数据库应用教学课件汇总整本书电子教案全套教学教程完整版电子教案(最新).pptx
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1、数据库应用江西财经大学数据库应用精品课程组2011年Commentsarewelcome!教材和参考书目教材:黎升洪:Access数据库应用与VBA编程M.北京:铁道出版社,2011.参考书目:黎升洪,杨波,沈波.VisualFoxPro面向对象程序设计教程 第二版M.北京:科学出版社,2007.2万常选,凌传繁,曾雅琳.数据库应用.北京:中国商业出版社.教材和参考书目成绩评定方法平时成绩占总评10%实验成绩占总评30%期末占总评60%。相关网站与搜索资料搜索:使用中“Access”和“VBA”为关键字第一章 数据库系统概论数据库技术数据模型关系数据库数据库系统应用模式本章概要数据库系统的功能
2、关系数据库的核心概念(主、外键)数据库模式的概念关系数据库的概念建模(E-R模型)关系操作关系完整性约束(实体完整性、参照完整性)1.1 数据库技术信息与数据数据处理数据库系统1.1.1 信息与数据数据数据:是记录现实世界中各种信息并可以识别的物理符号,是信息的载体,是信息的具体表现形式。数据含义的广义性:字符(文字和符号)、图表(图形、图像和表格)及声音等。信息与数据例如:“一匹马”这个信息,我们可以表示为数据 1或者数据有两方面的特征:数据的形式(符号)。(语法)(“1”)数据的内容(含义)。(语义)(“一匹马”)1.1.2 数据处理(1)计算机四大应用数据处理:工资系统、人口管理、学籍管
3、理等等,占计算机应用的95%。科学计算:有限元分析、建筑结构力学计算等。过程控制:炉窑自动温度控制等。辅助设计:家装CAD、CIMS(计算机集成制造系统)等等。1.1.2 数据处理(2)数据处理数据处理实际上是指利用计算机对各种形式的数据进行一系列的存储、加工、计算、分类、检索、传输等处理。1.1.2 数据处理(3)主要技术:数据库技术数据库技术:关系数据库关系数据库:多种类型数据库企业(大型)级:DB2(IBM)、ORACLE(ORACLE)工作组级:SQLSERVER(MS)、MySQL个人(桌面)级:Access、VFoxPro、SQLite31.1.3 数据库系统数据库的概念数据库的发
4、展数据库的特征数据库的构成1.数据库的概念(1)数据库(Database或DataBase,简称DB)是存放在外存上并通过数据库管理系统(DatabaseManagementSystem,简称DBMS)来存取和访问、管理的数据集中地。DB文件1010101010101010101.数据库的概念(2)DBS=DB+DBMS+DBADBSDB文件DBMS1.数据库的概念(3)DB:以一定的组织形式存放在计算机存储介质上的相互关联的数据的集合。DBMS:DBS的核心。为数据库的建立、使用、维护的软件。DBMS提供用户对DB进行操作的各种命令:(DB的建立、记录的输入、修改、检索、显示、删除和统计等)
5、DBA:数据库管理员数据库管理员(Administrator)数据库角色目标:关系数据库管理员所必须具备的基础知识。2.数据库的发展数据库系统(1)时间:20世纪60年代后期背景:计算机应用于社会各个领域特点:数据共享性高;数据冗余度小数据与程序的独立性高2.数据库的发展数据库系统(2)DBMSDB应用程序1应用程序2应用程序n3.数据库的特征数据结构化实现数据共享减少数据冗余度数据独立性统一的数据安全保护4.数据库的构成数据库:核心和管理对象物理存储设备:大容量的存储器数据库软件:核心是数据库管理系统(DBMS)1.2 数据模型(1)人类思维的方式抽象:忽略不必要的细节、突出主要的问题,建立
6、易于理解的模型来描述。分治:将大、复杂的问题分解为小、简单的问题,分而制之。通过组合来解决问题。数据模型是数据库系统中用于提供信息表示和操作手段的形式构架(模型)。1.2 数据模型(2)二种数据模型概念模型概念模型:它用来描述某一特定范围内人们所关心的信息结构。面向人,按用户的观点来对数据和信息建模,主要用于数据库设计。不涉及信息在计算机中如何表示,独立于计算机实现之外的模型,如实体联系(E-R)模型。1.2 数据模型(3)基本数据模型数据模型:直接面向计算机的,是按计算机系统的观点对数据进行建模,主要用于DBMS的实现。基本数据模型有网状模型、层次模型和关系模型。1.2 数据模型(4)数据抽
7、象过程1.2.1 数据模型的三要素数据结构数据操作数据的约束条件1.2.1 数据模型的三要素数据结构数据结构数据结构是所研究对象和对象具有的特性、对象间的联系的集合,它是对数据静态特性的描述。这些对象是数据库的组成部分。如关系模型中的域、属性、关系等。在数据库系统中,通常按照数据结构的类型来命名数据模型,如层次结构、网状结构和关系结构的模型分别命名为层次模型、网状模型和关系模型。1.2.1 数据模型的三要素数据操作数据操作数据操作是指对数据库中各种对象(型)的实例(值)允许执行的操作的集合,包括操作及有关的操作规则。通常对数据库的操作有检索和更新(包括插入、删除和修改)两大类,这些操作反映了数
8、据的动态特性,因为现实世界中的实体及实体间的联系是在不断变化的,数据模型应能反映出这种变化。1.2.1 数据模型的三要素数据的约束条件数据的约束条件数据的约束条件是完整性规则的集合。完整性规则是指给定的数据模型中数据及其联系必须满足给定的要求。1.2.2 概念模型与实体-联系方法信息世界中的基本概念概念模型表示方法信息世界中的基本概念实体(Entity)实体集(EntitySet)实体型(EntityType)属性(Attribute)关键字(Key)域(Domain)联系(Relationship)联系的三种类型1)实体(Entity)客观存在并可相互区别的事物称为实体实体。实体可以是具体的
9、人、事、物,也可以是抽象的概念或联系。例如,一个具体学生、一门具体课等都是实体。2)实体集(Entity Set)性质相同的同类实体的集合称为“实体集”,也称为实体整体。如所有的(全体)学生、全体所有的汽车、所有的学校、所有的课程、所有的零件都称为实体集。3)实体型(Entity Type)具有相同属性的实体必然具有共同的特征和性质。用实体名及其属性名集合来抽象和刻画同类实体,称为实体型实体型。事物的若干属性值的集合可表征一个实体,而若干个属性型所组成的集合可表征一个实体的类型,简称为“实体型”。同类型的实体集合组成实体集。问题:上述三个概念的同异的地方?4)属性(Attribute)实体所具
10、有的某一特性称为属性属性。一个实体可以由若干个属性来刻画。例如学生实体可以由学号、姓名、性别、出生年份、系、入学时间等属性组成。属性有“型”和“值”的区分,如学生实体属性的名称:姓名、性别、年龄等是属性的型,而属性的值是其型的具体内容,如王源、男、18分别是姓名、性别、年龄的值。问题:实体和属性同样为名词,如何区分它们?答:没有唯一的标准,取决于你是如何建立模型的,模型的解释是否合理。即对同一个名词,你在一处地方解释为属性,那么其它地方必须解释为属性。否则自相矛盾。5)关键字(Key)能唯一标识实体的属性(或属性组合)称为关键字关键字(或码或码)。例如学号是学生实体的关键字(码)。本书将混用关
11、键字和码这两个概念。6)域(Domain)属性的取值范围称为该属性的域属性的域。例如,学号的域为8位数字符号,年龄的域为小于128的整数,性别的域为(男,女)。7)联系(Relationship)在现实世界中,事物内部以及事物之间是有联系的,这些联系在信息世界中反映为实体(型)内部的联系和实体(型)之间的联系。实体内部的联系通常是指组成实体的各属性之间的联系。实体之间的联系通常是指不同实体集之间的联系。8)联系的三种类型一对一联系(1:1)一对多联系(1:n)多对多联系(m:n)一对一的联系(1:1)实体集A中的一个实体至多与实体B中的一个实体相对应,反之亦然。如一个学校只能有一个校长,一个校
12、长也只能在一个学校任职,则学校与校长的联系即为一对一的联系,还有班长与班、学生与座位之间也都是一对一的联系。一对多联系(1:n)实体集A中的一个实体与实体B中的多个实体相对应,反之亦然。如一个班级可以有多个学生,而一个学生只会有一个班级,班级与学生的联系即为一对多的联系。一对一联系是一对多联系的特例,而一对多联系又是多对多联系的特例。多对多联系(m:n)实体集A中的一个实体至多与实体B中的一个实体相对应,实体集B中的一个实体至多与实体 A中的一个实体相对应。如一门课程可以有多个学生选修,而一个学生同时可以选修多门课程,课程与学生的联系即为多对多的联系。2.概念模型的表示方法(1)实体联系模型实
13、体联系模型(Entity-RelationshipModel)。E-R图提供了实体、属性与联系的方法。E-R使用的符号如下2.概念模型的表示方法(2)E-R模型例子(1)11学校校长管理1n班级学生组成nm学生课程选修多对多模型一对一模型一对多模型2.概念模型的表示方法(3)E-R模型例子(2)班级、学生和课程对应的E-R图(省略了部分属性)1.2.3 数据模型层次模型(HierarchicalModel)网状模型(NetworkModel)关系模型(RelationalModel)面向对象模型(ObjectOrientedModel)1.3 关系数据库关系模型关系完整性约束1.3.1 关系模
14、型关系的基本特点关系的操作关系模型的优点1.关系模型的基本概念(1)关系数据库系统是支持关系数据模型的数据库系统。免费的关系数据库系统MySQLhttp:/ 刘嘉美 女1991-8-10670汉族北京会计学101YesS0082581 石茂麟 男1991-6-20670汉族浏阳会计学081NoS0100574 王莉莉 女1992-2-2642汉族龙岩与技术101NoS0102589 郭玉坤 男1991-2-17642壮族百色会计学101NoS0082580 吴静婷 女1990-3-11642汉族南昌会计学081YesS0080594 叶志威 男1990-1-13642汉族喀什计算机081NoS
15、0092514 张小东 男1991-7-25623汉族长春会计学091No本书使用的关系模型待解释关系模型关键词关系名属性主键外键本书使用的关系表四张贯穿教案的数据表,“班级表”、“学生表”、“课程表”和“成绩表”。问题:此模式图中成绩表设计有悖于我们通常的理解,如何解释?数据库模式设计需要复杂的数学知识,称为数数据库范式理论据库范式理论(NormalFormulaTheory)。如同博客中95%的看客,5%的写客一样,数据库模式的设计为专业人员工作。只需会使用即可。班级表班号班号学院学院专业年年级人数人数班主任班主任会会计学学081会计学院 会计学2008会会计学学091会计学院 会计学20
16、09会会计学学101会计学院 会计学2010计算机科学算机科学与技与技术081信息管理学院计算机科学与技术2008计算机科学算机科学与技与技术091信息管理学院计算机科学与技术2009计算机科学算机科学与技与技术101信息管理学院计算机科学与技术2010学生表学号学号姓名姓名性性别出生出生日期日期成成绩民族民族籍籍贯班号班号贷款款否否简历照照片片S0102590刘嘉美 女1991-8-10670汉族北京会计学101YesS0082581石茂麟 男1991-6-20670汉族湖南浏阳会计学081NoS0100574王莉莉 女1992-2-2642汉族福建龙岩计算机101NoS0102589郭玉坤
17、 男1991-2-17642壮族广西百色会计学101NoS0082580吴静婷 女1990-3-11642汉族江西南昌会计学081YesS0080594叶志威 男1990-1-13642汉族新疆喀什计算机081NoS0092514张小东 男1991-7-25623汉族吉林长春会计学091No课程表课程号程号课程名程名简称称学分学分课时课程程简介介A0101计算机引论jsjyl532A0301数据结构sjjg464A0501Java程序设计 javacxsj464B0101基础会计jckj448B0301会计电算化kjdsh464B0501税法sf464C0101大学英语IdxyyI664C03
18、01线性代数xxds464C0501高等数学IIIgdsxIII664成绩表学号学号课程号程号成成绩S0080521A050163S0080521C050174S0080567A050178S0080567C050170S0080568A050170S0080568C050174S0080594A050175S0080594C050174S0080596A050167班级表属性数据类型数据表属性数据类型功能确定具有的运算其常量表示方法学生表属性数据类型课程表属性数据类型成绩表属性数据类型1.关系模型的基本概念(3)(2)元组二维表的每一行在关系中称为元组元组。在Access中,一个元组对应表中
19、一个记录。(3)属性二维表的每一列在关系中称为属性,每个属性都有一个属性名,属性值则是各个元组属性的取值。在Access中,一个属性对应表中一个字段,属性名对应字段名,属性值对应于各个记录的字段值。1.关系模型的基本概念(4)(4)域属性的取值范围称为域。域作为属性值的集合,其类型与范围由属性的性质及其所表示的意义具体确定。同一属性只能在相同域中取值。1.关系模型的基本概念(5)(5)关键字关系中能唯一区分、确定不同元组的属性或属性组合,称为该关系的一个关键字。单个属性组成的关键字称为单关键字,多个属性组合的关键字称为组合关键字。需要强调的是,关键字的属性值不能取“空值”。所谓空值就是“不知道
20、”或“不确定”的值,因而空值无法唯一地区分、确定元组。1.关系模型的基本概念(6)(6)候选关键字关系中能够成为关键字的属性或属性组合可能不是唯一的。凡在关系中能够唯一区分、确定不同元组的属性或属性组合,称为候选关键字。(7)主关键字(PrimaryKey-PK)在候选关键字中选定一个作为关键字,称为该关系的主关键字。关系中主关键字是唯一的。1.关系模型的基本概念(7)(8)外部关键字(ForeignKey-FK)关系中某个属性或属性组合并非关键字,但却是另一个关系的主关键字,称此属性或属性组合为本关系的外部关键字。关系之间的联系是通过外部关键字实现的。外键功能用来实现表间约束。(9)关系模式
21、对关系的描述称为关系模式,其格式为:关系名(属性名1,属性名2,属性名n)2.关系的基本特点(1)在关系模型中,关系具有以下基本特点:(1)关系必须规范化,属性不可再分割。规范化是指关系模型中每个关系模式都必须满足一定的要求,最基本的要求是关系必须是一张二维表,每个属性值必须是不可分割的最小数据单元,即表中不能再包含表。(2)在同一关系中不允许出现相同的属性名Access不允许同一个表中有相同的字段名。2.关系的基本特点(2)(3)关系中不允许有完全相同的元组。(4)在同一关系中元组的次序无关紧要。也就是说,任意交换两行的位置并不影响数据的实际含义。(5)在同一关系中属性的次序无关紧要。任意交
22、换两列的位置也并不影响数据的实际含义,不会改变关系模式。3.关系的操作(1)和算术运算一样。如:1+2=3中1、2为操作数,+为操作符。结果为操作数。关系运算中,关系作为操作数操作数,关系运算符作为操作符操作符。关系运算的结果是一个新的关系。关系作为一张二维表,其可进行的操作包括:选择、投影、自然联接。3.关系的操作(2)关系操作根据参与操作的数据表分为:一元操作符:仅一个数据表参与操作二元操作符:有二个数据表参与操作3.关系的操作(3)选择操作和投影操作为一元操作符1.选择操作给定一个关系,从中筛选出满足某种条件的记录(或元组)的过程称为选择选择。如下图所示的选择操作是所有少数民族的学生2.
23、投影操作给定一个关系,从中只检索期望得到的字段(或属性)的过程称为投影投影。如下图所示的投影操作是从学生表得到只有三个字段(学号、姓名、入学成绩)的关系。3.关系的操作(3)自然联接操作自然联接操作要求二个关系参与运算,即为二元操作符。前提条件通常这二个关系中,有一个公共的属性(称为联接属性),在一个关系(称为一表)中它是主键,而在另一个关系(称为多表)中它是外键。如“班级表”(一表)中主键是班级号,而班级号在“学生表”(多表)中是外键。3.关系的操作(4)自然联接操作的结果:在属性上是二个参与运算关系的属性叠加;在元组上是在多表元组的记录基础上,扩展联接属性相同时的一表对应的数据值。即以多表
24、为准。3.关系的操作(5)自然联接的结果前提条件:二个表间存在一个外键约束。学生表学生表姓名性别出生日期少数民族否班级号籍贯入学成绩简历照片班级表班级表班级号专业名称年级班主任姓名所在学院班级人数3.关系的操作(6)自然的等值联接的结果集仍是一个关系该关系的属性(字段)是两个关系的叠加;该关系的元组(记录)是以多表为准。班级表班级表班级号专业名称年级班主任姓名所在学院班级人数学生表学生表姓名性别出生日期少数民族否班级号籍贯入学成绩简历照片专业名称年级班主任姓名所在学院班级人数4.关系模型的优点关系模型与非关系模型不同,它是建立在严格的数学概念的基础上的。关系模型的概念单一,无论实体还是实体之间
25、的联系都用关系表示。对数据的检索结果也是关系(即表)。所以其数据结构简单、清晰,用户易懂易用。关系模型的存取路径对用户透明(用户无需关心数据存放路径),从而具有更高的数据独立性、更好的安全保密性,也简化了程序员的工作和数据库开发建立的工作。1.3.2 关系完整性约束实体完整性参照完整性域完整性用户定义完整性1.实体完整性实体完整性是指一个关系中不能存在两个完全相同的记录。一个关系对应现实世界中一个实体集。实体完整性是通过关系的主关键字(PK)来实现的。应具有某种唯一性标识。注意:主关键字(主属性)不能取“空值”。否则,表明关系模式中存在着不可标识的实体(因空值是“不确定”的),这与“唯一性标识
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