《access數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)》課件第1章 數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)知識(shí)

前言關(guān)于本課程：1、數(shù)據(jù)庫的一些基本理論知識(shí)。2、面向?qū)ο缶幊袒A(chǔ)3、Access知識(shí)4、VBA語言知識(shí)我們的學(xué)習(xí)目的：掌握關(guān)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(yīng)用程序；能夠通過全國計(jì)算機(jī)等級(jí)考試“二級(jí)Access”學(xué)習(xí)方法：數(shù)據(jù)庫課程一門實(shí)用性與實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，理論學(xué)習(xí)+上機(jī)實(shí)驗(yàn)+課后練習(xí)+設(shè)計(jì)一個(gè)小程序?？己朔绞娇偝煽?出勤10%+作業(yè)10%+階段測試20%+期末機(jī)考60%學(xué)生的成績由兩大部分組成：期末考試占60%（課程結(jié)束后，由教務(wù)處組織采用無紙化考試系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)行測試，機(jī)器自動(dòng)評(píng)分）。平時(shí)過程性考核成績占40%，具體參考“考核方式實(shí)施細(xì)則”。關(guān)于實(shí)驗(yàn)課實(shí)驗(yàn)課的重要性；Access數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：總成績=出勤10%+實(shí)驗(yàn)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(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容；實(shí)驗(yàn)課對(duì)號(hào)入座關(guān)于大課與答疑大課人較多，注意紀(jì)律。不同專業(yè)班級(jí)，互相關(guān)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(gè)項(xiàng)目展開。學(xué)會(huì)自學(xué)、學(xué)會(huì)思考參考書目1.《全國計(jì)算機(jī)等級(jí)考試二級(jí)教程——Access數(shù)據(jù)庫程序設(shè)計(jì)》（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(yīng)用教程》，羅曉娟，清華大學(xué)出版社，2015年3月。3.《數(shù)據(jù)庫與數(shù)據(jù)處理Access2010實(shí)現(xiàn)》，張玉潔，機(jī)械工業(yè)出版社，2013年1月4.《二級(jí)Access數(shù)據(jù)庫程序設(shè)計(jì)教程同步習(xí)題與上機(jī)測試》，未來教育教學(xué)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(shù)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(jié)構(gòu) 1.2關(guān)系數(shù)據(jù)庫基本原理 1.2.1關(guān)系模型的基本概念 1.2.2數(shù)據(jù)模型 1.2.3實(shí)體聯(lián)系模型 1.2.4關(guān)系運(yùn)算 第1章數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)知識(shí)1.3關(guān)系規(guī)范化理論 1.3.1函數(shù)依賴 1.3.2關(guān)系模式的規(guī)范化 1.3.3關(guān)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(hào)記錄。文字、圖形、圖像、聲音、學(xué)生的檔案記錄、貨物的運(yùn)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(jì)算機(jī)。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(duì)接收者來說是具有確定意義的，它不但會(huì)對(duì)人們當(dāng)前和未來活動(dòng)產(chǎn)生影響，而且會(huì)對(duì)接受者的決策具有實(shí)際價(jià)值。信息=數(shù)據(jù)+數(shù)據(jù)處理1.1.2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.數(shù)據(jù)庫管理階段4.高級(jí)數(shù)據(jù)庫階段1.人工管理階段（使用計(jì)算機(jī)）主要特點(diǎn)：①應(yīng)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(dú)立性；④用戶負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的組織、存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)等細(xì)節(jié)；⑤數(shù)據(jù)完全面向特定的應(yīng)用程序2.文件系統(tǒng)階段主要特點(diǎn)：

①數(shù)據(jù)可以組織成文件長期保存在計(jì)算機(jī)中，供應(yīng)用程序反復(fù)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(dú)立性差。主要特點(diǎn)：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(jié)構(gòu)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(dú)立性高。邏輯獨(dú)立性物理獨(dú)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(luò)結(jié)構(gòu)表示實(shí)體類型及其實(shí)體之間聯(lián)系的模型。顧名思義，一個(gè)事物和另外的幾個(gè)都有聯(lián)系……這樣構(gòu)成一張網(wǎng)狀圖。網(wǎng)狀模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)主要有以下兩個(gè)特征：(1)允許一個(gè)以上的節(jié)點(diǎn)無雙親。(2)一個(gè)節(jié)點(diǎn)可以有多于一個(gè)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(guān)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(jié)構(gòu)是樹結(jié)構(gòu)，樹的結(jié)點(diǎn)是記錄類型，非根結(jié)點(diǎn)有且只有一個(gè)父結(jié)點(diǎn)。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(shí)現(xiàn)，查詢效率較高。代表性的數(shù)據(jù)模型：關(guān)系數(shù)據(jù)模型

關(guān)系模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)非常單一。在關(guān)系模型中，現(xiàn)實(shí)世界的實(shí)體以及實(shí)體間的各種聯(lián)系均用關(guān)系來表示。在用戶看來，關(guān)系模型中數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)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(shù)與分布處理技術(shù)相結(jié)合，出現(xiàn)了分布式數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)庫技術(shù)與并行處理技術(shù)相結(jié)合，出現(xiàn)了并行數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)庫技術(shù)與人工智能相結(jié)合，出現(xiàn)了演繹數(shù)據(jù)庫、知識(shí)庫和主動(dòng)數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)庫技術(shù)與多媒體處理技術(shù)相結(jié)合，出現(xiàn)了多媒體數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)庫技術(shù)與模糊技術(shù)相結(jié)合，出現(xiàn)了模糊數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)庫技術(shù)與Internet/web技術(shù)相結(jié)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(wù)和電子政務(wù)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(chǔ)在計(jì)算機(jī)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(chǔ)，具有較小的冗余度，較高的數(shù)據(jù)獨(dú)立性和易擴(kuò)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(yùn)行管理（4）數(shù)據(jù)組織、存儲(chǔ)和管理（5）數(shù)據(jù)庫的建立和維護(hù)（6）數(shù)據(jù)通信接口三、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（DBS)

是指在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中引入數(shù)據(jù)庫后構(gòu)成的系統(tǒng)1.1.4數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)三級(jí)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(gè)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)有多個(gè)外模式；（3）一個(gè)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(duì)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(guān)系數(shù)據(jù)庫基本原理

1.2.1關(guān)系模型的基本概念 1.2.2數(shù)據(jù)模型 1.2.3實(shí)體聯(lián)系模型 1.2.4關(guān)系運(yùn)算 1.2.1關(guān)系模型的基本概念1.關(guān)系關(guān)系就是一張二維表。每個(gè)關(guān)系都有一個(gè)關(guān)系名。2.屬性和屬性值表中的一列稱為一個(gè)屬性，每個(gè)屬性都有一個(gè)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(gè)元組，與實(shí)體相對(duì)應(yīng)。4.分量分量即每個(gè)元組的一個(gè)屬性值，一個(gè)元組在一個(gè)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(guān)鍵字，是能唯一決定一行的屬性。7.主鍵若一個(gè)關(guān)系有多個(gè)候選鍵，則選定其中一個(gè)為主鍵也稱為主碼。8.外鍵外鍵也稱為外碼或外部關(guān)鍵字。假設(shè)R1和R2兩個(gè)關(guān)系，若X是關(guān)系R1中的一個(gè)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(gè)關(guān)系中，主屬性之外的屬性稱為非主屬性。11.關(guān)系模式通常使用關(guān)系名及其所有屬性名組成的集合來表示。

關(guān)系名（屬性1，屬性2，…，屬性n）1.2.2數(shù)據(jù)模型表1-2術(shù)語的對(duì)應(yīng)關(guān)系信息世界機(jī)器世界

屬性數(shù)據(jù)項(xiàng)實(shí)體記錄實(shí)體集文件實(shí)體標(biāo)識(shí)符關(guān)鍵字信息世界1.實(shí)體：如一名學(xué)生2.實(shí)體屬性：學(xué)生的身高3.實(shí)體集：多名學(xué)生4.關(guān)鍵碼:能唯一地表示一個(gè)實(shí)體，如身份證號(hào)、學(xué)號(hào)等。5.聯(lián)系：實(shí)體集之間的關(guān)系，如學(xué)生與成績。對(duì)數(shù)據(jù)聯(lián)系的描述（1）一對(duì)一關(guān)系（應(yīng)該合并）（2）一對(duì)多關(guān)系√（3）多對(duì)多關(guān)系（應(yīng)該拆分）1.2.3實(shí)體聯(lián)系模型E-R模型（1）實(shí)體：用矩形表示（2）屬性：用橢圓表示（3）關(guān)系：用菱形表示E-R(實(shí)體關(guān)系)模型例2.1圖書借閱的關(guān)系模型圖1.11學(xué)生與課程、班級(jí)、教師、參考書間聯(lián)系的E-R圖1.2.4關(guān)系運(yùn)算關(guān)系數(shù)據(jù)庫定義

關(guān)系數(shù)據(jù)庫是建立在關(guān)系模型基礎(chǔ)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(guān)系運(yùn)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(guān)系運(yùn)算1.選擇

查找滿足條件的元組（行）

例：3130101班的學(xué)生；全部男生。2.投影

僅選擇部分列

例：顯示學(xué)生的“學(xué)號(hào)”、“姓名”、“班級(jí)”信息3.連接

兩個(gè)關(guān)系通過連接生成一個(gè)新的關(guān)系。

連接分左連接、右連接和內(nèi)部連接（又稱自然連接）學(xué)號(hào)姓名1張三2李四學(xué)生學(xué)號(hào)成績180390470成績學(xué)號(hào)姓名成績1張三80學(xué)生成績以學(xué)號(hào)為關(guān)鍵字內(nèi)部連接select學(xué)生.學(xué)號(hào),學(xué)生.姓名,成績.成績from學(xué)生,成績where學(xué)生.學(xué)號(hào)=成績.學(xué)號(hào)intotable學(xué)生成績1.3關(guān)系規(guī)范化理論“關(guān)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(huì)中，關(guān)系無處不在；在計(jì)算機(jī)科學(xué)中，關(guān)系的概念也具有十分重要的意義。計(jì)算機(jī)的邏輯設(shè)計(jì)、編譯程序設(shè)計(jì)、算法分析與程序結(jié)構(gòu)、信息檢索等，都應(yīng)用了關(guān)系的概念。

而用關(guān)系的概念來建立數(shù)據(jù)模型，用以描述、設(shè)計(jì)與操縱數(shù)據(jù)庫，考特是第一人，因此他被自然地稱為“關(guān)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(shè)R（U）是屬性集U上的關(guān)系模式。X，Y是U的子集。若對(duì)于R（U）的任意一個(gè)可能的關(guān)系R，R中不可能存在兩個(gè)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(xué)號(hào)姓名系別系辦地址課程號(hào)課程名學(xué)分成績10101李晨信息系C-403C1數(shù)學(xué)49010102王博數(shù)學(xué)系B-202C2英語48710103劉思思信息系C-403C3計(jì)算機(jī)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(xué)系B-202C1數(shù)學(xué)667關(guān)系stuscore關(guān)系模式stuscore（學(xué)號(hào)，課程號(hào)，姓名，系別，系辦地址，課程名，學(xué)分，成績）集合U：（學(xué)號(hào)，課程號(hào)，姓名，系別，系辦地址，課程名，學(xué)分，成績）集合X：（學(xué)號(hào)，課程號(hào)）兩個(gè)屬性一起構(gòu)成主鍵，唯一確定一個(gè)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(dāng)?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(xué)號(hào)姓名系別系辦地址課程號(hào)課程名學(xué)分成績10101李晨信息系C-403C1數(shù)學(xué)49010102王博數(shù)學(xué)系B-202C2英語48710103劉思思信息系C-403C3計(jì)算機(jī)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(xué)系B-202C1數(shù)學(xué)6671.3.2關(guān)系模式的規(guī)范化關(guān)系的三種主要范式1.第一范式（1NF）

定義：設(shè)R是一個(gè)關(guān)系模式，如果R中的每一個(gè)屬性A的值域中的每個(gè)值都是不可分解的，則稱R是屬于第一范式的，記作1NF。

對(duì)于一張二維表，如果它的每一個(gè)分量都是不可分的數(shù)據(jù)項(xiàng)。我們稱這個(gè)關(guān)系模式滿足了第一范式。關(guān)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(guān)系R屬于1NF，且每一個(gè)非主屬性完全函數(shù)依賴于碼，則關(guān)系R屬于2NF。

碼決定了每一個(gè)非主屬性，或稱消除非主屬性對(duì)碼的部分依賴。例如，在關(guān)系stuscore中，非主屬性“姓名”僅函數(shù)依賴于“學(xué)號(hào)”，也就是“姓名”部分函數(shù)依賴于主碼（學(xué)號(hào)，課程號(hào)），而不是完全依賴；不是2NF關(guān)系?？梢杂媚Ｊ椒纸獾姆椒▽⒎?NF的關(guān)系模式分解為多個(gè)2NF的關(guān)系模式。學(xué)號(hào)姓名系別系辦地址課程號(hào)課程名學(xué)分成績10101李晨信息系C-403C1數(shù)學(xué)49010102王博數(shù)學(xué)系B-202C2英語48710103劉思思信息系C-403C3計(jì)算機(jī)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(xué)系B-202C1數(shù)學(xué)667表1-1關(guān)系stuscore關(guān)系模式stuscore（學(xué)號(hào)，課程號(hào)，姓名，系別，系辦地址，課程名，學(xué)分，成績）滿足1NF將stuscore分解成三個(gè)關(guān)系模式：Stu1(課號(hào)，課程名，學(xué)分)，主碼為“課號(hào)”。Stu2(學(xué)號(hào)，姓名，系別，系辦地址)，主碼為“學(xué)號(hào)”Stu12(學(xué)號(hào)，課號(hào)，成績），主碼為“學(xué)號(hào)+課號(hào)”3.第三范式（3NF）定義：若關(guān)系R屬于2NF，且每一個(gè)非主屬性對(duì)任何候選碼都不存在傳遞函數(shù)依賴，則關(guān)系R屬于3NF。上例中關(guān)系模式Stu1和stu2都是2NF，但在Stu2(學(xué)號(hào)，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(xué)號(hào)，所以系辦地址對(duì)于學(xué)號(hào)存在傳遞函數(shù)依賴。stu2不滿足3NF。學(xué)號(hào)姓名系別系辦地址課程號(hào)課程名學(xué)分成績10101李晨信息系C-403C1數(shù)學(xué)49010102王博數(shù)學(xué)系B-202C2英語48710103劉思思信息系C-403C3計(jì)算機(jī)47210104王國美物理系B-201C4制圖38510101李晨信息系C-403