第1章

數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)知識(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的相關(guān)概念

關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的步驟Access簡(jiǎn)介1.41.11.21.3第1章數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)知識(shí)第1章數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)知識(shí)

1.1.1數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)管理1信息與數(shù)據(jù)信息（Information）是客觀世界在人們頭腦中的反映。是人們對(duì)于客觀事物屬性和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的反映.數(shù)據(jù)（Data）對(duì)于客觀事物屬性和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的記錄,是信息的載體.數(shù)據(jù)不僅包括數(shù)字、字母、文字和其它符號(hào)組成的文本形式的數(shù)據(jù)，而且還包括圖形、圖像、動(dòng)畫、影像、聲音等多媒體數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)與信息的關(guān)系：信息是有用的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)是信息的表現(xiàn)形式，信息是通過(guò)數(shù)據(jù)符號(hào)來(lái)傳播的。1.1數(shù)據(jù)庫(kù)的概念1.1數(shù)據(jù)庫(kù)的概念

1.1.1數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)管理2.數(shù)據(jù)管理數(shù)據(jù)管理包括對(duì)各種形式的數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、存儲(chǔ)、加工和傳輸?shù)然顒?dòng)。目的從大量原始數(shù)據(jù)中抽取、推導(dǎo)出有價(jià)值的信息，以此作為行動(dòng)和決策的依據(jù)。借助計(jì)算機(jī)科學(xué)地保存和管理復(fù)雜大量的數(shù)據(jù)，使人們能夠方便和充分利用信息資源。1.1數(shù)據(jù)庫(kù)的概念1.1數(shù)據(jù)庫(kù)的概念文件系統(tǒng)階段數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)階段分布式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)階段

1.1.2數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展人工管理階段1.1數(shù)據(jù)庫(kù)的概念1.1數(shù)據(jù)庫(kù)的概念

1.1.3數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)1.數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)指帶有數(shù)據(jù)庫(kù)并利用數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)管理的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)有組織地、動(dòng)態(tài)地存儲(chǔ)大量相關(guān)數(shù)據(jù)，提供數(shù)據(jù)處理和信息資源共享服務(wù)。數(shù)據(jù)庫(kù)(Database,簡(jiǎn)稱DB)是數(shù)據(jù)的集合，并按照特定的組織方式將數(shù)據(jù)保存在存儲(chǔ)介質(zhì)上，同時(shí)可以被各種用戶所共享。1.1數(shù)據(jù)庫(kù)的概念1.1數(shù)據(jù)庫(kù)的概念1.1.3數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)2.數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的組成硬件軟件數(shù)據(jù)(DB）人員：計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)(OS)數(shù)據(jù)庫(kù)管理軟件(DBMS)應(yīng)用程序數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)(DBS)1.1數(shù)據(jù)庫(kù)的概念1.1數(shù)據(jù)庫(kù)的概念1.1.4實(shí)體及其聯(lián)系1.相關(guān)概念實(shí)體:是客觀事物的真實(shí)反映。

如:一位教師,一本書實(shí)體屬性:事物的特性

如:身高,年令屬性值:實(shí)體屬性的具體化表示，屬性值的集合表示

一個(gè)實(shí)體。

如:身高185cm,年令201.1數(shù)據(jù)庫(kù)的概念1.1數(shù)據(jù)庫(kù)的概念1.1.4實(shí)體及其聯(lián)系1.相關(guān)概念實(shí)體類型:用實(shí)體名及所有屬性的集合表示一種實(shí)體類型，簡(jiǎn)稱實(shí)體型。

舉例:一個(gè)教師類實(shí)體教師(教師編號(hào),姓名,性別,出生日期,職稱,聯(lián)系電話)一個(gè)課程類實(shí)體課程(課程編號(hào),課程名,開課學(xué)期,學(xué)時(shí),實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí),學(xué)分）實(shí)體集:具有相同屬性的實(shí)體集合。1.1數(shù)據(jù)庫(kù)的概念1.1數(shù)據(jù)庫(kù)的概念1.1.4實(shí)體及其聯(lián)系2.實(shí)體之間的聯(lián)系實(shí)體的聯(lián)系：實(shí)體之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系稱為聯(lián)系，它反映現(xiàn)實(shí)世界事物之間的相互關(guān)聯(lián)關(guān)系（1）一對(duì)一聯(lián)系（onetoonerelationship)

例如：一個(gè)班級(jí)——班長(zhǎng)（2）一對(duì)多聯(lián)系（onetomanyrelationship)

例如：一個(gè)班級(jí)——多個(gè)學(xué)生（3）多對(duì)多聯(lián)系（manytomanyrelationship)

例如：學(xué)生——課程1.1數(shù)據(jù)庫(kù)的概念1.1數(shù)據(jù)庫(kù)的概念1.1.5數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)模型：數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)中用于描述實(shí)體及其實(shí)體之間聯(lián)系的方法。用于描述數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)模型有層次模型有以下三種。1.1數(shù)據(jù)庫(kù)的概念1.1數(shù)據(jù)庫(kù)的概念

1.1.5數(shù)據(jù)模型1.層次模型

用樹型結(jié)構(gòu)表示實(shí)體及其之間聯(lián)系的模型，稱為層次數(shù)據(jù)模型。其中的實(shí)體稱為結(jié)點(diǎn)。有且僅有一個(gè)結(jié)點(diǎn)無(wú)父結(jié)點(diǎn)，這個(gè)結(jié)點(diǎn)即樹的根。其它節(jié)點(diǎn)有唯一的一個(gè)父節(jié)點(diǎn)。一層二層三層1.1數(shù)據(jù)庫(kù)的概念1.1數(shù)據(jù)庫(kù)的概念1.1.5數(shù)據(jù)模型2.網(wǎng)狀模型用網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)表示實(shí)體及其之間聯(lián)系的模型?？梢杂幸粋€(gè)以上的結(jié)點(diǎn)無(wú)父結(jié)點(diǎn)。至少有一個(gè)節(jié)點(diǎn)有多于一個(gè)的父節(jié)點(diǎn)。學(xué)校教師學(xué)生班級(jí)任課學(xué)生一個(gè)教學(xué)實(shí)體的網(wǎng)狀模型教師協(xié)會(huì)1.1數(shù)據(jù)庫(kù)的概念1.1數(shù)據(jù)庫(kù)的概念1.1.5數(shù)據(jù)模型3.關(guān)系模型用二維表結(jié)構(gòu)來(lái)表示事物間聯(lián)系

一個(gè)二維表中，有表頭和若干行數(shù)據(jù)。垂直方向看，有若干列，同一列取值同一個(gè)定義域。每一行代表一個(gè)人才信息，有若干行。1.1數(shù)據(jù)庫(kù)的概念1.1數(shù)據(jù)庫(kù)的概念關(guān)系模型：民族編碼名稱01021011漢族滿族朝族蒙古族編碼名稱類別101102201202301數(shù)學(xué)電子學(xué)法學(xué)新聞學(xué)英語(yǔ)理科理科文科文科文科1011013012021985/05/041986/06/011985/01/121985/10/0102011001男男女女李大明張曉光韓雪王宇鵬0310101031010203111010301201專業(yè)編碼出生日期民族編碼性別姓名學(xué)號(hào)關(guān)系模型：專業(yè)關(guān)系模型：學(xué)生1.1數(shù)據(jù)庫(kù)的概念

1.2.1關(guān)系模型1.關(guān)系模型中常用術(shù)語(yǔ)關(guān)系一個(gè)關(guān)系就是一張二維表，表是屬性及屬性值的集合。表中每一列稱為一個(gè)屬性(字段),每列都有屬性名,為列名或字段名。表示各個(gè)屬性的取值范圍。指表中的一行數(shù)據(jù)，也稱為記錄。一個(gè)元組對(duì)應(yīng)一個(gè)實(shí)體，每張表中可以含多個(gè)元組。屬性域元組編號(hào)姓名性別出生日期工資現(xiàn)狀黨員否工作簡(jiǎn)歷照片Bj10001劉偉箭男1960.08.232000.00T(略)(略)Bj11002劉簡(jiǎn)捷男1958.12.311800.00T(略)(略)元組屬性數(shù)據(jù)項(xiàng)1.2關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)1.2關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)1.2.1關(guān)系模型1.關(guān)系模型中常用術(shù)語(yǔ)屬性值:表中行和列的交叉位置對(duì)應(yīng)某個(gè)屬性的值。是關(guān)系名及其所有屬性的集合，一個(gè)關(guān)系模式對(duì)應(yīng)一張表結(jié)構(gòu)。關(guān)系模式的格式：關(guān)系名（屬性1，屬性2，屬性3,…,屬性n)例:專業(yè)(編碼,名稱,類別)關(guān)系模式:編碼名稱類別101102201202301數(shù)學(xué)電子學(xué)法學(xué)新聞學(xué)英語(yǔ)理科理科文科文科文科關(guān)系模型：專業(yè)候選鍵:在一個(gè)關(guān)系中，由一個(gè)或多個(gè)屬性組成，其值能唯一地標(biāo)識(shí)一個(gè)元組。主關(guān)鍵字:一個(gè)表中可能由多個(gè)候選鍵，通常用戶僅選用一個(gè)候選鍵，稱為主關(guān)鍵字1.2關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)1.2關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)外關(guān)鍵字（外碼）：如果表中的一個(gè)字段不是本表的主關(guān)鍵字或候選關(guān)鍵字,而是另外一個(gè)表的主關(guān)鍵字或候選關(guān)鍵字，這個(gè)字段就稱為外部關(guān)鍵字。1.2.1關(guān)系模型1.關(guān)系模型中常用術(shù)語(yǔ)關(guān)系模型：民族編碼名稱01021011漢族滿族朝族蒙古學(xué)號(hào)姓名性別民族編碼出生日期專業(yè)編碼10101101021110101201李明張光韓雪王鵬男男女女020110011985/05/041986/06/011985/01/121985/10/01101101301202關(guān)系模型：學(xué)生1.2關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)1.2關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)1.2.1關(guān)系模型2.關(guān)系模型特點(diǎn)每個(gè)屬性必須是不可分割的數(shù)據(jù)單元。在同一個(gè)關(guān)系中不能出現(xiàn)相同的屬性名。關(guān)系中不允許有完全相同的元組，即冗余。在一個(gè)關(guān)系中列的次序無(wú)關(guān)緊要。編號(hào)姓名性別出生日期工資現(xiàn)狀黨員否工作簡(jiǎn)歷照片Bj10001劉偉箭男1960.08.232000.00T(略)(略)Bj11002劉簡(jiǎn)捷男1958.12.311800.00T(略)(略)1.2關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)1.2關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)有兩個(gè)相同結(jié)構(gòu)的關(guān)系R和S，R與S的差是由屬于R但不屬于S的元組組成的集合。差運(yùn)算交運(yùn)算兩個(gè)具有相同結(jié)構(gòu)的關(guān)系R和S，它們的交是由屬于R又屬于S的元組組成的集合。在Access中沒(méi)有直接提供傳統(tǒng)的集合運(yùn)算，但可以通過(guò)其他操作或編程來(lái)實(shí)現(xiàn)。并運(yùn)算兩個(gè)相同結(jié)構(gòu)關(guān)系的并是由屬于這兩個(gè)關(guān)系的元組組成的集合。1.2.2關(guān)系運(yùn)算1.集合運(yùn)算1.2關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)1.2關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)1.2.2關(guān)系運(yùn)算1.集合運(yùn)算關(guān)系R編號(hào)姓名01001王磊01003張曉華01005劉洋關(guān)系S編號(hào)姓名01002王浩田01003張曉華01004孟德水并運(yùn)算（R∪S）差運(yùn)算(R－S)交運(yùn)算(R∩S)劉洋01005孟德水01004張曉華01003王浩田01002王磊01001姓名編號(hào)編號(hào)姓名01001王磊01005劉洋編號(hào)姓名01003張曉華舉例:1.2關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)1.2關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)1.2.2關(guān)系運(yùn)算2.關(guān)系運(yùn)算常見的關(guān)系運(yùn)算有選擇運(yùn)算、投影運(yùn)算和連接運(yùn)算三種選擇（Select）選擇運(yùn)算是從關(guān)系中選擇某些滿足條件的記錄組成一個(gè)新的關(guān)系。投影（Project）投影運(yùn)算是從關(guān)系中選擇某些字段的所有值組成一個(gè)新的關(guān)系。連接（Join）聯(lián)接是對(duì)兩張表進(jìn)行聯(lián)接，同時(shí)生成一張新表，新表中含的列是被聯(lián)接的兩張表中列的并集或該并集的子集，新表中包含的元組是滿足聯(lián)接條件的所有元組集合。

1.2關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)1.2關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)舉例:1.2.2關(guān)系運(yùn)算2.關(guān)系運(yùn)算編碼名稱01021011漢族滿族朝族蒙古學(xué)號(hào)姓名性別民族編碼出生日期專業(yè)編碼10101101021110101201李明張光韓雪王鵬男男女女020110011985/05/041986/06/011985/01/121985/10/01101101301202民族學(xué)生1.2關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)1.2關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)1.2.2關(guān)系運(yùn)算3.關(guān)系完整性關(guān)系完整性是為保證數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)的正確性和相容性，對(duì)關(guān)系模型提出的某種約束條件或規(guī)則。①實(shí)體完整性規(guī)則實(shí)體完整性規(guī)則規(guī)定關(guān)系的所有主屬性都不能為空值，而不是整體不能為空值。例如:學(xué)生選課（學(xué)號(hào)，課程編號(hào)，成績(jī)），“學(xué)號(hào)、課程編號(hào)”為主關(guān)鍵字，則“學(xué)號(hào)”和“課程編號(hào)”都不能取空值，而不是整體不能為空。

1.2關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)1.2關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)

1.2.2關(guān)系運(yùn)算3.關(guān)系完整性②用戶定義的完整性規(guī)則不同的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)根據(jù)其應(yīng)用環(huán)境的不同，通常需要針對(duì)某一具體字段設(shè)置約束條件。例如:學(xué)生選課（學(xué)號(hào)，課程編號(hào)，成績(jī)），學(xué)生成績(jī)字段的取值必須在0—100之間1.2關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)1.2關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)1.2.2關(guān)系運(yùn)算3.關(guān)系完整性③參照完整性

參照完整性是定義建立關(guān)系之間聯(lián)系的主關(guān)鍵字與外部關(guān)鍵字引用的約束條件。

例如:學(xué)生表中民族不能填寫民族表中以外的值編碼名稱01021011漢族滿族朝族蒙古學(xué)號(hào)姓名性別民族編碼出生日期專業(yè)編碼10101101021110101201李明張光韓雪王鵬男男女女020110011985/05/041986/06/011985/01/121985/10/01101101301202學(xué)生表民族表1.2關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)1.2關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)1.3數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的步驟第1章數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)知識(shí)1．?dāng)?shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)原則

(1)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)應(yīng)遵從概念單一化“一事一地”的原則。

(2)避免在表之間出現(xiàn)重復(fù)字段。

(3)表中的字段必須是原始數(shù)據(jù)和基本數(shù)據(jù)元素。

(4)用外部關(guān)鍵字保證有關(guān)聯(lián)的表之間的聯(lián)系。2．?dāng)?shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的步驟

(l)需求分析階段。

(2)概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段。

(3)邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段。(4)物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段。

(5)數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)施階段。

(6)數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)行的維護(hù)階段。

1.3數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的步驟第1章數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)知識(shí)3．?dāng)?shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)過(guò)程

(l)需求分析。根據(jù)實(shí)際情況，分析數(shù)據(jù)需求與處理需求，確定數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)目的，確定數(shù)據(jù)庫(kù)中需要存儲(chǔ)的信息和對(duì)象。

(2)確定數(shù)據(jù)庫(kù)中需要的表。如學(xué)生成績(jī)管理數(shù)據(jù)庫(kù)中有學(xué)生表、成績(jī)表和課程表。

(3)確定數(shù)據(jù)表所需字段。建立數(shù)據(jù)表的結(jié)構(gòu)，如學(xué)生表以學(xué)號(hào)為主關(guān)鍵字，有學(xué)號(hào)、姓名、性別和出生日期等字段。

(4)確定表間聯(lián)系。如學(xué)生表與成績(jī)表通過(guò)“學(xué)號(hào)”建立一對(duì)多的聯(lián)系，課程表與成績(jī)表通過(guò)“課程號(hào)”建立一對(duì)多的聯(lián)系。

(5)設(shè)計(jì)求精。對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，重新檢