数据库技术基础及应用.ppt
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1、第十章 数据库技术基础及应用,二十一世纪是一个信息时代,人类已进入到一个充分利用信息资源的社会。随着计算机技术及数据库技术的不断发展,数据库技术已广泛应用于信息管理的各个领域。因此,掌握好一门数据库技术是非常必要的。目前,市场上流行的关系型数据库管理系统(DBMS)有好多种,如:Visual Foxpro、Access、SQL Server、Oracle、Informix、Sybase等。Microsoft Access 2000数据库管理系统是Mirrosoft公司Office办公软件的一个组件,是一个组织、管理和处理中、小型数据的数据库管理系统。它的界面友好、可视性强,具有易学易懂、使用方
2、便等特点。,1.1 数据库管理系统(DBMS)1数据库管理系统的定义数据库管理系统(DBMS)是一种组织、储存、管理和处理数据的软件系统,是开发信息管理应用系统的核心和平台,它为实现数据库和数据库管理提供了方法和手段。数据处理是指利用计算机对各种形式(字符、数值、声音及图形、图像、表格)的数据进行采集、加工、存储、计算、分类、检索和传输等一系列活动的总和。数据处理的目的,就是从大量的原始数据中,提取产生对人们有价值的信息,使得人们能方便而充分地利用信息资源。我们可以将数据处理分为两个层次:一是数据的收集、分类、组织、编码、储存、检索、传输和维护等操作,称为基本的数据管理操作。二是加工、计算和输
3、出等操作。随着管理对象的不同,其操作要求是千差万别的。这些操作称为应用操作,由应用程序来实现。,一、数据库的基础理论,2数据库管理系统的特点 数据管理技术经历了人工管理阶段、文件管理阶段到数据库管理阶段的发展过程。那么,数据库管理有什么特点呢?(1)数据的结构化 数据的结构化是指描述实体的数据有一定的结构形式。因此,数据表所描述的数据不仅是一个独立的数据。而且,还可以描述数据与数据之间的联系。数据的结构化,使得数据表与数据表之间可以建立关联。减少了数据的重复,也避免了数据的不一致性。(2)数据的独立性 数据的独立性是指数据表中的数据组织和存取方法与应用程序之间不存在相互依赖的关系,它们之间是彼
4、此独立的。也就是说,数据表与应用程序之间不会因为一方的改变而需要修改另一方。从而,大大地降低了应用程序的开发成本和维护费用。,(3)数据的共享性 数据的共享性是指不同的应用程序可以使用同一个数据表,可以同时存取同一数据。数据表中的数据不仅可供现有的各应用程序共享,而且,还可以为新开发的应用程序使用。(4)最小的数据冗余度 数据冗余度最小是指存储在数据表中的重复数据尽可能的少。由于数据表中的数据具有结构化和独立性的特点,从而,实现数据的统一存放和集中控制,减小数据冗余度。,(5)数据的完整性 保证数据在数据表中正确的特性称为数据的完整性。在建立数据表时候可以通过建立一些约束条件来保证输入数据的正
5、确。当设置了约束条件,就可以自动地拒绝错误的数据。数据的完整性分为实体的完整性、域的完整性和参照完整性。实体的完整性保证数据表中记录的唯一特性,域的完整性保证记录字段取值的正确和有效性。(6)并发使用和数据的一致性 数据库中的数据是共享的,允许多个用户同时使用相同的数据。因此,必须保证各个用户之间对数据的操作不发生矛盾和冲突,保证数据的一致性和正确性。数据库管理系统(DBMS)通过数据库中的表、查询、窗体、报表、数据访问页、宏和模块等七个对象来完成数据库管理系统的功能。,3数据模型与数据库管理系统分类 数据模型是数据库中数据的存储方式,是数据库管理系统的核心和基础。每一种数据库管理系统都是基于
6、某种数据模型的。数据库分类是根据数据模型来划分的,常见的数据模型有层次、网状和关系三类模型。(1)非关系型模型 第一代数据库管理系统是非关系型,主要包括层次和网状两种模型。1)层次模型层次模型是一棵倒立的树。在数据库中满足以下条件的数据模型称为层次模型。有且仅有一个结点无父结点,这个结点称为根结点。其他结点有且仅有一个父结点。在层次模型中,数据库应用系统要通过指针链在数据库中查询数据。自关系型数据库管理系统兴起后,目前已被淘汰。,2)网状模型网状模型是一个网络。在数据库中,满足以下两个条件的数据模型称为网状模型。允许一个以上的结点无父结点。一个结点可以有多于一个父结点。非关系型的数据库管理系统
7、的结构复杂,使用难度较高。和层次模型一样要通过指针链在数据库中查询数据。自关系型数据库管理系统兴起后,非关系型数据库管理系统已被淘汰。,(2)关系型模型 关系模型(Relational Model)的所谓“关系”是有特定含义的。广义地说,任何数据模型都可以描述一定事物之间的关系。关系模型的所谓“关系”虽然也适用于这种广义的理解,但同时又特指那种虽具有相关性而非从属性的平行的数据之间,按照某种序列排列的集合关系。关系模型的最大优点就是简单。在关系模型中,数据的逻辑结构实际上就是一个满足一定条件的二维表。每一个关系就是一个二维数据列表,表示一个实体集。用户只需要用简单的SQL语句就可以对数据库进行
8、操作。关系模型具有结构简单、操作方便、数据描述统一等优点。关系模型的主要特点有:关系中每一数据项不可再分,是最基本的单位。每一列数据项是同属性的,各列的排列顺序是任意的,关系中不允许有相同的列名。每一行记录由一个事物的诸多属性项构成一个实体,不允许有相同的记录。也就是说,必须有至少一个关键字段,而列和行的排列顺序可以是任意的。,4常见的数据库管理系统 关系型数据库管理系统有很多,目前较为流行的是Microsoft Access、SOL Server、Oracle、Visual Foxpro等。下面对四种数据库管理系统作一个简单的介绍。Microsoft Access是Microsoft Off
9、ice软件包中的一个重要组件。随着Windows操作系统的升级,其功能越来越强大,适用于中、小型数据库应用系统。SOL Server是Microsoft公司开发的面向高端的数据库管理系统,适用于中、大型数据库应用系统。Oracle是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。Visual Foxpro是一个相对简单的数据库管理系统。它的优点是自带编程工具,Visual Foxpro提供了面向对象的、结构化的程序设计语言,在Visual Foxpro中就可以编写应用程序。目前,仍然有许多的用户。,1.2 数据库 数据库(Data Base)是按照一定的组织结构存储在计算机中的相关数
10、据的集合;是一个组织、建立、管理相关数据表、查询、窗体、报表、页、宏和模块的管理工具;是实现数据库功能的操作平台。当然,不同的数据库管理系统,其数据库管理的相关对象会有所不同,但数据表、查询是最基本的管理对象。例如,在Access中,用户就是通过图10-1“数据库”窗口来组织、建立和管理相互关联的数据表、查询、窗体、报表、页、宏和模块。,图10-1“数据库”窗口,1.3 数据表1数据表的定义数据表是一组相关数据按行和列排列的二维表格,通常用来描述一个实体集。数据表是关系型数据库管理系统中处理数据的数据源。在Access中表是从属于数据库的,是数据库必备的最基本的对象。二维表格要建立为一个数据表
11、,必须保证任意二行的数据不能完全相同,也就是说,必须有至少一个关键字段,而列和行的排列顺序可以是任意的。2数据表的有关概念如图10-2“学生档案表”所示,“学生档案表”用来描述一个学生实体集。数据表中的每一列称为字段,通常用字段来描述实体在某一方面的属性。字段用字段名、数据类型、字段宽度来描述。字段的每个值称为数据项,字段的取值范围称为域。数据表的每一行称为一个记录或元组,它是字段的集合,用来描述一个实体。,图10-2 学生档案表,1.4 数据库应用系统数据库应用系统(DBS)是一个在计算机及数据库管理系统的支持下,由应用程序对数据表中的数据进行处理的应用系统。数据库应用系统(DBS)通常由数
12、据库管理系统、数据库、数据库应用程序以及支持数据库运行的其他软硬件和相关人员组成。数据库是作为后台数据源存放在服务器中,是数据库应用系统的数据源和管理对象。而应用程序是用高级语言开发的,作为用户端的前台界面。数据库应用系统的开发工具很多,目前常用的有Visual Basic、Visual C+、Java、Delphi、PwerBuilder等高级语言。各种高级语言都具有与数据库的通信接口,Visual Basic语言默认的数据库是Access数据库。数据库应用系统的开发人员不仅要掌握一种数据库管理系统与SQL命令。而且,还需要熟悉一种计算机高级语言。图10-3是目前常见的数据库应用系统及开发工
13、具,用户用高级语言编写应用程序,通过高级语言的通信接口,用SQL命令对数据进行操作。图10-4是目前常见的一种支持数据库查询的Web服务器。Web服务器上的网页由HTM和ASP文件组成,用户通过浏览器访问网页,ASP文件通过SQL命令对数据进行操作。,图10-3 常见的数据库应用系统及开发工具,图10-4 Web服务器沙漠感的数据库,二、数据类型及表达式,2.1 数据类型 我们知道,实体是用属性来描述特征的,而属性是具有属性值,属性值是用数据来表示的。在各种数据库管理系统(DBMS)中,数据都具有类型。比如,Microsoft Access 2000所支持的数据类型有:文本、备注、数字、日期/
14、时间、货币、自动编号、是/否、OLE对象、超级连接、查阅向导等十种数据类型。,表10-1 Access 2000数据类型,表10-1 Access 2000数据类型,2.2 表达式表达式是数据之间运算关系的形式。它是由常量、内存变量、字段变量、函数以及运算符组合而得到的一个有物理意义的式子。常量,字段变量,内存变量是表达式的一种特殊形式。所有的数据库管理系统都提供了丰富的运算符和函数,用户可以非常方便的构造各种表达式,用来实现各种特定的操作。当然,在各种数据库管理系统中的用法会有所不同。表达式按参与运算的数据类型,可划分为算术表达式、字符表达式、关系表达式、逻辑表达式和日期表达式五种。特别强调
15、表达式各个部分的数据类型必须一致,如果不一致就应该用数据类型转换函数强制转换。,1运算符 运算符是表示数据之间运算方式的符号。运算符包括算术运算符、字符运算符关系运算符和逻辑运算符四种,表10-2列出了Access常用的运算符。需要说明的是:引用字符型数据要用引号“”或“”括起来,如”abcd123”。引用日期型数据要用“#”括起来,如#05/12/2007#。,例如:53=1;5 MOD 3=2;”abcd”&”1234”=”abcd1234”Between用来判断是否在和之间,一般使用格式为:Between AND 例如:12 Between 1 AND 100=TrunLike用于模糊查
16、询,例如,在数据表中查询姓张的学生:姓名 Like“张*”Not逻辑非运算,是一种单目运算。当参与运算的表达式的值为.F.时,运算的结果就为.T.。反之,为.F.。And逻辑与运算,是一种双目运算。当参与运算的两个表达式的值同时为.T.时,运算的结果才为.T.,其它情况均为.F.。Or逻辑或运算,也是一种双目运算。当参与运算的两个表达式的值只要有一个为.T.时,运算的结果就为.T.,只有两个表达式的值同时为.F.,运算的结果才为.F.。逻辑运算的真值表见表10-3。,请参看下述逻辑表达式运算示例:A=5B=10 C=”ABCD”A10 And B=5&结果为.F.Not A=5&结果为.F.A
17、10 Or B5&结果为.T.,表10-3 逻辑运算的真值表,2函数函数是用来实现某些特定的运算或实现某种特定功能的一段程序,它是数据库管理系统的重要组成部分。各种数据库管理系统都提供了大量的系统函数,用户可以在设计时直接使用。常用的系统函数包括数值型函数、字符型函数、日期与时间函数、数据类型转换函数、字符处理函数、测试函数及宏替换函数。要详细了解Access系统函数请参考帮助信息。,三、创建数据库和数据表,数据库和数据表是两个不同的对象。各种数据库管理系统都有相应的创建数据库和数据表的命令和菜单操作方法。我们以Access为例,介绍数据库和数据表的创建方法。3.1 创建数据库“数据库”窗口是
18、Access操作的基本界面。创建“数据库”是我们学习Access的最基本的要求。新建一个数据库有两种途径,其一是启动Microsoft Access 时创建,其二是利用主菜单创建。这里,我们仅介绍如何创建一个“空数据库”。,1启动Microsoft Access时创建当用户启动Microsoft Access 时,会自动弹出图10-5“新建数据库”对话框,窗口中有“新建数据库”和“打开已有文件”的两个选项。在“新建数据库”选项中有“空Access数据库(B)”和“Access数据库向导、数据页和项目(A)”两个选项,一般选择“空Access数据库(B)”)来创建数据库。然后,单击“确定”按钮,
19、弹出“文件新建数据库”对话框。在“文件新建数据库”对话框的“保存位置”中选择盘符、目录;在“文件名”框中输入数据库文件名,如“学生信息管理”;在“保存类型”中选择“Microsoft Access数据库”,单击“创建”。“学生信息管理”数据库文件被建立并弹出图10-6“学生信息库:数据库”窗口。,图10-5 新建数据库对话框,图10-6 数据库窗口,2利用菜单创建在已经进入了Access系统后,单击“文件”、“新建”,在弹出出“新建”对话框中选择“数据库”图标,单击“确定”。在弹出“文件新建数据库”对话框的“文件名”框中输入数据库文件名,单击“创建”。数据库建立以后,在“数据库”窗口中可以新建
20、数据表、查询、窗体和报表以及对已建立的数据表、查询、窗体和报表进行修改设计和浏览。,3.2 创建数据表 在Microsoft Access 2000中数据表是从属于数据库的,表是数据库最基本的对象。因此,创建数据表,首先要打开相应的数据库。创建表的方法有五种:数据表视图、设计视图、表向导、引入表和链接表,我们重点介绍使用设计视图创建表。在创建表之前,必须对表的字段名、数据类型等属性进行设计,做到全面、准确、科学地描述实体。1使用设计视图创建表(1)打开相应的数据库1)启动 Microsoft Access 时打开数据库当用户启动 Microsoft Access 时,在“新建数据库”对话框中,
21、选择“打开已有文件”选项,并在“打开已有文件”列表框中选择要打开的数据库,如:学生信息库。单击“确定”,弹出图10-6所示的“数据库”窗口。2)利用主菜单打开数据库如果已进入Microsoft Access环境,单击“文件”、“打开”,弹出“打开”对话框。在“打开”对话框中选择磁盘、目录,双击要打开的数据库文件。弹出10-6“数据库”窗口。,(2)定义表的结构在“数据库”窗口中用户可以选择“使用设计器创建表”。然后,单击“新建”按钮,在“新建表”对话框中选择“设计视图”,弹出图10-7创建“表”窗口。在创建数据表窗口中用户定义表的结构,依次输入字段名、选择数据类型,其中“说明”行可对字段名进行
22、详细文字说明。比如:字段名称“XH”,可在“说明”行输入“学号”来说明。在“字段属性”框中根据需要设置字段的大小、格式、输入掩码、标题、默认值、有效性规则、索引等属性。结束后,单击主菜单的“文件”、“保存”。在图10-8“另存为”对话框中选择盘符、路径,输入表文件名,单击“确定”。这时,系统会提示用户是否建立主健?如果回答“是”,系统将设置一个“自动编号(ID)”字段作为该表的主健。如图10-9所示“学生档案表”表文件被建立。如果要在“学生信息库”数据库中创建第二个表,按上述方法继续创建。,图10-7创建数据表窗口,图10-8 另存为对话框,图10.9 学生档案表建立,关于几个“字段属性”的说
23、明:输入掩码是用于指定字段输入值的格式,使用输入掩码可屏蔽非法输入,减少人为的数据输入错误。比如:指定“学生档案表”的“学号”字段的输入掩码为“9999999”,则“学号”字段只能接受数字输入而不能接受空格字符、字母的输入。有效性规则是用于指定对一个字段的约束条件,用来检查字段中输入的数据是否有效。从而,控制输入数据的合法性。比如:对性别字段设置有效性规则:”男”.OR.”女”。当表建立了有效性规则后,用户在向表字段输入、修改数据时,系统会自动检查数据是否符合该规则,不符合规则的数据会被拒绝接收。,(3)数据表记录的录入数据表的结构定义完成后,接下来的任务便是录入记录。数据表记录的录入方法有两
24、种:其一是在“数据表视图”中输入;其二是利用“自动窗体”输入。1)在“数据表视图”窗口中输入数据在“数据表视图”中输入数据是最基本、最常用的方法。以“教师代码表”为例,在“学生信息库:数据库”窗口中选择对象栏中的“表”选项,在对象列表中选择要输入数据的“教师代码表”数据表,单击“打开”,在弹出的如图10-10“表视图”界面,依次录入数据。但要注意“输入掩码”、“有效性规则”等对字段数据的约束。,图10-10“表视图”录入界面,输入数据时的有关约定:“自动编号(ID)”字段不用输入,Access系统会自动为该字段填上一个数据。“必填字段”必须输入数据。否则,Access系统不会让光标移到下一条记
25、录上。按Ctrl+;输入当前系统日期,按Ctrl+:输入当前的系统时间。在向“备注”字段输入大量的文本,应按Shift+F2健,打开一个文本编辑框输入。在文本编辑框中,如要换行应按Ctrl+Enter,若按回车健会关闭文本编辑框窗口而结束输入。对OLE 对象、超级链接两种类型数据,应通过单击Access主菜单中的“插入(I)”、“对象(O)”或“超级链接”的方式来输入。记录录入后,Access系统会自动存盘。但输入的数据如违反了有效性规则或数据完整性时,Access系统将给出错误提示并不能存盘。,2)利用“自动窗体”输入数据利用“自动窗体”输入数据是一种快速录入数据的方法,以“课程代码表”为例
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