Access数据库技术及其应用全套课件.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,引语,数据库技术是,20,世纪,60,年代末兴起的一种数据管理技术。随着计算机技术的高速发展及信息时代的应用需求，数据管理技术已经融入到人们的日常工作和社会生活的各个领域，扮演着十分重要的角色。数据库技术也已成为计算机科学的重要分支。,第一节 数据库系统基础知识,1.,信息与数据,信息,（,Information,）与,数据,（,Data,）,一对既有联系、又有区别的基本概念。信息总是用数据来表示的；信息本身则来源于对现实世界客观事物的抽象。,现实世界与计算机世界的关系,1.1.1,信息、数据和数据管理,现实世界中的两种事物,1.,具体,的人或物，如一间教室、一台电脑、一个学生等,2.,抽象,的概念，如年龄、体重、血型等,客观事物反映到人们的头脑里，通过抽象就形成了信息，因此客观事物是信息的源泉。,事物的个体被称为,实体,，个体的特征称为,属性,；,拥有相同属性的实体称为,同类实体,，它们的集合则构成,实体集,。,在计算机中所有的信息均被抽象转换为计算机能接受的数据形式，并通过适当的软件对它们进行存储和管理。,客观事物,概念模型,选择,、,分类,、,命名,对客观事物进行定量记录的符号,如数量、年龄、考试成绩等,数值型,对客观事物进行定性记录的符号,如姓名、地址、毕业学校等,字符型,对客观事物进行形象特征和过程记录的符号如声音、图像、视频等,特殊型,数据表示信息有多种表现形式,2.,数据处理与数据管理,计算机是“数据自动处理机”,处理方式,：数据的获取、表示、存储、加工,/,计算、转换及查询等,处理目的,：从大量的、杂乱无章的、难以理解的原始数据中抽取并推导出的对某些特定的人们来说是有价值的、有意义的数据，以此作为行为和决策的依据。,数据处理的最基本工作就是数据管理,（,1,）,组织和保存数据,将收集到的数据合理分类组织，将其存储在物理载体上，使其能够长期保存,（,2,）,进行数据维护,根据需要随时添加新数据、修改原有数据和删除无用或过时的数据,（,3,）,提供数据查询和数据统计功能,提供数据查询和数据统计功能，以便快速地得到需要 的正确数据,数据库,数据库体现了当代先进的数据管理方式，主要研究与数据管理相关的技术。,1.1.2,数据库技术的产生与发展,数据管理的三个阶段,人工管理,文件管理,数据库管理,人工管理阶段,20,世纪,50,年代中期以前,计算机主要用于科学计算。对数据管理，包括存储结构、存取方法、输入,/,输出方式等完全由程序设计人员负责，这一阶段称为人工管理阶段。,特点,：数据不保存；由应用程序管理数据；数据不具有独立性也不具有共享性。,文件管理系统,20,世纪,50,年代后期到,60,年代中期,计算机不仅用于科学计算，而且还大量用于事物管理。这一时期出现了可以直接存取的磁鼓和磁盘，它们成为联机的主要外部存储设备；同时软件方面，出现了高级语言和操作系统。操作系统中有了专门的数据管理系统，称为文件管理系统。,特点,：,数据可以长期保存在外部设备上；数据是由文件系统来管理的；数据的独立性和数据的共享性较差，数据的冗余度较大。,数据库管理系统,20,世纪,60,年代后期,随着计算机用于数据处理的规模越来越大而产生了数据库管理系统。数据库管理系统克服了文件管理系统阶段的缺陷，对相关数据进行统一规划管理、形成一个数据中心，构成一个数据“仓库”，实现了整体数据的结构化。,特点,：,数据整体结构化；具有很高的数据独立性；数据冗余度较低，共享性较强；数据由数据库管理系统统一管理和控制。,1.,非关系数据模型（包括层次模型和网状模型）,现代,3.,面向对象数据模型,数据模型发展历程,2.,关系数据模型,数据库发展阶段的划分是以数据模型的发展为主要依据的,第三代,非关系型,数据库系统,数据库技术的发展,第二代,第一代,关系型,数据库系统,面对对象,数据库系统,第一代 非关系型数据库系统,非关系模型,数据库系统,层次模型,网状模型,单线联系,多线联系,1969,年，美国,IBM,公司开发的层次模型数据库系统,IMS(Information Management System),和,20,世纪,70,年代美国数据库系统语言协会,CODASYL(Conference On Data System Language),的数据库任务组提出的网状模型数据库系统规范报告，简称为,DBTG(Data Base Task Group),报告。,典型代表,第二代,关系型数据库系统,Student ID,Sname,Department,031201,张大林,数学,031,031202,王欣欣,英语,041,030703,刘意心,计算机,032,030804,李佳如,信工,031,二维表,通过公共的关键字段实现不同二维表（或“关系”）之间的数据联系。,1970,年，美国,IBM,公司,San Jose,实验室的研究员科德（,E.F.Codd,）提出了关系模型的概念，关系型数据库,(Relational Database System,，简称,RDBS),开始问世。关系模型是建立在数学概念基础上的，有着坚实的数学理论基础。,20,世纪,80,年代以来，计算机厂商推出的数据库管理系统绝大多数都支持关系模型，现在微机上使用的数据库系统几乎都是关系型数据库,。,典型代表,常见的关系型数据库,DB2,Access,FoxPro,MySql,第三代,面向对象 关系型数据库系统,80,年代中期以来，对新一代数据库系统的研究日趋活跃，出现了包括分布式数据库系统、并行数据库系统和面向对象数据库系统等新型数据库系统。随着多媒体应用的扩大，人们希望新一代数据库系统除存储传统的文本信息外，还能存储和处理图形、声音等多媒体对象，于是第三代数据库应运而生。将数据库技术与面向对象技术相结合，成为第三代数据库系统的发展方向。,对于中、小数据库用户而言，由于高级数据库系统的专业性要求太高，通用性受到一定的限制，在推广使用的范围上受到约束。而基于关系模型的关系数据库系统功能的扩展与改善，面向对象关系数据库、数据仓库、,Web,数据库、嵌入式数据库等数据库技术的出现，构成了新一代数据库系统发展的主流。,Tips:,1.1.3,数据库、数据库管理系统,1.,数据库,数据库（,DataBase,，简称,DB,）是长期存放在计算机存储设备上的，有组织、可共享的数据集合。,数据库把与应用程序相关的数据及其联系集中在一块并按照一定的结构形式进行存储，即数据库具有集成性；,数据库中的数据可以被多个用户和多个应用程序共享，即数据库具有共享性；,数据库的结构独立于程序，对于数据库的数据增加、删除、修改和检索等操作是由软件进行的，即数据库中的数据与程序具有较高的独立性。,减少了数据的冗余（重复）,避免数据的不一致,易于使用、便于扩展,具有较高的数据安全性和完整性,支持多用户操作,2.,数据库管理系统,（,DataBase Management System,，,DBMS,）,位于用户与操作系统之间，具有数据定义、操纵、查询和控制的系统软件，是数据库系统的核心组成部分。,功能,（,1,）,数据定义,包括定义构成数据库结构的模式、存储模式和外模式，定义外模式与模式之间的映射，定义模式与存储模式之间的映射，定义有关的约束条件。,（,2,）,数据操纵,包括对数据库数据的检索、插入、修改和删除等基本操作。,（,3,）,数据库运行管理,包括对数据库进行并发控制、安全性检查、完整性约束条件、数据库的维护等，以保证数据的安全性、完整性、一致性以及多用户对数据库的并发使用。,（,4,）,数据组织、存储和管理,对数据字典、用户数据、存取路径等数据进行分门别类地组织、存储和管理，确定以何种文件结构和存取方式物理地组织这些数据，以便提高存储空间利用率以及缩短操作时间。,（,5,）,数据库的建立和维护,包括数据库初始数据的输入与数据转换等。维护数据库包括数据库的转储与恢复、数据库的重组织与重构造、性能的监视与分析等。,（,6,）,数据通信接口,提供数据库管理系统与其他软件进行通信的功能。例如提供与其他,DBMS,或文件系统的接口，从而能够将数据转换为另一个,DBMS,或文件系统能够接受的格式。,在现实世界中，经常用模型来模拟和抽象事物的主要特征。模型能够清楚地表示某一事物。客观世界中的事物反映在人们的头脑中称为概念世界。在概念世界中将客观事物及其性质常抽象为实体及属性。由于概念世界中的信息在计算机中只能以数据形式存储，因此人们必须事先把具体事物转换成计算机能够处理的数据。在数据库中用数据模型来模拟、抽象、逼近和表示现实世界中的数据和信息。,第二节 数据模型,容易被人理解,能够比较真实地模拟现实世界,便于在计算机系统中实现,要,求,数据模型（,Data Model,）,现实世界数据特征的抽象,1,数据结构用于描述系统的静态特性，研究的对象包括两类，一类是与数据类型、内容和性质有关的对象；另一类是与数据之间的联系有关的对象。,2,数据操作是指对数据库中各种对象（型）的实例（值）允许进行的所有操作，即操作的集合。数据库主要有检索和更新两类操作。,3,完整性规则是给定的数据模型中数据及其联系所具有的制约和依存规则，以保证数据的正确性、有效性和相容性。,数据结构,数据操作,数据约束条件,数据模型的三要素,Hierarchical Model,层次模型,Network Model,网状模型,Relational Model,关系模型,Object Oriented Model,面向对象模型,常见数据模型：,数据模型是数据库系统的核心和基础，各种机器上实现的,DBMS,软件都是给予某种数据模型的。,1.2.1,实体模型（,Entity Model,）,在信息世界中，客观存在并可以相互区分的客观事物或抽象事件称作,实体（,Entity,）,Concept,实体（,Entity,）,实体集（,Entity Set,）,属性（,Attribute,）,码（,Key,）,实体型（,Entity Type,）,域（,Domain,）,实体模型,客观存在并且可以相互区分的客观事物或抽象事件。,实体有若干特性，每个特性称作实体的一个属性。,能唯一标识实体的一个属性或属性集称作码或关键字。,属性取值范围称为该属性的域。,具有相同属性的实体必然具有共同的特征和性质。,实体集是若干个同类实体的集合。,1.,有关实体模型的几个概念,2.,实体之间的联系,实体之间的对应关系称为关联，它反映现实世界事物之间的相互联系。在信息世界中，联系是指实体与实体之间、实体集内的实体与实体之间以及组成实体的各属性间的关系。,一对一,（,1:1,）,设,A,、,B,为两个实体集，若,A,中的每个实体至多和,B,中的一个实体有联系，反过来，,B,中的每个实体至多和,A,中的一个实体有联系，则称,B,对,A,是一对一（,1:1,）联系。,一对多,（,1:n,）,如果实体集,A,中的每个实体可以和实体集,B,中几个实体有联系，而,B,中的每个实体都和,A,中的一个实体有联系，那么,A,对,B,属于一对多（,1:n,）联系。,多对多,（,m:n),如果实体集,A,中的每个实体可以与实体集,B,中的多个实体有联系，反过来，,B,中的每个实体也可以与,A,中的多个实体有联系，则称,A,对,B,或,B,对,A,是多对多（,m:n,）联系。,3.E-R,模型,P.P.S.Chen,于,1976,年提出的“实体,-,联系模型（,Entity-Relationship Approach,）”，简称,E-R,模型。,E-R,模型中，常用,E-R,图来描述。在,E-R,图中，图形要素是矩形框、椭圆和菱形框。,01,02,03,能真实自然地描述现实世界,图形元素简单直观，易为用户和设计者理解和交流,容易向其他数据模型转换,E-R,图的优点,（,1,）对现实世界进行分析，抽象以后，找出实体集及其属性；,（,2,）找出实体集之间的联系；,（,3,）找出实体集联系的属性；,（,4,）绘制,E-R,图。一般是先绘制局部的,E-R,图，然后再绘制全局的,E-R,图。,画,E-R,图的基本步骤：,在信息世界中，实体的属性也叫字段（,Filed,），也称作数据项；字段名往往和属性名相同。例如教师的字段有教师号、教师姓名、所属学院、身份证号、性别、学历、职称、专业、工龄等。,字段的有序集合称作记录（,Record,）。现实世界中的实体及其联系，在计算机世界中用数据模型来表示。,1.2.2,层次模型（,Hierarchical Model,）,现实世界中，许多实体之间的联系呈现出一种自然的隶属或层次关系，例如行政机构、家族等。因此，可用树型结构表示各类实体及实体间的联系。在层次模型中每个结点表示一个实体型，结点之间的连线表示实体型间的联系，这种联系是“父子”结点之间的“一对多”的联系。,高校教学层次模型,（,1,）层次模型只有一个无父结点，这个结点称为根结点。,（,2,）根节点以外的其他结点仅有一个父结点。,特,征,1.2.3,网状模型,(Network Model),在现实世界中，事物之间的关系大多数是非层次关系，如果用层次模型描述这种关系就有一定的困难，因此，引入了网状模型。,网状模型,是层次模型的扩展，它表示多个从属关系的层次结构，呈现一种交叉关系的网络结构，网状模型是有向“图”结构，如图,1.3,所示。在网状模型中，每一个结点表示一个实体型，结点之间的连线表示实体型间的联系，从一个结点到另一个结点用有向线段表示，箭头指向“一对多”的联系的“多”方。,学校管理的网状模型,（,1,）网状模型允许一个以上的结点无父结点。,（,2,）允许结点有多于一个的父结点。,特,征,1.2.4,关系模型,(Relational Model),虽然网状模型比层次模型更有普遍性，但是由于其结构比较复杂，不便于应用程序的实现。因此，新的数据模型,-,关系模型便应运而生，关系模型是最重要的一种数据模型。,关系数据库系统采用关系模型作为数据的组织形式。现在主流数据库大都是基于关系模型的数据库系统。,关系模型是由美国,IBM,公司的研究员,E.F.Codd,于,1970,年首次提出的。为了表彰,E.F.Codd,为关系数据库技术做出的杰出贡献，,1981,年的图灵奖授予了这位“关系数据库之父”。,学生编号,姓名,性别,出生年月,学生班级,200420101401,刘琳琳,女,1983-9-13,计算,02-3,200420101402,王明伟,男,1983-11-11,英语,02-4,200420101403,李浩然,男,1982-7-28,金融,02-5,200420101404,陈莉湘,女,1983-5-17,经济,02-5,学生关系表,1.,关系模型的常用术语,（,1,）,关系（,Relation,）,一个关系对应一张二维表，每个关系都有一个名称即关系名，表示为,R(D1,，,D2,，,，,Dn),，其中,R,为关系名，,D1,，,D2,，,，,Dn,为属性名。在,Access,数据库中，一个关系存储为一个表，具有一个表名。,对关系的描述称为关系模式，一个关系模式对应一个关系的结构。其格式为：,关系名（属性名,1,，属性名,2,，,，属性名,n,）,在,Access,中，表示为表结构：表名（字段名,1,，字段名,2,，,，字段名,n,）,（,2,）,元组（,Tuple,）,在一个二维表（一个具体关系）中，一行称为一个元组，对应表中的一个具体记录。,（,3,）,属性（,Attribute,）,二维表中的一列称为一个属性，每一个属性有一个名称即属性名，与前面讲的实体属性相同。在,Access,中表示为字段名。例如表,1.1,中有五列，则有五个属性名（学生编号，姓名，性别，出生年月，学生班级）。,（,4,）,域（,Domain,）,属性的取值范围，称为,域,。即不同元组对同一个属性的取值所限定的范围。表,1.1,中性别值域是,男，女,。,（,5,）,主码或主关键字（,Primary Key,）,表中能够唯一地标识一个元组的属性或元组属性的组合称为,主码,或主关键字。它可以唯一地确定关系中的一个,元组,。在,Access,中能够唯一标识一条记录的字段或字段组合，也称为主键。表,1.1,中由于学生编号具有唯一性，故可以作为标识一条记录的关键字。由于可能有重名的学生，所以，姓名字段不能作为主关键字，但姓名字段和出生年月字段的组合一般可以唯一标识一个记录，因此可以作为主关键字。,（,6,）,外部关键字（,Foreign Key,）,如果表中的一个字段不是本表的主关键字，而是另外一个表的主关键字，这个字段（属性）就称为外部关键字。在,Access,中称为外键。,（,1,）每一列中各数据项具有相同属性，即同一列的数据必须是同一数据类型。,（,2,）每一行代表一个实体，任何两行的值不能完全相同。,（,3,）每一行中由一个实体的多种属性构成。,（,4,）行与行、列与列的次序可以任意交换，且不改变关系的实际意义。,（,5,）关系中每一个数据项不可再分，也就是说不允许表中还有表。,2.,关系模型的,5,条性质,E.F.Codd,的规定,如下课程表，其属性为课程编号、课程名称、学时，这时就不能正确反映实际情况；因为学时还可以再分为理论学时和实验学时才能反映实际情况。因此课程关系的属性应该为课程编号、课程名、理论学时和实验学时。,课程编号,课程名称,学时,理论学时,实验学时,20359B2,数据结构,50,36,02313B2,Access,数据库技术及应用,34,26,02320B2,计算机网络,50,20,课程表,1.2.5,面向对象模型,(Object Oriented Model),由于现实世界存在着大量的、复杂的、不规范的数据，需要对其进行复杂的数据处理，而传统的数据模型不能适应新一代数据库应用的需求，因此需要更高级的数据模型来表达，面向对象模型便孕育而生。,面向对象的概念最初出现在程序设计中，因为更便于描述复杂的客观现实，所以迅速渗透到计算机的其他领域。面向对象模型是面向对象概念与数据库技术相结合的产物。,面向对象模型最基本的概念是对象（,Object,）和类（,Class,）。,在面向对象模型中，对象是指某一客观的事物，对象的描述具有整体性和完整性，对象不仅包含描述它的数据，而且还包含对它进行操作的方法，对象的外部特征与行为是紧密联系在一起的。其中，对象的状态由一组属性值组成，是该对象属性的集合；对象的行为由一组方法组成，是在对象状态上操作的方法的集合。共享同一属性集和方法集的所有对象构成了类。,1.2.5,面向对象模型,(Object Oriented Model),1.2.5,面向对象模型,(Object Oriented Model),面向对象模型是用“面向对象”的观点来描述现实世界客观存在的逻辑组织、对象间联系和约束的模型。它能完整地描述现实世界的数据结构，具有丰富的表达能力。由于该模型相对比较复杂，涉及的知识比较广，因此尚未达到关系模型的普及程度。,1970,年，,IBM,公司研究员,E.F.Codd,在美国,ACM,通信,上发表了题为“大型共享数据库的关系模型”论文，率先提出了以二维表的形式（,Codd,称之为“关系”）来组织数据库中的数据，提出了关系数据模型的思想，奠定了关系数据库系统坚实的基础。“关系”原本是一个数学概念，其理论基础是集合代数。关系方法就是采用数学方法来处理数据库中的数据。关系数据库是目前效率最高的一种数据库系统。,Access,就是基于关系模型的数据库系统。,背景,第三节 关系数据模型,1.3.1,关系数据结构,关系操作集合,关系数据结构,关系完整性约束,关系模型,1.3.2,关系运算,关系运算采用,集合运算,方式，即运算的对象和结果都是集合。,这种运算方式也称为一次一集合（,Set-at-a-time,）的方式。相应地，非关系数据模型的数据操作方式则为一次一记录（,Record-at-a-time,）的方式。,查询运算是关系运算中的最主要部分，包括选择（,Select,）、投影（,Project,）、连接（,Join,）、除（,Divide,）、并（,Union,）、交（,Intersection,）、差（,Difference,）等。,关系运算,查询,更新,选 择,投 影,并,差,笛卡儿积,基本运算,其他运算可以通过基本运算来定义和导出,1.,选择,选择是对一个关系表中的记录进行的选择，该运算可以把符合某个条件的记录集选择出来，重新构建一个原表的子表。用于在关系表的水平方向（行）选择符合给定条件的元组。,2.,投影,投影是对一个关系表中的字段进行的选择，该运算可以消去表的某些字段，并按要求重新安排次序。用于在关系表的垂直方向（列）找出含有给定属性列（或属性组）的子集。,3.,连接,连接运算是将两个关系表，按照两个关系表中相同字段间的一定条件选择记录子集。连接运算属二元运算，参加运算的有两个关系表，结果生成一个新的关系。,关系数据库中最常用的,3,种关系运算,关系运算可用代数方式或逻辑方式表示。关系代数是用关系的运算方式来表达查询的要求；关系演算是用谓词的方式来表达查询要求。关系数据语言有关系代数语言（例如,ISBL,）、关系演算语言（例如元组关系语言,ALPHA,和,QUEL,）以及具有关系代数和关系演算双重特点的语言（例如,SQL,）。,更新运算包括,增加（,Insert,）、删除（,Delete,）,和,修改（,Update,）,等。,1.,关系完整性：为保证数据库中数据的正确性和相容性而对关系模型提出的某种约束条件或规则。例如学校的数据库中规定性别只能为男或女，成绩只能为,0100,或者“优”、“良”、“中”、“及格”或“不及格”等。,2.,关系模型的操作必须满足关系的完整性约束条件。,1.3.3,关系完整性约束,3.,关系的完整性约束条件包括用户定义的完整性、实体完整性和参照完整性三种。,（,1,）,用户定义完整性,（,User-defined Integrity,）,用户定义完整性则是根据应用环境的要求和实际的需要，对某一具体应用所牵涉的数据提出约束性条件。具体的说就是所涉及的数据必须满足一定的语义要求。例如某个属性必须取唯一值、某个属性不能取空值（,Null,）、某个属性的取值范围在,0,100,之间等。用户定义完整性主要包括字段有效性约束和记录有效性约束。用户定义完整性是针对某一具体关系数据库的约束。关系模型应提供定义和检测这类完整性的机制。,注：其中,Null,为“空值”，即表示未知的值，是不确定的。,（,2,）,实体完整性,(Entity Integrity),实体完整性是对关系中元组的唯一性约束，也就是对主关键字的约束，即关系（表）的主关键字不能是空值（,Null,）且不能有重复值。,设置实体完整性约束后，当主关键字值为,Null,（空）时，关系中的元组无法确定。例如在,Student,表关系中，“,StudentID”,是主码，由它来唯一识别每位学生，如果它的值取空值，将不能区分具体的学生，这在实际的数据库应用系统中是无意义的；当不同元组的主关键字值相同时，关系中就自然会有重复元组出现，这就违背了关系模型中元组的唯一性原则，因此这种情况是不允许的。,注：在关系数据库管理系统中，一个关系只能有一个主关键字，系统会自动进行实体完整性检查。,（,3,）,参照完整性,(Referential Integrity),参照完整性是对关系数据库中建立关联的关系之间数据参照引用的约束，也就是对外部关键字的约束。具体来说，参照完整性是指关系中的外部关键字必须是另一个关系的主关键字的值，或者是,Null,。,例如，已知关系“,Student,表”（见表,1.3,），与关系“,StudentCourse,表”（见表,1.4,），在关系“,Student,表”中“,StudentID”,为主关键字；在关系“,StudentCourse”,中“,StudentID”,为外部关键字。则在关系“,StudentCourse,表”中“,StudentID”,属性的取值只能是关系“,Student,表”中某个“,StudentID”,的值，或者取,Null,值。,StudentID,Sname,Department,031201,张大林,数学,031,031202,王欣欣,英语,041,030703,刘意心,计算机,032,030804,李佳如,信工,031,StudentID,CourseID,ExamGrade,031201,038Z0,90,031201,022Z0,88,030804,040B0,76,Null,019B1,65,表,1.3 Student,表,表,1.4 StudentCourse,表,关系完整性约束是关系设计的一个重要内容，关系的完整性要求关系中的数据及具有关联关系的数据间必须遵循的一定的制约和依存关系，以保证数据的正确性、有效性和相容性。其中实体完整性约束和参照完整性约束是关系模型必须满足的完整性约束条件。,关系数据库管理系统为用户提供了完备的实体完整性自动检查功能，也为用户提供了设置参照完整性约束、用户定义完整性约束的环境和手段，通过系统自身以及用户定义的约束机制，就能够充分地保证关系的准确性、完整性和相容性。,1.3.4,关系的规范化,在数据库设计中，一个非常重要的问题是怎样把现实世界表示成合适的数据库模式。关系数据库的规范化理论就是进行数据库设计的有力工具。,关系数据库中的关系（表）要满足一定要求，满足不同程度要求的为不同范式。遵循的主要范式有第一范式（,1NF,）、第二范式（,2NF,）、第三范式（,3NF,）和第四范式（,4NF,）等。,规范化设计的过程就是按不同的范式，将一个二维表不断地分解成多个二维表并建立表间的关联，最终达到一个表只描述一个实体或者实体间的一种联系的目的。,其目标是减少数据冗余，提供有效的数据检索方法，避免不合理的插入、删除、修改等操作，保持数据一致，增强数据的稳定性、伸缩性和适应性。,（,1,）,第一范式,在关系模型的,5,条性质中提到，关系中每一个数据项是不可再分的，满足这个条件的关系模式就属于第一范式。关系数据库中的所有关系都必须满足第一范式。,例如将表,1.5“,课程表”规范为满足第一范式的表。显然表,1.5“,课程表”不满足第一范式。处理方法是将表头改为只有一行标题的数据表，见表,1.6,。,课程编号,课程名称,学时,理论学时,实验学时,20359B2,数据结构,50,36,02313B2,Access,数据库技术及应用,34,26,02320B2,计算机网络,50,20,课程编号,课程名称,理论学时,实验学时,20359B2,数据结构,50,36,02313B2,Access,数据库技术及应用,34,26,02320B2,计算机网络,50,20,表,1.5,课程表,表,1.6,满足第一范式的课程表,（,2,）,第二范式,在满足第一范式的关系中，如果所有非主属性都完全依赖于主码，则称这个关系满足第二范式。即对于满足第二范式的关系，如果给定一个主码，则可以在这个数据表中唯一确定一条记录。一个关系模式如果不满足第二范式，就会产生插入异常、删除异常、修改复杂等问题。,例如表,1.7,的“学生课程综合数据表”，在表中没有哪一个数据项能够唯一标识一条记录，则不满足第二范式。,学号,学生姓名,学生专业,课程编号,课程名称,学分,课程负责人,性别,031201,张大林,应用数学,20359B2,数据结构,3.5,郑佳敏,男,031202,王欣欣,英语,02313B2,Access,数据库技术及应用,3,李丽芳,女,030703,刘意心,计算机,02320B2,计算机网络,4,王大力,男,030804,李佳如,信息工程,20359B2,数据结构,3.5,郑佳敏,女,031201,张大林,应用数学,02313B2,Access,数据库技术及应用,3,李丽芳,女,031202,王欣欣,英语,02320B2,计算机网络,4,王大力,男,表,1.7,学生课程综合数据表,冗余度大,。一个学生如果选了,n,门课程，则他的有关信息就要重复,n,遍，这就造成数据的极大冗余。,插入异常,。在这个数据表中，如果要插入一门课程的信息，但此课程没有学生选修，则很难将其插入表中。,删除异常,。表中李佳如只选修了一门课程“数据结构”，如果她不选了，这条记录就要被删除即整个元组都随之删除，使得她的所有信息都被删除了，从而造成删除异常。,该数据表存在如下缺点：,学号,课程编号,学分,031201,20359B2,3.5,031202,02313B2,3,030703,02320B2,4,030804,20359B2,3.5,031201,02313B2,3,031202,02320B2,4,学号,学生姓名,学生专业,031201,张大林,应用数学,031202,王欣欣,英语,030703,刘意心,计算机,030804,李佳如,信息工程,课程编号,课程名称,学分,课程负责人,性别,20359B2,数据结构,3.5,郑佳敏,男,02313B2,Access,数据库技术及应用,3,李丽芳,女,02320B2,计算机网络,4,王大力,男,表,1.8,学生选课表,表,1.9,学生专业表,表,1.10,课程表,处理表,1.7,使之满足第二范式的方法是将其分解成三个数据表，见表,1.8,、表,1.9,、表,1.10,。这三个表均满足第二范式。其中“学生选课表”的主码为“学号”和“课程编号”的组合，“学生专业表”的主码为“学号”，“课程表”的主码为“课程编号”。,（,3,）,第三范式,对于满足第二范式的关系，如果每一个非主属性都不传递依赖于主码，则称这个关系满足第三范式。传递依赖就是某些数据项间接依赖于主码。在表,1.10,课程表中，性别属于课程负责人，主码“课程编号”不直接决定非主属性“性别”，“性别”是通过课程负责人传递依赖于“课程编号”的，所以此关系不满足第三范式。在某些情况下，不满足第三范式的关系会存在插入、删除异常和数据冗余等现象。为了将此关系转化为满足第三范式的数据表，可以将其分成表,1.11“,课程表”和表,1.12“,课程负责人表”。经过规范化处理，满足第一范式的“学生课程综合数据表”被分解为满足第三范式的四个数据表（学生选课表、学生专业表、课程表、课程负责人表）。,课程编号,课程名称,学分,20359B2,数据结构,3.5,02313B2,Access,数据库技术及应用,3,02320B2,计算机网络,4,课程负责人,性别,郑佳敏,男,李丽芳,女,王大力,男,表,1.11,课程表,表,1.12,课程负责人表,在对数据库进行规范设计时，应该保证所有数据表都能满足第二范式，尽量满足第三范式。除上述的三种范式外，还有,BCNF,（,Boyce Codd Normal Form,）、第四范式、第五范式。对于一个低一级范式的关系，可以通过模式分解，规范化为若干个更高一级范式的关系集合。,本章小结,信息是经过处理的有用数据，数据处理的目的是得到信息，数据处理的核心问题是数据管理。数据管理技术经历了人工管理、文件管理和数据库系统三个阶段。,数据模型是数据库系统的核心，数据模型包括：数据结构、数据操作和数据约束条件三个方面。常用的数据模型有：层次模型、网状模型、关系模型和面向对象模型。关系模型是最重要的一种数据模型。关系模型数据库中最常用的三种关系运算是选择、投影和连接。关系模型完整性约束条件包括用户定义完整性、实体完整性和参照完整性三种。,第二章,Access,系统概述,第一节,Access,关系数据库,第二节,Access,的数据库对象,第三节,Access,的启动与退出,第四节,Access,的工作环境,第五节 本章小结,Access,是,Windows,环境下的关系型数据库管理软件。它提供了大量的工具和向导，即使没有任何编程经验，也可以通过可视化的操作来完成大部分的数据库管理和开发工作。而对于数据库的开发人员，,Access,提供了,VBA(Visual Basic for Application),编程语言，可用于开发高性能、高质量的桌面数据库系统。,第一节,Access,关系数据库,从,Access1.0,的诞生到目前,Access 2003,都得到了广泛的应用。,Access,经历了多次的升级，其功能越来越强大，操作也越来越简单。,Access 2003,是,Microsoft,公司推出的面向办公自,动化、功能强大的关系数据库管理系统，是,Microsoft Office,系列应用软件的一个重要组成部,分，是目前最普及的关系数据库管理软件之一。,2.1.1 Access,关系数据库,Access,操作简单，易学易用。,Access 2003,对以前的,Access,版本作了许多的改进，其通用性和实用性大大增强，集成性和网络功能更加强大。,Access,是一种关系数据库管理系统,(RDBMS),。顾名思义，关系数据库管理系统是数据库管理软件，它的职能是维护数据库、接受和完成用户提出的访问数据的各种请求。利用,Access,可以对已有的数据库进行操作，也可以在此基础上进行数据库的开发和设计。,2.1.2 Access,的版本,自从,1992,年,11,月正式推出,Access 1.0,以来，,Microsoft,公司一直在不断地完善增强,Access,的功能，,1994,年推出的,Access 2.0,有了较大的改动，,75%,以上的内容都是新增或改进的。,1995,年随着,Windows 95,的推出，,Microsoft,公司又将,Access 2.0,升级为,Access 7.0,，,1997,年推出了,Access 97,，,Microsoft,首次对,Access 97,进行了汉化，推出了,Access 97,中文版，随后又推出了中文版的,Access 2000,、,Access 2002,和,Access 2003,。,2.1.3 Access,的特点,Access,为用户提供了友好的用户界面和方便快捷的运行环境。,Access 2003,数据库管理系统不仅具有传统的数据库系统的功能，同时还进一步增强了自身的特性。,（,1,）,Access,是一个中、小型关系数据库管理系统，适合于开发中、小型管理信息系统。,（,2,）,Access,作为,Microsoft Office,组件中的一个数据库管理软件，可能对数据进行处理、查询和管理。它与,Excel,、,Word,、,PowerPoint,等应用程序具有统一的操作界面，并可数据共享。,（,3,）采用,OLE,技术，能够方便创建和编辑多媒体数据库，包括文本、声音、图像和视频。,（,4,）,Access,支持,ODBC,标准的,SQL,数据库的数据。,（,5,）,Access,内置了大量的函数，其中包括数据库函数、算术函数、文本函数、日期时间函数、财务函数等，用户利用它可以解决许多问题而不必编写代码。,（,6,）,Access,提供了许多宏命令。宏命令在用户不介入的情况下能够执行许多常规的操作。用户只要按照一定的顺序组织,Access,提供的宏操作，就能够实现工作的自动化。,（,7,）,Access,内置编程语言,Visual Basic,（,VB,）