Access2010数据库基础教程第1章-数据库基本概述

VisualBasic程序设计——第二章VisualBasic程序设计——第二章——科学出版社Access2010数据库基础教程VisualBasic程序设计——第二章第1章数据库基本概述41.1关系数据库基础关系运算1.21.31.4Access简介关系规范化基础51.1.1数据库的基本知识（1）数据(data)：是对客观事物特征所进行的一种抽象化、符号化的表示。通俗地讲,凡是能被计算机接受，并能被计算机处理的数字、字符、图形、声音、图像等统称为数据。数据所反映的事物属性是它的内容，而符号是它的形式。（2）信息（information）：是客观事物属性的反映。它所反映的是关于某一客观系统中某一事物的某一方面属性或某一时刻的表现形式。通俗地讲，信息是经过加工处理并对人类客观行为产生影响的数据表现形式。也可以说，信息是有一定含义的，经过加工处理的，能够提供决策性依据的数据。1、数据和信息1.1关系数据库基础62、数据处理数据处理实际上就是利用计算机对各种类型的数据进行处理。它包括对数据的采集、整理、存储、分类、排序、检索、维护、加工、统计和传输等一系列操作过程。数据处理的目的是从大量的、原始的数据中获得我们所需要的资料并提取有用的数据成份，作为行为和决策的依据。随着电子计算机软件和硬件技术的发展，数据处理过程发生了划时代的变革，而数据库技术的发展，又使数据处理跨入了一个崭新的阶段。数据的管理技术的发展大致经历了以下三个阶段:(1)人工管理方式(2)文件管理方式(3)数据库系统管理方式(4)分布式数据库系统(5)面向对象数据库系统73、数据库数据库（database，DB）是数据的集合。也就是说，数据库是存储在计算机系统中的存储介质上，按一定的方式组织起来的相关数据的集合。数据库中的数据具有高度的共享性及独立性。4、数据库管理系统数据库管理系统（databasemanagementsystem，DBMS）是操作和管理数据库的软件，是数据库系统的管理控制中心，一般有四大功能：数据定义功能、数据库操作功能、控制和管理功能、建立和维护功能。85、数据库系统数据库系统（databasesystem，DBS）是以数据库应用为基础的计算机系统。它是一个实际可行的，按照数据库方式存储、维护和管理数据的系统。通常由计算机硬件、数据库、数据库管理系统、相关软件、人员（数据库管理分析员、应用程序员、用户）等组成，如图所示。用户用户用户应用系统应用开发工具数据库管理系统操作系统数据库数据库管理员96、数据库应用系统数据库应用系统是一个复杂的系统，它由硬件、操作系统、数据库管理系统、编译系统、用户应用程序和数据库组成。数据库、数据库管理系统和数据库系统是3个不同的概念，数据库管理系统在计算机中的地位如图所示。人员应用开发工具软件数据库管理系统操作系统硬件数据库应用系统101.1.2数据模型及关系数据库模型（model）是现实世界特征的模拟和抽象。在数据库技术中，用数据模型（datamodel）这个工具来抽象、表示和处理现实世界中的数据和信息。数据模型包括数据库数据的结构部分、操作部分和约束条件。从理论上讲，数据模型是指反映客观事物及客观事物间联系的数据组织的结构和形式。客观事物是千变万化的，各种客观事物的数据模型也是千差万别的，但也有其共性。常用的数据模型有层次模型、网络模型和关系模型3种。111、层次模型层次模型（hierarchicalmodel）表示数据间的从属关系结构，是一种以记录某一事物的类型为根结点的有向树结构。层次模型像一棵倒置的树，根结点在上，层次最高；子结点在下，逐层排列。这种用树形结构表示数据之间联系的模型也称为树结构。层次模型的特点是仅有一个无双亲的根结点；根结点以外的子结点，向上仅有一个父结点，向下有若干子结点。12层次模型表示的是从根结点到子结点的一个结点对多个结点，或从子结点到父结点的多个结点对一个结点的数据间的联系，如图所示。北京联合大学应用文理学院信息学院生化学院法律系自动控制系计算机系生物工程系制药工程系汉语系132、网状模型网状模型（networkmodel）是层次模型的扩展，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，如图所示。网状模型是以记录为结点的网络结构，用网状数据结构表示实体与实体之间的联系。网状模型的特点是，可以有一个以上的结点无双亲，至少有一个结点有多于一个的双亲。因此，层次模型是网状模型的特殊形式，网状模型可以表示较复杂的数据结构，即可以表示数据间的纵向关系与横向关系。这种数据模型在概念上、结构上都比较复杂，操作上也有很多不便。143、关系模型关系模型（relationalmodel）是用二维表的形式表示实体和实体间联系的数据模型。在二维表中每一列称为字段，字段是最基本的单位不可再分，每一列数据项是同属性的，各列的顺序是任意的；每一行称为记录，由一个事物的诸多属性项构成，记录的顺序可以是任意的。不允许有相同的字段名，也不允许有相同的记录行。154、关系数据库关系数据库（relationdatabase）是若干个依照关系模型设计的数据表文件的集合。也就是说，关系数据库是由若干完成关系模型设计的二维表组成的。一个二维表为一个数据表，数据表包含数据及数据间的关系。一个关系数据库由若干个数据表组成，数据表又由若干个记录组成，而每一个记录是由若干个以字段属性加以分类的数据项组成的,它包括以下概念。（1）关系名（2）元组（3）属性（4）域（5）关键字（6）关系模式165、关系的特点1）关系必须规范化。规范化是指关系模型中的每一个关系模式都必须满足一定的要求。最基本的要求是每个属性必须是不可分割的数据单元，即表中不能再包含表。2）在同一个关系中不能出现相同的属性名。在Access中不允许一个表中有相同的字段名。3）关系中不允许有完全相同的元组，即冗余。在Access的一个表中不能有两个完全相同的记录。4）在一个关系中元组的次序无关紧要。也就是说，任意交换两行的位置并不影响数据的实际含义。日常生活中常见到的“排名不分先后”正反映这种意义。5）在一个关系中列的次序无关紧要。任意交换两列的位置不影响数据的实际含义。例如，工资单里奖金和基本工资哪一项在前面都不重要，重要的是实际数额。171.2关系运算一个n目关系是多个元组的集合。n是关系模式中属性的个数，称为关系的目数。可把关系看成一个集合。关系代数是一种过程化的抽象的查询语言。它包括一个运算集合，这些运算以一个或两个关系为输入，产生一个新的关系作为结果。关系代数的运算可以分为两类：一类是传统的集合运算，另一类是专门的关系运算。传统的集合运算，如并、差、交、广义笛卡儿积，这类运算将关系看成元组的集合，运算时从行的角度进行。专门的关系运算，如选择、投影、连接、除，这类运算不仅涉及行，而且涉及列。关系代数用到的运算符如下。集合运算符：∪（并）、∩（交）、－（差）、×（广义笛卡儿积）专门的关系运算符：（选择）、П（投影）、（连接）、÷（除）。算术运算符θ＝{＞，≥，＜，≤，＝，≠}。逻辑运算符：逻辑“与”（and）运算符∧、逻辑“或”（or）运算符∨和逻辑“非”（not）运算符。18传统的集合运算都是二目运算。设关系R和关系S具有相同的目（n=3），即有1相同的属性个数3，且相应的属性取自同一个域。进行并、差、交等集合运算的两个关系必须具有相同的关系模式，即结构相同。4种传统的集合运算如图所示。1.2.1传统的集合运算R∪SR－SR∩SR×S191、并（union）运算设关系R和关系S具有相同的目n（即两个关系都有n个属性），且相应的属性取自同一个域，则关系R与关系S的并由属于R或属于S的元组组成，其结果关系仍为n目关系，记作：R∪S＝{t|t∈R∨t∈S}其中，t代表元组。【例1-1】P62、差（difference）运算设关系R和关系S具有相同的目n，且相应的属性取自同一个域，则关系R与关系S的差由属于R而不属于S的所有元组组成。其结果关系仍为n目关系，记作：R-S＝{t|t∈R∧tS}【例1-2】P7203、交（intersection）运算设关系R和关系S具有相同的目n，且相应的属性取自同一个域，则关系R与关系S的交由既属于R又属于S的元组组成。其结果关系仍为n目关系，记作：R∩S＝{t|t∈R∧t∈S}【例1-3】P7214、广义笛卡儿乘积（extendedcartesianproduct）1）什么是笛卡儿积在数学中，两个几何X和Y的笛卡儿积（cartesianproduct）又称直积，表示为X×Y，是其第一个对象是X的成员而第二个对象是Y的一个成员的所有可能的有序对，记作：X×Y＝{(x,y)|x∈X∧y∈Y}2）广义笛卡儿乘积运算数学家将关系定义为一系列域上的笛卡儿积的子集。这一定义与我们对表的定义几乎完全相符。我们把关系看成一个集合，这样就可以将一些直观的表格以及对表格的汇总和查询工作转换成数学的集合以及集合的运算问题。关系R为n目，关系S为m目，则关系R和关系S的广义笛卡儿积为（n＋m）目元组的集合，记作：R×S={}元组的前n个分量是关系R的一个元组，后m个分量是关系S的一个元组。【例1-4】P8rsrstt|tRtS∈∧∈221.2.2专门的关系运算1、选择选择运算是根据某些条件对关系做水平分割，即从关系中找出满足条件的记录。它可以根据用户的要求从关系中筛选出满足一定条件的记录，这种运算可以得到一个新的关系，其中的元组是原关系的一个子集，但不影响原关系的结构。条件可用命题公式（即计算机语言中的条件表达式）F表示。关系R关于公式F的选择运算用σF(R)表示，形式定义如下：σF(R)＝{t|t∈R∧F(t)=true}其中，σ为选择运算符；σF(R)表示从R中挑选满足公式F为真的元组所构成的关系。这是从行的角度进行的运算。例如，σ2＞′3′(R)表示从R中挑选第2个分量值大于3的元组所构成的关系。232、投影投影运算是从关系内选择出若干属性列组成新的关系。它可以根据用户的要求从关系中选出若干个字段组成新的关系，字段的个数或顺序往往不同。关系R的投影运算用πA(R)表示，形式定义如下：πA(R)＝{t[A]|t∈R}其中，A为R的属性列。投影操作是从列的角度进行的运算。投影之后不仅取消了原关系中的某些列，而且取消完全相同的元组。例如，π3,1(R)表示关系R中取第1、3列，组成新的关系，新关系中第1列为R的第3列，新关系的第2列为R的第1列。有了上述两个运算后，对一个关系内的任意行、列的数据都可以方便地找到。243、连接在数学上，可以用笛卡儿积建立两个关系间的连接，但这样得到的关系数据冗余度大，在实际应用中一般两个相互关联的关系需要满足一定的条件，使所得的结果一目了然。这就是连接运算。连接也称为θ联接，它是从两个关系的笛卡儿积中选取属性间满足一定条件的元组组成新的关系。关系R和S的连接运算形式定义如下。＝{t｜t=tr,ts＞∧tr∈R∧ts∈S∧tr[A]θts[B]}其中，A和B分别为关系R和S上度数相同且可比的属性组。连接运算中有两种最为常用的连接，分别是等值连接和自然连接。AΒRS25(1)等值连接（equi-join）等值连接即将连接中的θ换成＝，功能是从关系R和S的笛卡儿积中选取A、B属性值相等的那些元组。它的形式定义如下。＝{t｜t=＜tr,ts＞∧tr∈R∧ts∈S∧tr[A]＝ts[B]}【例1-5】P9(2)自然连接（natural-join）自然连接是一种特殊的等值连接，它要求两个关系中进行比较的分量必须是相同的属性组，并且要在结果中将重复的属性去掉。它的形式定义如下。＝{t︱t=＜tr,ts＞∧tr∈R∧ts∈S∧tr[B]＝ts[B]}【例1-6】P10AΒRS＝RS261.2.3关系的完整性1、实体完整性一个关系通常对应现实世界的一个实体集，如学生关系对应于学生的集合。现实世界中的实体是可区分的，即它们具有