數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)理論

數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)理論第1頁(yè)，課件共97頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第1章數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)理論第2頁(yè)，課件共97頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.1數(shù)據(jù)庫(kù)基本概念1.1數(shù)據(jù)庫(kù)的基本概念1.2數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)的模型第3頁(yè)，課件共97頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.1.1信息與數(shù)據(jù)信息(Information)：

通過(guò)各種方式傳播的、可被感受的聲音、文字、圖像、符號(hào)等所表示的某一特定事物的知識(shí)、情況和消息。信息是指數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)加工處理后所獲取的有用數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)：

數(shù)據(jù)（Data）是指存儲(chǔ)在某種媒體上能夠識(shí)別的物理符號(hào)。信息與數(shù)據(jù)的關(guān)系：

信息依賴于數(shù)據(jù)而存在； 數(shù)據(jù)是記載、表達(dá)、傳遞信息的工具。

第4頁(yè)，課件共97頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月數(shù)據(jù)處理：

數(shù)據(jù)收集、轉(zhuǎn)換、組織、輸入、檢索、合并、計(jì)算更新、輸出、存儲(chǔ)。目的：

對(duì)原始數(shù)據(jù)綜合加工給出有價(jià)值、有意義的數(shù)據(jù)，借以作為決策的依據(jù)或編輯后存儲(chǔ)起來(lái)，供以后取用。數(shù)據(jù)管理：：

對(duì)數(shù)據(jù)的組織、存儲(chǔ)、維護(hù)和使用等。第5頁(yè)，課件共97頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.1.2計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展1．人工管理階段2．文件系統(tǒng)階段3．?dāng)?shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)階段第6頁(yè)，課件共97頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月數(shù)據(jù)庫(kù)（DataBase，簡(jiǎn)稱DB）就是存放數(shù)據(jù)的“倉(cāng)庫(kù)”。

以一定的數(shù)據(jù)模型組織和存儲(chǔ)的、能為多個(gè)用戶共享的、獨(dú)立于應(yīng)用程序的、相互關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)集合數(shù)據(jù)庫(kù)特點(diǎn)：（1）數(shù)據(jù)的共享性（2）數(shù)據(jù)的獨(dú)立性（3）數(shù)據(jù)的完整性（4）數(shù)據(jù)庫(kù)中的冗余數(shù)據(jù)少，盡可能避免數(shù)據(jù)的重復(fù)1.1.3數(shù)據(jù)庫(kù)第7頁(yè)，課件共97頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.1.4數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)部結(jié)構(gòu)體系數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)部結(jié)構(gòu)體系結(jié)構(gòu)是數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的一個(gè)總的框架。數(shù)據(jù)庫(kù)領(lǐng)域公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)是三級(jí)模式結(jié)構(gòu)，它包括外模式、模式和內(nèi)模式。

第8頁(yè)，課件共97頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)（ANSI：AmericanNationalStandardsInstitute）將數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)分為3級(jí)：面向用戶或應(yīng)用程序員的用戶級(jí)——對(duì)應(yīng)外模式面向建立和維護(hù)數(shù)據(jù)庫(kù)人員的概念級(jí)——對(duì)應(yīng)模式面向系統(tǒng)程序員的物理級(jí)——對(duì)應(yīng)內(nèi)模式

第9頁(yè)，課件共97頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月外模式也稱為用戶模式，是三級(jí)模式的最外層，不同的用戶可得到不同的外模式。模式也稱為概念模式或邏輯模式，是對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的整體邏輯結(jié)構(gòu)和特征的描述，一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)只有一個(gè)模式。內(nèi)模式也稱為存儲(chǔ)模式或物理模式，是對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)部的描述。以物理模式為框架的數(shù)據(jù)庫(kù)稱為物理數(shù)據(jù)庫(kù)，是真正存在的，是存放在外存上的數(shù)據(jù)文件。概念數(shù)據(jù)庫(kù)和用戶數(shù)據(jù)庫(kù)是不存在的。第10頁(yè)，課件共97頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月在數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的三級(jí)模式結(jié)構(gòu)

第11頁(yè)，課件共97頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)（DBMS）：對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的描述、建立、編輯、運(yùn)行、維護(hù)和通信等進(jìn)行集中管理的系統(tǒng)軟件。

1.1.5數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)目前比較流行的有：Access,VisualFoxPro,MySQL，Sybase，Oracle，DB2，SQLServer，Informix等。第12頁(yè)，課件共97頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)具備的功能：（1）數(shù)據(jù)庫(kù)定義功能（2）數(shù)據(jù)庫(kù)操作功能（3）數(shù)據(jù)庫(kù)查詢功能（4）數(shù)據(jù)庫(kù)控制功能（5）數(shù)據(jù)庫(kù)通信功能第13頁(yè)，課件共97頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)(DBS，DatabaseSystem)是指引進(jìn)數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)后的整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。 主要由以下四個(gè)部分組成： DBS計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)（OS、DBMS等應(yīng)用軟件）數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)各類人員1.1.6數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)第14頁(yè)，課件共97頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)層次示意圖第15頁(yè)，課件共97頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的特點(diǎn)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)共享數(shù)據(jù)獨(dú)立性可控冗余度安全性保護(hù)數(shù)據(jù)完整性控制并發(fā)控制故障發(fā)現(xiàn)和恢復(fù)控制第16頁(yè)，課件共97頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.2數(shù)據(jù)模型表示數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)之間聯(lián)系的方法稱為數(shù)據(jù)模型。第17頁(yè)，課件共97頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月一、實(shí)體的描述實(shí)體：客觀存在并且可以相互區(qū)別的事物。實(shí)體的屬性：實(shí)體所具有的特性。不同實(shí)體是由其屬性的不同而被區(qū)分的。實(shí)體集和實(shí)體型屬性的集合表示一種實(shí)體的類型，稱為實(shí)體型。同類型的實(shí)體的集合，稱為實(shí)體集。第18頁(yè)，課件共97頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月在學(xué)生實(shí)體集中，（2006111001，白雪，女，02/25/88，物理學(xué)）表征學(xué)生名冊(cè)中的一個(gè)具體人。在圖書(shū)實(shí)體集中，（3593，TP593，大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)，崔洪芳，23.00，華中科技大學(xué)出版社）則具體代表一本書(shū)。在Access中，用“表”來(lái)表示同一類實(shí)體，即實(shí)體集，用“記錄”來(lái)表示一個(gè)具體的實(shí)體，用“字段”來(lái)表示實(shí)體的屬性。顯然，字段的集合組成一個(gè)記錄，記錄的集合組成一個(gè)表。相應(yīng)于實(shí)體型，則代表了表的結(jié)構(gòu)。第19頁(yè)，課件共97頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月學(xué)號(hào)姓名性別出生日期政治面貌專業(yè)6010001周玲女1988-5-20團(tuán)員英語(yǔ)06010002王超男1989-8-12團(tuán)員英語(yǔ)06010003陳云女1988-6-5團(tuán)員英語(yǔ)06010004李曉紅女1987-11-15黨員英語(yǔ)06020001張斌男1989-4-18團(tuán)員金融06020002王小明男1988-10-2團(tuán)員金融06030003楊圓女1988-6-24黨員會(huì)計(jì)06030004李倩女1987-1-18團(tuán)員會(huì)計(jì)06030005王志峰男1989-9-10群眾會(huì)計(jì)06040002陳琦男1988-7-26團(tuán)員工商管理關(guān)系模型第20頁(yè)，課件共97頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月一對(duì)一聯(lián)系(one-to-onerelationship)

主表中的每一條記錄只與相關(guān)表中的一條記錄相關(guān)聯(lián)(如職工表與工資表)。一對(duì)多聯(lián)系(one-to-manyrelationship)

主表中的每一條記錄與相關(guān)表中的多條記錄相關(guān)聯(lián)(如系與學(xué)生)。二、實(shí)體間聯(lián)系及聯(lián)系的種類

第21頁(yè)，課件共97頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月多對(duì)多聯(lián)系(many-to-manyrelationship)

一個(gè)表中的多個(gè)記錄在相關(guān)表中同樣有多個(gè)記錄與其匹配。如：圖書(shū)與讀者之間存在多對(duì)多的聯(lián)系；學(xué)生和課程之間也是多對(duì)多聯(lián)系。

第22頁(yè)，課件共97頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三、數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)模型：用來(lái)抽象、表示和處理現(xiàn)實(shí)世界中的數(shù)據(jù)和信息。它決定了系統(tǒng)的特性管理能力和應(yīng)用范圍。三種經(jīng)典的數(shù)據(jù)模型： 層次模型、網(wǎng)狀模型、關(guān)系模型面向?qū)ο竽Ｐ?/p>

第23頁(yè)，課件共97頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月層次模型是用樹(shù)型結(jié)構(gòu)來(lái)表示數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系。數(shù)據(jù)間的聯(lián)系像一棵倒放的樹(shù)。 實(shí)體——樹(shù)的結(jié)點(diǎn) 實(shí)體間的聯(lián)系——樹(shù)枝特點(diǎn)：（1）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)即為樹(shù)的根；（2）其它結(jié)點(diǎn)有且僅有父一個(gè)結(jié)點(diǎn)。適于描述現(xiàn)實(shí)世界中具有層次結(jié)構(gòu)的事物,只能反映一對(duì)多的聯(lián)系。1.層次模型第24頁(yè)，課件共97頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月層次模型示例1系2系一處

二處一班二班三班四班科1科2科3學(xué)校第25頁(yè)，課件共97頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月網(wǎng)絡(luò)模型是用網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)來(lái)表示數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系，可以表示多對(duì)多的聯(lián)系。特點(diǎn)：（1）可以有一個(gè)以上的結(jié)點(diǎn)無(wú)父結(jié)點(diǎn)；（2）至少有一個(gè)子結(jié)點(diǎn)有一個(gè)以上的父結(jié)點(diǎn)；（3）在兩個(gè)結(jié)點(diǎn)之間有兩個(gè)或兩個(gè)以上的聯(lián)系。2.網(wǎng)絡(luò)模型第26頁(yè)，課件共97頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

網(wǎng)狀模型示例教師講課姓名

年齡職稱教師課程名專業(yè)學(xué)號(hào)姓名

專業(yè)

課程號(hào)

課程名

學(xué)分學(xué)號(hào)課程號(hào)成績(jī)學(xué)生課程選課第27頁(yè)，課件共97頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

關(guān)系模型是把數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)看成一個(gè)二維表，每個(gè)二維表就是一個(gè)關(guān)系，關(guān)系模型是由若干個(gè)二維表格組成的集合。實(shí)體——二維表實(shí)體間的聯(lián)系——二維表特點(diǎn)：（1）描述一致性;（2）可以直接表示多對(duì)多的聯(lián)系；（3）關(guān)系規(guī)范化；（4）數(shù)據(jù)基礎(chǔ)嚴(yán)密;（5）概念簡(jiǎn)單,操作方便.3.關(guān)系模型第28頁(yè)，課件共97頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月關(guān)系模型示例：學(xué)生關(guān)系學(xué)號(hào)姓名班級(jí)98001周言00198002高尚002學(xué)生—課程關(guān)系學(xué)號(hào)課程號(hào)9800101980010298002019800202課程關(guān)系課程號(hào)課程名學(xué)分01計(jì)算機(jī)202英語(yǔ)4第29頁(yè)，課件共97頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月表中表示例：（非規(guī)范化表）學(xué)號(hào)姓名課程成績(jī)980601周言英語(yǔ)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)體育859278980102王新高等數(shù)學(xué)英語(yǔ)8094980108武尚大學(xué)物理77姓名出生日期年月日周言80124王新791031武尚79412第30頁(yè)，課件共97頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.2概念模型與E-R圖數(shù)據(jù)模型是數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的核心和基礎(chǔ)。概念模型也稱信息模型，是按用戶的觀點(diǎn)對(duì)數(shù)據(jù)和信息建模，它不依賴于具體的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，主要用于數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)。實(shí)體間聯(lián)系一對(duì)一、一對(duì)多和多對(duì)多三類基本聯(lián)系是概念模型的基礎(chǔ)。概念模型的表示方法最為常用的是實(shí)體－聯(lián)系方法(E-R方法)。第31頁(yè)，課件共97頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月E-R圖E-R方法用來(lái)表示概念模型（E-R模型）。E-R圖的基本圖素：(1)實(shí)體：用矩形表示，矩形框內(nèi)寫(xiě)出實(shí)體名。(2)聯(lián)系：用菱形表示，菱形框內(nèi)標(biāo)出聯(lián)系名，并用無(wú)向邊分別與有關(guān)實(shí)體型連接起來(lái)，同時(shí)在無(wú)向邊旁標(biāo)上聯(lián)系的類型（1:1，1:n或m:n）。(3)屬性：用橢圓形框表示，并用無(wú)向邊將其與相應(yīng)的實(shí)體連接起來(lái)。第32頁(yè)，課件共97頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月畫(huà)E-R圖的步驟如下：確定實(shí)體。確定各實(shí)體的屬性。確定實(shí)體間聯(lián)系。確定各聯(lián)系的屬性。

用E-R圖表示的學(xué)生實(shí)體及屬性第33頁(yè)，課件共97頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月用E-R圖表示的課程實(shí)體、學(xué)生實(shí)體、參考書(shū)實(shí)體、書(shū)庫(kù)實(shí)體之間的聯(lián)系

第34頁(yè)，課件共97頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.3關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)1.3.1關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的基本概念1.3.2關(guān)系運(yùn)算退出1.3.3關(guān)系的完整性第35頁(yè)，課件共97頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.3.1關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)基本概念

一個(gè)關(guān)系就是一個(gè)二維表,每一個(gè)關(guān)系有一個(gè)關(guān)系名。在Access中一個(gè)關(guān)系稱為“表”。

二維表中水平方向的行稱為元組,每一行是一個(gè)元組,元組對(duì)應(yīng)存儲(chǔ)文件中的一個(gè)具體記錄1.關(guān)系

2.元組第36頁(yè)，課件共97頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.屬性

二維表中垂直方向的列稱為屬性，每一列有一個(gè)屬性名，在Access中表示字段名。每個(gè)字段的數(shù)據(jù)類型，寬度等在建立表的結(jié)構(gòu)時(shí)設(shè)定。

一個(gè)屬性的取值范圍稱為域,即不同元組對(duì)同一屬性的取值所限定限定的范圍.4.域第37頁(yè)，課件共97頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)是由若干二維表組成的。 關(guān)系二維表 表中一行（元組、記錄） 表中一列（屬性、字段） 字段名字段

字段值（域）關(guān)鍵字——唯一標(biāo)識(shí)一條記錄的字段或字段的組合。 （主關(guān)鍵字、候選關(guān)鍵字）第38頁(yè)，課件共97頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月例：學(xué)籍管理數(shù)據(jù)庫(kù)表1學(xué)生表學(xué)號(hào)姓名性別出生日期團(tuán)員專業(yè)成績(jī)簡(jiǎn)歷990101劉曉剛男81-03-15T自動(dòng)化69.5memo990102韓愛(ài)芳女82-10-05F自動(dòng)化63.5memo000205周子康男82-06-16T機(jī)械85.0memo000206胡冬琴女83-01-12T機(jī)械57.8memo000310王世洪男81-08-21F管理67.3memo000315李夢(mèng)茹女82-04-03T管理90.3memo記錄（元組）屬性（字段）表框架（數(shù)據(jù)表結(jié)構(gòu)）第39頁(yè)，課件共97頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

表2成績(jī)表學(xué)號(hào)數(shù)學(xué)英語(yǔ)計(jì)算機(jī)物理總分990101758067562789901026070507425400020580888389340000206605645702310003105576657326900031590918694361第40頁(yè)，課件共97頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月5.候選關(guān)鍵字關(guān)系中能夠成為關(guān)鍵字的屬性或?qū)傩越M合可能不是惟一的。凡在關(guān)系中能夠惟一區(qū)分、確定不同元組的屬性或?qū)傩越M合，稱為候選關(guān)鍵字。6.主關(guān)鍵字在候選關(guān)鍵字中選定一個(gè)作為關(guān)鍵字，稱為該關(guān)系的主關(guān)鍵字。關(guān)系中主關(guān)鍵字是惟一的。第41頁(yè)，課件共97頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月7．外部關(guān)鍵字關(guān)系中某個(gè)屬性或?qū)傩越M合并非關(guān)鍵字，但卻是另一個(gè)關(guān)系的主關(guān)鍵字，稱此屬性或?qū)傩越M合為本關(guān)系的外部關(guān)鍵字。關(guān)系之間的聯(lián)系是通過(guò)外部關(guān)鍵字實(shí)現(xiàn)的。如果表中的一個(gè)屬性不是本表的主關(guān)鍵字，而是另外一個(gè)表的主關(guān)鍵字，這個(gè)屬性就稱為外部關(guān)鍵字（也叫外鍵）第42頁(yè)，課件共97頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第43頁(yè)，課件共97頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月8.關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)采用關(guān)系模型的數(shù)據(jù)庫(kù)叫做關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)（RDB：RelationalDatabase）。關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)由至少一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)表組成，各數(shù)據(jù)表之間可建立相互性關(guān)系。第44頁(yè)，課件共97頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第45頁(yè)，課件共97頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中的表應(yīng)滿足：表中不允許有重復(fù)的字段名,無(wú)重復(fù)的記錄表中每一字段中的數(shù)據(jù)類型必須相同；表中記錄的次序及字段的次序可任意排列；字段之間不應(yīng)相互關(guān)聯(lián)。如：“年齡”與“出生日期”；關(guān)鍵字一般應(yīng)為唯一的。第46頁(yè)，課件共97頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.4關(guān)系代數(shù)1.4.1傳統(tǒng)的集合運(yùn)算1.并兩個(gè)具有相同結(jié)構(gòu)的關(guān)系R和S的并是由屬于這兩個(gè)關(guān)系的元組組成的集合，表示為R∪S。R∪S={t|t∈R∨t∈S}例如，有兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同的學(xué)生關(guān)系R1、R2，分別存放兩個(gè)班的學(xué)生，把第二個(gè)班的學(xué)生記錄追加到第一個(gè)班的學(xué)生記錄后面，就是這兩個(gè)班的并集。第47頁(yè)，課件共97頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2．差設(shè)有兩個(gè)相同結(jié)構(gòu)的關(guān)系R和S，R差S的結(jié)果是由屬于R但不屬于S的元組組成的集合，即差運(yùn)算的結(jié)果是從R中去掉S中也有的元組，表示為R－S。R-S={t|t∈R∧

?t

∈S}第48頁(yè)，課件共97頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3．交兩個(gè)具有相同結(jié)構(gòu)的關(guān)系R和S，它們的交是由既屬于R又屬于S的元組組成的集合。交運(yùn)算的結(jié)果是R和S的共同元組，表示為R∩S。R∩S={t|t∈R∧

t

∈S}

例如，有選修計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)生關(guān)系R，選修多媒體技術(shù)的學(xué)生關(guān)系S，求既選修計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)又選修多媒體技術(shù)的學(xué)生，就應(yīng)當(dāng)進(jìn)行交運(yùn)算。第49頁(yè)，課件共97頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4．笛卡兒積笛卡兒積是集合論中很重要的概念，已知一組集合D1、D2、...、Dn，他們的笛卡兒積S定義為：

D={(x1,x2,...,xn)|xi∈Di，i=1,2...n}xi定義為他們的笛卡兒積D的一個(gè)子集。設(shè)關(guān)系R有m個(gè)元組，S有n個(gè)元組，則R×S有m×n個(gè)元組。第50頁(yè)，課件共97頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.4.2專門的關(guān)系運(yùn)算選擇(Select)：依據(jù)一定的條件選擇若干個(gè)符合條件的記錄（在二維表格中選擇行）。例如，從成績(jī)表中找出所有成績(jī)?cè)?0分以上的記錄，就是通過(guò)選擇操作來(lái)完成的。第51頁(yè)，課件共97頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月投影(Project)：從一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)文件中選擇若干個(gè)字段（在二維表格中選擇列）。例如，在學(xué)生表中，若要顯示所有學(xué)生的學(xué)號(hào)、姓名、性別、專業(yè)，那么可以使用投影運(yùn)算來(lái)實(shí)現(xiàn)。

第52頁(yè)，課件共97頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月聯(lián)接(Join)：將兩個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)文件按某個(gè)條件提取部分（或全部）記錄及部分（或全部）字段并組合成一個(gè)新的數(shù)據(jù)庫(kù)文件。

(1)內(nèi)連接(innerjoin)是按照公共屬性值相等的條件連接，并且不消除重復(fù)屬性。(2)自然連接(naturaljoin)是在內(nèi)連接的基礎(chǔ)上，再消除重復(fù)的屬性(屬于投影操作)。第53頁(yè)，課件共97頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月(3)左連接(1eftjoin)是在內(nèi)連接的基礎(chǔ)上，保留左關(guān)系中不能匹配條件的元組，并將右關(guān)系的屬性值填空值Null。(4)右連接(rightjoin)類似左外連接。在內(nèi)連接的基礎(chǔ)上，保留右關(guān)系中不能匹配條件的元組，并將左關(guān)系的屬性值填空值Null。(5)全連接(fulljoin)是左外連接和右外連接的組合。第54頁(yè)，課件共97頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月小結(jié)選擇運(yùn)算和投影運(yùn)算的操作對(duì)象只是一個(gè)表，相當(dāng)于對(duì)一個(gè)二維表的數(shù)據(jù)進(jìn)行橫向或縱向的提??；而連接運(yùn)算則是對(duì)兩個(gè)或兩個(gè)以上的表進(jìn)行的操作。如果需要連接兩個(gè)以上的表，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行兩兩關(guān)系連接。在對(duì)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的操作中，利用關(guān)系的選擇、投影和連接運(yùn)算，可以方便地在一個(gè)或多個(gè)關(guān)系中提取所需的各種數(shù)據(jù)，建立或重組新的關(guān)系。對(duì)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的實(shí)際操作，往往是以上幾種操作的綜合應(yīng)用。第55頁(yè)，課件共97頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.5關(guān)系的規(guī)范化第56頁(yè)，課件共97頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.5.1數(shù)據(jù)依賴數(shù)據(jù)依賴是通過(guò)一個(gè)關(guān)系中屬性間值的相等與否體現(xiàn)出來(lái)的數(shù)據(jù)間的相互關(guān)系，是現(xiàn)實(shí)世界屬性間相互聯(lián)系的抽象，是數(shù)據(jù)內(nèi)在的性質(zhì)，是語(yǔ)義的體現(xiàn)。數(shù)據(jù)依賴中最重要的是函數(shù)依賴和多值依賴。函數(shù)依賴普遍存在于生活中。描述一個(gè)學(xué)生的關(guān)系，可以有學(xué)號(hào)、姓名、性別、專業(yè)等多個(gè)屬性。由于一個(gè)學(xué)號(hào)只對(duì)應(yīng)一個(gè)學(xué)生，一個(gè)學(xué)生只有一個(gè)專業(yè)。因而當(dāng)“學(xué)號(hào)”值確定之后，姓名、性別及其專業(yè)的值也就被唯一地確定了。第57頁(yè)，課件共97頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月函數(shù)依賴可能存在4個(gè)問(wèn)題：(1)數(shù)據(jù)冗余太大。(2)更新異常。由于數(shù)據(jù)冗余，當(dāng)更新數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)時(shí)，系統(tǒng)要付出很大的代價(jià)來(lái)維護(hù)數(shù)據(jù)庫(kù)的完整性。否則會(huì)面臨數(shù)據(jù)不一致的危險(xiǎn)。(3)插入異常。(4)刪除異常。第58頁(yè)，課件共97頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.5.2關(guān)系的規(guī)范化方法關(guān)系的規(guī)范化是指在關(guān)系模型中，關(guān)系必須滿足給定條件，最基本的要求是關(guān)系中的每一個(gè)屬性都是不可再分的。關(guān)系的規(guī)范化是降低或消除數(shù)據(jù)庫(kù)中冗余數(shù)據(jù)的過(guò)程。范式表示的是關(guān)系模式的規(guī)范化程度。通常只使用前三種范式。第59頁(yè)，課件共97頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1．第一范式（1NF）如果一個(gè)關(guān)系R的每一分量都是不可分的數(shù)據(jù)項(xiàng)，則稱R是第一范式的。第一范式要求刪除表中的所有重復(fù)組，一個(gè)重復(fù)組是一個(gè)記錄中的一組屬性。

1NF就是要?jiǎng)h除重復(fù)組。如教師編號(hào)、姓名、電話組成一個(gè)關(guān)系，但電話可能有辦公電話、家庭電話，電話可再分，不符合第一范式。應(yīng)改為教師編號(hào)、姓名、辦公電話、家庭電話組成一個(gè)關(guān)系。第60頁(yè)，課件共97頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2．第二范式（2NF）若R∈1NF，且它的每一非主屬性完全依賴于主鍵，則R∈2NF。第二范式指其中包含有組合主鍵，所有的非關(guān)鍵字字段必須完全依賴于整個(gè)主關(guān)鍵字。2NF要?jiǎng)h除部分依賴。如學(xué)號(hào)、課程號(hào)、成績(jī)、學(xué)分組成一個(gè)關(guān)系，學(xué)號(hào)課程號(hào)構(gòu)成組合關(guān)鍵字，學(xué)分完全依賴課程號(hào)，不為完全依賴組合關(guān)鍵字。解決方法將原有關(guān)系變?yōu)閮蓚€(gè)關(guān)系模型，分別是R關(guān)系（學(xué)號(hào)、課程號(hào)、成績(jī)）和S關(guān)系（課程號(hào)、課程名、學(xué)分）。第61頁(yè)，課件共97頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3．第三范式（3NF）若R∈2NF，且每一非主屬性不傳遞依賴于主鍵，則R∈3NF。第三范式指非主關(guān)鍵字屬性之間不允許互相依賴。刪除非關(guān)鍵字依賴。如學(xué)號(hào)、姓名、性別、專業(yè)、院系組成一個(gè)關(guān)系，學(xué)號(hào)是主關(guān)鍵字，沒(méi)有部分依賴問(wèn)題。但專業(yè)與院系相關(guān)，存在大量的冗余數(shù)據(jù)。解決方法將原有關(guān)系變?yōu)閮蓚€(gè)關(guān)系模型，分別是R關(guān)系（學(xué)號(hào)、姓名、性別、院系號(hào)）和S關(guān)系（院系號(hào)、院系名、專業(yè)）第62頁(yè)，課件共97頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4．第四范式（BCNF）又稱為Boyce－Codd范式（鮑依斯-柯德范式BCNF）。當(dāng)實(shí)體已經(jīng)是第三范式的，并且任何屬性所依賴的都是某個(gè)候選關(guān)鍵字，則此實(shí)體就屬于BCNF。規(guī)范化的基本思想是逐步消除數(shù)據(jù)依賴關(guān)系中不合適的部分，使依賴于同一個(gè)數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)達(dá)到有效的分離。第63頁(yè)，課件共97頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.5.3關(guān)系的完整性關(guān)系的完整性，即關(guān)系中的數(shù)據(jù)及具有關(guān)聯(lián)關(guān)系的數(shù)據(jù)間必須遵循的制約和依存關(guān)系，關(guān)系的完整性用于保證數(shù)據(jù)的正確性、有效性和相容性。關(guān)系的完整性主要包括實(shí)體完整性、域完整性和參照完整性三種，它們分別在記錄級(jí)、字段級(jí)和數(shù)據(jù)表級(jí)提供了數(shù)據(jù)正確性的驗(yàn)證規(guī)則。第64頁(yè)，課件共97頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.實(shí)體完整性保證表中記錄的唯一性，即在表中不允許出現(xiàn)重復(fù)記錄。在Access中利用主鍵或候選鍵來(lái)保證記錄的唯一性。由于主鍵的一個(gè)重要作用就是標(biāo)示每條記錄，所以關(guān)系的實(shí)體完整性要求關(guān)系(表)中的記錄在組成的主鍵上，不允許出現(xiàn)兩條記錄的主鍵值相同，也就是說(shuō)，既不能取空值Null，也不能有重復(fù)值。例如，在學(xué)生表中．字段“學(xué)號(hào)”作為主鍵，其值不能為空值Null，也不能有兩條記錄的學(xué)號(hào)相同。第65頁(yè)，課件共97頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2．域完整性域完整性是針對(duì)某一具體字段的數(shù)據(jù)設(shè)置的約束條件，Access也提供了定義和檢驗(yàn)域完整性的方法。例如，可以將“性別”字段定義為分別取兩個(gè)值“男”或“女”，將“成績(jī)”字段值定義為O～100之間。第66頁(yè)，課件共97頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3．參照完整性參照完整性是相關(guān)聯(lián)的兩個(gè)表之間的約束，當(dāng)輸入、刪除或更新表中記錄時(shí)，保證各相關(guān)表之間數(shù)據(jù)的完整性。例如，如果在學(xué)生表和成績(jī)表之間用學(xué)號(hào)建立關(guān)聯(lián)，學(xué)生表是主表，成績(jī)表是從表，那么，在向成績(jī)表中輸入一條新記錄時(shí)，系統(tǒng)要檢查新記錄的學(xué)號(hào)是否在學(xué)生表中已存在。如果存在，則允許執(zhí)行輸入操作；否則拒絕輸入，以保證輸入記錄的合法性。第67頁(yè)，課件共97頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3．參照完整性參照完整性還體現(xiàn)在對(duì)主表中記錄進(jìn)行刪除和修改操作時(shí)對(duì)從表的影響。如果刪除主表中的一條記錄，則從表中凡是外鍵的值與主表的主鍵值相同的記錄也會(huì)被同時(shí)刪除，這就是級(jí)聯(lián)刪除；如果修改主表中主關(guān)鍵字的值，則從表中相應(yīng)記錄的外鍵值也隨之被修改，這就是級(jí)聯(lián)更新。第68頁(yè)，課件共97頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.6數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)1．?dāng)?shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)步驟(1)設(shè)計(jì)原則為了合理組織數(shù)據(jù)，應(yīng)遵從以下基本設(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。第69頁(yè)，課件共97頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月(2)設(shè)計(jì)的步驟①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)階段第70頁(yè)，課件共97頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2．?dāng)?shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)過(guò)程①需求分析②確定數(shù)據(jù)庫(kù)中需要的表。③確定數(shù)據(jù)表所需字段。④確定表間聯(lián)系。⑤設(shè)計(jì)求精。第71頁(yè)，課件共97頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.7數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的發(fā)展1．分布式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)2．面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)3．并行數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)4．多媒體數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)5．模糊數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)6．?dāng)?shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)7．工程數(shù)據(jù)庫(kù)8．空間數(shù)據(jù)庫(kù)第72頁(yè)，課件共97頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.8Access數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)概述1.Access的發(fā)展過(guò)程2.Access的基本特點(diǎn)3.Access的啟動(dòng)與退出4.Access的操作窗口5.Access的基本對(duì)象6.設(shè)置工具欄第73頁(yè)，課件共97頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.Access的發(fā)展過(guò)程

在1992年11月Microsoft公司推出了第一個(gè)供個(gè)人使用的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)Access1.0，受到了廣泛關(guān)注，并且很快成為桌面數(shù)據(jù)庫(kù)的領(lǐng)導(dǎo)者。此后Access不斷地改進(jìn)和優(yōu)化，從1995年開(kāi)始，Access作為MS-Office套裝軟件的一部分，先后推出了2.0、7.0、8.0、9.0、2000，到現(xiàn)在的Access2003。最新推出的Access2003更是在界面和操作方式上與Office2003中的其它成員保持了高度的一致性，并且它們彼此之間可以通過(guò)更快捷的方式進(jìn)行協(xié)同工作和數(shù)據(jù)交換。本課以Access2003為基礎(chǔ)來(lái)介紹Access的基本操作。第74頁(yè)，課件共97頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.Access的基本特點(diǎn)

(1)存儲(chǔ)文件單一

(2)支持長(zhǎng)文件名及名稱自動(dòng)更正

(3)兼容多種數(shù)據(jù)庫(kù)格式

(4)具有Web網(wǎng)頁(yè)發(fā)布功能

(5)可應(yīng)用于客戶機(jī)/服務(wù)器方式

(6)操作使用方便第75頁(yè)，課件共97頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.Access的啟動(dòng)與退出(1)啟動(dòng)方法一選擇“開(kāi)始”→“程序”→“MicrosoftOffice”→“MicrosoftOfficeAccess2003”命令可啟動(dòng)Access2003。（2）啟動(dòng)方法二如果在桌面上有MicrosoftAccess的快捷方式，可以直接雙擊該圖標(biāo)，或單擊鼠標(biāo)右鍵，在彈出的快捷菜單中選擇打開(kāi)命令，即可啟動(dòng)Access。（3）啟動(dòng)方法三雙擊擴(kuò)展名為mdb的數(shù)據(jù)庫(kù)文件，或在擴(kuò)展名為mdb的數(shù)據(jù)庫(kù)文件上單擊鼠標(biāo)右鍵，在彈出的快捷菜單中選擇打開(kāi)命令，也可啟動(dòng)Access。此方法同時(shí)打開(kāi)所選的數(shù)據(jù)庫(kù)文件第76頁(yè)，課件共97頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月Access系統(tǒng)的退出退出Access通?？梢圆捎靡韵路绞剑海?）單擊窗口右上角的關(guān)閉按鈕；（2）選擇“文件”菜單中的“退出”命令；或按x鍵。（3）使用快捷鍵Alt+F4；（4）右擊標(biāo)題欄或單擊控制菜單圖標(biāo)，在彈出的菜單中選擇“關(guān)閉”命令；注意：在退出系統(tǒng)時(shí)，如果沒(méi)有對(duì)文件進(jìn)行保存，會(huì)彈出對(duì)話框提示用戶是否對(duì)已編輯或修改的文件進(jìn)行保存。第77頁(yè)，課件共97頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4.Access的操作窗口(1)Access主窗口

第78頁(yè)，課件共97頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月(2)數(shù)據(jù)庫(kù)窗口第79頁(yè)，課件共97頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月(3)表設(shè)計(jì)視圖窗口第80頁(yè)，課件共97頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月(4)查詢?cè)O(shè)計(jì)視圖窗口第81頁(yè)，課件共97頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月(5)窗體設(shè)計(jì)視圖窗口第82頁(yè)，課件共97頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月(6)報(bào)表設(shè)計(jì)視圖窗口第83頁(yè)，課件共97頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月(7)宏設(shè)計(jì)窗口第84頁(yè)，課件共97頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月(8)代碼窗口第85頁(yè)，課件共97頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月5.Access的基本對(duì)象(1)表課程表第86頁(yè)，課件共97頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月(2)查詢學(xué)生選課成績(jī)查詢結(jié)果

學(xué)生選課成績(jī)查詢結(jié)果

學(xué)生選課成績(jī)查詢結(jié)果第87頁(yè)，課件共97頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月查詢是通過(guò)設(shè)置某些條件，從表中獲取所需要的數(shù)據(jù)。按照指定規(guī)則，查詢可以從一個(gè)表、一組相關(guān)表和其他查詢中抽取全部或部分?jǐn)?shù)據(jù)，并將其集中起來(lái)，形成一個(gè)集合供用戶查看。將查詢保存為一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)象后，可以在任何時(shí)候查詢數(shù)據(jù)庫(kù)的內(nèi)容。第88頁(yè)，課件共97頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月(3)窗體窗體示例

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