第1章数据库基础知识

运城学院教案公共计算机教学部2012—2013学年第一学期教研室名称程序设计教研室课程名称Access数据库应用技术课程代码17006A课程类型通识教育课授课教师廉侃超职称助教周次第1周课次1教学时数2课题第1讲数据库基础知识教学目的与要求1、理解数据库的基础知识、数据模型和关系数据库的特点；2、掌握关系数据库的基本理论；3、了解access数据库的特点；熟练掌握access数据库的启动和退出；4、掌握access2003的七种对象及它们之间的关系；5、理解数据库设计的一般方法。6、掌握创建数据库的方法。教学重点关系数据库的基本理论；access数据库的主要对象及其关系教学难点关系数据库的基本理论，数据库设计的方法。课程类型理论课（√）实验课（）教学方法设计教学方法讲授法、演示法教学手段多媒体、PPT课件、黑板参考资料《数据库技术及应用（Access）实践教程》，贾伟主编，高等教育出版社，2010年8月第1版。《数据库技术及应用（Access）》，贾伟主编，高等教育出版社，2010年8月第1版。《access数据库应用技术》，潘晓南，王莉主编，中国铁道出版社，2010年11月第2版。《access数据库应用技术实验指导与习题选解》，蒋加伏主编，复旦大学出版社，2010年9月第1版。教学后记教学过程设计主要内容、步骤及时间分配备注《Access数据库应用技术》课程介绍：(10分钟)新课引入(2分钟)本讲内容简介(1分钟)本讲新授课内容(80分钟)一、数据库基础知识二、数据模型三、关系数据库四、Access简介五、数据库设计的一般方法六、创建数据库的方法课堂小结（5分钟）作业（1分钟）下讲概要（1分钟）备注教学过程：《Access数据库技术应用》课程介绍（10分钟）通过演示一个用数据库Access工具开发的应用软件——《学生成绩管理系统》，直观介绍本课程的学习目的及其应用前景。本书结构：全书共包含9章，从逻辑上分为3部分：第一部分是概论，包括第1章，主要讲解数据库基础知识和Access系统概述。第二部分包含第2~8章，讲解Access数据库及其七大对象的操作。第三部分是系统集成与综合示例，由第9章应用系统实例：学生成绩管理系统组成。新课引入（3分钟）数据库技术是20世纪60年代末在文件系统基础上发展起来的数据管理新技术，是计算机科学的重要分支，经过多年的发展，已经形成相当规模的理论体系和应用技术，不仅应用于事务处理，并且进一步应用到情报检索、人工智能、专家系统、地理信息系统、计算机辅助设计等各个领域。新课讲授（80分钟）板书设计：一、数据库技术基础知识1、数据库的基本概念1）数据（Data）我们把描述事物的符号记录称为数据。数据项是数据处理的最小单位。数据处理是把数据转换为信息的过程。2）数据库（DB）数据库是指长期存储在计算机内的、有组织的、可共享的数据集合。第1章数据库基础知识一、数据库基础知识1、基本概念2、数据管理技术发展二、数据模型1、概念：2、常用数据模型：三、关系数据库1、关系术语：2、关系的完整性约束3、关系运算四、Access简介：七种对象五、数据库设计的一般方法1、需求分析：功能2、确定表：E—R图→表3、确定表字段：4、定义主键5、确定表间关系6、创建其它对象7、优化设计六、创建数据库的方法演示一两个经典的Access实用小程序，提高学生学习这门课程的兴趣。备注3）数据库管理系统（DBMS）重点数据库管理系统是科学地组织和存储数据，高效地获取和维护数据的系统软件。它的主要功能有数据定义、数据操纵、数据库的运行管理、数据库的建立和维护四个。4）数据库管理员（DBA）数据库的建立、使用和维护等工作仅靠一个DBMS远远不够，还要有专门的人员来完成，这些人称为数据库管理员。5）数据库系统（DBS）引入数据库之后的计算机系统，一般由数据库、数据库管理系统（及其开发工具）、数据库管理员、软件和硬件构成。在一般不引起混淆的情况下常常把数据库系统简称为数据库。6）数据库应用系统（DBAS）指的是系统开发人员利用数据库系统资源开发出来的,面向某一类实际应用的应用软件系统，例如以数据库为基础的教学管理系统。2、数据库技术的发展1)人工管理阶段这一阶段没有专门管理数据的软件，数据与程序不具有独立性。数据不长期保存，运行结束就退出计算机系统。一个程序中的数据无法被其它程序利用，不能共享数据，数据不具有独立性。2)文件系统阶段数据由专门的软件来管理，该软件就操作系统中的文件系统。程序和数据分开存储；数据和程序相互依赖；数据冗余度大、共享性差；容易造成数据的不一致性。3)数据库系统阶段实现了计算机对数据的统一管理，提高数据的共享性，多个用户能够同时访问数据库；减小数据的冗余度，提高了数据的一致性和完整性；数据的独立性高，减少应用程序开发和维护代价。数据库的发展趋势：分布式数据库、面向对象数据库、多媒体数据库、模糊数据库、演绎数据库、主动数据库、数据仓库二、数据模型（一）、概述数据模型（DataModel）是一种模型，它是现实世界数据特征的抽象。通俗的讲数据模型就是现实世界的模拟。数据模型是用于表示实体类型及实体之间联系的模型，或者说，表示事物与事物间联系的模型称为数据模型。1.分类根据数据模型应用的不同目的，可以将这些模型划分为概念（数据）模型和（逻辑）数据模型两类，它们分属两个不同的层次。概念模型是按用户的观点来对数据和信息建模，主要用于数据库设计。数据模型是按照计算机系统的观点对数据建模，主要用于数据库管理系统的实现。数据模型是数据库系统的核心和基础。主要包括网状模型、层次模型和关系模型等。2.数据模型的组成要素数据模型是严格定义的一组概念的集合。这些概念精确地描述了系统的静态特性、动态备注特性和完整性约束条件。因此数据模型通常由数据结构、数据操作和完整性约束三部分组成。（二）、概念模型概念模型实际上是现实世界到机器世界的一个中间层次，它用于信息世界的建模。1、信息世界中的基本概念实体（Entity）：是指客观存在并且可相互区别的事物。实体可以是具体的人、事、物，也可以是抽象的概念或者联系。例：王伟（0401001，王伟，男，1985，计算机）属性（Attribute）：实体所具有的某一特性称为属性。码（Key）：也称为关键字，唯一标识实体的的属性集称为码。例如学号是学生实体的码。域（Domain）：属性的取值范围称为该属性的域。例如性别的域为（男，女）。实体型（EntityType）：具有相同属性的实体必然有共同的特征和性质。用实体名及其属性名集合来抽象和刻画同类实体，称为实体型。学生（学号，姓名，性别，出生年份，系）就是一个实体型。王伟（0401001，王伟，男，1985，计算机）张文（0302012，张文，男，1986，政法）学生（学号，姓名，性别，出生年份，系）联系（Relationship）：实体内部的联系通常是指组成实体的各属性之间的联系。实体之间的联系通常是指不同实体集之间的联系。两个实体型之间的联系可以分为一对一联系（1:1）、一对多联系（1:n）和多对多联系（m:n）三类。2、概念模型的表示方法概念模型的表示方法很多，其中最为著名最为常用的是实体-联系方法。该方法用E-R图来描述现实世界的概念模型。实体和隶属于它的属性之间可以建立这么一层联接关系。实体集间可以通过联系建立联接关系。E-R模型的图示法E-R模型中实体集（型）用矩形表示，属性用椭圆形表示，联系用菱形表示，无向线段表示实体集（联系）与属性、实体集与联系间的联接关系，无向边旁标上联系的类型。需要注意的是如果一个联系具有属性，则这些属性也要用无向边与该联系连接起来。矩形表示实体类型椭圆表示实体或联系的属性属性与实体之间用实线相连菱形表示实体间的联系类型（三）、数据模型数据模型是对客观事物及其联系的数据描述，它反映了实体内部以及实体与实体之间的联系。目前常用的数据模型有三种：层次模型、网状模型和关系模型，层次模型和网状模型是非关系模型。(1)层次模型：层次模型的基本结构是树形结构。(2)网状模型：网状模型的基本结构是一个不加任何限制条件的无向图。(3)关系模型：使用二维表来表示实体及实体间联系的模型称为“关系模型”。备注三、关系数据库重点、难点（一）、关系模型用二维表来表示实体及实体间联系的模型称为“关系模型”。用关系模型建立的数据库就是关系数据库（RelationalDatabase,RDB）。1、关系术语（1）关系：关系在逻辑结构上就是一张二维表，每一个关系都有一个关系名，即表名。（2）关系模式：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。描述格式为：表名（字段名1，字段名2，…，字段名n）例如：学生（学号，姓名，性别，出生年份）。（3）元组：表中的每一行称为一个元组。（4）属性：表中的每一列称为一个属性，给每一个属性起一个名称即为属性名。分量是指元组中的一个属性值。（5）域（Domain）：属性的取值范围称为该属性的域。例如性别的域为（男，女）。（6）关键字（码）：关键字的值能够唯一地标识一个元组，是属性或属性的集合。（7）外部关键字（外码）：如表A的一个字段不是表A的主关键字或候选关键字，而是另外一个表的主关键字或候选关键字，则这个字段就是表A的外部关键字（外码）。2、关系的特点：关系模型要求的关系必须是规范化的，表示关系的二维表应满足以下一些性质：（1）元组个数的有限性、唯一性，元组次序的无关性，元组分量的不可分性（不允许表中还有表）和元组分量的值域同一性。（2）属性名的唯一性、属性次序的无关性3.关系模型的存储结构在关系数据模型中，实体即实体之间的联系都用表来表示。在数据库的物理组织中，表以文件的形式存储。4、E-R图向关系模型的转换将E-R图转换为关系模型实际上就是要将实体、实体的属性和实体之间的联系转换为关系模式，这些转换一般遵循以下原则：1）、每一个实体转换为一个关系模式一个实体型转换为一个关系模式。以实体名为关系名，实体的属性和码就是关系的属性和码。2）、实体间的每一个多对多联系转换为一个关系模式不同型实体之间的联系转换成一个以联系名为关系名的关系模式，该关系的属性由相关实体所对应的关系模式的主关键字以及联系本身的属性组成。同型实体间的联系转换成一个以联系名为关系名，以实体及其子集的主关键字和联系的属性为属性的关系模式。（二）、关系运算1、传统的集合运算传统的关系运算将关系看成是元组的集合，其运算是从关系的“水平”方向即行的角度来备注进行。传统的集合运算包括并、差、交和笛卡尔积等运算，其中前三者要求参与运算的两个关系具有相同的关系模式即结构相同。（1）并运算（Union）关系R和关系S的并运算记作R∪S，其结果仍为n目关系，是由属于这两个关系的元组组成的集合。进行并运算后元组的个数可能增加，但属性个数不变，R∪S和S∪R结果完全相同。（2）差运算（Difference）关系R和关系S的差运算记作R-S，其结果仍为n目关系，由属于R而不属于S的所有元组组成。进行差运算后元组的个数可能减少，但属性个数不变。R-S和S-R是不相同的。（3）交运算（Intersection）关系R和关系S的交运算记作R∩S，其结果仍为n目关系，由即属于R又属于S的元组组成。进行交运算后元组的个数可能减少，但属性个数不变。R∩S和S∩R结果完全相同。（4）笛卡尔积运算（CartesianProduct）两个分别为n目和m目的关系R和S的笛卡尔积是一个（n+m）列的元组的集合。每一个元组的前n列是关系R的一个元组，后m列是关系S的一个元组。若R有k1个元组，S有k2个元组，则关系R和关系S的笛卡尔积有k1×k2个元组。记作：R×S。2、专门的关系运算专门的关系运算不仅涉及行而且涉及列。专门的关系运算包括选择、投影、连接等。（1）选择运算（Selection）选择运算是在指定的关系R中选取所有满足给定条件的元组，构成一个新的关系，这个新的关系是原关系的一个子集。记作：σF(R)，其中F是个逻辑表达式，表示选择条件。（2）投影