数据库基础知识.pptx

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1、菜单数据库设计基础退出何谓“数据库(DataBase,DB)”？数据库是存储在计算机存储设备上，结构化的相关数据集合。简言之，它是有结构的数据的集合。它不但包含数据本身，还包含数据之间的联系。数据库中的数据必须满足结构化、共享性、独立性、完整性、安全性等特性。数据库中的数据不再面向某特定应用，而是面向整个应用系统，可以被多个用户或多个应用程序共享。第1页/共44页菜单数据库设计基础退出 何谓“数据库管理系统（DataBase Management System,DBMS）”?DBMS是用户和数据库之间的接口，是帮助用户建立、维护和使用数据库的软件系统。DBMS对数据库进行统一管理和控制，以实现

2、用户对数据库中数据进行方便有效的访问和操作，并保证其安全性和完整性。DBMS是数据库系统的核心。Access是一种小型DBMS。为完成DBMS的功能，DBMS提供相应的数据语言：数据定义语言(DDL)、数据操纵语言(DML)、数据控制语言(DCL)。第2页/共44页菜单数据库设计基础退出何谓“数据库系统(DataBase System,DBS)”？它是指引进数据库技术后的计算机系统。它可以有组织地、动态地存储大量相关数据，提供数据处理和信息资源共享的便利手段。数据库系统有五部分组成：硬件系统、数据库集合、数据库管理系统及相关软件、数据库管理员（DBADBA）和用户。第3页/共44页菜单数据库设

3、计基础退出DB、DBMS和DBS之间的关系数据库是结构化的相关数据的集合。为建立、使用和维护数据而配置的软件称为数据库管理系统，数据库管理系统是数据库系统的一个部分，它是数据库系统的核心。数据库系统包含数据库和数据库管理系统。硬件硬件操作系统操作系统(含含DB)DB)DBMSDBMS数据库应用系统数据库应用系统数据库系统层次关系 DBA、用户、用户第4页/共44页菜单数据管理的发展和特点退出计算机数据管理数据处理的中心问题是数据管理，计算机对数据的管理是指对数据的组织、分类、编码、存储、检索和维护提供操作手段。计算机数据管理经历了以下几个阶段：人工管理人工管理文件系统文件系统数据库系统数据库系

4、统分布式数据库系统分布式数据库系统面向对象数据库系统面向对象数据库系统第5页/共44页数据管理发展历程数据管理发展历程 数据库数据库管理阶段管理阶段文件系文件系统阶段统阶段人工管人工管理阶段理阶段2020世纪世纪5050年代中期以前，计年代中期以前，计算机主要用于科学计算。在算机主要用于科学计算。在这一阶段，计算机除硬件外，这一阶段，计算机除硬件外，没有管理数据的软件。没有管理数据的软件。在在2020世纪世纪5050年代后期至年代后期至6060年年代中期，计算机外存有了磁代中期，计算机外存有了磁鼓、磁盘等存储设备，软件鼓、磁盘等存储设备，软件有了操作系统。在操作系统有了操作系统。在操作系统的支

5、持下，开发了专门管理的支持下，开发了专门管理数据的文件系统。数据的文件系统。从从2020世纪世纪6060年代末期开始，人年代末期开始，人们研制出了一种新的、先进的们研制出了一种新的、先进的数据库管理方法，即数据库系数据库管理方法，即数据库系统，克服了以前数据管理方式统，克服了以前数据管理方式的缺点，试图提供一种完美的、的缺点，试图提供一种完美的、更高的数据管理方式。更高的数据管理方式。第6页/共44页菜单人工管理退出在20世纪50年代中期前，硬件里外存储器没有磁盘这类可以随机访问、直接存取的设备，软件上没有专门的管理数据的软件，数据由计算或处理数据的程序自行携带，所以数据管理任务由人工完成。这

6、一时期的特点：数据与程序不具有独立性，一组数据对应一组程序。数据不长期保存，程序运行结束后就退出计算机系统，一个程序中的数据无法被其他程序利用，程序与程序间存在大量的重复数据，称为数据冗余。第7页/共44页菜单文件系统退出在20世纪50年代后期至60年代中后期，大量的数据存储、检索和维护成为当时紧迫的需求，可直接存取的磁盘成为联机的主要外存，软件上出现了高级语言和操作系统。操作系统中的文件系统是专门管理外存储器的数据管理软件。在文件系统阶段，程序与数据有了一定的独立性，程序和数据分开，有了程序文件和数据文件的区别。但是这一时期的文件系统的数据文件主要是服务于某一特定的应用程序，数据和程序相互依

7、赖，而且同一数据项可能重复出现在多个文件中，数据冗余量较大，浪费空间，增加更新开销，由于冗余较多，不能统一修改数据，在一定程度上造成数据的不一致性。第8页/共44页菜单数据库系统退出在20世纪60年代后期，数据量急剧增长，而且数据共享的需求日益增强，因此开始发展数据库技术。数据库技术的主要目的是有效地管理和存取大量数据资源。包括：提高数据的共享性，使多个用户能够同时访问数据库中的数据；减小数据的冗余度，以提高数据的一致性和完整性；提供数据与应用程序的独立性，从而减少应用程序的开发和维护代价。第9页/共44页菜单人工管理、文件系统与数据库系统的主要区别退出 三者之间的区别：主要在于数据与程序之间

8、的关系。在人工管理阶段，数据与程序不具有独立性；在文件系统阶段，程序和数据有了一定的独立性；在数据库系统阶段提供数据与应用程序之间的充分独立性。数据独立性是数据与程序间的互不依赖性，即数据库中的数据独立于应用程序而不依赖于应用程序。数据的独立性一般分为物理独立性与逻辑独立性两个方面。物理独立性：当数据的物理结构改变时，（如：存储位置，存取方式等）应用程序不用改变。逻辑独立性：当数据的逻辑结构改变了，（如：增加新的数据项，修改数据模式）应用程序可以不用改变。第10页/共44页菜单数据库系统特点数据库系统特点退出1.实现数据共享，减少数据冗余3.具有较高的数据独立性2.采用特定的数据模型4.有统一

9、的数据控制功能 应用程序1应用程序2应用程序n数据库管理系统DBMS数据库第11页/共44页菜单分布式数据库系统退出在20世纪70年代后期之前，数据库系统多是集中式的。网络技术的进步为数据库提供了分布式的运行环境，从主机-终端体系统结构发展到客户客户/服务器（服务器（client/serverclient/server）系统结构。分布式数据库系统是数据库系统和计算机网络技术紧密结合的产物。第12页/共44页菜单面向对象数据库系统退出面向对象方法是一种认识、描述事物的方法论，它起源于程序设计语言。面向对象的方法就是按照人们认识世界和改造世界的习惯方法对现实世界的客观事物/对象进行最自然的、最有效

10、的抽象和表达，同时又以各种严格高效的行为规范和机制实施客观事物的有效模拟和处理，而且把对客观事物的表达（对象属性结构）和对它的操作处理（对象行为特征）结合成为一个有机的整体。面向对象数据库是数据库技术与面向对象程序设计相结合的产物，它是面向对象方法在数据库领域中的实现和应用，它既是一个面向对象的系统，又是一个数据库系统。第13页/共44页菜单数据库系统的内部体系结构退出数据库系统的三级模式概念模式，也称逻辑模式，是对数据库系统中全局数据逻辑结构的描述，是全体用户（应用）公共数据视图。一个数据库只有一个概念模式。外模式，也称子模式，是某一个或某些数据库用户能够看见和使用的局部数据的逻辑结构和特征

11、的描述，它是由概念模式推导（抽取）而来的，是某一个或某些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。一个概念模式可以有若干个外模式。内模式，又称物理模式，它给出了数据库物理存储结构与物理存取方法。内模式处于最底层，它反映了数据在计算机物理结构中的实际存储形式，概念模式处于中间层，它反映了设计者的数据全局逻辑要求，而外模式处于最外层，它反映了用户对数据的要求。第14页/共44页菜单数据库系统的内部体系结构退出数据库系统的两级映射 两级映射保证了数据库系统中数据的独立性。概念模式到内模式的映射：该映射给出了概念模式中数据的全局逻辑结构到数据的物理存储结构间的对应关系。外模式到概念模式的

12、映射：概念模式是一个全局模式而外模式是用户的局部模式。一个概念模式中可以定义多个外模式，而每个外模式是概念模式的一个基本（局部）视图。第15页/共44页菜单数据模型退出 数据库需要根据应用系统中数据的性质、内在联系，按照管理的要求来设计和组织。人们把客观存在的事物以数据形式存储到计算机中，经历了对现实生活中事物特性的认识、概念化为用自然语言、数学语言所表达的信息，然后用合理的数据逻辑（用有组织的数据结构）来规范的表达人们认识的信息，再到用计算机数据库里的具体存储方式来表示信息的逐级演变过程。数据模型所描述的内容包括数据结构、数据操作和数据约束3部分内容。数据模型按照不同的应用层次分为概念数据模

13、型、逻辑数据模型和物理数据模型3种。第16页/共44页菜单数据模型退出概念数据模型:简称为概念模型，是面向客观世界、面向用户的模型；逻辑数据模型：又称为数据模型，是面向数据库系统的模型；物理数据模型：又称物理模型，是面向计算机物理表示的模型。第17页/共44页菜单数据模型退出实体描述1.实体：客观存在并且相互区别的事物称为实体2.实体属性：描述实体的特征称为属性。3.实体集和实体型：属性值的集合表示一个实体，属性的集合表示一个实体类型，称为实体型。同类型的实体的集合称为实体集。学生1(学号、姓名、性别、出生日期、系别、籍贯)实体实体属性属性实体集实体集实体型实体型学生2(学号、姓名、性别、出生

14、日期、系别、籍贯)学生n(学号、姓名、性别、出生日期、系别、籍贯)第18页/共44页菜单数据模型退出实体间联系1.一对一联系：2.一对多联系：3.多对多联系：实体之间的对应关系称为联系，反映现实世界各种事物之间的相互关联，一般有以下三种联系。部门经理部门职工部门职工工作项目第19页/共44页菜单数据模型退出 实体联系（E-R）图用图示的方法表示数据模型。E-R图中用到的图符如下。矩形框中写上实体名表示实体。椭圆框中写上属性名，在实体和它的属性间连上连线。作为实体标识符的属性(主键)下画一条下划线。菱形框中写上联系名，用连线将相关实体连起来，并标上联系类别。E-R模型第20页/共44页菜单数据模

15、型退出E-R模型第21页/共44页菜单数据模型退出E-R模型第22页/共44页菜单数据模型退出数据模型简介1.1.层次数据模型层次数据模型:反映客观事物之间一对多（反映客观事物之间一对多（1:1:n)n)的关系的关系2.2.网状数据模型网状数据模型:反映客观事物之间多对多（反映客观事物之间多对多（m:n)m:n)的关系的关系3.3.关系数据模型关系数据模型:把事物之间（内部）关系用二维表表示把事物之间（内部）关系用二维表表示数据库中的数据是用数据模型来表示数据的结构,数据模型一般有以下三种。校部教务处科研处人事处各系师资科学籍科教务科。民生南方银河电冰箱洗衣机彩电商店：价格：商品：商店商店商品

16、商品价格价格民生民生洗衣机洗衣机2100南方南方电冰箱电冰箱1800银河银河彩电彩电4700银河银河电冰箱电冰箱1700二维表的二维表的列列称为称为字段字段二维表的二维表的行行称为称为记录记录行列行列交叉处交叉处成为成为值值行和列的行和列的排列次序不重要排列次序不重要第23页/共44页菜单关系模型退出关系的数据结构1.关系：二维表2.元组：记录3.属性：字段4.域：属性取值范围5.关键字：唯一标志记录6.外部关键字：在本表不是关键字，但是在另外表中是关键字或者候选关键字。7.分量：属性在某个元组上的取值第24页/共44页菜单关系模型退出3.关系中不能有完全相同的元组2.同一个关系不能有相同的属

17、性名4.关系中元组和属性的排列次序无关紧要 教师教师编号编号职称职称应发工资应发工资基本工资基本工资奖金奖金津贴津贴职称职称教师编号教师编号教师信息表教师信息表教师工资表教师工资表津贴津贴奖金奖金基本基本工资工资教师教师编号编号1.关系必须规范化关系的特点第25页/共44页菜单关系模型退出关系模型的七个性质 关系模型采用二维表为表示，表示关系模型的二维表一般满足下面七个性质：二维表中元组个数是有限的-元组个数有限性；二维表中元组均不相同-元组的惟一性；二维表中元组的次序，可以任意交换-元组次序无关性；二维表中元组的分量是不可分割的基本数据项-元组分量的原子性；二维表中属性名各不相同-属性名惟一

18、性；二维表中属性与次序无关，可以任意交换-属性的次序无关性；二维表中属性的分量具有与该属性相同的值域-分量与值域的统一性。第26页/共44页菜单关系模型退出关系操纵与数据约束 关系模型的数据操纵有：数据查询数据删除数据插入数据修改 关系中的数据约束有：实体完整性约束参照完整性约束的次序无关性用户自定义约束第27页/共44页菜单1.2.2 关系运算退出一.传统的集合运算 进行并并、差差、交交集合运算的两个关系必须具有相同的关系模式，即相同结构第28页/共44页并ABCa1b1c1a1b2c2a2b2c1ABCa1b1c1a1b2c2a1b3c2a2b2c1ABCa1b2c2a1b3c2a2b2c

19、1RSR S 1.1.并集：并集：1.2.2 关系运算第29页/共44页并ABCa1b1c1a1b2c2a2b2c1ABCa1b2c2a1b3c2a2b2c1RS2.2.差集：差集：1.2.2 关系运算ABCa1b1c1R-S 第30页/共44页并ABCa1b1c1a1b2c2a2b2c1ABCa1b2c2a1b3c2a2b2c1RS3.3.交集：交集：1.2.2 关系运算ABCa1b2c2a2b2c1RS 第31页/共44页菜单1.2.2 关系运算退出二.专门的关系运算1.选择：从一个关系中找出满足给定条件的元组(记录)的操作成为选择2.投影：从一个关系中指定若干属性(字段)组成新的关系称为

20、投影3.联接：将两个关系拼接成一个更宽的关系，生成的新关系中包含满足联接条件的元组。4.自然联接：去掉重复属性的等值联接。等值连接是按照字段对应相等为条件进行的联接。按照字段值对应相等为条件进行的联接操作称为等值联接。第32页/共44页并1.2.2 关系运算v选选择择运运算算是是从从行行的的角角度度进进行行的的运运算算，即即从从R中中选选取取是是逻逻辑辑表表达达式式F为真的元组为真的元组第33页/共44页并1.2.2 关系运算v投影操作主要是从列的角度进行运算投影操作主要是从列的角度进行运算l但但投投影影之之后后不不仅仅取取消消了了原原关关系系中中的的某某些些列列，而且还可能取消某些元组（避免

21、重复行）而且还可能取消某些元组（避免重复行）第34页/共44页并1.2.2 关系运算v一般的连接操作是从行的角度进行运算一般的连接操作是从行的角度进行运算v自然连接还需要取消重复列，所以是同自然连接还需要取消重复列，所以是同时从行和列的角度进行运算时从行和列的角度进行运算 ABRS第35页/共44页菜单数据库 设计基础退出数据库设计原则1.应该遵循从概念单一化“一事一地”的原则2.避免在表之间出现重复字段（关键字除外）3.表中的字段必须是原始数据和基本数据元素4.用外部关键字保证有关联的表之间的联系第36页/共44页菜单1.2.2 关系运算退出2.数据库设计步骤1.需求分析（信息需求、处理需求

22、、安全性和完整性需求）2.确定需要的表（按要求到底设计多少表合适）3.确定所需的字段4.确定表之间的联系（主要是一对多）5.设计求精每一个字段直接与实体相关每一个字段直接与实体相关以最小的逻辑单位存储信息以最小的逻辑单位存储信息表中的字段必须是原始数据表中的字段必须是原始数据确定主关键字段确定主关键字段第37页/共44页菜单退出1.4 SQL基本命令1.SQL简介例如：在教师表中查询男教师的全信息SELECT*FROM SELECT*FROM 教师表教师表 WHEREWHERE（性别性别=“男男”）；）；SELECT ALL/DISTRINCT*|SELECT ALL/DISTRINCT*|F

23、ROM FROM WHEREWHEREORDER BY ORDER BY ASC|DESC;ASC|DESC;SQLSQL（Structure Query Language,Structure Query Language,结构化查询语言）是在数据库结构化查询语言）是在数据库系统应用广泛的数据库查询语言系统应用广泛的数据库查询语言2.SQL基本语句（SELECT语句）再如:在教师表中查询姓名为“王”的教师,升序排列SELECT*FROM SELECT*FROM 教师表教师表 WHERE WHERE 姓名姓名 LIKE LIKE 王王%ORDER BY ORDER BY 姓名姓名 ASC;ASC

24、;第38页/共44页菜单Access简介退出Access发展过程Access2003数据库管理系统是Office2003套件中的重要的组成部分。Access2003适用于小型商务活动，用以存储和管理商务活动所需要的数据。Access2003是一种关系数据库，每一数据库以文件形式保存，文件的扩展名是.mdb。1992年11月微软公司推出Access 1.0版本，1995年，微软公司第一次把Access捆绑到Office95中，到目前，微软公司向后推出的Access版本有：Access 95、Access 97、Access 2000、Access2003、Access2007等。第39页/共44

25、页菜单Access简介退出1.操作简单、方便，具有良好集成开发功能3.能够访问多种数据类型2.不需要编程序，就可以创建各种对象4.能够创建和编辑多媒体数据库 Access的主要特点和功能5.能够与Internet/Intranet集成 6.所有建立的对象都存储在一个.mdb文件中 第40页/共44页菜单Access简介退出Access数据库的系统构成是数据库的基本对象，使创建是数据库的基本对象，使创建其他五种对象的基础。表由记录组成，其他五种对象的基础。表由记录组成，记录由字段组成，表用来存储数据库记录由字段组成，表用来存储数据库中的数据，所以也叫中的数据，所以也叫“数据表数据表”管理显示控制

26、查询可以按索引快速查找到需查询可以按索引快速查找到需要的记录，按要求筛选记录并能连接要的记录，按要求筛选记录并能连接若干个表的字段组成新表。若干个表的字段组成新表。窗体提供了一种方便的浏览、窗体提供了一种方便的浏览、输入和更改数据的窗口。还可以创建子输入和更改数据的窗口。还可以创建子窗体显示相关联的表的内容，窗体也称窗体显示相关联的表的内容，窗体也称“表单表单”报表的功能是将数据库中的数报表的功能是将数据库中的数据进行分类汇总，然后打印出来，以便据进行分类汇总，然后打印出来，以便分析分析它是一种特殊类型的网页，它它是一种特殊类型的网页，它用于浏览和处理存储在用于浏览和处理存储在AccessAc

27、cess数据库中数据库中的数据，它也可以用来处理来自的数据，它也可以用来处理来自InternetInternet或或IntranetIntranet的的SQL serverSQL server数据数据库，数据访问页的数据也可以来自其他库，数据访问页的数据也可以来自其他的数据来源的数据来源宏相当于宏相当于DOSDOS中的批处理，用来中的批处理，用来自动执行一序列的操作。自动执行一序列的操作。AccessAccess列出了列出了一些常用的操作供用户选择，使用起来一些常用的操作供用户选择，使用起来十分方便十分方便模块的功能与宏类似，但它定模块的功能与宏类似，但它定义的操作比宏更加精细和复杂，用户可义的操作比宏更加精细和复杂，用户可以根据自己的需要编写程序。模块使用以根据自己的需要编写程序。模块使用Visual BasicVisual Basic语言编程语言编程查询查询报表报表窗体窗体表表宏宏/模块模块控制流控制流数据流数据流各种对象之间关系图各种对象之间关系图第41页/共44页菜单Access启动和关闭退出1.Access启动开始菜单桌面快捷方式我的电脑或者资源管理器开始菜单的“运行”2.Access关闭右上角“关闭”按钮“文件”菜单“退出”Alt+F4Alt+F+X第42页/共44页第43页/共44页感谢您的观看。第44页/共44页