Access数据库实用教程整本书电子教案1-9章全.doc
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1、Access数据库实用教程(微课版 第3版)教案第1章 Access基础教学内容1. 数据库基础知识;2. 关系数据库概念;3. 数据库设计基础;4. Access数据库管理系统概述。教学要求【知识目标】1. 理解数据库、数据库系统等基本概念;2. 理解数据模型的概念,了解常见的数据模型;3. 理解关系的相关概念;4. 理解三种关系运算和关系的规范化理论;5. 理解关系数据库的基本概念;6. 认识Access的基本对象。【技能目标】1. 掌握数据库设计的规范化方法;2. 掌握数据库设计的步骤;3. 熟悉Access的工作界面。教学重点1. 关系模型和关系运算;2. 关系数据库的概念;3. Ac
2、cess的工作界面。教学难点1. 关系的规范化;2. 关系运算。教学方法讲授法、案例法、演示法课时数2课时(授课2课时)课程导入【思路】提出问题,组织学生进行讨论。通过学生的讨论,总结出目前对大量数据实施科学有效管理的方法是数据库技术,既以数据库为核心建立数据库应用系统,以此引出第1章要介绍的Access及数据库的基本知识。【问题】以现有的计算机水平,怎样实现学生个人信息和成绩信息的管理?(提出解决方案) 1.1 数据库基础知识1.1.1 数据管理技术发展过程数据管理技术的发展,与计算机硬件(主要是外部存储器)、系统软件及计算机应用的范围有着密切的联系。数据管理技术的发展经历了人工管理、文件系
3、统、数据库系统和高级数据库系统等几个阶段。1人工管理阶段这一时期的数据管理技术具有如下特点。(1)数据管理由应用程序完成(2)数据不能共享(3)数据缺乏独立性(4)数据不能保存2文件系统阶段这一时期的数据管理技术具有如下特点。(1)数据管理由文件管理系统完成(2)数据共享性差、冗余度大(3)数据独立性差(4)数据可长期保存3数据库系统阶段(1)数据结构化(2)数据共享程度高(3)数据独立性强(4)数据冗余度小(5)加强对数据的保护4高级数据库系统阶段这一阶段的主要标志是:(1)分布式数据库系统(2)面向对象数据库系统(3)各种新型数据库系统1.1.2 数据库系统接下来我们接着介绍数据库系统当中
4、涉及到的概念。我们说了现在使用的是数据库系统来管理数据。那么我们把要管理的数据存放在那?是放在数据库中。1数据描述事物的物理符号序列称为数据。描述事物的物理符号可以是用来表示长度、体积、重量之类的数字数值,也可以是人名或地名、图形、图像、动画、影像、声音等非数值数据。2数据库数据库(DataBase,DB),顾名思义,是存放数据的仓库。只不过这个仓库是在计算机存储设备上,而且数据是按一定的格式存放的。数据库特点:最小冗余度、较高的程序与数据独立性,易于扩充及数据结构化。(1)相互关联的数据的集合(2)用综合的方法组织数据(3)低冗余与数据共享(4)数据具有较高的独立性(5)保证数据的安全、可靠
5、(6)最大限度地保证数据的正确性(7)数据可以并发使用并能同时保证数据的一致性3数据库管理系统数据库管理系统(DataBase Management System,简称DBMS)就是对数据库中的数据资源进行管理,并使之能为多个用户共享,同时还能保证数据的安全性、可靠性、完整性、一致性,还要保证数据的高度独立性。是位于用户和操作系统之间的系统软件。正如使用高级语言需要解释/编译程序的支持一样,使用数据库语言也需要一个特定的支持软件,这就是“数据库管理系统”。数据库管理系统的功能:(1)数据定义功能(Data Description Language,DDL)(2)数据操纵功能(Data Mani
6、pulation language,DML)(3)数据库运行控制功能(4)数据字典(Data Dictionary,DD):对数据库各级模式所做的定义,是对数据库结构的描述4数据库应用系统数据库应用系统 (DataBase Application System,简称DBAS)是在数据库管理系统(DBMS)支持下建立的计算机应用系统。是为特定应用开发的软件。数据库管理系统为数据的定义、存储、查询和修改提供支持,而数据库应用系统是对数据库中的数据进行处理和加工的软件,它面向特定应用。1.1.3 数据模型汽车模型是实物模型。如果想把汽车在电脑内表示处理,必须经过两次抽象。先建立概念模型,然后建立数据
7、模型。数据模型是理解数据库的基础。数据模型是对现实世界进行抽象的工具,用于描述现实世界的数据、数据联系、数据予以和数据约束方面的内容。模型是现实世界特征的模拟和抽象,数据模型(Data Model)是现实世界数据特征的抽象。要将现实世界转变为机器能够识别的形式,要经过两次抽象:第一步:使用某种概念模型为客观事物建立概念级模型(E-R模型),将现实世界抽象为信息世界;第二步:再把概念模型转变为计算机上某一DBMS支持的数据模型(数据结构),将信息世界转变为机器世界。1实体的概念(1)实体(Entity)(2)属性(Attribute)(3)关键字(Keyword)(4)联系(Relationsh
8、ip)2E-R模型概念模型应该能完整、准确地表示实体及实体之间的联系。其中实体-联系方法(E-R方法)最为著名。该方法是用E-R图来描述现实世界的概念模型,也称E-R(Entity Relationship Model)模型。E-R模型有三个要素:实体、属性和实体间的联系。(1)实体:用矩形表示,框内标注实体名称。(2)属性:用椭圆表示,并用连线与实体或联系连接起来。(3)实体间的联系:用菱形表示,菱形内注明联系名称,并用连线将菱形框分别与相关实体相连,并在连线上注明联系类型。 实体间的联系按联系方式可分为三种类型: 一对一联系:如果对于实体集A中的每个实体,实体集B中至多有一个(可以没有)与
9、之相对应,反之亦然,则称实体集A与实体集B具有一对一联系,记作:1:1。 一对多联系:如果对于实体集A中的每个实体,实体集B中有n个实体(n0)与之相对应,反过来,实体集B中的每个实体,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具有一对多联系。记作:1:n。 多对多联系:如果对于实体集A中的每个实体,实体集B中有n个实体(n0)与之相对应,反过来,实体集B中的每个实体,实体集A中也有m个实体(m0)与之联系,则称实体集A与实体集B具有多对多联系,记作:m:n。3数据模型实体抽象的第二步是把概念模型转变为计算机上某一DBMS支持的数据模型。数据模型是对客观事物及其联系的数据描述
10、,也就是数据结构。每个数据库管理系统都是基于某种数据结构的。在目前的数据库领域中,续航用的数据结构有三种:(1)层次模型是用树型结构来表示实体及其之间的联系的数据模型。 层次模型有以下两个特点: 有且只有一个结点没有双亲结点,这个结点称为根结点; 根以外的其他节点有且只有一个双亲节点。上面特点就使得用层次模型表示1:n联系非常简便,这是它的突出优点,但是它不能直接表示m:n的联系。(2)网状模型网状模型用网状结构表示实体及其之间的联系,网中结点之间的联系不受层次限制,可以任意发生联系。网状模型有如下几个特点: 一个子结点可以有两个或多个父结点。 允许一个以上的节点无父结点。 在两个结点之间可以
11、有两种或多种联系。(3)关系模型用二维表结构来表示实体及其之间联系的模型。是把数据结构看成一个二维表,每个二维表就是一个关系,关系模型是由若干个二维表格组成的集合。关系模型的特点: 表格中的每一列都是不可再分的基本属性; 各列被指定一个相异的名字; 每列都是同类型的数据; 各行不允许重复; 行、列的次序无关。1.2 关系数据库概念刚才我们讲了可以用三种数据模型来表示数据库中数据与数据之间联系。这三种模型分别是层次模型、网状模型、关系模型。我们知道前两种模型有一些缺点,所以我们采用关系模型来表示数据库中数据与数据之间联系。这样的数据库也就叫做关系数据库。关系数据库(relation databa
12、se)就是采用关系模型作为数据的组织方式。1.2.1 关系模型在关系数据库中,一个关系,我们是用一实体和联系均用二维表来表示的数据模型称之为关系模型。关系模型由数据结构、关系操作集合和完整性规则三部分组成。 1.数据结构在关系模型中,数据的逻辑结构是一张二维表,由行和列组成 。(1)关系(Relation):一个关系就是一个二维表,又称 表(Table)。表是由不同的行、列组合而成的。(2)属性(Attributes):关系中的一列称为关系的一个属性,又称列(Column)。属性有“名”和“值”的区别,给每一个属性起一个名称即属性名,对应数据表中的一个字段。(3)域(Domain):属性的取值
13、范围称为该属性的域。即二维表列的取值范围。(4)元组(Tuple):由属性值组成的每一行,即关系中的一行。又称行(Row)或记录(Record)(5)码(关键字):能够唯一确定元组的属性或属性组合。关键字是属性或属性的组合,能唯一确定一条记录。分为主码(主关键字)和候选码(候选关键字)。(6)主码(主关键字):如果一个关系中存在多个关键字,可以指定其中一个为主关键字,则其他为候选关键字。(7)外码(外部关键字):表中的一个属性不是本表的关键字,而是另外一个表的关键字,则称该字段为外部关键字。(8)关系模式(Relation Scheme) :对关系的描述称为关系模式,即二维表的表头那一行。关系
14、模式可表示为: 关系名(属性名1,属性名1,.,属性名n)2关系操作集合关系模型中常用的关系操作集合包括查询操作和更新操作两大部分。 关系模型中,以功能强大的关系操作集合对存储在该关系中的数据进行操纵。关系模型中常用的关系操作集合包括查询操作和更新操作两大部分。查询操作包括:选择(Select)、投影(Project)、连接(Join)、除(Divide)、并(Union)、交(Intersection)、差(Difference)等;更新操作包括:增加(Insert)、删除(Delete)、修改(Update)等。3完整性规则关系模型的完整性规则是对关系的某种约束条件。个二维表来表示,多个关
15、系我们就得用多个二维表来表示。多个二维表都放在一起,也就是二维表的集合,就是构成一个关系数据库。 关系模型的完整性规则是对关系的某种约束条件。关系的完整性约束有三类:(1)实体完整性(2)参照完整性(3)用户定义的完整性其中,实体完整性和参照完整性是关系模式必须满足的完整性约束条件,被称为关系的两个不变性。1.2.2 关系运算对关系数据库进行查询时,若要找到用户关心的数据,就需要对关系进行一定的关系运算。在关系数据库中,关系运算有三种,分别是选择、投影和连接。1选择在关系中选择满足条件的元组。即,选择运算是在二维表中选择满足条件的行。2投影投影:从关系模式中指定若干个属性组成新的关系。即在关系
16、中选择某些属性列。投影是从列的角度进行的运算,相当于对关系进行垂直分解。经过投影可以得到一个新关系,其关系模式所包含的属性个数往往比原关系少,或者属性的排列顺序不同。3连接将两个关系模式通过公共的属性名拼接成一个更宽的关系模式,生成的新关系中包含满足条件的元组。1.3 数据库设计基础1.3.1 数据库设计的规范化关系的规范化理论是由E.F.Codd于1971年系统提出的。规范化理论为数据结构定义了规范化的关系模式,简称范式(Normal Form,NF)。它提供了判别关系模式设计的优劣标准,为数据库设计提供了严格的理论基础。【问题的提出】不合理的关系模式到底存在什么问题,下面举一个实例讨论一下
17、:首先给出一个关系模式SCD(学号,姓名,系号,系主任,课程号,成绩),具体问题描述如下:(1)一个系有若干名学生,但一名学生只属于一个系;(2)一个系只有一名系主任(正职);(3)一名学生可以选修多门课程,每门课程有若干学生选修;(4)每名学生学习一门课程有一个成绩。在对数据库操作的时候,会出现以下问题:(1)插入异常(2)删除异常(3)冗余太大插入异常:假如新开一门课,没有学生选修,没有学号+课程号主关键字,只能等到有学生选修才能把课程代码和学分加入. 由于该关系模式存在如上毛病,因此它是一个“不好”的关系模式。一个“好”的关系模式应该不会产生插入异常和删除异常、冗余度应尽可能的小。删除异
18、常:中央音乐学院指挥系,一届一个学生,学生转走了,则系主任,系号也随之删除该关系模式之所以会产生上述问题,是因为这个关系模式中的函数依赖存在某些不好的性质。如果把它改造一下,分成三个关系模式:(学号,姓名,年龄,性别,系号) 学号为主键;(系号,系主任) 系号为主键;(学号,课程号,成绩) (学号,课程号)为主键。就不会产生上述问题。如何改造一个不好的关系模式,使之成为一个好的,合理的关系模式,就是下面要讨论的问题关系规范化。范式表示的是关系模式的规范化程度;根据满足的约束条件确定满足哪个范式,满足最低要求的为第一范式(1NF);符合1NF又进一步满足一些约束条件的成为第二范式(2NF),以此
19、类推。范式是为数据库结构定义的五种规范化理论;规范化是将关系按不同标准分解的过程;按照分解关系的不同标准分为第一范式,第二范式,第三范式 ;一个低一级范式的关系模式,通过模式分解可以转换为若干个高一级范式的关系模式的集合。1第一范式(1NF)设R是一个关系模式,如果R中的每个属性都是不可再分的最小数据单位,则称R满足第一范式或R是第一范式,第一范式简记为1NF。 R1NF教师编号姓名系别联系电话联系电话1联系电话295010张乐经济659764441362376258795011赵希明经济6597645113611230394第一范式要求关系中的属性必须是原子项,即不可再分的基本类型,集合、数
20、组和结构不能作为某一属性出现,严禁关系中出现“表中有表”的情况。2第二范式(2NF)如果关系模式R是第一范式,且R中所有非主属性都完全依赖于其主关键字,则称R满足第二范式或R是第二范式。第二范式简记为2NF。R2NF第二范式处理冗余数据带来的更新异常、插入异常和删除异常问题。当某张表中的信息依赖于该表中其它的不是主关键字部分的列的时候,通常会违反第二范式。学生编号姓名课程编号课程名称周学时学分成绩980102李雪容101计算机3377980104刘红102英语6667980102王小丽102英语66883第三范式(3NF)如果关系模式R是第二范式,且R中所有非主属性对任何候选关键字都不存在传递
21、依赖,则称R满足第三范式或R是第三范式。第三范式简记为3NF。 RNF。符合第三范式的关系不仅满足第二范式,而且它的任何一个非主属性都不传递依赖于任何主关键字。也就是属性不依赖于其它非主属性。 范式总结:第一范式:对于表中的每一行中的每一列仅有唯一的值是对属性的原子性约束。第二范式:非主键必须完全依赖于整个主键。主键必须有唯一性元素,主键可以是组合属性。第三范式:要求非主键列互不依赖。是对字段冗余性约束,即任何字段不能由其它字段派生出来。一般分解到3NF就能满足需要。范式级别越高,产生的新关系就越多,查询时就要进行大量的连接运算。【总结】第一范式:对于表中的每一行中的每一列仅有唯一的值是对属性
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