一个不可分的数据项。,图1.27 一个工资表(表中有表)实例,两类数据模型,数据模型分成两个不同的层次(1)概念模型（信息模型）：按用户的观点来对数据和信息建模，是对现实世界中的客观对象的抽象为概念模型。用于数据库设计。最常用的是E-R模型。(2)逻辑模型：是数据库的逻辑结构。是按计算机系统的观点对数据建模。主要用于DBMS的实现，包括网状、层次、关系模型等,两个实体型间的联系,分为三类：,两个实体型间的联系（续）,一对一联系：对于实体集A中的每一个实体，实体集B中至多有一个实体与之联系，反之亦然，则称实体集A与实体集B具有一对一联系。记为1:1。实例班级与班长之间

14、的联系：一个班级只有一个正班长 一个班长只在一个班中任职,两个实体型间的联系(续),一对多联系：如果对于实体集A中的每一个实体，实体集B中有n个实体（n0）与之联系，反之，对于实体集B中的每一个实体，实体集A中至多只有一个实体与之联系，则称实体集A与实体集B有一对多联系，记为1:n实例班级与学生之间的联系：一个班级中有若干名学生 每个学生只在一个班级中学习,两个实体型间的联系(续),多对多联系：对于实体集A中的每一个实体，实体集B中有n个实体（n0）与之联系，反之，对于实体集B中的每一个实体，实体集A中也有m个实体（m0）与之联系，则称实体集A与实体B具有多对多联系。记为m:n实例课程与学生之

15、间的联系：一门课程同时有若干个学生选修 一个学生可以同时选修多门课程,E-R图的主要成分是实体、联系和属性。（1）实体：用矩形表示（2）属性：用椭圆形表示（3）联系：用菱形表示,概念模型的表示方法E-R图,某图书管理系统对应的E-R图。,关系模型的完整性约束,实体完整性参照完整性用户定义的完整性,1.2关系数据库,1.2.1 关系数据模型1.2.2 关系运算,集合运算 关系运算并 选择 差 投影交 连接,1.并（Union）,R并S具有相同的属性列（即两个关系都有n个属性）相应的属性取自同一个域RS 由属于R或属于S的元组组成 RS=t|t Rt S,并(续),R,S,RS,2.差（Diffe

16、rence）,R和S具有相同的属性列相应的属性取自同一个域R-S 仍为n目关系，由属于R而不属于S的所有元组组成 R-S=t|tRtS,R与S差运算示意图,差(续),R,S,R-S,3.交（Intersection）,R和S具有相同的目n相应的属性取自同一个域RS仍为n目关系，由既属于R又属于S的元组组成 RS=t|t Rt S RS=R(R-S）,R与S交运算示意图,交(续),R,S,R S,1.选择（Selection）,1)选择又称为限制（Restriction）2)选择运算符的含义在关系R中选择满足给定条件的诸元组例如：给定学生关系如下图所示：查找信息系的学生信息,选择（续）,则执行的

17、是选择操作，选择的条件是，Sdept=IS,2.投影（Projection）,1）投影运算符的含义从R中选择出若干属性列组成新的关系例如：给定学生关系如下图所示：查询学生的姓名和所在系,投影（续）,两类常用连接运算等值连接（equijoin）什么是等值连接给定的连接条件为等号连接运算称为等值连接 自然连接（Natural join）什么是自然连接自然连接是一种特殊的等值连接两个关系中进行比较的分量必须是相同的属性组在结果中把重复的属性列去掉,3.连接（Join）,连接(续),举例,R,S,连接(续),等值连接 R S,连接(续),自然连接 R S,练习,R,S,求：R S,1.1 数据库基础知

18、识 1.2 关系数据库 1.3 数据库设计基础 1.4 Access简介,1.3.1 数据库设计步骤1.3.2 数据库设计过程,1.3 数据库设计基础,数据库设计的基本步骤,数据库设计可以分为以下六个阶段：（1）需求分析。（画数据流图、绘制数据字典）（2）概念结构设计。（画E-R图）（3）逻辑结构设计。（设计关系模式）（4）物理结构设计。（设计索引）（5）数据库实施。（数据录入）（6）数据库运行和维护。,1.3.1 数据库设计步骤1.3.2 数据库设计过程,1.3 数据库设计基础,数据字典,定义：数据库中各类数据描述的集合，是进行详细的数据收集和数据分析所获得的主要成果。数据字典通常包括数据项、数据结构、数据流、数据存储和处理过程五个部分。其中数据项是数据的最小组成单位。,