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1、引語(yǔ) 數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)是20世紀(jì)60年代末興起的一種數(shù)據(jù)管理技術(shù)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展及信息時(shí)代的應(yīng)用需求，數(shù)據(jù)管理技術(shù)已經(jīng)融入到人們的日常工作和社會(huì)生活的各個(gè)領(lǐng)域，扮演著十分重要的角色。數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)也已成為計(jì)算機(jī)科學(xué)的重要分支。第一節(jié) 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)1.信息與數(shù)據(jù)信息（Information）與數(shù)據(jù)（Data） 一對(duì)既有聯(lián)系、又有區(qū)別的基本概念。信息總是用數(shù)據(jù)來表示的；信息本身則來源于對(duì)現(xiàn)實(shí)世界客觀事物的抽象。 現(xiàn)實(shí)世界與計(jì)算機(jī)世界的關(guān)系 1.1.1信息、數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)管理現(xiàn)實(shí)世界中的兩種事物1. 具體的人或物，如一間教室、一臺(tái)電腦、一個(gè)學(xué)生等 2. 抽象的概念，如年齡、體重、血型等 客觀事物反

2、映到人們的頭腦里，通過抽象就形成了信息，因此客觀事物是信息的源泉。 事物的個(gè)體被稱為實(shí)體，個(gè)體的特征稱為屬性；擁有相同屬性的實(shí)體稱為同類實(shí)體，它們的集合則構(gòu)成實(shí)體集。在計(jì)算機(jī)中所有的信息均被抽象轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)能接受的數(shù)據(jù)形式，并通過適當(dāng)?shù)能浖?duì)它們進(jìn)行存儲(chǔ)和管理?？陀^事物 概念模型 選擇、分類、命名對(duì)客觀事物進(jìn)行定量記錄的符號(hào)如數(shù)量、年齡、考試成績(jī)等數(shù)值型對(duì)客觀事物進(jìn)行定性記錄的符號(hào)如姓名、地址、畢業(yè)學(xué)校等字符型對(duì)客觀事物進(jìn)行形象特征和過程記錄的符號(hào)如聲音、圖像、視頻等特殊型數(shù)據(jù)表示信息有多種表現(xiàn)形式2. 數(shù)據(jù)處理與數(shù)據(jù)管理計(jì)算機(jī)是“數(shù)據(jù)自動(dòng)處理機(jī)” 處理方式：數(shù)據(jù)的獲取、表示、存儲(chǔ)、加工/計(jì)算

3、、轉(zhuǎn)換及查詢等 處理目的：從大量的、雜亂無(wú)章的、難以理解的原始數(shù)據(jù)中抽取并推導(dǎo)出的對(duì)某些特定的人們來說是有價(jià)值的、有意義的數(shù)據(jù)，以此作為行為和決策的依據(jù)。 數(shù)據(jù)處理的最基本工作就是數(shù)據(jù)管理 （1）組織和保存數(shù)據(jù) 將收集到的數(shù)據(jù)合理分類組織，將其存儲(chǔ)在物理載體上，使其能夠長(zhǎng)期保存（2）進(jìn)行數(shù)據(jù)維護(hù) 根據(jù)需要隨時(shí)添加新數(shù)據(jù)、修改原有數(shù)據(jù)和刪除無(wú)用或過時(shí)的數(shù)據(jù)（3）提供數(shù)據(jù)查詢和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)功能 提供數(shù)據(jù)查詢和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)功能，以便快速地得到需要 的正確數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)庫(kù)體現(xiàn)了當(dāng)代先進(jìn)的數(shù)據(jù)管理方式，主要研究與數(shù)據(jù)管理相關(guān)的技術(shù)。1.1.2數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的產(chǎn)生與發(fā)展 數(shù)據(jù)管理的三個(gè)階段人工管理 文件管理 數(shù)據(jù)庫(kù)管

4、理 人工管理階段20世紀(jì)50年代中期以前 計(jì)算機(jī)主要用于科學(xué)計(jì)算。對(duì)數(shù)據(jù)管理，包括存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)、存取方法、輸入/輸出方式等完全由程序設(shè)計(jì)人員負(fù)責(zé)，這一階段稱為人工管理階段。特點(diǎn)：數(shù)據(jù)不保存；由應(yīng)用程序管理數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)不具有獨(dú)立性也不具有共享性。文件管理系統(tǒng)20世紀(jì)50年代后期到60年代中期 計(jì)算機(jī)不僅用于科學(xué)計(jì)算，而且還大量用于事物管理。這一時(shí)期出現(xiàn)了可以直接存取的磁鼓和磁盤，它們成為聯(lián)機(jī)的主要外部存儲(chǔ)設(shè)備；同時(shí)軟件方面，出現(xiàn)了高級(jí)語(yǔ)言和操作系統(tǒng)。操作系統(tǒng)中有了專門的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，稱為文件管理系統(tǒng)。特點(diǎn)：數(shù)據(jù)可以長(zhǎng)期保存在外部設(shè)備上；數(shù)據(jù)是由文件系統(tǒng)來管理的；數(shù)據(jù)的獨(dú)立性和數(shù)據(jù)的共享性較差，數(shù)據(jù)的冗

5、余度較大。數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)20世紀(jì)60年代后期 隨著計(jì)算機(jī)用于數(shù)據(jù)處理的規(guī)模越來越大而產(chǎn)生了數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)。數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)克服了文件管理系統(tǒng)階段的缺陷，對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃管理、形成一個(gè)數(shù)據(jù)中心，構(gòu)成一個(gè)數(shù)據(jù)“倉(cāng)庫(kù)”，實(shí)現(xiàn)了整體數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化。特點(diǎn)：數(shù)據(jù)整體結(jié)構(gòu)化；具有很高的數(shù)據(jù)獨(dú)立性；數(shù)據(jù)冗余度較低，共享性較強(qiáng)；數(shù)據(jù)由數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)統(tǒng)一管理和控制。1.非關(guān)系數(shù)據(jù)模型（包括層次模型和網(wǎng)狀模型） 現(xiàn)代3.面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型 數(shù)據(jù)模型發(fā)展歷程2.關(guān)系數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)庫(kù)發(fā)展階段的劃分是以數(shù)據(jù)模型的發(fā)展為主要依據(jù)的第三代非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的發(fā)展第二代第一代關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)面對(duì)對(duì)象數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)第一代 非

6、關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)非關(guān)系模型數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng) 層次模型 網(wǎng)狀模型 單線聯(lián)系 多線聯(lián)系 1969年，美國(guó)IBM公司開發(fā)的層次模型數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)IMS(Information Management System)和20世紀(jì)70年代美國(guó)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)語(yǔ)言協(xié)會(huì)CODASYL (Conference On Data System Language)的數(shù)據(jù)庫(kù)任務(wù)組提出的網(wǎng)狀模型數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)規(guī)范報(bào)告，簡(jiǎn)稱為DBTG(Data Base Task Group)報(bào)告。典型代表第二代 關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)Student IDSnameDepartment031201張大林?jǐn)?shù)學(xué)031031202王欣欣英語(yǔ)041030703劉意心計(jì)算機(jī)0

7、32030804李佳如信工031二維表通過公共的關(guān)鍵字段實(shí)現(xiàn)不同二維表（或“關(guān)系”）之間的數(shù)據(jù)聯(lián)系。 1970年，美國(guó)IBM公司San Jose實(shí)驗(yàn)室的研究員科德（E.F.Codd）提出了關(guān)系模型的概念，關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)(Relational Database System，簡(jiǎn)稱RDBS)開始問世。關(guān)系模型是建立在數(shù)學(xué)概念基礎(chǔ)上的，有著堅(jiān)實(shí)的數(shù)學(xué)理論基礎(chǔ)。20世紀(jì)80年代以來，計(jì)算機(jī)廠商推出的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)絕大多數(shù)都支持關(guān)系模型，現(xiàn)在微機(jī)上使用的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)幾乎都是關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)。典型代表常見的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)DB2AccessFoxProMySql第三代面向?qū)ο?關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng) 80年代中期以來，對(duì)新

8、一代數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的研究日趨活躍，出現(xiàn)了包括分布式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)、并行數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)和面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)等新型數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。隨著多媒體應(yīng)用的擴(kuò)大，人們希望新一代數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)除存儲(chǔ)傳統(tǒng)的文本信息外，還能存儲(chǔ)和處理圖形、聲音等多媒體對(duì)象，于是第三代數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)運(yùn)而生。將數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)與面向?qū)ο蠹夹g(shù)相結(jié)合，成為第三代數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的發(fā)展方向。 對(duì)于中、小數(shù)據(jù)庫(kù)用戶而言，由于高級(jí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的專業(yè)性要求太高，通用性受到一定的限制，在推廣使用的范圍上受到約束。而基于關(guān)系模型的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)功能的擴(kuò)展與改善，面向?qū)ο箨P(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)、數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)、Web數(shù)據(jù)庫(kù)、嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)等數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的出現(xiàn)，構(gòu)成了新一代數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)發(fā)展的主流。Tips:1.1.

9、3數(shù)據(jù)庫(kù)、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)1. 數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)庫(kù)（DataBase，簡(jiǎn)稱DB）是長(zhǎng)期存放在計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)設(shè)備上的，有組織、可共享的數(shù)據(jù)集合。 數(shù)據(jù)庫(kù)把與應(yīng)用程序相關(guān)的數(shù)據(jù)及其聯(lián)系集中在一塊并按照一定的結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行存儲(chǔ)，即數(shù)據(jù)庫(kù)具有集成性； 數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)可以被多個(gè)用戶和多個(gè)應(yīng)用程序共享，即數(shù)據(jù)庫(kù)具有共享性； 數(shù)據(jù)庫(kù)的結(jié)構(gòu)獨(dú)立于程序，對(duì)于數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)增加、刪除、修改和檢索等操作是由軟件進(jìn)行的，即數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)與程序具有較高的獨(dú)立性。 減少了數(shù)據(jù)的冗余（重復(fù)） 避免數(shù)據(jù)的不一致 易于使用、便于擴(kuò)展 具有較高的數(shù)據(jù)安全性和完整性 支持多用戶操作 2. 數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng) （DataBase Management

10、System，DBMS） 位于用戶與操作系統(tǒng)之間，具有數(shù)據(jù)定義、操縱、查詢和控制的系統(tǒng)軟件，是數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的核心組成部分。功能（1）數(shù)據(jù)定義包括定義構(gòu)成數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)的模式、存儲(chǔ)模式和外模式，定義外模式與模式之間的映射，定義模式與存儲(chǔ)模式之間的映射，定義有關(guān)的約束條件。 （2）數(shù)據(jù)操縱包括對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)的檢索、插入、修改和刪除等基本操作。 （3）數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)行管理包括對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行并發(fā)控制、安全性檢查、完整性約束條件、數(shù)據(jù)庫(kù)的維護(hù)等，以保證數(shù)據(jù)的安全性、完整性、一致性以及多用戶對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的并發(fā)使用。（4）數(shù)據(jù)組織、存儲(chǔ)和管理對(duì)數(shù)據(jù)字典、用戶數(shù)據(jù)、存取路徑等數(shù)據(jù)進(jìn)行分門別類地組織、存儲(chǔ)和管理，確定以何種文件結(jié)構(gòu)

11、和存取方式物理地組織這些數(shù)據(jù)，以便提高存儲(chǔ)空間利用率以及縮短操作時(shí)間。 （5）數(shù)據(jù)庫(kù)的建立和維護(hù)包括數(shù)據(jù)庫(kù)初始數(shù)據(jù)的輸入與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換等。 維護(hù)數(shù)據(jù)庫(kù)包括數(shù)據(jù)庫(kù)的轉(zhuǎn)儲(chǔ)與恢復(fù)、數(shù)據(jù)庫(kù)的重組織與重構(gòu)造、性能的監(jiān)視與分析等。 （6）數(shù)據(jù)通信接口提供數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)與其他軟件進(jìn)行通信的功能。例如提供與其他DBMS或文件系統(tǒng)的接口，從而能夠?qū)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為另一個(gè)DBMS或文件系統(tǒng)能夠接受的格式。在現(xiàn)實(shí)世界中，經(jīng)常用模型來模擬和抽象事物的主要特征。模型能夠清楚地表示某一事物?？陀^世界中的事物反映在人們的頭腦中稱為概念世界。在概念世界中將客觀事物及其性質(zhì)常抽象為實(shí)體及屬性。由于概念世界中的信息在計(jì)算機(jī)中只能以數(shù)據(jù)形式

12、存儲(chǔ)，因此人們必須事先把具體事物轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)能夠處理的數(shù)據(jù)。在數(shù)據(jù)庫(kù)中用數(shù)據(jù)模型來模擬、抽象、逼近和表示現(xiàn)實(shí)世界中的數(shù)據(jù)和信息。第二節(jié) 數(shù)據(jù)模型容易被人理解能夠比較真實(shí)地模擬現(xiàn)實(shí)世界便于在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)要求數(shù)據(jù)模型（Data Model） 現(xiàn)實(shí)世界數(shù)據(jù)特征的抽象1數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)用于描述系統(tǒng)的靜態(tài)特性，研究的對(duì)象包括兩類，一類是與數(shù)據(jù)類型、內(nèi)容和性質(zhì)有關(guān)的對(duì)象；另一類是與數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系有關(guān)的對(duì)象。2數(shù)據(jù)操作是指對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中各種對(duì)象（型）的實(shí)例（值）允許進(jìn)行的所有操作，即操作的集合。數(shù)據(jù)庫(kù)主要有檢索和更新兩類操作。3完整性規(guī)則是給定的數(shù)據(jù)模型中數(shù)據(jù)及其聯(lián)系所具有的制約和依存規(guī)則，以保證數(shù)據(jù)的正確性、有效

13、性和相容性。 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)操作數(shù)據(jù)約束條件數(shù)據(jù)模型的三要素Hierarchical Model層次模型Network Model網(wǎng)狀模型Relational Model關(guān)系模型Object Oriented Model面向?qū)ο竽Ｐ统Ｒ姅?shù)據(jù)模型：數(shù)據(jù)模型是數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的核心和基礎(chǔ)，各種機(jī)器上實(shí)現(xiàn)的DBMS軟件都是給予某種數(shù)據(jù)模型的。1.2.1實(shí)體模型（Entity Model）在信息世界中，客觀存在并可以相互區(qū)分的客觀事物或抽象事件稱作實(shí)體（Entity）Concept實(shí)體（Entity）實(shí)體集（Entity Set）屬性（Attribute）碼（Key）實(shí)體型（Entity Type）域（Dom

14、ain）實(shí)體模型客觀存在并且可以相互區(qū)分的客觀事物或抽象事件。實(shí)體有若干特性，每個(gè)特性稱作實(shí)體的一個(gè)屬性。能唯一標(biāo)識(shí)實(shí)體的一個(gè)屬性或?qū)傩约Q作碼或關(guān)鍵字。屬性取值范圍稱為該屬性的域。具有相同屬性的實(shí)體必然具有共同的特征和性質(zhì)。實(shí)體集是若干個(gè)同類實(shí)體的集合。1.有關(guān)實(shí)體模型的幾個(gè)概念2. 實(shí)體之間的聯(lián)系 實(shí)體之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系稱為關(guān)聯(lián)，它反映現(xiàn)實(shí)世界事物之間的相互聯(lián)系。在信息世界中，聯(lián)系是指實(shí)體與實(shí)體之間、實(shí)體集內(nèi)的實(shí)體與實(shí)體之間以及組成實(shí)體的各屬性間的關(guān)系。一對(duì)一（1:1）設(shè)A、B為兩個(gè)實(shí)體集，若A中的每個(gè)實(shí)體至多和B中的一個(gè)實(shí)體有聯(lián)系，反過來，B中的每個(gè)實(shí)體至多和A中的一個(gè)實(shí)體有聯(lián)系，則稱B對(duì)A

15、是一對(duì)一（1:1）聯(lián)系。一對(duì)多（1:n）如果實(shí)體集A中的每個(gè)實(shí)體可以和實(shí)體集B中幾個(gè)實(shí)體有聯(lián)系，而B中的每個(gè)實(shí)體都和A中的一個(gè)實(shí)體有聯(lián)系，那么A對(duì)B屬于一對(duì)多（1:n）聯(lián)系。多對(duì)多（m:n)如果實(shí)體集A中的每個(gè)實(shí)體可以與實(shí)體集B中的多個(gè)實(shí)體有聯(lián)系，反過來，B中的每個(gè)實(shí)體也可以與A中的多個(gè)實(shí)體有聯(lián)系，則稱A對(duì)B或B對(duì)A是多對(duì)多（m:n）聯(lián)系。3. E-R模型P.P.S.Chen于1976年提出的“實(shí)體-聯(lián)系模型（Entity-Relationship Approach）”，簡(jiǎn)稱E-R模型。E-R模型中，常用E-R圖來描述。在E-R圖中，圖形要素是矩形框、橢圓和菱形框。010203 能真實(shí)自然地描

16、述現(xiàn)實(shí)世界 圖形元素簡(jiǎn)單直觀，易為用戶和設(shè)計(jì)者理解和交流 容易向其他數(shù)據(jù)模型轉(zhuǎn)換E-R圖的優(yōu)點(diǎn)（1）對(duì)現(xiàn)實(shí)世界進(jìn)行分析，抽象以后，找出實(shí)體集及其屬性；（2）找出實(shí)體集之間的聯(lián)系；（3）找出實(shí)體集聯(lián)系的屬性；（4）繪制E-R圖。一般是先繪制局部的E-R圖，然后再繪制全局的E-R圖。畫E-R圖的基本步驟：在信息世界中，實(shí)體的屬性也叫字段（Filed），也稱作數(shù)據(jù)項(xiàng)；字段名往往和屬性名相同。例如教師的字段有教師號(hào)、教師姓名、所屬學(xué)院、身份證號(hào)、性別、學(xué)歷、職稱、專業(yè)、工齡等。字段的有序集合稱作記錄（Record）?，F(xiàn)實(shí)世界中的實(shí)體及其聯(lián)系，在計(jì)算機(jī)世界中用數(shù)據(jù)模型來表示。1.2.2層次模型（Hier

17、archical Model）現(xiàn)實(shí)世界中，許多實(shí)體之間的聯(lián)系呈現(xiàn)出一種自然的隸屬或?qū)哟侮P(guān)系，例如行政機(jī)構(gòu)、家族等。因此，可用樹型結(jié)構(gòu)表示各類實(shí)體及實(shí)體間的聯(lián)系。在層次模型中每個(gè)結(jié)點(diǎn)表示一個(gè)實(shí)體型，結(jié)點(diǎn)之間的連線表示實(shí)體型間的聯(lián)系，這種聯(lián)系是“父子”結(jié)點(diǎn)之間的“一對(duì)多”的聯(lián)系。 高校教學(xué)層次模型（1）層次模型只有一個(gè)無(wú)父結(jié)點(diǎn)，這個(gè)結(jié)點(diǎn)稱為根結(jié)點(diǎn)。（2）根節(jié)點(diǎn)以外的其他結(jié)點(diǎn)僅有一個(gè)父結(jié)點(diǎn)。特征1.2.3網(wǎng)狀模型 (Network Model)在現(xiàn)實(shí)世界中，事物之間的關(guān)系大多數(shù)是非層次關(guān)系，如果用層次模型描述這種關(guān)系就有一定的困難，因此，引入了網(wǎng)狀模型。網(wǎng)狀模型是層次模型的擴(kuò)展，它表示多個(gè)從屬關(guān)系的

18、層次結(jié)構(gòu)，呈現(xiàn)一種交叉關(guān)系的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，網(wǎng)狀模型是有向“圖”結(jié)構(gòu)，如圖1.3所示。在網(wǎng)狀模型中，每一個(gè)結(jié)點(diǎn)表示一個(gè)實(shí)體型，結(jié)點(diǎn)之間的連線表示實(shí)體型間的聯(lián)系，從一個(gè)結(jié)點(diǎn)到另一個(gè)結(jié)點(diǎn)用有向線段表示，箭頭指向“一對(duì)多”的聯(lián)系的“多”方。 學(xué)校管理的網(wǎng)狀模型（1）網(wǎng)狀模型允許一個(gè)以上的結(jié)點(diǎn)無(wú)父結(jié)點(diǎn)。（2）允許結(jié)點(diǎn)有多于一個(gè)的父結(jié)點(diǎn)。特征1.2.4關(guān)系模型 (Relational Model)雖然網(wǎng)狀模型比層次模型更有普遍性，但是由于其結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，不便于應(yīng)用程序的實(shí)現(xiàn)。因此，新的數(shù)據(jù)模型關(guān)系模型便應(yīng)運(yùn)而生，關(guān)系模型是最重要的一種數(shù)據(jù)模型。關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)采用關(guān)系模型作為數(shù)據(jù)的組織形式?，F(xiàn)在主流數(shù)據(jù)庫(kù)大都是

19、基于關(guān)系模型的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。關(guān)系模型是由美國(guó)IBM公司的研究員E.F.Codd于1970年首次提出的。為了表彰E.F.Codd為關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)做出的杰出貢獻(xiàn)，1981年的圖靈獎(jiǎng)授予了這位“關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)之父”。 學(xué)生編號(hào)姓名性別出生年月學(xué)生班級(jí)200420101401劉琳琳女1983-9-13計(jì)算02-3200420101402王明偉男1983-11-11英語(yǔ)02-4200420101403李浩然男1982-7-28金融02-5200420101404陳莉湘女1983-5-17經(jīng)濟(jì)02-5學(xué)生關(guān)系表1.關(guān)系模型的常用術(shù)語(yǔ)（1）關(guān)系（Relation）一個(gè)關(guān)系對(duì)應(yīng)一張二維表，每個(gè)關(guān)系都有一個(gè)名稱即關(guān)系

20、名，表示為R(D1，D2，Dn)，其中R為關(guān)系名，D1，D2，Dn為屬性名。在Access數(shù)據(jù)庫(kù)中，一個(gè)關(guān)系存儲(chǔ)為一個(gè)表，具有一個(gè)表名。對(duì)關(guān)系的描述稱為關(guān)系模式，一個(gè)關(guān)系模式對(duì)應(yīng)一個(gè)關(guān)系的結(jié)構(gòu)。其格式為：關(guān)系名（屬性名1，屬性名2，屬性名n）在Access中，表示為表結(jié)構(gòu)：表名（字段名1，字段名2，字段名n）（2）元組（Tuple）在一個(gè)二維表（一個(gè)具體關(guān)系）中，一行稱為一個(gè)元組，對(duì)應(yīng)表中的一個(gè)具體記錄。（3）屬性（Attribute）二維表中的一列稱為一個(gè)屬性，每一個(gè)屬性有一個(gè)名稱即屬性名，與前面講的實(shí)體屬性相同。在Access中表示為字段名。例如表1.1中有五列，則有五個(gè)屬性名（學(xué)生編號(hào)，

21、姓名，性別，出生年月，學(xué)生班級(jí)）。（4）域（Domain）屬性的取值范圍，稱為域。即不同元組對(duì)同一個(gè)屬性的取值所限定的范圍。表1.1中性別值域是男，女。（5）主碼或主關(guān)鍵字（Primary Key）表中能夠唯一地標(biāo)識(shí)一個(gè)元組的屬性或元組屬性的組合稱為主碼或主關(guān)鍵字。它可以唯一地確定關(guān)系中的一個(gè)元組。在Access中能夠唯一標(biāo)識(shí)一條記錄的字段或字段組合，也稱為主鍵。表1.1中由于學(xué)生編號(hào)具有唯一性，故可以作為標(biāo)識(shí)一條記錄的關(guān)鍵字。由于可能有重名的學(xué)生，所以，姓名字段不能作為主關(guān)鍵字，但姓名字段和出生年月字段的組合一般可以唯一標(biāo)識(shí)一個(gè)記錄，因此可以作為主關(guān)鍵字。（6）外部關(guān)鍵字（Foreign K

22、ey）如果表中的一個(gè)字段不是本表的主關(guān)鍵字，而是另外一個(gè)表的主關(guān)鍵字，這個(gè)字段（屬性）就稱為外部關(guān)鍵字。在Access中稱為外鍵。（1）每一列中各數(shù)據(jù)項(xiàng)具有相同屬性，即同一列的數(shù)據(jù)必須是同一數(shù)據(jù)類型。（2）每一行代表一個(gè)實(shí)體，任何兩行的值不能完全相同。（3）每一行中由一個(gè)實(shí)體的多種屬性構(gòu)成。（4）行與行、列與列的次序可以任意交換，且不改變關(guān)系的實(shí)際意義。（5）關(guān)系中每一個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)不可再分，也就是說不允許表中還有表。 2.關(guān)系模型的5條性質(zhì)E.F.Codd的規(guī)定如下課程表，其屬性為課程編號(hào)、課程名稱、學(xué)時(shí)，這時(shí)就不能正確反映實(shí)際情況；因?yàn)閷W(xué)時(shí)還可以再分為理論學(xué)時(shí)和實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)才能反映實(shí)際情況。因此課程

23、關(guān)系的屬性應(yīng)該為課程編號(hào)、課程名、理論學(xué)時(shí)和實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)。課程編號(hào)課程名稱學(xué)時(shí)理論學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)20359B2數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)503602313B2Access數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)及應(yīng)用342602320B2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)5020課程表1.2.5面向?qū)ο竽Ｐ?(Object Oriented Model)由于現(xiàn)實(shí)世界存在著大量的、復(fù)雜的、不規(guī)范的數(shù)據(jù)，需要對(duì)其進(jìn)行復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理，而傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)模型不能適應(yīng)新一代數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用的需求，因此需要更高級(jí)的數(shù)據(jù)模型來表達(dá)，面向?qū)ο竽Ｐ捅阍杏?。面向?qū)ο蟮母拍钭畛醭霈F(xiàn)在程序設(shè)計(jì)中，因?yàn)楦阌诿枋鰪?fù)雜的客觀現(xiàn)實(shí)，所以迅速滲透到計(jì)算機(jī)的其他領(lǐng)域。面向?qū)ο竽Ｐ褪敲嫦驅(qū)ο蟾拍钆c數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)相結(jié)合

24、的產(chǎn)物。面向?qū)ο竽Ｐ妥罨镜母拍钍菍?duì)象（Object）和類（Class）。在面向?qū)ο竽Ｐ椭?，?duì)象是指某一客觀的事物，對(duì)象的描述具有整體性和完整性，對(duì)象不僅包含描述它的數(shù)據(jù)，而且還包含對(duì)它進(jìn)行操作的方法，對(duì)象的外部特征與行為是緊密聯(lián)系在一起的。其中，對(duì)象的狀態(tài)由一組屬性值組成，是該對(duì)象屬性的集合；對(duì)象的行為由一組方法組成，是在對(duì)象狀態(tài)上操作的方法的集合。共享同一屬性集和方法集的所有對(duì)象構(gòu)成了類。1.2.5面向?qū)ο竽Ｐ?(Object Oriented Model)1.2.5面向?qū)ο竽Ｐ?(Object Oriented Model)面向?qū)ο竽Ｐ褪怯谩懊嫦驅(qū)ο蟆钡挠^點(diǎn)來描述現(xiàn)實(shí)世界客觀存在的邏輯組

25、織、對(duì)象間聯(lián)系和約束的模型。它能完整地描述現(xiàn)實(shí)世界的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，具有豐富的表達(dá)能力。由于該模型相對(duì)比較復(fù)雜，涉及的知識(shí)比較廣，因此尚未達(dá)到關(guān)系模型的普及程度。 1970年，IBM公司研究員E.F.Codd在美國(guó)ACM通信上發(fā)表了題為“大型共享數(shù)據(jù)庫(kù)的關(guān)系模型”論文，率先提出了以二維表的形式（Codd稱之為“關(guān)系”）來組織數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)，提出了關(guān)系數(shù)據(jù)模型的思想，奠定了關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。“關(guān)系”原本是一個(gè)數(shù)學(xué)概念，其理論基礎(chǔ)是集合代數(shù)。關(guān)系方法就是采用數(shù)學(xué)方法來處理數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)。關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)是目前效率最高的一種數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。Access就是基于關(guān)系模型的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。背景第三節(jié) 關(guān)系數(shù)據(jù)模型1

26、.3.1 關(guān)系數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)關(guān)系操作集合關(guān)系數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)關(guān)系完整性約束關(guān)系模型1.3.2 關(guān)系運(yùn)算關(guān)系運(yùn)算采用集合運(yùn)算方式，即運(yùn)算的對(duì)象和結(jié)果都是集合。這種運(yùn)算方式也稱為一次一集合（Set-at-a-time）的方式。相應(yīng)地，非關(guān)系數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)操作方式則為一次一記錄（Record-at-a-time）的方式。查詢運(yùn)算是關(guān)系運(yùn)算中的最主要部分，包括選擇（Select）、投影（Project）、連接（Join）、除（Divide）、并（Union）、交（Intersection）、差（Difference）等。關(guān)系運(yùn)算查詢更新選 擇投 影并差笛卡兒積基本運(yùn)算其他運(yùn)算可以通過基本運(yùn)算來定義和導(dǎo)出1.選擇 選

27、擇是對(duì)一個(gè)關(guān)系表中的記錄進(jìn)行的選擇，該運(yùn)算可以把符合某個(gè)條件的記錄集選擇出來，重新構(gòu)建一個(gè)原表的子表。用于在關(guān)系表的水平方向（行）選擇符合給定條件的元組。2.投影 投影是對(duì)一個(gè)關(guān)系表中的字段進(jìn)行的選擇，該運(yùn)算可以消去表的某些字段，并按要求重新安排次序。用于在關(guān)系表的垂直方向（列）找出含有給定屬性列（或?qū)傩越M）的子集。3.連接 連接運(yùn)算是將兩個(gè)關(guān)系表，按照兩個(gè)關(guān)系表中相同字段間的一定條件選擇記錄子集。連接運(yùn)算屬二元運(yùn)算，參加運(yùn)算的有兩個(gè)關(guān)系表，結(jié)果生成一個(gè)新的關(guān)系。關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中最常用的3種關(guān)系運(yùn)算關(guān)系運(yùn)算可用代數(shù)方式或邏輯方式表示。關(guān)系代數(shù)是用關(guān)系的運(yùn)算方式來表達(dá)查詢的要求；關(guān)系演算是用謂詞的方

28、式來表達(dá)查詢要求。關(guān)系數(shù)據(jù)語(yǔ)言有關(guān)系代數(shù)語(yǔ)言（例如ISBL）、關(guān)系演算語(yǔ)言（例如元組關(guān)系語(yǔ)言ALPHA和QUEL）以及具有關(guān)系代數(shù)和關(guān)系演算雙重特點(diǎn)的語(yǔ)言（例如SQL）。更新運(yùn)算包括增加（Insert）、刪除（Delete）和修改（Update）等。1.關(guān)系完整性：為保證數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)的正確性和相容性而對(duì)關(guān)系模型提出的某種約束條件或規(guī)則。例如學(xué)校的數(shù)據(jù)庫(kù)中規(guī)定性別只能為男或女，成績(jī)只能為0100或者“優(yōu)”、“良”、“中”、“及格”或“不及格”等。2.關(guān)系模型的操作必須滿足關(guān)系的完整性約束條件。1.3.3關(guān)系完整性約束3.關(guān)系的完整性約束條件包括用戶定義的完整性、實(shí)體完整性和參照完整性三種。（1）

29、用戶定義完整性（User-defined Integrity）用戶定義完整性則是根據(jù)應(yīng)用環(huán)境的要求和實(shí)際的需要，對(duì)某一具體應(yīng)用所牽涉的數(shù)據(jù)提出約束性條件。具體的說就是所涉及的數(shù)據(jù)必須滿足一定的語(yǔ)義要求。例如某個(gè)屬性必須取唯一值、某個(gè)屬性不能取空值（Null）、某個(gè)屬性的取值范圍在0100之間等。用戶定義完整性主要包括字段有效性約束和記錄有效性約束。用戶定義完整性是針對(duì)某一具體關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的約束。關(guān)系模型應(yīng)提供定義和檢測(cè)這類完整性的機(jī)制。注：其中Null為“空值”，即表示未知的值，是不確定的。（2）實(shí)體完整性(Entity Integrity)實(shí)體完整性是對(duì)關(guān)系中元組的唯一性約束，也就是對(duì)主關(guān)鍵字

30、的約束，即關(guān)系（表）的主關(guān)鍵字不能是空值（Null）且不能有重復(fù)值。設(shè)置實(shí)體完整性約束后，當(dāng)主關(guān)鍵字值為Null（空）時(shí)，關(guān)系中的元組無(wú)法確定。例如在Student表關(guān)系中，“StudentID”是主碼，由它來唯一識(shí)別每位學(xué)生，如果它的值取空值，將不能區(qū)分具體的學(xué)生，這在實(shí)際的數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)中是無(wú)意義的；當(dāng)不同元組的主關(guān)鍵字值相同時(shí)，關(guān)系中就自然會(huì)有重復(fù)元組出現(xiàn)，這就違背了關(guān)系模型中元組的唯一性原則，因此這種情況是不允許的。注：在關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)中，一個(gè)關(guān)系只能有一個(gè)主關(guān)鍵字，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)進(jìn)行實(shí)體完整性檢查。（3）參照完整性(Referential Integrity)參照完整性是對(duì)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)

31、中建立關(guān)聯(lián)的關(guān)系之間數(shù)據(jù)參照引用的約束，也就是對(duì)外部關(guān)鍵字的約束。具體來說，參照完整性是指關(guān)系中的外部關(guān)鍵字必須是另一個(gè)關(guān)系的主關(guān)鍵字的值，或者是Null。例如，已知關(guān)系“Student表”（見表1.3），與關(guān)系“StudentCourse表”（見表1.4），在關(guān)系“Student表”中“StudentID”為主關(guān)鍵字； 在關(guān)系“StudentCourse”中“StudentID”為外部關(guān)鍵字。則在關(guān)系“StudentCourse表”中“StudentID”屬性的取值只能是關(guān)系“Student表”中某個(gè)“StudentID”的值，或者取Null值。StudentIDSnameDepartmen

32、t031201張大林?jǐn)?shù)學(xué)031031202王欣欣英語(yǔ)041030703劉意心計(jì)算機(jī)032030804李佳如信工031StudentIDCourseIDExamGrade031201038Z090031201022Z088030804040B076Null019B165表1.3 Student表 表1.4 StudentCourse表關(guān)系完整性約束是關(guān)系設(shè)計(jì)的一個(gè)重要內(nèi)容，關(guān)系的完整性要求關(guān)系中的數(shù)據(jù)及具有關(guān)聯(lián)關(guān)系的數(shù)據(jù)間必須遵循的一定的制約和依存關(guān)系，以保證數(shù)據(jù)的正確性、有效性和相容性。其中實(shí)體完整性約束和參照完整性約束是關(guān)系模型必須滿足的完整性約束條件。關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)為用戶提供了完備的實(shí)

33、體完整性自動(dòng)檢查功能，也為用戶提供了設(shè)置參照完整性約束、用戶定義完整性約束的環(huán)境和手段，通過系統(tǒng)自身以及用戶定義的約束機(jī)制，就能夠充分地保證關(guān)系的準(zhǔn)確性、完整性和相容性。1.3.4關(guān)系的規(guī)范化在數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)中，一個(gè)非常重要的問題是怎樣把現(xiàn)實(shí)世界表示成合適的數(shù)據(jù)庫(kù)模式。關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的規(guī)范化理論就是進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的有力工具。關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中的關(guān)系（表）要滿足一定要求，滿足不同程度要求的為不同范式。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。規(guī)范化設(shè)計(jì)的過程就是按不同的范式，將一個(gè)二維表不斷地分解成多個(gè)二維表并建立表間的關(guān)聯(lián)，最終達(dá)到一個(gè)表只描述一個(gè)實(shí)體

34、或者實(shí)體間的一種聯(lián)系的目的。其目標(biāo)是減少數(shù)據(jù)冗余，提供有效的數(shù)據(jù)檢索方法，避免不合理的插入、刪除、修改等操作，保持?jǐn)?shù)據(jù)一致，增強(qiáng)數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性、伸縮性和適應(yīng)性。（1）第一范式在關(guān)系模型的5條性質(zhì)中提到，關(guān)系中每一個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)是不可再分的，滿足這個(gè)條件的關(guān)系模式就屬于第一范式。關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中的所有關(guān)系都必須滿足第一范式。例如將表1.5“課程表”規(guī)范為滿足第一范式的表。顯然表1.5 “課程表”不滿足第一范式。處理方法是將表頭改為只有一行標(biāo)題的數(shù)據(jù)表，見表1.6。課程編號(hào)課程名稱學(xué)時(shí)理論學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)20359B2數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)503602313B2Access數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)及應(yīng)用342602320B2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)502

35、0課程編號(hào)課程名稱理論學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)20359B2數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)503602313B2Access數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)及應(yīng)用342602320B2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)5020表1.5 課程表表1.6 滿足第一范式的課程表（2）第二范式在滿足第一范式的關(guān)系中，如果所有非主屬性都完全依賴于主碼，則稱這個(gè)關(guān)系滿足第二范式。即對(duì)于滿足第二范式的關(guān)系，如果給定一個(gè)主碼，則可以在這個(gè)數(shù)據(jù)表中唯一確定一條記錄。一個(gè)關(guān)系模式如果不滿足第二范式，就會(huì)產(chǎn)生插入異常、刪除異常、修改復(fù)雜等問題。例如表1.7的“學(xué)生課程綜合數(shù)據(jù)表”，在表中沒有哪一個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)能夠唯一標(biāo)識(shí)一條記錄，則不滿足第二范式。學(xué)號(hào)學(xué)生姓名學(xué)生專業(yè)課程編號(hào)課程名稱學(xué)分課程負(fù)責(zé)人性

36、別031201張大林應(yīng)用數(shù)學(xué)20359B2數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)3.5鄭佳敏男031202王欣欣英語(yǔ)02313B2Access數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)及應(yīng)用3李麗芳女030703劉意心計(jì)算機(jī)02320B2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)4王大力男030804李佳如信息工程20359B2數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)3.5鄭佳敏女031201張大林應(yīng)用數(shù)學(xué)02313B2Access數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)及應(yīng)用3李麗芳女031202王欣欣英語(yǔ)02320B2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)4王大力男表1.7 學(xué)生課程綜合數(shù)據(jù)表 冗余度大。一個(gè)學(xué)生如果選了n門課程，則他的有關(guān)信息就要重復(fù)n遍，這就造成數(shù)據(jù)的極大冗余。 插入異常。在這個(gè)數(shù)據(jù)表中，如果要插入一門課程的信息，但此課程沒有學(xué)生選修，則很難將其插入

37、表中。 刪除異常。表中李佳如只選修了一門課程“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”，如果她不選了，這條記錄就要被刪除即整個(gè)元組都隨之刪除，使得她的所有信息都被刪除了，從而造成刪除異常。該數(shù)據(jù)表存在如下缺點(diǎn)：學(xué)號(hào)課程編號(hào)學(xué)分03120120359B23.503120202313B2303070302320B2403080420359B23.503120102313B2303120202320B24學(xué)號(hào)學(xué)生姓名學(xué)生專業(yè)031201張大林應(yīng)用數(shù)學(xué)031202王欣欣英語(yǔ)030703劉意心計(jì)算機(jī)030804李佳如信息工程課程編號(hào)課程名稱學(xué)分 課程負(fù)責(zé)人性別20359B2數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)3.5鄭佳敏男02313B2Access數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)及

38、應(yīng)用3李麗芳女02320B2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)4王大力男表1.8 學(xué)生選課表 表1.9 學(xué)生專業(yè)表表1.10 課程表處理表1.7使之滿足第二范式的方法是將其分解成三個(gè)數(shù)據(jù)表，見表1.8、表1.9、表1.10。這三個(gè)表均滿足第二范式。其中“學(xué)生選課表”的主碼為“學(xué)號(hào)”和“課程編號(hào)”的組合，“學(xué)生專業(yè)表”的主碼為“學(xué)號(hào)”，“課程表”的主碼為“課程編號(hào)”。（3）第三范式對(duì)于滿足第二范式的關(guān)系，如果每一個(gè)非主屬性都不傳遞依賴于主碼，則稱這個(gè)關(guān)系滿足第三范式。傳遞依賴就是某些數(shù)據(jù)項(xiàng)間接依賴于主碼。在表1.10課程表中，性別屬于課程負(fù)責(zé)人，主碼“課程編號(hào)”不直接決定非主屬性“性別”，“性別”是通過課程負(fù)責(zé)人傳遞依

39、賴于“課程編號(hào)”的，所以此關(guān)系不滿足第三范式。在某些情況下，不滿足第三范式的關(guān)系會(huì)存在插入、刪除異常和數(shù)據(jù)冗余等現(xiàn)象。為了將此關(guān)系轉(zhuǎn)化為滿足第三范式的數(shù)據(jù)表，可以將其分成表1.11 “課程表”和表1.12 “課程負(fù)責(zé)人表”。經(jīng)過規(guī)范化處理，滿足第一范式的“學(xué)生課程綜合數(shù)據(jù)表”被分解為滿足第三范式的四個(gè)數(shù)據(jù)表（學(xué)生選課表、學(xué)生專業(yè)表、課程表、課程負(fù)責(zé)人表）。課程編號(hào)課程名稱學(xué)分20359B2數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)3.502313B2Access數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)及應(yīng)用302320B2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)4課程負(fù)責(zé)人性別鄭佳敏男李麗芳女王大力男表1.11 課程表 表1.12 課程負(fù)責(zé)人表在對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行規(guī)范設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該保證所有數(shù)據(jù)

40、表都能滿足第二范式，盡量滿足第三范式。除上述的三種范式外，還有BCNF（Boyce Codd Normal Form）、第四范式、第五范式。對(duì)于一個(gè)低一級(jí)范式的關(guān)系，可以通過模式分解，規(guī)范化為若干個(gè)更高一級(jí)范式的關(guān)系集合。本章小結(jié)信息是經(jīng)過處理的有用數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)處理的目的是得到信息，數(shù)據(jù)處理的核心問題是數(shù)據(jù)管理。數(shù)據(jù)管理技術(shù)經(jīng)歷了人工管理、文件管理和數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)三個(gè)階段。數(shù)據(jù)模型是數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的核心，數(shù)據(jù)模型包括：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)操作和數(shù)據(jù)約束條件三個(gè)方面。常用的數(shù)據(jù)模型有：層次模型、網(wǎng)狀模型、關(guān)系模型和面向?qū)ο竽Ｐ?。關(guān)系模型是最重要的一種數(shù)據(jù)模型。關(guān)系模型數(shù)據(jù)庫(kù)中最常用的三種關(guān)系運(yùn)算是選擇、投影和連

41、接。關(guān)系模型完整性約束條件包括用戶定義完整性、實(shí)體完整性和參照完整性三種。第二章 Access系統(tǒng)概述第一節(jié) Access關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)第二節(jié) Access的數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)象第三節(jié) Access的啟動(dòng)與退出第四節(jié) Access的工作環(huán)境第五節(jié) 本章小結(jié) Access 是Windows 環(huán)境下的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)管理軟件。它提供了大量的工具和向?qū)?，即使沒有任何編程經(jīng)驗(yàn)，也可以通過可視化的操作來完成大部分的數(shù)據(jù)庫(kù)管理和開發(fā)工作。而對(duì)于數(shù)據(jù)庫(kù)的開發(fā)人員，Access提供了VBA(Visual Basic for Application)編程語(yǔ)言，可用于開發(fā)高性能、高質(zhì)量的桌面數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。第一節(jié) Access關(guān)系數(shù)據(jù)

42、庫(kù)從Access1.0 的誕生到目前Access 2003 都得到了廣泛的應(yīng)用。Access經(jīng)歷了多次的升級(jí)，其功能越來越強(qiáng)大，操作也越來越簡(jiǎn)單。Access 2003是Microsoft公司推出的面向辦公自動(dòng)化、功能強(qiáng)大的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，是Microsoft Office 系列應(yīng)用軟件的一個(gè)重要組成部分，是目前最普及的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)管理軟件之一。2.1.1 Access關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)Access操作簡(jiǎn)單，易學(xué)易用。Access 2003對(duì)以前的Access版本作了許多的改進(jìn)，其通用性和實(shí)用性大大增強(qiáng)，集成性和網(wǎng)絡(luò)功能更加強(qiáng)大。Access是一種關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)(RDBMS)。顧名思義，關(guān)系數(shù)據(jù)

43、庫(kù)管理系統(tǒng)是數(shù)據(jù)庫(kù)管理軟件，它的職能是維護(hù)數(shù)據(jù)庫(kù)、接受和完成用戶提出的訪問數(shù)據(jù)的各種請(qǐng)求。利用Access可以對(duì)已有的數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行操作，也可以在此基礎(chǔ)上進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)的開發(fā)和設(shè)計(jì)。2.1.2 Access的版本自從1992年11月正式推出Access 1.0以來，Microsoft公司一直在不斷地完善增強(qiáng)Access的功能，1994年推出的Access 2.0有了較大的改動(dòng)，75%以上的內(nèi)容都是新增或改進(jìn)的。1995年隨著Windows 95的推出，Microsoft公司又將Access 2.0升級(jí)為Access 7.0，1997年推出了Access 97，Microsoft首次對(duì)Access 97

44、進(jìn)行了漢化，推出了Access 97 中文版，隨后又推出了中文版的Access 2000、 Access 2002和Access 2003。2.1.3 Access的特點(diǎn)Access為用戶提供了友好的用戶界面和方便快捷的運(yùn)行環(huán)境。Access 2003數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)不僅具有傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的功能，同時(shí)還進(jìn)一步增強(qiáng)了自身的特性。（1）Access是一個(gè)中、小型關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，適合于開發(fā)中、小型管理信息系統(tǒng)。（2）Access作為Microsoft Office組件中的一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)管理軟件，可能對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、查詢和管理。它與Excel、Word、PowerPoint等應(yīng)用程序具有統(tǒng)一的操作界面

45、，并可數(shù)據(jù)共享。 （3）采用OLE技術(shù)，能夠方便創(chuàng)建和編輯多媒體數(shù)據(jù)庫(kù)，包括文本、聲音、圖像和視頻。（4）Access支持ODBC標(biāo)準(zhǔn)的SQL數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)。（5）Access內(nèi)置了大量的函數(shù)，其中包括數(shù)據(jù)庫(kù)函數(shù)、算術(shù)函數(shù)、文本函數(shù)、日期時(shí)間函數(shù)、財(cái)務(wù)函數(shù)等，用戶利用它可以解決許多問題而不必編寫代碼。（6）Access提供了許多宏命令。宏命令在用戶不介入的情況下能夠執(zhí)行許多常規(guī)的操作。用戶只要按照一定的順序組織Access提供的宏操作，就能夠?qū)崿F(xiàn)工作的自動(dòng)化 。（7）Access內(nèi)置編程語(yǔ)言Visual Basic（VB），提供使用方便的開發(fā)環(huán)境VBA（Visual Basic for Appl

46、ication）窗口，允許用戶通過編程的方式完成較復(fù)雜的任務(wù)，VBA大加強(qiáng)了Access的應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)能力。第二節(jié) Access的數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)象 Access關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)是數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)象的集合。數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)象包括：表(Table)、查詢(Query)、窗體(Form)、報(bào)表(Report)、頁(yè)(Page)、宏(Macro)和模塊(Module)。圖2.1 Access數(shù)據(jù)庫(kù)窗口 在任何時(shí)刻，Access只能打開并運(yùn)行一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)。但是，在每一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)中，可以擁有眾多的表、查詢、窗體、報(bào)表、頁(yè)、宏和模塊。這些數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)象都存儲(chǔ)在同一個(gè)以.mdb為擴(kuò)展名的數(shù)據(jù)庫(kù)文件中。一個(gè)Access 2003數(shù)據(jù)庫(kù)就是一個(gè)擴(kuò)展名

47、為.mdb的文件。 下面我們對(duì) Access數(shù)據(jù)庫(kù)中的7個(gè)對(duì)象做簡(jiǎn)單的介紹：1表(Table)在Access關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中，表是有結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)的集合，是數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)“倉(cāng)庫(kù)”。表用于存儲(chǔ)基本數(shù)據(jù)。表示存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的基本單元，每個(gè)表都擁有自己的表名和結(jié)構(gòu)。表由不同的列、行組合而成，即由行和列組成的二維表格。在表中，一行數(shù)據(jù)稱為一條記錄，每一列代表某種特定的數(shù)據(jù)類型，稱為一個(gè)字段。 在Access關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中，有關(guān)表的操作都是通過表對(duì)象來實(shí)現(xiàn)的。表對(duì)象可以管理表的結(jié)構(gòu)（包括字段名稱、數(shù)據(jù)類型、字段屬性等）以及表中存儲(chǔ)的記錄。 用于顯示和編輯表結(jié)構(gòu)的窗口稱為設(shè)計(jì)視圖。用于顯示、編輯和輸入記錄的窗口稱為

48、數(shù)據(jù)表視圖 。如圖2.2和2.3所示。圖2.2 Student數(shù)據(jù)表的設(shè)計(jì)視圖圖2.3 Student數(shù)據(jù)表視圖2查詢(Query)查詢就是按照一定的查詢條件或準(zhǔn)則，對(duì)數(shù)據(jù)表和已建立的查詢數(shù)據(jù)進(jìn)行查找。查詢提供了另外一種瀏覽數(shù)據(jù)表的方式。通過查詢用戶可以依據(jù)準(zhǔn)則或查詢條件抽取表中的記錄與字段。查詢到的數(shù)據(jù)記錄集合稱為查詢的結(jié)果集，它與表一樣，都是數(shù)據(jù)庫(kù)的對(duì)象，但它不是基本表。在Access中，查詢主要包括選擇查詢、參數(shù)查詢、交叉表查詢、操作查詢和SQL查詢等。其中操作查詢又包括刪除查詢、追加查詢、更新表查詢和生成表查詢。在查詢中，重要的是設(shè)置查詢條件，以便獲取所需要的數(shù)據(jù)。圖2.4 利用Stu

49、dent數(shù)據(jù)表建立的查詢3窗體（Form）窗體是Access數(shù)據(jù)庫(kù)的用戶界面，是用戶與Access數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用程序交互的主要接口，是應(yīng)用最為廣泛的數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)象。在Access中，有關(guān)數(shù)據(jù)輸入、編輯、顯示和查詢等都是通過窗體對(duì)象來實(shí)現(xiàn)的。窗體對(duì)象允許用戶采用可視化的直觀操作設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)輸入、輸出界面以及應(yīng)用系統(tǒng)控制界面的結(jié)構(gòu)和布局。通過窗體，使得用戶對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的操作更加簡(jiǎn)單。窗體還提供了一個(gè)良好的數(shù)據(jù)庫(kù)編程環(huán)境，用戶可以通過宏命令或VBA 代碼對(duì)窗體、報(bào)表、Web頁(yè)等應(yīng)用接口的各種對(duì)象編程處理，以使其完成更加復(fù)雜的任務(wù)。圖2.5 “教學(xué)管理”數(shù)據(jù)庫(kù)中Teacher數(shù)據(jù)表窗體4報(bào)表(Report)在Acce

50、ss關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中，報(bào)表對(duì)象允許用戶不用編程僅通過可視化的直觀操作就可以設(shè)計(jì)報(bào)表打印格式。與窗體不同，報(bào)表不能用來輸入數(shù)據(jù)。報(bào)表對(duì)象不僅能夠提供方便快捷、功能強(qiáng)大的報(bào)表打印格式，而且能夠?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行分組統(tǒng)計(jì)和計(jì)算。圖2.6 “教學(xué)管理”數(shù)據(jù)庫(kù)中Student報(bào)表5頁(yè)(Page) 頁(yè)也稱數(shù)據(jù)訪問頁(yè)，是自Access2000之后新增的對(duì)象，指的就是網(wǎng)頁(yè)（Web Page）。通過頁(yè)可以將數(shù)據(jù)庫(kù)中的記錄發(fā)布到Internet或Intranet，并使用瀏覽器進(jìn)行記錄的維護(hù)和操作。頁(yè)是用于在Internet或Intranet上瀏覽的Web頁(yè)。頁(yè)可以用來輸入、編輯、瀏覽Access數(shù)據(jù)庫(kù)中的記錄。圖2.7 “教

51、學(xué)管理”數(shù)據(jù)庫(kù)中Student數(shù)據(jù)訪問頁(yè)6宏(Macro) 宏是一個(gè)或多個(gè)操作的集合。其中的每一個(gè)操作執(zhí)行特定的單一數(shù)據(jù)庫(kù)操作功能，如打開窗體、生成報(bào)表等。在日常工作中，用戶經(jīng)常需要重復(fù)大量的操作，利用宏就可以簡(jiǎn)化這些操作，使大量的重復(fù)性操作能自動(dòng)完成。 Access提供了許多宏操作，這些宏操作可以完成日常的數(shù)據(jù)庫(kù)管理工作。圖2.8 “教學(xué)管理”數(shù)據(jù)庫(kù)的宏對(duì)象窗口7模塊(Module)模塊是一個(gè)用VBA（Visual Basic for Application）語(yǔ)言編寫的程序段，是由聲明、語(yǔ)句和過程組成的集合。模塊中的每一個(gè)過程可以是一個(gè)函數(shù)過程，也可以是一個(gè)子過程。通過將模塊與窗體、報(bào)表等A

52、ccess對(duì)象相聯(lián)系，可以建立完整的數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用程序。模塊的主要作用是建立VBA程序以實(shí)現(xiàn)宏等難以完成的較為復(fù)雜或高級(jí)的功能。使用VBA語(yǔ)言的目的主要有兩個(gè)：一是創(chuàng)建在窗體、報(bào)表和查詢中使用的自定義函數(shù)；二是提供在所有類模塊中都可以使用的公共子過程。通過在數(shù)據(jù)庫(kù)中添加的VBA代碼，可以創(chuàng)建出自定義菜單、工具欄和具有其他功能的數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)。作為Microsoft Office 套件的成員Access 2003的使用界面與Word、Excel等的風(fēng)格相同。在Access 中編輯數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)象就像在Word中編輯文檔、Excel中編輯表一樣方便。其強(qiáng)大的功能和詳盡的幫助，使讀者可以在較短的時(shí)間里，做出一

53、個(gè)具有Windows風(fēng)格的數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)。第三節(jié) Access的啟動(dòng)與退出2.3.1 啟動(dòng)Access啟動(dòng)Access的方法與啟動(dòng)其他Office軟件完全一樣，常用以下三種方式。（1）從“開始”菜單啟動(dòng)。在Windows任務(wù)欄中，依次單擊“開始”|“程序”|“Microsoft Office”|“Microsoft Office Access 2003”。（2）使用快捷方式啟動(dòng)。雙擊桌面上的Access 2003快捷方式圖標(biāo)，即可啟動(dòng)Access。（3）打開文件方式。雙擊一個(gè)已建立好的Access文件，系統(tǒng)會(huì)先啟動(dòng)Access程序，再在此程序窗口中打開指定的文件。2.3.2 關(guān)閉Access若

54、要退出Access，可以采用以下四種方法：（1）從“文件”菜單中選擇“退出”命令。（2）單擊Access應(yīng)用程序窗口右上角的“關(guān)閉”按鈕。（3）雙擊Access應(yīng)用程序窗口左上角的應(yīng)用程序控制菜單圖標(biāo)。（4）按Alt+F4組合鍵。第四節(jié) Access的工作環(huán)境Access 2003的工作窗口主要由標(biāo)題欄、菜單欄、工具欄、數(shù)據(jù)庫(kù)窗口、狀態(tài)欄和任務(wù)窗格組成。如圖2.9所示。圖2.9 Access工作窗口2.4.1 菜單欄 Access的菜單欄中共有7個(gè)默認(rèn)菜單，如圖2.10所示。單擊菜單欄中的菜單名，將打開對(duì)應(yīng)的下拉菜單。選擇下拉菜單中的命令，將執(zhí)行該命令指定的操作。 Access的菜單欄為用戶使

55、用Access命令提供了便捷的途徑。 Access的菜單欄完全遵循Windows對(duì)菜單的有關(guān)規(guī)范。圖2.10 Access 2003菜單欄2.4.2 工具欄 Access工具欄上的每一個(gè)命令按鈕對(duì)應(yīng)于一條菜單項(xiàng)命令。用戶通過單擊工具欄上的命令按鈕快速執(zhí)行常用的操作。如圖2.11所示。Access的工具欄是根據(jù)當(dāng)前的工作環(huán)境動(dòng)態(tài)顯示或隱藏的。通常工具欄位于菜單欄下方，不過用戶也可通過鼠標(biāo)拖放將工具欄拖到任意位置。圖2.11 Access 2003數(shù)據(jù)庫(kù)工具欄用戶也可以自定義工具欄來設(shè)置自己的工作環(huán)境。方法如下：（1）單擊“視圖”|“工具欄”|“自定義”命令，打開“自定義”對(duì)話框；（2）在“自定義

56、”對(duì)話框中，單擊“新建”按鈕，在彈出的“新建工具欄”對(duì)話框中輸入工具欄名稱，例如輸入“我的個(gè)性化工具欄”，按“確定”按鈕返回“自定義”對(duì)話框，這時(shí)新建立的工具欄會(huì)出現(xiàn)在工具列表框中。如圖2-12所示。圖2.12 Access“自定義”對(duì)話框（3）單擊“命令”選項(xiàng)卡，為自定義工具欄添加所需要的命令按鈕。如圖2.13所示。圖2.13 為定制的工具欄添加命令按鈕注意：必須打開數(shù)據(jù)庫(kù)文件才能建立自定義工具欄，而且該數(shù)據(jù)庫(kù)文件不能是只讀的。(4) 單擊“關(guān)閉”按鈕，完成自定義工具欄的操作。圖2.14 自定義的“我的個(gè)性化工具欄”2.4.3 狀態(tài)欄狀態(tài)欄位于Access工作環(huán)境的最下方，用于顯示當(dāng)前的工作

57、狀態(tài)。2.4.4 數(shù)據(jù)庫(kù)窗口數(shù)據(jù)庫(kù)窗口是一種很獨(dú)特的窗口，這是由于在Access關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中，任意時(shí)刻只能打開一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)窗口。打開一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)窗口就意味著打開了一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)，創(chuàng)建一個(gè)新的數(shù)據(jù)庫(kù)窗口也就意味創(chuàng)建了一個(gè)新的數(shù)據(jù)庫(kù)。同樣，關(guān)閉一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)窗口意味著關(guān)閉了一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)。數(shù)據(jù)庫(kù)窗口除具有一般Windows窗口所具有的最小化按鈕、最大化按鈕、關(guān)閉按鈕、標(biāo)題欄（顯示數(shù)據(jù)庫(kù)文件名稱）和窗口控制菜單框以外，還設(shè)置了七個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)象選項(xiàng)卡、對(duì)象列表區(qū)和命令按鈕。如圖所示。圖 Access數(shù)據(jù)庫(kù)窗口2.4.5 任務(wù)窗格任務(wù)窗格是Office應(yīng)用程序中提供常用命令的窗口。Access提供了多個(gè)任務(wù)窗格，“開始工

58、作”是默認(rèn)的任務(wù)窗格。使用任務(wù)窗格可以使操作更加簡(jiǎn)單方便。本章主要介紹了Access數(shù)據(jù)庫(kù)的發(fā)展及其特點(diǎn)，簡(jiǎn)單介紹了Access數(shù)據(jù)庫(kù)的七大對(duì)象包括：表、查詢、窗體、報(bào)表、頁(yè)、宏和模塊。Access的啟動(dòng)與退出方法。Access 2003工作窗口的組成及功能。本章小結(jié)第三章 數(shù)據(jù)庫(kù)的創(chuàng)建與應(yīng)用第一節(jié) 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)概述第二節(jié) 創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫(kù)第三節(jié) 使用數(shù)據(jù)庫(kù)第四節(jié) 數(shù)據(jù)庫(kù)的壓縮與修復(fù)第五節(jié) 本章小結(jié)在Access中，數(shù)據(jù)庫(kù)和表是兩個(gè)不同的概念。表是處理數(shù)據(jù)、建立關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)和應(yīng)用程序的基本單元。它用于存儲(chǔ)包含各種信息的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)庫(kù)中包括表、查詢等對(duì)象。數(shù)據(jù)庫(kù)通過對(duì)這些對(duì)象的操作，進(jìn)行復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理，實(shí)現(xiàn)

59、數(shù)據(jù)庫(kù)的多重功能。一般地，在創(chuàng)建與使用數(shù)據(jù)庫(kù)之前，首先需要設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)。數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)包括分析數(shù)據(jù)需求、確定需要的表、確定表中的字段和確定各表之間的關(guān)系。數(shù)據(jù)庫(kù)的操作包括創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫(kù)、打開與關(guān)閉數(shù)據(jù)庫(kù)、對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的七個(gè)對(duì)象的操作以及數(shù)據(jù)庫(kù)的壓縮與修復(fù)等。第一節(jié) 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)概述數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)(Database Design)是指對(duì)于一個(gè)給定的應(yīng)用環(huán)境，構(gòu)造最優(yōu)的數(shù)據(jù)庫(kù)模式，建立數(shù)據(jù)庫(kù)及其應(yīng)用系統(tǒng)，使之能夠有效地存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，滿足各種用戶的應(yīng)用需求。數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)過程的關(guān)鍵，在于明確數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)方式與關(guān)聯(lián)方式。在各種類型的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)中，為使用戶提供的信息更有效和更加準(zhǔn)確，通常將不同主題的數(shù)據(jù)存放在不同的表中。4需求分

60、析1235確定需要的表 確定表的字段 確定表間關(guān)系檢驗(yàn)與測(cè)試設(shè)計(jì)步驟：1需求分析要設(shè)計(jì)一個(gè)結(jié)構(gòu)合理的數(shù)據(jù)庫(kù)，首先要了解用戶需要從數(shù)據(jù)庫(kù)中得到哪些信息以及用戶是如何使用這些數(shù)據(jù)的。例如，我們要建立教學(xué)管理數(shù)據(jù)庫(kù)，其目的是要用來管理學(xué)生、教師、課程、成績(jī)等相關(guān)信息。2確定需要的表 要建立一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)，需要收集許多資料和信息。將這些信息按主題進(jìn)行分類，分解為各個(gè)基本實(shí)體，每個(gè)實(shí)體可以設(shè)計(jì)為數(shù)據(jù)庫(kù)中的一個(gè)表。例如，教學(xué)管理數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)該至少包括學(xué)生基本情況表、教師基本情況表、課程表、成績(jī)表等。3確定表的字段 根據(jù)用戶需要從表中了解哪些信息，確定數(shù)據(jù)表的結(jié)構(gòu)，也就是每個(gè)數(shù)據(jù)表需要包括哪些字段。一般情況下，表中