Access数据库应用基础教程ch01

Access数据库应用基础教程（第二版）清华大学出版社2020年7月4日第1页第1章数据库系统概论Access数据库应用基础教程(第二版)清华大学出版社教学目标教学重点教学过程Access数据库应用基础教程（第二版）清华大学出版社2020年7月4日第2页教学目标理解信息与数据的概念了解数据库发展的历史与基本概念掌握数据库体系和模型掌握关系数据库的原理掌握关系化代数与规范化理论掌握数据库设计的一般过程Access数据库应用基础教程（第二版）清华大学出版社2020年7月4日第3页教学重点理解信息与数据的概念掌握数据库体系和模型掌握关系数据库的原理掌握关系化代数与规范化理论Access数据库应用基础教程（第二版）清华大学出版社2020年7月4日第4页教学过程信息与数据的概念数据库系统的发展与基本概念数据库系统的体系结构与模型关系数据库的基本概念传统的集合运算与关系运算规范化理论数据库设计的定义、特点、方法和步骤Access数据库应用基础教程（第二版）清华大学出版社2020年7月4日第5页1.1数据处理信息与数据：信息与数据是两个密切相关的概念，信息是各种数据所包括的意义，数据则是负载信息的物理符号。数据处理：数据处理是指对各种形式的数据进行收集、存储、加工和传播的一些列活动的总和。Access数据库应用基础教程（第二版）清华大学出版社2020年7月4日第6页1.2数据库历史与基本概念数据库系统的发展史数据库的概念数据库管理系统(DBMS)数据库系统数据库应用系统Access数据库应用基础教程（第二版）清华大学出版社2020年7月4日第7页数据库系统的发展史20世纪50年代至60年代早期，磁带被用于数据存储，磁带(和卡片)都只能顺序读取。20世纪60年代末至20世纪70年代，硬盘可以直接对数据进行访问。20世纪80年代，关系数据库得到发展。20世纪90年代初，许多数据库厂商推出了并行数据库产品。20世纪90年代末至今，数据库支持网络接口，并且比以前有了更加广泛的应用。Access数据库应用基础教程（第二版）清华大学出版社2020年7月4日第8页数据库数据库(Database，DB)是长期存储在计算机内的、有组织的、可共享的、统一管理的相关数据的集合。按照字面的理解，数据库就是存放数据的仓库。Access数据库应用基础教程（第二版）清华大学出版社2020年7月4日第9页数据库管理系统(DBMS)DBMS的功能：数据库定义功能；数据存取功能；数据库运行管理功能；数据库的建立和维护功能；数据通信功能。DBMS的组成：语言编译处理程序；系统运行控制程序；系统建立、维护程序；数据字典。Access数据库应用基础教程（第二版）清华大学出版社2020年7月4日第10页数据库系统数据库系统的组成数据库系统的特点Access数据库应用基础教程（第二版）清华大学出版社2020年7月4日第11页数据库系统的组成数据：数据是数据库系统的工作对象，它们是某特定应用环境中进行管理和决策所必需的信息。用户：用户是指存储、维护和检索数据库中数据的人员。数据库系统中主要有3类用户：终端用户、应用程序员和数据库管理员。硬件：硬件是指存储数据库和运行数据库管理系统DBMS的硬件资源。软件：软件是指负责数据库存取、维护和管理的软件系统，通常叫做数据库管理系统(DBMS)。Access数据库应用基础教程（第二版）清华大学出版社2020年7月4日第12页数据库系统的特点数据低冗余、共享性高。数据独立性提高。有统一的数据控制功能。Access数据库应用基础教程（第二版）清华大学出版社2020年7月4日第13页数据库应用系统数据库应用系统(DatabaseApplicationSystem，DBAS)，是指在DBMS的基础上，针对一个实际问题开发出来的面向用户的系统。Access数据库应用基础教程（第二版）清华大学出版社2020年7月4日第14页1.3数据库体系和模型数据库系统的体系结构概念模型常用的数据模型Access数据库应用基础教程（第二版）清华大学出版社2020年7月4日第15页数据库系统的体系结构内部体系结构：数据库系统得内部体系结构是三级模式结构，分别为模式、外模式和内模式。外部体系结构：外部体系结构主要有集中式结构、文件服务器结构和客户/服务器结构。Access数据库应用基础教程（第二版）清华大学出版社2020年7月4日第16页概念模型实体与实体集：实体是现实世界中可区别于其他对象的“事件”或物体；实体集是具有相同类型及共享相同性质(属性)的实体集合。属性：实体通过一组属性来表示；属性是实体集中每个成员具有的描述性性质。关键字和域：实体的某一属性或属性组合，其值能惟一标识出某一实体，称为关键字，也称码；每个属性都有一个可取值的集合，称为该属性的域，或者该属性的值集；联系：两个实体之间的联系又可分为一对一联系(1:1)、一对多联系(1:n)和多对多的联系(m:n)。Access数据库应用基础教程（第二版）清华大学出版社2020年7月4日第17页常用的数据模型层次模型网状模型关系模型Access数据库应用基础教程（第二版）清华大学出版社2020年7月4日第18页层次模型层次数据模型是数据库系统最早使用的一种模型，它的数据结构是一颗有向树。层次结构模型具有如下特征：有且仅有一个结点没有双亲，该结点是根结点。其他结点有且仅有一个双亲。Access数据库应用基础教程（第二版）清华大学出版社2020年7月4日第19页网状模型如果取消层次模型的两个限制，即两个或两个以上的结点都可以有多个双亲，则“有向树”就变成了“有向图”。“有向图”结构描述了网状模型。网状模型具有如下特征：可有一个以上的结点没有双亲。至少有一个结点可以有多于一个双亲。Access数据库应用基础教程（第二版）清华大学出版社2020年7月4日第20页关系模型关系模型(RelationalModel)是用二维表格结构来表示实体及实体之间联系的数据模型。关系模型的数据结构是一个“二维表框架”组成的集合，每个二维表又可称为关系，因此可以说，关系模型是“关系框架”组成的集合。关系模型是使用最广泛的数据模型，目前大多数数据库管理系统都是关系型的，如Access就是一种关系数据库管理系统。Access数据库应用基础教程（第二版）清华大学出版社2020年7月4日第21页1.4关系数据库关系模型中的基本术语关系的性质关系数据库中的表之间的关系关系模型的完整性约束Access数据库应用基础教程（第二版）清华大学出版社2020年7月4日第22页关系模型中的基本术语关系：一个关系就是一张二维表。元组：二维表中的每一条记录就是一个元组。属性：二维表中的一列就是一个属性，又称为字段。域：属性的取值范围。分量：元组中的一个属性值。关系模式：对关系的描述。候选关键字：关系中的一个或几个属性的集合，该属性集惟一标识一个元组。关系数据库：对应于一个关系模型的所有关系的集合称为关系数据库。主关键字：一个关系中有多个候选关键字，可以选择其中一个作为主关键字。外部关键字：如果一个属性组不是所在关系的关键字，但它是其他关系的关键字，则该属性组称为外部关键字。主属性：包含在任一候选关键字中的属性称为主属性。Access数据库应用基础教程（第二版）清华大学出版社2020年7月4日第23页关系的性质关系是一个二维表，但并不是所有的二维表都是关系。关系应具有以下性质：每一列中的分量是同一类型的数据。不同的列要给予不同的属性名。列的次序可以任意交换。一个关系中的任意两个元组不能完全相同。行的次序可以任意交换。每一个分量必须是不可分的数据项。Access数据库应用基础教程（第二版）清华大学出版社2020年7月4日第24页关系数据库中的表之间的关系在关系数据库中，可以通过外部关键字实现表与表之间的联系，公共字段是一个表的主键和另一个表的外键。Access数据库应用基础教程（第二版）清华大学出版社2020年7月4日第25页关系模型的完整性约束实体完整性(EntityIntegrity)：若属性（指一个或一组属性）A是基本关系R的主属性，则A不能取空值。所谓空值就是“不知道”或“不存在”的值。参照完整性(ReferentialIntegrity)：若属性（或属性组）F是基本关系R的外键，它与基本关系S的主键Ks相对应（基本关系R和S不一定是不同的关系），则对于R中每个元组在F上的值必须为空或是等于S中某个元组的主键值。用户定义的完整性(User-definedIntegrity)：用于定义的完整性就是针对某一具体关系数据库的约束条件。Access数据库应用基础教程（第二版）清华大学出版社2020年7月4日第26页1.5关系代数传统的集合运算专门的关系运算Access数据库应用基础教程（第二版）清华大学出版社2020年7月4日第27页传统的集合运算传统的集合运算是二目运算，包括并、差、交、笛卡尔积4种运算。关系R和关系S的并运算记作关系R和关系S的差记作关系R和关系S的交记作两个分别具有n和m个属性的关系R和S的笛卡尔积是一个（n+m）列的元组的集合。元组的前n列是关系R的一个元组，后m列是关系S的一个元组。若R有k1个元组，S有k2个元组，则关系R和关系S的笛卡尔积有k1k2元组。记作}|{StRttSR}|{StRttSR}|{StRttSR}|{StRttSR}|{StRtttSRsrsrAccess数据库应用基础教程（第二版）清华大学出版社2020年7月4日第28页专门的关系运算专门的关系运算包括选择、投影、连接、除运算等。选择：从一个关系中选出满足给定条件的记录的操作称为选择或筛选。选择是从行的角度进行的运算，记作：投影：从一个关系中选出若干指定字段的值。投影是从列的角度进行的运算，所得到的字段个数通常比原关系少，或者字段的排列顺序不同。投影操作记作：连接：把两个关系中的记录按一定条件横向结合，生成一个新的关系，记作：除：元组在X上分量值x的象集Yx包含S在Y上投影的集合。记作：}'')(|{)(真tFRttRF}|][{)(RtAtRA]}[][|{BtAtStRtttSRsrsrsrBA})(|][{xyrrYSRtXtSRAccess数据库应用基础教程（第二版）清华大学出版社2020年7月4日第29页1.6规范化理论模式规范化的必要性规范化理论的基本概念Access数据库应用基础教程（第二版）清华大学出版社2020年7月4日第30页模式规范化的必要性一般而言，关系数据库设计的目标是生成一组关系模式，使我们既不必存储不必要的重复信息，又可以方便地获取信息。方法之一就是设计满足适当范式的模式。要确定一个关系模式是否属于期望的范式，还需要有关作为数据库建模对象的现实企业的额外信息。Access数据库应用基础教程（第二版）清华大学出版社2020年7月4日第31页规范化理论的基本概念满足一定条件的关系模式称为范式(NormalForm，NF)。第一范式(1NF)：第一范式要求数据表不能存在重复的记录，即存在一个关键字。第二范式(2NF)：如果一个关系属于第一范式(1NF)，且所有的非主关键字段都完全依赖于主关键字，则称之为第二范式。第三范式(3NF)：如果一个关系属于第二范式(2NF)，且每个非关键字不传递依赖于主关键字，这种关系就是第三范式(3NF)。第四范式(4NF)：第四范式的定义用到了多值依赖，多值依赖的定义如下：设R(U)是属性集U上的一个关系模式。X、Y、Z是的U的子集，并且Z=U–X–Y。关系模式R(U)中多值依赖X→→Y成立，当且仅当对R(U)的任一关系r，给定的一对(x，z)值有一组Y的值，这组值仅仅决定于x值而与z值无关。其它范