第1章數據庫概述數據、數據處理、數據庫、數據庫管理系統等術語的含義；數據處理與數據庫技術的發展概況；實體、屬性及數據模型等數據庫理論的基本概念；關系數據庫的基本概念、基本關系運算與關系完整性；Access的基本特點、界面與基本操作；Access數據庫的組成與創建Access數據庫的基本方法。本講學習目標理解數據、數據庫及數據庫管理系統的含義；了解數據模型的作用、主要類型及其與數據庫的關系；理解關系，并能夠在二維表格的基礎上具體描述關系的結構；掌握關系數據庫的概念及關系運算；理解數據庫管理系統的組成及主要功能；熟練掌握利用向導創建數據庫的基本方法。

一、數據庫基礎知識

基本概念數據管理的發展歷史1、基本概念數據與數據處理數據是指存儲在某種媒體上能夠識別的物理符號。數據的概念包括兩個方面：描述事物特性的數據內容；存儲在某一種媒體上的數據形式。數據處理是指將數據轉換或加工成特定的有意義的信息的過程。數據庫(DB)數據庫是存儲在計算機存儲設備上，結構化的相關數據集合。既包數據本身，又包括相關事物之間的聯系。面向多種應用，可被多個用戶多個應用程序共享。例如：電話薄。數據庫管理系統(DBMS)數據庫管理系統是為數據庫的建立、使用和維護而配置的軟件系統，位于用戶與操作系統之間的數據管理軟件(數據庫系統的核心)數據庫系統(DBS)數據庫系統是指運行了數據庫管理系統的計算機系統，能夠對大量的動態數據進行有組織的存儲與管理，提供各種應用支持。2、數據管理的發展歷史程序數據

內存數據管理隨著計算機硬軟件技術的發展，多年來經歷了以下幾個階段：第一階段(50年代中期以前)：人工管理階段特點：大量的數據和程序聯系在一起的，數據的存儲、輸入輸出及管理都是由專門程序設計人員編程實現的。數據與程序不具有獨立性，一組數據對應一組程序(數據冗余)

第二階段(50年代后期至60年代中期)：文件系統階段文件系統階段特點：數據與程序存在各自的文件中缺點:數據共享性差數據冗余度高數據獨立性差數據控制困難

第三階段(60年代后期至今)：數據庫系統階段特點：數據與程序獨立，由數據庫管理系統管理數據。主要目的：有效的管理和存取大量的數據資源程序A程序B程序C邏輯文件A邏輯文件B邏輯文件CDBMS數據庫缺點:

數據獨立性好數據完整性與一致性好安全可靠提供SQL語言

第四階段(目前)：分布式數據庫系統階段(與網絡技術緊密結合)

第五階段(目前)：對象—關系數據庫系統數據庫技術與面向對象程序設計技術結合產生了面向對象數據庫系統。

二、數據模型概念模型實現模型1、概念模型

概念模型是現實世界中事物與事物之間關系的抽象，換言之，它表示數據的邏輯特性，在概念上表示數據庫中將存儲一些什么信息，而不管這些信息在數據庫中是怎么實現存儲的。最常見的概念模型是實體－聯系（E-R）模型。實體——客觀存在并可相互區別的物體。可以是實際的事物，也可以是抽象的事件，例如，學生、課程、讀者等是屬于實際的事物；學生選課、借閱圖書是比較抽象的事物等。實體的屬性——描述實體的特性。例如，學生實體用學號，姓名，性別，入學日期，政治面貌等多個屬性描述。例1.1

試分析大學生實體的屬性解：屬性應該能夠準確地反映實體的特征。在考慮大學生實體的屬性時，既要考慮其自然屬性，如性別與出生日期等；另一方面，也要考慮其社會屬性，如姓名與政治面貌等；同時還要考慮其作為大學生的特有屬性，如專業與年級等；另外從管理角度考試，在一個大學內，一般會給每個學生一個編號，即學號，以唯一確定其身份。根據數據庫理論，屬性由兩部分組成，一個是屬性的名稱，另一個是屬性的具體值，如表1-1所示，其中的第一行為屬性名稱，分別為“學號”、“姓名”等，以下各行是具體的實體所對應的屬性值。實際上，這里的實體就是一個二維表格。實體型、實體值和實體集——屬性的集合表示一種實體的類型，稱為實體型。同類型的實體的集合稱為實體集。實體值是實體集的具體實例。例1.2

用標準的數據庫方式描述大學生實體。解：根據例1.1對大學生實體屬性的分析，大學生實體的型可以描述為：學生（學號，姓名，性別，政治面貌，出生年月，專業，入學日期）。全體學生組成一個實體集。（0901001，張愛國，男，黨員，1992．6，網絡工程，2009．9）是實體集中的一個具體的學生或者是一個實體值；而（0902001，李光明，男，群眾，1990．3，通信工程，2008．9）是另一個具體的學生教師，即另一個實體值。實體間的聯系實體間的聯系可分為三種類型一對一聯系、在數據庫應用中，實體集以數據表的形式呈現。聯系：實體之間的對應關系稱為聯系，它反映客觀事物之間的相互關聯。一對多聯系、多對多聯系。一對一的聯系簡記為1:1。其含義是如果實體A中的任一實體最多與實體B中的一個實體相對應（相聯系），反之，若實體B中的任一實體也最多與實體A中的一個實體相對應，則稱A與B是一對一聯系。例如，一個學生只能有一張借閱證，一張借閱證也只能屬于一個學生。學生與圖書借閱證之間組成了一對一聯系。一對多的聯系簡記為1:N。其含義是如果實體集A中的一個實體與實體集B中的多個實體相對應（相聯系），反之，實體集B中的一個實體最多與實體A中的一個實體相對應，則稱實體集A與實體集B的聯系是一對多聯系。例如，根據現行高校管理體制，一個學生只能屬于一個班級，但一個班級中可以包含多個學生。學生與班級這兩個實體之間組成了一對多的關系。多對多聯系簡記為M:N，其含義是，如果實體集A中的一個實體與實體集B中的多個實體相對應（相聯系），而實體集B中的一個實體也與實體集A中h的多個實體相對應（相聯系），則稱實體集A與實體集B的聯系為多對多聯系。例如，在學生選課時，一個學生可以選修多門課程，一門課程也可以由多個學生選修。因此，在學生與課程這兩個實體之間存在著多對多的聯系。2、實現模型

為了反映現實世界中的客觀事物本身及客觀事物之間的聯系，數據庫系統中的數據也必須有一定的結構，這種結構就是實現模型，不加區分的稱為數據模型。數據模型主要有層次、網絡和關系三種：層次數據模型網狀數據模型關系數據模型（1）層次模型在層次模型中，實體及實體間的聯系表示為樹狀結構。樹的基本特點是：有且僅有一個結點無雙親（向上無聯系），稱之為“根”；除根節點外，其他節點有且僅有一個雙親；各實體型由上而下是一對多聯系。

層次模型結構（2）網狀模型

在網狀模型中，節點的聯系不受層次限制，任意兩個節點間都可以發生聯系。基本特點是：有一個以上結點無雙親；一個結點可以有多于一個的雙親；實體間的聯系為1:N或M:N。

網狀模型結構（3）層次模型在關系模型中，數據的邏輯結構是一張二維表，它由行和列組成。一個關系對應一張表，表中一列表示實體的一項屬性，稱為一個字段。表中一行包含了一個實體的全部屬性值，稱為一個記錄。這種用二維表的形式表示實體和實體間的聯系的數據模型稱為關系數據模型，簡稱為關系模型。

圖1-2層次結構模型

三、關系數據庫

關系數據庫是目前數據庫管理系統的主流，最近20多年來，幾乎所有的數據庫管理系統都支持關系數據模型。曾經廣泛應用的FoxPro系列數據庫、本書討論的Access等都是桌面型關系數據庫管理系統。Oracle、Sybase、DB2及SQLServer等則屬于大型的關系數據庫管理系統。基本概念關系的運算關系的完整性例1.3分析如圖1-4所示的學生基本信息表的結構及應該滿足的條件。分析：圖1-4所示的二維表是一個典型的關系。一般來說，關系模型中的二維表應該滿足以下條件：每一列中的分量是類型相同的數據；列的順序可以是任意的；行的順序可以是任意的；表中的分量是不可再分割的最小數據項，即表中不允許有子表；表中的任意兩行不能完全相同。1、基本概念關系：一個關系就是一張二維表，每個關系有一個關系名。學生（學號，姓名，性別，聯系電話）.元組：一個二維表中，水平方向的一行稱為一個元組,元組對應表中的一個具體記錄.屬性：二維表中垂直方向的列。Access中表示為字段名.域：屬性的取值范圍.關鍵字：其值能唯一地標識一個元組的屬性或屬性的組合.外部關鍵字：如果表中一個字段不是本表的主關鍵字，而是另外一個表的關鍵字和候選關鍵字，這個字段就稱為外部關鍵字.例1-4

指出學生基本信息表中的屬性與記錄。在學生基本信息表中，一行記錄表示一位學生。就把表示一個學生的一行稱為一個元組。例如，教師學生基本信息表中記錄了每個學生的學號（xh）、姓名（xm）、性別（xb）等信息，學號、姓名等分別代表一列，每一列表示學生的一個屬性。性別這一列表示其性別特點，也就是表示其性別屬性。例1-5

分析性別（xb）及出生日期（csrq）兩個屬性的特點，指出其取值范圍及特點。只能是“男”或者“女”兩者其一；出生年月只能是日期型數據。在這里，域就是指性別的取值范圍以及出生年月的數據類型。2、關系的運算

對關系數據庫進行查詢時，若要找到用戶關心的數據，就需要對關系進行一定的關系運算。關系運算有兩種類型，一種是傳統的集合運算，如并、差、交等，它不僅涉及關系的水平方向（即二維表的行），而且涉及關系的垂直方向（即二維表的列）；另一種是專門的關系運算（選擇、投影、連接等），關系運算的操作對象是關系，運算的結果仍為關系。專門的關系運算選擇運算投影運算聯接運算

選擇運算從一個關系(表)中按照一定的條件選出若干記錄(行)生成一個新的關系(表)。例如：從表中選出成績在60分以下的人員得到不及格人員成績表。25女張00477女李00366男王001成績性別性命學號25女張004成績性別性命學號例1-6在學生基本信息簡表中，若要找出所有女學生的元組，就可以使用選擇運算來實現，條件是xb="女"。

投影運算從一個關系(表)中選出若干列生成一個新的關系(表)。例如：從表中抽出“學號”，“姓名”，“成績”三列得到成績表。學號性命性別成績001王男66003李女77004張女25學號性命成績001王66003李77004張25例1-7

在學生基本信息簡表中，如果要顯示所有學生的學號（xh）、姓名（xm）和性別（xb）等三個屬性，那么可以使用投影運算來實現。

聯接運算是關系的橫向結合，將兩個關系模式拼接成一個更寬的關系模式，生成的新關系中包含滿足聯接條件的元組

班級學生一班張三一班李四二班王五二班劉六

班級班主任一班李老師二班王老師學生班級班主任張三一班李老師李四一班李老師王五二班王老師劉六二班王老師表1表2表3合并條件：表1.班級=表2.班級

等值聯接和自然聯接在聯接運算中，按照字段值對應相等為條件進行的聯接操作稱為等值聯接。自然聯接是去掉重復屬性的等值聯接。自然聯接是最常用的聯接運算。傳統的集合運算并：兩個相同結構關系R和S的并是由屬于這兩個關系的元組組成的集合，記做RUS。差：兩個結構相同的關系R和S的差是由屬于R但不屬于S的元組組成，記做R-S。交：兩個結構相同的關系R和S的交是由既屬于R又屬于S的元組組成的，記做RΠS。3、關系的完整性

域完整性約束屬性值應該是域中的值以及一個屬性能否為空（NULL），都是域完整性約束的主要內容。域完整性約束是最簡單、最基本的約束，現在主流的關系數據庫管理系統都具有域完整性約束檢查功能。實體完整性

指主鍵上的值在關系中必須非空且必須唯一。

參照完整性

指一個關系中外碼的碼值必須是相對應數據庫中其他關系的主碼值之一，或為空。用戶定義的完整性

用戶根據應用環境的不同，針對某一具體關系數據庫的約束條件。例1-8

在處理學生成績時，“成績”的取值必須在0～100之間，我們可以通過用戶定義的完整性約束來保證。四、Access簡介Access的基本特性Access介紹Access發展與版本Access的特點1、Access介紹Access是一種關系型桌面數據庫管理系統，是MicrosoftOffice套件產品之一。1996年被評為全美最流行的黃金軟件。

PC機的數據庫管理系統經歷了DBASE、FOXPRO、VISUALFOXPRO、Access。Access與其它數據庫系統之間的顯著區別就是：用戶不用編寫代碼，就可以在很短的時間里開發出一個功能強大而且相當專業的數據庫應用程序。具有界面友好、易學好用、開發簡單、接口靈活等特點。Access的發展與版本1992年Microsoft公司發行了第一個能給個人使用Windows數據庫關系系統Access1.0版本；1995年起，Access成為辦公軟件Office95的一部分；多年來，Access經歷的版本有95、97、2000、2003等。ACCESS經歷了多次升級改版，其功能也越來越強大，操作越來越簡單，使初學者很容易掌握。Access的主要特點完善的關系數據庫管理；完善的幫助與向導；所見即所得的窗體與報表；多表格查詢和關系；具有DDE及OLE能力；兼容各種數據類型；提供面向對象的集成開發環境；集成了INTERNET/intranet。

2、Access數據庫組成對象組表查詢窗體報表數據訪問頁宏模塊Access數據庫由數據庫對象和組兩部分組成，其中對象又分7種Access數據庫表

表是數據庫中用來存儲數據的對象，是整個數據庫系統的基礎。

Access允許一個數據庫中包含多個表，用戶可以在不同的表中存儲不同類型的數據。通過在表之間建立關系，可以將不同表中的數據聯系起來，以便供用戶使用。查詢

查詢是用來操作數據庫中的記錄對象，利用它可以按照一定的條件或準則從一個或多個表中篩選出需要操作的字段，并可以將它們集中起來，形成所謂的動態數據集，將用戶希望同時看到的來自一個或多個表中的字段顯示在一個虛擬的數據表窗口中。窗體

窗體是Access數據庫對象中最具靈活性的一個對象，其數據源可以是表或查詢。在窗體中可以顯示數據表中的數據，可以將數據庫中的表鏈接到窗體中，利用窗體作為輸入記錄的界面。窗體是數據庫與用戶進行交互操作的最好界面。報表

如果要打印輸出數據，使用報表是很有效的方法。利用報表可以將數據庫中需要的數據撮出來進行分析、整理和計算，并將數據以格式化的方式發送到打印機。數據訪問頁

數據訪問頁是一種特殊類型的Web頁，用戶可以在此Web頁中與Access數據庫中的數據進行聯接，查看、修改Access數據庫中的數據。集成了InternetExplorer瀏覽器和FrontPage編輯器的功能。宏

宏實際上是一系列操作的集合，其中每個操作都能實現特定的功能，例如：打開窗體、生成報表、保存修改等。宏可以簡化用戶的操作，使大量的重復性操作自動完成，從而使管理和維護Access數據庫更加簡單。模塊

模塊是將VisualBasicforApplications聲明和過程作為一個單元進行保存的集合，是應用程序開發員的工作環境。通過在Access中編寫VisualBasic程序，用戶可以編寫出復雜的、運行效率更高的數據庫應用程序。其主要作用就是建立復雜的VBA程序以完成宏等不能完成的任務。

3、Access界面與基本操作基本操作Access的啟動與退出（演示）使用Access向導使用Access幫助例1-9根據規范的操作程序啟動Access，觀察其界面及主窗口的組成，再根據規范的程序退出。分析：計算機系統中安裝了Access后，可以通過幾種不同的途徑來啟動它。常用的啟動方法包括：在“開始”菜單中選擇“所有程序”→“MicrosoftOffice”→“Access”命令；直接雙擊桌面上的Access快捷圖標，當然通過這種方式正常啟動的前提是已經在桌面上建立了快捷方式；通過“我的電腦”，打開Access文件夾，直接雙擊相應的圖標；通過資源管理器啟動。在啟動Access時，在主窗口右側將顯示如圖1-6所示的“開始工作”任務窗格。通過這個窗格中的各個選項，可以直接打開已經建立的數據庫，或者新建一個空白數據庫等。操作完畢，用戶應該正常關閉數據庫并退出Access。需要強調的是，在退出系統之前，應該保存好各種數據，關閉相應的應用程序。非正常的關閉可能導致各種錯誤的發生，也可能導致數據的丟失。正常關閉Access的方法如下：單擊標題欄上的“關閉”按鈕；按Alt+F4；在Access主菜單中，選擇“文件”→“退出”命令。使用Access向導在Access中，向導是一個方便快捷的應用助手，通過向導可以簡化操作過程。實際操作中，向導顯示交互式的對話窗口，向用戶詢問有關數據來源、樣式和格式等方面的問題，然后根據用戶的回答為用戶自動建立相應的對象。Access具有近100種向導，它們能夠用于設計數據庫、應用程序、表格、窗體、報表、圖表、郵件標簽、控件和屬性等。圖1-8顯示了一個創建窗體的向導。在向導窗口中，會根據當前任務顯示一些必要的提示信息。在圖1-8中，“請確定窗體上使用哪些字段：”是提醒用戶這個窗體的任務是確定字段；“可從多個表或查詢中選取”則提醒用戶需要確定的字段的來源。在實際操作中，要認真仔細的閱讀窗體上的提示信息。在向導窗口中，還根據任務的需要，向用戶提供一種交互式的操作方式。在圖1-8中，“表/查詢”下拉列表框向用戶提供了可以選擇的表的列表，用戶可以直接通過鼠標的點擊來選擇。獲取幫助Access幫助例1-10

通過Access幫助了解如何創建一個新的表。在Access中按“F1”鍵，在Access主窗口右側任務窗格中將顯示如圖1-9所示的Access幫助窗格。單擊圖1-9中的“目錄”，在接下來顯示的信息中依次單擊“創建與使用數據庫和對象”、“數據庫對象”、“表”、“創建表”，即可找到需要的提示信息。如果不使用目錄，可以在“搜索”下面的文本框中輸入問題的描述信息“創建表”，按搜索按鈕后，系統會自動搜索與用戶鍵入的問題相關的幫助信息。圖1-9屏幕提示屏幕提示（這是什么？）是另外一種類型的幫助，它存在于所有的MicrosoftOffice產品中，能夠給用戶提供有關不同對象的簡短解釋。解釋信息是一些顯示在小的矩形框中的文本。例如，選擇“幫助”菜單中的“這是什么？”選項，或者直接按Shift+F1，光標就會變成一個帶問號的箭頭。點擊Access屏幕的不同地方，就會得到所點擊的對象的一個簡短的解釋。4、建立Access數據庫

建立Access數據庫的方法通常有兩種，一種是通過Access提供的向導，建立相應的數據庫及表；另一種是直接建立空數據庫，再根據實際需要建立相應的表。

使用向導Access提供了一些標準的數據庫模板，如果用戶建立的數據庫與這些模板比較接近，則可以通過這些模板直接建立自己的數據庫。這些模板都是組織在數據庫向導中，我們可以通過向導方便直觀的建立自己的數據庫。例1-11

建立一個“聯系人信息管理”數據庫，存儲在D盤的testdb文件夾下。分析：“聯系人信息管理”數據庫主要是管理個人的對外聯系信息，在Access的數據庫模板中提供了一個“聯系人管理”模板，因此可以通過數據庫向導在“聯系人管理”模板的基礎上建立自己的數據庫。通過向導建立數據庫有兩種途徑。一種是在啟動時建立；另一種是在啟動后通過“文件”菜單中的“新建”選項建立。啟動Access時，屏幕右側將顯示“開始工作”任務窗格，接下來可以按以下步驟操作。①在“開始工作”任務窗格中單擊“新建文件”，屏幕顯示“新建文件”任務窗格。②在“新建文件”任務窗格中單擊“本機上的模板…”，屏幕顯示如圖1-10所示的“模板”對話框。

圖1-10③在圖1-10中，有兩個選項標簽，選擇其中的“數據庫”標簽，在下面的顯示區域中選擇“聯系人管理”項，單擊“確定”按鈕，顯示“文件新建數據庫”對話框（圖略），這個對話框與一般的“另存為”對話框差不多。④在“文件新建數據庫”對話框中，選擇保存位置（Ｄ盤testdb文件夾），如果該文件夾不存在，可以通過其中的“新建文件夾”按鈕建立，再指定數據庫名稱“聯系人信息管理”。單擊“創建”按鈕后，屏幕顯示“數據庫向導”對話框，根據提示信息依次進行各項基本配置。⑤在“數據庫向導”的任意一個對話框中，直接單擊“完成”按鈕，系統自動完成數據庫及應用系統的創建工作。在Access主窗口中顯示如圖1-11所示的主切換面板窗體。在“主切換面板”窗體中，有為應用程序操作提供的用戶界面，用戶通過這個界面，可能向新建的數據庫中輸入數據、查看信息等。創建空數據庫并不是所有的數據庫都可以找到對應的模板，更多的時候，我們需要自己建立數據庫。下面以本書中的高校人事管理數據庫為例介紹建立方。例1-12建立一個空的名為“高校學生管理”的數據庫，保存在選定的文件夾下。分析：學生管理數據庫找不到對應的模板，因此需要自己建立。操作過程如下：①啟動Access時，在“開始工作”任務窗格中，選擇“新建文件”；或者在Access主窗口中選擇“文件”→“新建”命令激活“新建文件”任務窗格。②在“新建文件”任務窗格中，選擇新建區域中的“空數據庫…”，顯示“文件新建數據庫”對話框，選擇保存位置，單擊“創建”按鈕，屏幕顯示“高校學生管理：數據庫”對話框。數據庫的打開與關閉不管對數據庫進行什么操作，要做的第一件事就是打開數據庫。由于Access在單用戶或者多用戶環境下均可以使用，在打開數據庫時，就需