《access數(shù)據(jù)庫設計》課件第1章 數(shù)據(jù)庫基礎知識

前言關于本課程：1、數(shù)據(jù)庫的一些基本理論知識。2、面向對象編程基礎3、Access知識4、VBA語言知識我們的學習目的：掌握關系型數(shù)據(jù)庫的基本概念，能用Access解決基本數(shù)據(jù)庫問題，能編寫出小型數(shù)據(jù)庫應用程序；能夠通過全國計算機等級考試“二級Access”學習方法：數(shù)據(jù)庫課程一門實用性與實踐性很強的課程，理論學習+上機實驗+課后練習+設計一個小程序。考核方式總成績=出勤10%+作業(yè)10%+階段測試20%+期末機考60%學生的成績由兩大部分組成：期末考試占60%（課程結束后，由教務處組織采用無紙化考試系統(tǒng)進行進行測試，機器自動評分）。平時過程性考核成績占40%，具體參考“考核方式實施細則”。關于實驗課實驗課的重要性；Access數(shù)據(jù)庫設計實驗：總成績=出勤10%+實驗完成情況20%+綜合性課后大作業(yè)10%+階段測試10%+綜合測試50%做到提前預習實驗內(nèi)容；實驗課對號入座關于大課與答疑大課人較多，注意紀律。不同專業(yè)班級，互相關照課后、課間、課堂多提問。大課（Access部分）從一開始到最后圍繞開發(fā)一個項目展開。學會自學、學會思考參考書目1.《全國計算機等級考試二級教程——Access數(shù)據(jù)庫程序設計》（2016年版），教育部考試中心，高等教育出版社，2015年12月。2.《Access2010數(shù)據(jù)庫應用教程》，羅曉娟，清華大學出版社，2015年3月。3.《數(shù)據(jù)庫與數(shù)據(jù)處理Access2010實現(xiàn)》，張玉潔，機械工業(yè)出版社，2013年1月4.《二級Access數(shù)據(jù)庫程序設計教程同步習題與上機測試》，未來教育教學與研究中心，高等教育出版社，2015年6月1.1數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述 1.1.1數(shù)據(jù)與信息 1.1.2數(shù)據(jù)管理技術的發(fā)展 1.1.3數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的組成 1.1.4數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的體系結構 1.2關系數(shù)據(jù)庫基本原理 1.2.1關系模型的基本概念 1.2.2數(shù)據(jù)模型 1.2.3實體聯(lián)系模型 1.2.4關系運算 第1章數(shù)據(jù)庫基礎知識1.3關系規(guī)范化理論 1.3.1函數(shù)依賴 1.3.2關系模式的規(guī)范化 1.3.3關系完整性

1.1數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述1.1.1數(shù)據(jù)與信息數(shù)據(jù)

指描述事物的符號記錄。文字、圖形、圖像、聲音、學生的檔案記錄、貨物的運輸情況等都是數(shù)據(jù)。它們經(jīng)過數(shù)字化后可以存入計算機。信息

信息是一種已經(jīng)加工為特定形式的數(shù)據(jù)，這種數(shù)據(jù)形式對接收者來說是具有確定意義的，它不但會對人們當前和未來活動產(chǎn)生影響，而且會對接受者的決策具有實際價值。信息=數(shù)據(jù)+數(shù)據(jù)處理1.1.2數(shù)據(jù)管理技術的發(fā)展1.人工管理階段2.文件系統(tǒng)階段3.數(shù)據(jù)庫管理階段4.高級數(shù)據(jù)庫階段1.人工管理階段（使用計算機）主要特點：①應用程序管理數(shù)據(jù)；②數(shù)據(jù)不共享；③數(shù)據(jù)不具有獨立性；④用戶負責數(shù)據(jù)的組織、存儲結構等細節(jié)；⑤數(shù)據(jù)完全面向特定的應用程序2.文件系統(tǒng)階段主要特點：

①數(shù)據(jù)可以組織成文件長期保存在計算機中，供應用程序反復使用。

②數(shù)據(jù)由文件系統(tǒng)統(tǒng)一管理。

③數(shù)據(jù)共享性差，冗余度大。

④數(shù)據(jù)獨立性差。主要特點：①數(shù)據(jù)以數(shù)據(jù)庫文件組織形式長期保存，數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)是有結構的。②數(shù)據(jù)由數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)統(tǒng)一管理和控制。③數(shù)據(jù)的共享性高，冗余度小。④數(shù)據(jù)獨立性高。邏輯獨立性物理獨立性3.數(shù)據(jù)庫管理階段代表性的數(shù)據(jù)模型：網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型用網(wǎng)絡結構表示實體類型及其實體之間聯(lián)系的模型。顧名思義，一個事物和另外的幾個都有聯(lián)系……這樣構成一張網(wǎng)狀圖。網(wǎng)狀模型的數(shù)據(jù)結構主要有以下兩個特征：(1)允許一個以上的節(jié)點無雙親。(2)一個節(jié)點可以有多于一個的雙親。網(wǎng)狀模型是一種可以靈活地描述事物及其之間關系的數(shù)據(jù)庫模型。最早由美國的查爾斯·巴赫曼發(fā)明。代表性的數(shù)據(jù)模型：層次數(shù)據(jù)模型層次結構是樹結構，樹的結點是記錄類型，非根結點有且只有一個父結點。上一層記錄類型和下一層記錄類型是1：N聯(lián)系。記錄之間的聯(lián)系通過指針來實現(xiàn)，查詢效率較高。代表性的數(shù)據(jù)模型：關系數(shù)據(jù)模型

關系模型的數(shù)據(jù)結構非常單一。在關系模型中，現(xiàn)實世界的實體以及實體間的各種聯(lián)系均用關系來表示。在用戶看來，關系模型中數(shù)據(jù)的邏輯結構是一張二維數(shù)據(jù)表。

4.新一代數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫技術與分布處理技術相結合，出現(xiàn)了分布式數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)庫技術與并行處理技術相結合，出現(xiàn)了并行數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)庫技術與人工智能相結合，出現(xiàn)了演繹數(shù)據(jù)庫、知識庫和主動數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)庫技術與多媒體處理技術相結合，出現(xiàn)了多媒體數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)庫技術與模糊技術相結合，出現(xiàn)了模糊數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)庫技術與Internet/web技術相結合出現(xiàn)了數(shù)據(jù)倉庫、數(shù)據(jù)挖掘、數(shù)字圖書館、電子商務和電子政務系統(tǒng)等。1.1.3

數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的組成一、數(shù)據(jù)庫（DataBase，簡稱DB）數(shù)據(jù)庫指長期存儲在計算機內(nèi)有組織的、可共享的數(shù)據(jù)集合。數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)按一定的數(shù)據(jù)模型組織、描述和存儲，具有較小的冗余度，較高的數(shù)據(jù)獨立性和易擴展性，并可為各種用戶共享。二、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DBMS）是數(shù)據(jù)管理軟件，是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的核心組成部分DBMS的主要功能：（1）數(shù)據(jù)定義（2）數(shù)據(jù)操縱（3）數(shù)據(jù)庫運行管理（4）數(shù)據(jù)組織、存儲和管理（5）數(shù)據(jù)庫的建立和維護（6）數(shù)據(jù)通信接口三、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（DBS)

是指在計算機系統(tǒng)中引入數(shù)據(jù)庫后構成的系統(tǒng)1.1.4數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的體系結構三級模式1.外模式

（1）用戶與數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的接口；（2）又叫子模式，一個數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)有多個外模式；（3）一個外模式只能看到特定的數(shù)據(jù)，不能看到全部數(shù)據(jù)；（4）對用戶來說，一般只能通過外模式看到數(shù)據(jù)。

2.模式（概念模式）

程序員看到的數(shù)據(jù)

3.內(nèi)模式

數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)管理員看到的數(shù)據(jù)

1.2關系數(shù)據(jù)庫基本原理

1.2.1關系模型的基本概念 1.2.2數(shù)據(jù)模型 1.2.3實體聯(lián)系模型 1.2.4關系運算 1.2.1關系模型的基本概念1.關系關系就是一張二維表。每個關系都有一個關系名。2.屬性和屬性值表中的一列稱為一個屬性，每個屬性都有一個名稱即為屬性名。屬性值是屬性的具體取值。3.元組表中的一行稱為一個元組，與實體相對應。4.分量分量即每個元組的一個屬性值，一個元組在一個屬性上的值稱為該元組在此屬性上的分量。5.域域是屬性的取值范圍。是一組具有相同數(shù)據(jù)類型的值的集合。6.候選鍵候選鍵也稱為候選碼或候選關鍵字，是能唯一決定一行的屬性。7.主鍵若一個關系有多個候選鍵，則選定其中一個為主鍵也稱為主碼。8.外鍵外鍵也稱為外碼或外部關鍵字。假設R1和R2兩個關系，若X是關系R1中的一個屬性（組），但不是主碼（或候選碼），但卻是R2的主碼，則稱X是R1的外碼。9.主屬性包含在候選鍵中的屬性。10.非主屬性在一個關系中，主屬性之外的屬性稱為非主屬性。11.關系模式通常使用關系名及其所有屬性名組成的集合來表示。

關系名（屬性1，屬性2，…，屬性n）1.2.2數(shù)據(jù)模型表1-2術語的對應關系信息世界機器世界

屬性數(shù)據(jù)項實體記錄實體集文件實體標識符關鍵字信息世界1.實體：如一名學生2.實體屬性：學生的身高3.實體集：多名學生4.關鍵碼:能唯一地表示一個實體，如身份證號、學號等。5.聯(lián)系：實體集之間的關系，如學生與成績。對數(shù)據(jù)聯(lián)系的描述（1）一對一關系（應該合并）（2）一對多關系√（3）多對多關系（應該拆分）1.2.3實體聯(lián)系模型E-R模型（1）實體：用矩形表示（2）屬性：用橢圓表示（3）關系：用菱形表示E-R(實體關系)模型例2.1圖書借閱的關系模型圖1.11學生與課程、班級、教師、參考書間聯(lián)系的E-R圖1.2.4關系運算關系數(shù)據(jù)庫定義

關系數(shù)據(jù)庫是建立在關系模型基礎上的數(shù)據(jù)庫，借助于集合、代數(shù)等概念和方法來處理數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)。傳統(tǒng)關系運算1.并2.差R-S3.交R∩S4.笛卡爾積R×SRSR×SR(m1行,n1列）×S(m2行,n2列）=RS(m*n行,n1+n2列)專門的關系運算1.選擇

查找滿足條件的元組（行）

例：3130101班的學生；全部男生。2.投影

僅選擇部分列

例：顯示學生的“學號”、“姓名”、“班級”信息3.連接

兩個關系通過連接生成一個新的關系。

連接分左連接、右連接和內(nèi)部連接（又稱自然連接）學號姓名1張三2李四學生學號成績180390470成績學號姓名成績1張三80學生成績以學號為關鍵字內(nèi)部連接select學生.學號,學生.姓名,成績.成績from學生,成績where學生.學號=成績.學號intotable學生成績1.3關系規(guī)范化理論“關系數(shù)據(jù)庫之父”：EdgarFrankCodd(埃德加·考特)英國人，1923-2009

在自然界和社會中，關系無處不在；在計算機科學中，關系的概念也具有十分重要的意義。計算機的邏輯設計、編譯程序設計、算法分析與程序結構、信息檢索等，都應用了關系的概念。

而用關系的概念來建立數(shù)據(jù)模型，用以描述、設計與操縱數(shù)據(jù)庫，考特是第一人，因此他被自然地稱為“關系數(shù)據(jù)庫之父”。

3.1

函數(shù)依賴函數(shù)依賴:屬性（列）間的聯(lián)系定義：設R（U）是屬性集U上的關系模式。X，Y是U的子集。若對于R（U）的任意一個可能的關系R，R中不可能存在兩個元組在X上的屬性值相等，而在Y上的屬性值不等，則稱X函數(shù)確定Y或Y函數(shù)依賴X，記作X→Y。學號姓名系別系辦地址課程號課程名學分成績10101李晨信息系C-403C1數(shù)學49010102王博數(shù)學系B-202C2英語48710103劉思思信息系C-403C3計算機47210104王國美物理系B-201C4制圖38510101李晨信息系C-403C4制圖47710105范偉數(shù)學系B-202C1數(shù)學667關系stuscore關系模式stuscore（學號，課程號，姓名，系別，系辦地址，課程名，學分，成績）集合U：（學號，課程號，姓名，系別，系辦地址，課程名，學分，成績）集合X：（學號，課程號）兩個屬性一起構成主鍵，唯一確定一個元組。屬性之間的函數(shù)依賴類型：1.完全依賴2.部分依賴3.傳遞依賴屬性之間的函數(shù)依賴類型屬性之間的函數(shù)依賴類型屬性之間的函數(shù)依賴類型不適當?shù)暮瘮?shù)依賴存在的問題:1.數(shù)據(jù)冗余2.更新異常3.插入異常4.刪除異常學號姓名系別系辦地址課程號課程名學分成績10101李晨信息系C-403C1數(shù)學49010102王博數(shù)學系B-202C2英語48710103劉思思信息系C-403C3計算機47210104王國美物理系B-201C4制圖38510101李晨信息系C-403C4制圖47710105范偉數(shù)學系B-202C1數(shù)學6671.3.2關系模式的規(guī)范化關系的三種主要范式1.第一范式（1NF）

定義：設R是一個關系模式，如果R中的每一個屬性A的值域中的每個值都是不可分解的，則稱R是屬于第一范式的，記作1NF。

對于一張二維表，如果它的每一個分量都是不可分的數(shù)據(jù)項。我們稱這個關系模式滿足了第一范式。關系stuscore滿足第一范式。即不存在“表中表”2.第二范式（2NF）定義：若關系R屬于1NF，且每一個非主屬性完全函數(shù)依賴于碼，則關系R屬于2NF。

碼決定了每一個非主屬性，或稱消除非主屬性對碼的部分依賴。例如，在關系stuscore中，非主屬性“姓名”僅函數(shù)依賴于“學號”，也就是“姓名”部分函數(shù)依賴于主碼（學號，課程號），而不是完全依賴；不是2NF關系。可以用模式分解的方法將非2NF的關系模式分解為多個2NF的關系模式。學號姓名系別系辦地址課程號課程名學分成績10101李晨信息系C-403C1數(shù)學49010102王博數(shù)學系B-202C2英語48710103劉思思信息系C-403C3計算機47210104王國美物理系B-201C4制圖38510101李晨信息系C-403C4制圖47710105范偉數(shù)學系B-202C1數(shù)學667表1-1關系stuscore關系模式stuscore（學號，課程號，姓名，系別，系辦地址，課程名，學分，成績）滿足1NF將stuscore分解成三個關系模式：Stu1(課號，課程名，學分)，主碼為“課號”。Stu2(學號，姓名，系別，系辦地址)，主碼為“學號”Stu12(學號，課號，成績），主碼為“學號+課號”3.第三范式（3NF）定義：若關系R屬于2NF，且每一個非主屬性對任何候選碼都不存在傳遞函數(shù)依賴，則關系R屬于3NF。上例中關系模式Stu1和stu2都是2NF，但在Stu2(學號，姓名，系別，系辦地址)中，存在如下函數(shù)依賴：屬性系辦地址是由系別決定的，而系別依賴于學號，所以系辦地址對于學號存在傳遞函數(shù)依賴。stu2不滿足3NF。學號姓名系別系辦地址課程號課程名學分成績10101李晨信息系C-403C1數(shù)學49010102王博數(shù)學系B-202C2英語48710103劉思思信息系C-403C3計算機47210104王國美物理系B-201C4制圖38510101李晨信息系C-403