普通高等院校計算機基礎教育規劃教材·精品系列

全國高等院校計算機基礎教育研究會計算機基礎教育教學研究項目成果

Access2016數據庫

應用技術教程

趙洪帥編著

內?容?簡?介

本書根據教育部高等學校文科計算機基礎教學指導委員會組織制定的《高等學校文科類專業大

學計算機教學要求（第6版——2011年版）》在數據庫方面的相關要求，在《Access2010數據庫

應用技術教程》（第二版）基礎上改編而成。

Access2016是Microsoft公司新推出的數據庫管理系統軟件，微軟對Access2010的支持將于

2020年10月13日終止，并且不再提供任何擴展，也不會提供擴展的安全更新。全國計算機等級

考試二級Access數據庫程序設計也將開始使用Access2016版本。本書就是針對這一系列變化在原

有基礎上重新編寫的。

本書語言精練、內容全面、深入淺出、通俗易懂，注重實用性和可操作性。全書共分8章，分

別為數據庫基礎與Access2016、創建與管理數據庫、表、查詢、窗體、報表、宏、模塊與VBA編程。

全書以“教學管理”數據庫為例，從建立空數據庫開始，逐步建立數據庫中的各種對象，直至完成

一個完整的小型數據庫管理系統。

本書適合作為高等院校非計算機專業的“數據庫應用技術”課程的教材，也可作為全國計算機

等級考試（二級Access數據庫程序設計）的備考用書，還可供計算機愛好者自學使用。

圖書在版編目（CIP）數據

Access2016數據庫應用技術教程/趙洪帥編著.—北京:中國

鐵道出版社有限公司,2020.6

普通高等院校計算機基礎教育規劃教材.精品系列

ISBN978-7-113-26768-1

Ⅰ.①A…Ⅱ.①趙…Ⅲ.①關系數據庫系統—高等學校—教材

Ⅳ.①TP311.138

中國版本圖書館CIP數據核字(2020)第054688號

書名：Access2016數據庫應用技術教程

作者：趙洪帥

策劃：魏?娜讀者熱線/p>

責任編輯：劉麗麗?賈淑媛

封面設計：

責任校對：張玉華

責任印制：樊啟鵬

出版發行：中國鐵道出版社有限公司（100054，北京市西城區右安門西街8號）

網址：/51eds/

印刷：北京柏力行彩印有限公司

版次：2020年6月第1版?2020年6月第1次印刷

開本：787?mm×1?092?mm?1/16?印張：16?字數：390千

書號：ISBN978-7-113-26768-1

定價：48.00元

版權所有侵權必究

凡購買鐵道版圖書，如有印制質量問題，請與本社教材圖書營銷部聯系調換。電話：（010）63550836

打擊盜版舉報電話：（010）51873659

前?言

本書根據教育部高等學校文科計算機基礎教學指導委員會組織制定的《高等學校

文科類專業大學計算機教學要求（第6版——2011年版）》在數據庫方面的相關要求，

精心編寫而成。

Access2016是Microsoft公司新推出的數據庫管理系統軟件，微軟對Access2010

的支持將于2020年10月13日終止，并且不再提供任何擴展，也不會提供擴展的安

全更新。全國計算機等級考試二級Access數據庫程序設計也將開始使用Access2016

版本。本書就是針對這一系列變化在《Access2010數據庫應用技術教程》（第二版）

的基礎上重新編寫的。本書是全國高等院校計算機基礎教育研究會計算機基礎教育教

學研究項目成果。

本書語言精練、概念清晰、深入淺出、通俗易懂，注重實用性和可操作性。全書

共分8章，分別為數據庫基礎與Access2016、創建與管理數據庫、表、查詢、窗體、

報表、宏、模塊與VBA編程。本書以“教學管理”數據庫為例，從建立空數據庫開始，

逐步建立數據庫中的各種對象，直至完成一個完整的小型數據庫管理系統。

本書采用“紙質教材+數字課程”的出版形式，紙質教材與豐富的數字化資源一

體化設計。紙質教材內容精練適當，版式和內容編排新穎。針對大量操作類實例，書

中還提供操作演示視頻，讀者可以通過掃描二維碼直接觀看精心制作的微視頻，方便

學習與使用。

本書由趙洪帥編著，書中視頻第1～3章、8章由李潛錄制，第4～7章由趙洪帥

錄制。編者是多年從事高校計算機基礎數學和等級考試培訓的教師，具有豐富的理論

知識、教學經驗和實踐經驗。在編寫時，注重理論與實踐緊密結合，注重實用性和可

操作性；在案例的設計上，注意從讀者日常學習和工作的需要出發；在文字敘述上，

注重深入淺出，通俗易懂。

為了幫助教師使用本書進行教學工作，也便于學生自學，編者準備了教學輔導資

源，包括各章的電子教案（PPT文檔）、書中實例數據庫等，需要者可從中國鐵道出

版社有限公司網站（/51eds/）的下載區下載。

感謝中央民族大學信息工程學院公共計算機教學部的各位老師對本書編寫的支持

與幫助，還要感謝中國鐵道出版社有限公司編輯的悉心策劃與幫助。由于編者水平有

限，書中難免存在疏漏和不妥之處，敬請廣大讀者批評指正，以便于本書的修改與完

善。如有問題，可以通過E-mail（zhaohs_muc@163.com）與編者聯系。

編者

2020年1月

目錄

第1章?數據庫基礎與Access20161

1.1數據庫的基礎知識1

1.1.1數據庫的基本概念1

1.1.2數據庫系統的發展4

1.1.3數據庫系統的基本特點6

1.1.4數據庫系統的內部體系結構6

1.2數據模型8

1.2.1組成要素8

1.2.2概念模型9

1.2.3三種數據模型11

1.3關系數據庫12

1.3.1關系模型13

1.3.2關系代數運算14

1.3.3關系的完整性17

1.3.4關系規范化17

1.3.5數據庫的設計方法18

1.4初識Access201619

1.4.1Access2016的啟動和退出19

1.4.2Access2016的工作界面20

1.4.3Access2016的命令選項卡21

1.4.4Access2016的選項卡式文檔23

1.5Access2016中的對象24

1.5.1表24

1.5.2查詢25

1.5.3窗體26

IIAccess2016數據庫應用技術教程

1.5.4報表26

1.5.5宏27

1.5.6模塊27

1.5.7對象間的關系27

1.6Access2016中的數據28

1.6.1字段的數據類型28

1.6.2表達式29

1.6.3函數32

1.7Access2016的幫助系統36

習題137

第2章?創建與管理數據庫42

2.1?創建數據庫42

2.1.1設計示例——“教學管理”數據庫42

2.1.2使用Access2016附帶的模板創建數據庫45

2.1.3創建空數據庫46

2.2數據庫的打開與關閉46

2.2.1打開數據庫47

2.2.2關閉數據庫48

2.3管理數據庫48

2.3.1設置默認的數據庫格式和默認文件夾48

2.3.2查看數據庫屬性48

2.3.3備份數據庫49

2.3.4壓縮和修復數據庫50

2.3.5設置和撤銷數據庫密碼51

習題252

第3章?表53

3.1?表的基本知識53

3.2創建數據表54

3.2.1使用“數據表視圖”創建表54

3.2.2使用“設計視圖”創建表57

3.3設置字段屬性59

目錄III

3.3.1字段大小59

3.3.2格式60

3.3.3輸入掩碼61

3.3.4默認值62

3.3.5標題63

3.3.6驗證規則和驗證文本63

3.3.7表的索引63

3.4編輯與維護數據表65

3.4.1打開和關閉表65

3.4.2修改表結構66

3.4.3向表中輸入數據67

3.4.4編輯表內容68

3.4.5表的導入或鏈接69

3.4.6表的導出71

3.5調整表外觀72

3.5.1調整表的行高和列寬72

3.5.2調整字段顯示次序73

3.5.3隱藏和顯示字段73

3.5.4凍結字段/解除對所有字段的凍結73

3.5.5設置數據表格式74

3.5.6改變字體74

3.6操作表74

3.6.1查找數據74

3.6.2替換數據76

3.6.3排序記錄76

3.6.4篩選記錄78

3.7建立表間關系79

3.7.1表間關系的分類80

3.7.2建立表間關系80

3.7.3表關系的修改83

習題383

IVAccess2016數據庫應用技術教程

第4章?查詢88

4.1查詢概述88

4.1.1查詢的功能88

4.1.2查詢的類型89

4.2創建選擇查詢90

4.2.1使用“查詢向導”創建選擇查詢90

4.2.2使用“設計視圖”創建選擇查詢91

4.2.3運行查詢93

4.2.4編輯查詢中的字段94

4.2.5排序查詢結果94

4.2.6查詢條件的使用94

4.2.7在查詢中進行計算97

4.2.8多表查詢中聯接屬性的設置100

4.3創建參數查詢103

4.3.1單參數查詢103

4.3.2多參數查詢104

4.4創建交叉表查詢105

4.4.1認識交叉表查詢105

4.4.2使用“交叉表查詢向導”創建交叉表查詢105

4.4.3使用“設計視圖”創建交叉表查詢107

4.5創建操作查詢108

4.5.1生成表查詢108

4.5.2更新查詢109

4.5.3刪除查詢111

4.5.4追加查詢112

4.6結構化查詢語言（SQL）113

4.6.1SQL概述113

4.6.2SQL語句114

4.6.3創建SQL特定查詢117

習題4119

目錄V

第5章?窗體124

5.1窗體概述124

5.1.1窗體的功能124

5.1.2窗體的結構125

5.1.3窗體的視圖125

5.2創建窗體126

5.2.1使用“窗體”創建窗體126

5.2.2使用“多個項目”創建顯示多個記錄的窗體127

5.2.3使用“分割窗體”創建分割窗體128

5.2.4使用“窗體向導”創建窗體129

5.2.5使用“空白窗體”創建窗體130

5.2.6使用“窗體設計”創建窗體132

5.3窗體的設計132

5.3.1窗體的屬性132

5.3.2控件的概念133

5.3.3控件的種類135

5.3.4常用控件的使用135

5.4修飾窗體142

5.4.1使用主題功能142

5.4.2條件格式的使用143

5.4.3添加背景圖像143

5.5定制系統控制窗體144

5.5.1創建導航窗體144

5.5.2設置啟動窗體145

習題5146

第6章?報表148

6.1報表概述148

6.1.1報表的功能148

6.1.2報表的結構148

6.1.3報表的視圖149

6.2創建報表149

VIAccess2016數據庫應用技術教程

6.2.1使用“報表”創建報表149

6.2.2使用“報表向導”創建報表150

6.2.3使用“空報表”創建報表152

6.2.4使用“設計視圖”創建報表154

6.2.5使用“標簽向導”創建報表155

6.2.6編輯報表157

6.3報表排序和分組統計161

6.3.1排序161

6.3.2記錄分組161

6.3.3報表常用函數164

6.3.4分組統計164

6.4打印報表165

6.4.1頁面設置165

6.4.2打印167

習題6167

第7章?宏169

7.1宏概述169

7.1.1宏的功能169

7.1.2宏的種類169

7.1.3宏生成器170

7.1.4宏操作171

7.2宏的創建和設計173

7.2.1創建獨立的宏173

7.2.2創建嵌入的宏175

7.2.3創建條件操作宏176

7.2.4創建宏組178

7.3宏的運行、調試與修改180

7.3.1宏的運行180

7.3.2宏的調試182

7.3.3宏的修改183

習題7183

目錄VII

第8章?模塊與VBA編程185

8.1VBA的編程環境185

8.1.1打開VBE窗口185

8.1.2VBE窗口簡介186

8.2VBA模塊簡介188

8.2.1模塊的類型188

8.2.2VBA代碼編寫模塊的過程189

8.2.3將宏轉換為模塊的過程189

8.2.4在模塊中執行宏189

8.3VBA程序設計基礎190

8.3.1程序書寫原則190

8.3.2數據類型191

8.3.3變量與常量192

8.3.4常用的標準函數196

8.3.5運算符和表達式196

8.4VBA程序流程控制語句197

8.4.1賦值語句197

8.4.2選擇結構語句197

8.4.3循環結構語句202

8.4.4其他語句——GoTo語句和標號206

8.5面向對象程序設計的基本概念206

8.5.1對象206

8.5.2屬性207

8.5.3方法207

8.5.4事件208

8.6VBA模塊的創建209

8.6.1VBA標準模塊209

8.6.2子過程的創建和調用210

8.6.3函數（Function過程）的創建和調用212

8.6.4過程調用中的參數傳遞213

8.7VBA常用操作214

8.7.1打開和關閉操作214

VIIIAccess2016數據庫應用技術教程

8.7.2輸入框函數217

8.7.3消息框218

8.7.4VBA編程驗證數據221

8.7.5計時事件Timer222

8.8VBA的數據庫編程技術222

8.8.1數據庫引擎及其接口223

8.8.2VBA訪問的數據庫類型223

8.8.3數據訪問對象223

8.8.4ActiveX數據對象225

8.9VBA程序調試227

8.9.1錯誤類型227

8.9.2調試錯誤228

8.10錯誤處理229

8.10.1設置錯誤陷阱229

8.10.2編寫錯誤處理代碼229

習題8230

附錄A?課程實訓說明238

附錄B?部分習題參考答案241

參考文獻244

第1章

數據庫基礎與Access2016

通過本章的學習，應該掌握以下內容：

（1）數據庫基礎知識。

（2）Access2016的啟動和退出。

（3）Access2016的工作界面。

（4）Access2016的六大對象以及對象間的關系。

（5）Access2016的數據類型、表達式和函數。

（6）Access2016幫助系統的使用。

1.1?數據庫的基礎知識

數據庫技術是數據管理技術，是計算機科學的一個重要分支。在

計算機應用的三大領域（科學計算、數據處理和過程控制）中，數據

處理約占70%，而數據庫技術就是作為一門數據處理技術發展起來的，

是目前應用最廣的技術之一，已成為計算機信息系統的核心技術和重要

基礎。

學習與數據庫系統相關的理論術語是學習和掌握數據庫具體應用

掃一掃看視頻

的基礎和前提，掌握好這些基本概念對學習和使用數據庫管理系統有十

分重要的意義。數據、數據庫、數據庫管理系統、數據庫管理員、數據庫系統、數據庫應用系

統是與數據庫技術密切相關的6個基本概念。

1.1.1?數據庫的基本概念

1．數據

數據（Data）是描述事物的符號記錄，是數據庫中存儲的基本對象。

提到數據，人們首先想到的是數字，其實數字只是數據的一種。數據的類型有很多。在日

2Access2016數據庫應用技術教程

常生活中，數據無處不在，文字、聲音、圖形、圖像、檔案記錄、倉儲情況……這些都是數據。

為了認識世界、交流信息，人們需要描述事物，而數據是描述事物的符號記錄。在日常生

活中，人們直接用自然語言描述事物；在計算機中，為了存儲和處理這些事物，就要抽出這些

事物的某些特征組成一個記錄來描述。例如，在學生檔案中，如果對學生的學號、姓名、性別、

出生日期、所在院系等感興趣，就可以這樣描述：

（202001001，塔娜，女，2003/1/30，計算機科學與技術學院）

對于上面這條由數據構成的信息記錄，了解其語義的人會得到如下信息：塔娜是個大學生，

2003年出生，在計算機科學與技術學院讀書；而不了解其語義的人則無法理解其含義。可見，

數據的形式本身并不能全面表達其內容，還需要經過語義解釋，數據與其語義是不可分的。

軟件中的數據是有一定結構的。首先，數據有型（Type）與值（Value）之分，數據的型給

出了數據表示的類型，如整型、實型、字符型等，而數據的值給出了符合給定型的具體值。如

數字30，按類型講它是整型；按數值講，具體就是30。

計算機中的數據一般分兩部分。其中一部分與程序僅有短時間的交互關系，隨著程序的結

束而消亡，稱為臨時性數據，這類數據一般存放于計算機內存中；而另一部分數據則對系統起

著長期持久的作用，稱為持久性數據。數據庫系統中所處理的數據就是這種持久性數據。

2．數據庫

數據庫（DataBase，DB），顧名思義，就是存放數據的倉庫。只不過這個倉庫是在計算機

存儲設備上，而且數據是按一定的格式存放的。也就是說，數據庫是具有統一的結構形式并存

放于統一的存儲介質內的多種應用數據的集成，并可被各個應用程序所共享。

數據庫是按數據所提供的數據模式存放數據的，它能構造復雜的數據結構以建立數據間的

內在聯系與復雜的關系，從而構成數據的全局結構模式。

3．數據庫管理系統

數據庫管理系統（DataBaseManagementSystem，DBMS）是位于用戶與操作系統之間的一

層數據管理軟件，負責數據庫的建立、運行、維護、管理和控制。

數據庫管理系統使用戶能方便地定義和操縱數據，并能保證數據的安全性、完整性，保證

多用戶對數據的并發使用及發生故障后的系統恢復。

數據庫管理系統是數據庫系統的核心，它的主要功能包括以下幾個方面：

（1）數據模式定義。

數據庫管理系統負責為數據庫構建模式，也就是為數據庫構建其數據框架。

（2）數據存取的物理構建。

數據庫管理系統負責為數據模式的物理存取及構建提供有效的存取方法與手段。

（3）數據操縱。

數據庫管理系統為用戶使用數據庫中的數據提供方便，一般具有查詢、插入、修改以及刪

除數據的功能。此外，它自身還具有做簡單算術運算及統計的能力，而且可以與某些過程性語

言結合，使其具有強大的過程性操作能力。

（4）數據完整性、安全性的定義與檢查。

數據庫中的數據具有內在語義上的關聯性與一致性，它們構成了數據的完整性。數據的完

整性是保證數據庫中數據正確的必要條件，因此必須經常檢查以維護數據。

數據庫中的數據具有共享性，而數據共享可能會引發數據的非法使用，因此必須要為正確

第1章數據庫基礎與Access20163

使用數據做出必要的規定，并在使用時做檢查，這就是數據的安全性。

（5）數據庫的并發控制與故障恢復。

數據庫是一個集成、共享的數據集合體，它能為多個應用程序提供服務，所以就存在著多

個應用程序對數據庫的并發操作。在并發操作中，如果不加入控制和管理，多個應用程序間會

產生相互干擾，從而對數據庫中的數據造成破壞。因此，數據庫管理系統必須對多個應用程序

的并發操作做必要的控制以保證數據不受破壞，這就是數據庫的并發控制。

數據庫中的數據一旦遭受破壞，數據庫管理系統必須有能力及時進行恢復，這就是數據庫

的故障恢復。

（6）數據的服務。

數據庫管理系統對數據庫中數據提供多種服務功能，如數據復制、轉存、重組、性能檢測、

分析等。

為完成以上6個功能，數據庫管理系統提供了相應的數據語言，分別如下：

（1）數據定義語言（DataDe?nitionLanguage，DDL）：該語言負責數據的模式定義與數

據的物理存取構建。

（2）數據操縱語言（DataManipulationLanguage，DML）：該語言負責數據的操縱，包括

查詢及增、刪、改等操作。

（3）數據控制語言（DataControlLanguage，DCL）：該語言負責數據完整性、安全性的

定義與檢查以及并發控制、故障恢復等功能，包括系統初啟程序、文件讀寫與維護程序、存取

路徑管理程序、緩沖區管理程序、安全性控制程序、完整性檢測程序、并發控制程序、事務管

理程序、運行日志管理程序、數據庫恢復程序等。

目前流行的DBMS均為關系數據庫管理系統，如Oracle、Sybase的PowerBuilder、IBM的

DB2、微軟公司的SQLServer等，均為嚴格意義上的DBMS系統。另外一些小型的數據庫，如

微軟的VisualFoxPro和Access等，只具備數據庫管理系統的一些簡單功能。關系數據庫在1.3

節進行介紹。

4．數據庫管理員

由于數據庫的共享性，數據庫的規劃、設計、維護、監視等工作需要有專人管理，稱他們

為數據庫管理員（DataBaseAdministrator，DBA）。其主要工作如下：

（1）數據庫設計（DataBaseDesign）。DBA的主要任務之一是做數據庫設計，具體地說

是進行數據模式的設計。由于數據庫的集成與共享性，因此需要有專門人員對多個應用的數據

需求作全面的規劃、設計與集成。

（2）數據庫維護。DBA必須對數據庫數據的安全性、完整性、并發控制、系統恢復及數

據定期轉存等進行實施與維護。

（3）改善系統性能，提高系統效率。DBA必須隨時監視數據庫運行狀態，不斷調整內部結

構，使系統保持最佳狀態與最高效率。當效率下降時，DBA需要采取適當的措施，如進行數據

的重組、重構等。

5．數據庫系統

數據庫系統（DataBaseSystem，DBS）是指安裝和使用了數據庫技術的計算機系統，一般

由5個部分組成：數據庫（數據）、數據庫管理系統（軟件）、數據庫管理員（人員）、系統

平臺之一——硬件平臺（硬件）、系統平臺之二——軟件平臺（軟件）。這5個部分構成了一

4Access2016數據庫應用技術教程

個完整的運行實體，即數據庫系統。

在數據庫系統中，硬件平臺包括計算機和網絡。

計算機：它是系統中的基礎硬件平臺，目前常用的有微型機、小型機、中型機、大型機及

巨型機。

網絡：過去數據庫系統一般建立在單機上，但是近年來它較多地建立在網絡上，其結構形

式以客戶/服務器（C/S）方式與瀏覽器/服務器（B/S）方式為主。

在數據庫系統中，軟件平臺包括操作系統、數據庫系統開發工具和接口軟件。

操作系統：它是系統的基礎軟件平臺，目前常用的有各種UNIX（包括Linux）與Windows

兩種。

數據庫系統開發工具：為開發數據庫應用程序所提供的工具，它包括過程性程序設計語言

（如C，C++等），可視化開發工具（如VB，PB、Delphi等），還包括近期與Internet有關的

HTML及XML等工具，以及一些專用開發工具。

接口軟件：在網絡環境下數據庫系統中的數據庫與應用程序，數據庫與網絡間存在著多種

接口進行連接，否則數據庫系統整體就無法運作。這些接口軟件包括ODBC、JDBC、OLEDB、

CORBA、COM、DCOM等。

6．數據庫應用系統

數據庫應用系統（DataBaseApplicationSystem，DBAS）由數據庫系統、應用軟件及應用界

面組成，具體包括數據庫、數據庫管理系統、數據管理員、

????

硬件平臺、軟件平臺、應用軟件和應用界面。其中應用軟

?????????

件是由數據庫系統所提供的數據庫管理系統（軟件）及數

據庫系統開發工具書寫而成的；應用界面大多由相關的可???????

????

視化工具開發而成。

??

數據庫應用系統的各部分以一定的邏輯層次結構組

成一個有機的整體。如果不計數據庫管理員（人員），并

將應用軟件與應用界面作為應用系統，則數據庫應用系統

的軟硬件層次結構如圖1-1所示。圖1-1數據庫系統的軟硬件層次結構

1.1.2?數據庫系統的發展

數據管理發展至今共經歷了3個階段：人工管理階段、文件系統階段和數據庫系統階段。

1．人工管理階段

20世紀50年代中期之前，計算機的軟、硬件均不完善。硬件存儲

設備只有磁帶、卡片和紙帶，軟件方面還沒有操作系統，當時的計算機

主要用于科學計算。這個階段由于還沒有軟件系統對數據進行管理，程

序員在程序中不僅要規定數據的邏輯結構，還要設計其物理結構，包括

存儲結構、存取方法、輸入/輸出方式等。當數據的物理組織或存儲設

備改變時，用戶程序就必須重新編制。由于數據的組織是面向應用的，掃一掃看視頻

不同的計算程序之間不能共享數據，使得不同的應用之間存在大量的重復數據，因此應用程序

之間的數據一致性很難維護。

在人工管理階段，應用程序與數據之間的關系如圖1-2所示。

第1章數據庫基礎與Access20165

2．文件系統階段

這一階段的主要標志是計算機中有了專門管理數據的軟件——操作系統（文件管理系統）。

20世紀50年代中期到60年代中期，計算機大容量存儲設備（如硬盤）的出現推動了軟件

技術的發展，而操作系統的出現標志著數據管理步入一個新的階段。在文件系統階段，數據以

文件為單位存儲在外存儲器上，并且由操作系統統一管理。操作系統為用戶使用文件提供了友

好界面。文件的邏輯結構與物理結構脫鉤，程序和數據分離，使數據與程序有了一定的獨立性。

用戶的程序與數據可分別存放在外存儲器上，各個應用程序可以共享一組數據，從而實現了以

文件為單位的數據共享。

但由于數據的組織仍然是面向程序的，所以存在大量的數據冗余。而且數據的邏輯結構不

能方便地被修改和擴充，數據邏輯結構的每一點微小改變都會影響到應用程序。由于文件之間

互相獨立，因而它們不能反映現實世界中事物之間的聯系，操作系統不負責維護文件之間的聯

系信息。如果文件之間有內容上的聯系，只能由應用程序去處理。

在文件系統階段，應用程序與數據之間的關系如圖1-3所示。

圖1-2人工管理階段應用程序與數據之間的關系圖1-3文件系統階段應用程序與數據之間的關系

3．數據庫系統階段

20世紀60年代以后，隨著計算機在數據管理領域的普遍應用，人們對數據管理技術提出

了更高的要求：希望面向企業或部門，以數據為中心組織數據，減少數據的冗余，提供更高的

數據共享能力，同時要求程序和數據具有較高的獨立性，當數據的邏輯結構改變時，不涉及數

據的物理結構，也不影響應用程序，從而降低應用程序的研制與維護費用。數據庫技術正是在

這樣一個應用需求的基礎上發展起來的。

數據庫系統階段的應用程序與數據的關系通過數據庫管理系統（DBMS）來實現，如圖1-4

所示。

圖1-4數據庫系統階段應用程序和數據之間的關系

6Access2016數據庫應用技術教程

隨著軟件環境和硬件環境的不斷改善，數據處理應用領域需求的持續擴大，數據庫技術與

其他軟件技術的加速融合，到20世紀80年代，新的、更高一級的數據庫技術相繼出現并得到

長足的發展，分布式數據庫系統、面向對象數據庫系統、并行數據庫系統等新型數據庫系統應

運而生，使數據處理有了進一步的發展。

1.1.3?數據庫系統的基本特點

數據庫技術是在文件系統基礎上發展產生的，兩者都以數據文件的形式組織數據，但由于

數據庫系統在文件系統之上加入了DBMS對數據進行管理，從而使得數據庫系統具有以下特點：

1．數據的集成性

數據庫系統的數據集成主要表現在以下幾個方面：

（1）在數據庫系統中采用統一的數據結構方式，如在關系數據庫中采用二維表作為統一的

數據結構方式。

（2）在數據庫系統中按照多個應用的需要組織全局的統一的數據結構（即數據模式），數

據模式不僅可以建立全局的數據結構，還可以建立數據間的語義聯系，從而構成一個內在緊密

聯系的數據整體。

（3）數據庫系統中的數據模式是多個應用共同的、全局的數據結構，而每個應用的數據則

是全局結構中的一部分，稱為局部結構（即視圖），這種全局與局部的結構模式構成了數據庫

系統數據集成性的主要特征。

2．數據的高共享性與低冗余性

由于數據的集成性使得數據可為多個應用所共享，特別是在網絡發達的今天，數據庫與網

絡的結合擴大了數據關系的應用范圍。數據的共享自身又可極大地減少數據冗余性，不僅減少

了不必要的存儲空間，更為重要的是可以避免數據的不一致性。

3．數據的獨立性

數據的獨立性是數據與程序間的互不依賴性，即在數據庫中數據是獨立于應用程序而不依

賴于應用程序。也就是說，數據的邏輯結構、存儲結構與存取方式的改變不會影響應用程序。

數據獨立性包括物理獨立性和邏輯獨立性兩級。

（1）物理獨立性：是指數據的存儲結構或存取方法的修改不會引起應用程序的修改。

（2）邏輯獨立性：是指數據庫總體邏輯結構的改變，如修改數據模式、增加新的數據類型、

改變數據間聯系等，不需要修改應用程序。

4．數據的統一管理與控制

數據庫系統不僅為數據提供高度集成環境，還提供了統一管理的手段，這主要包含以下3

個方面：

（1）數據的完整性檢查：檢查數據庫中數據的正確性以保證數據

的正確。

（2）數據的安全性保護：檢查數據庫訪問者以防止非法訪問。

（3）并發控制：控制多個應用的并發訪問所產生的相互干擾以保

證其正確性。

1.1.4?數據庫系統的內部體系結構

數據庫系統的內部具有三級模式及二級映射。三級模式分別是概掃一掃看視頻

第1章數據庫基礎與Access20167

念模式、外模式與內模式；二級映射分別是概念模式到內模式的映射、外模式到概念模式的映射。

這種三級模式與二級映射構成了數據庫系統內部的抽象結構體系，如圖1-5所示。

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圖1-5數據庫系統內部的三級模式、二級映射結構體系

1．數據庫系統的三級模式結構

數據模式是數據庫系統中數據結構的一種表示形式，它具有不同的層次與結構方式。

（1）概念模式（ConceptualSchema），是數據庫中全體數據的邏輯結構和特征的描述，是

所有用戶的公共數據視圖。它是數據庫系統模式結構的中間層，不涉及數據的物理存儲細節和

硬件環境，與具體的應用程序、所使用的應用開發工具及高級程序設計語言無關。

實際上模式是數據庫數據在邏輯級上的視圖。一個數據庫只有一個概念模式。數據庫模式

以某一種數據模型為基礎，綜合考慮了所有用戶的需求，并將這些需求有機地結合成一個邏輯

整體。

（2）外模式（ExternalSchema），又稱子模式或用戶模式，它是數據庫用戶（包括應用程

序員和最終用戶）看見和使用的局部數據的邏輯結構和特征的描述，是數據庫用戶的數據視圖，

是與某一應用有關的數據的邏輯表示。

外模式通常是模式的子集。一個數據庫可以有多個外模式。由于它是各個用戶的數據視圖，

如果不同的用戶在應用需求、看待數據的方式、對數據保密的要求等方面存在差異，則他們的

外模式描述就是不同的。即使是對模式中同一數據，在外模式中的結構、類型、長度、保密級

別等都可以不同。另外，同一外模式也可以為某一用戶的多個應用系統所使用，但一個應用程

序只能使用一個外模式。

外模式是保證數據庫安全的一個有力措施。每個用戶只能看見和訪問所對應的外模式中的

數據，數據庫中的其余數據對他們來說是不可見的。

（3）內模式（InternalSchema），又稱物理模式，它是數據的物理結構和存儲結構的描述，

是數據在數據庫內部的表示方式。一個數據庫只有一個內模式。

數據模式給出了數據庫的數據框架結構，數據是數據庫中的真正的實體，但這些數據必

須按框架所描述的結構組織。以概念模式為框架所組成的數據庫稱為概念數據庫（Conceptual

DataBase）；以外模式為框架所組成的數據庫稱為用戶數據庫（User’sDatabase）；以內模式為

8Access2016數據庫應用技術教程

框架所組成的數據庫稱為物理數據庫（PhysicalDatabase）。這三種數據庫中，只有物理數據庫

是真實存在于計算機外存中，其他兩種數據庫并不真正存在于計算機中，而是通過兩種映射由

物理數據庫映射而成。

模式的3個級別層次反映了模式的3個不同環境以及它們的不同要求。其中內模式處于最

底層，它反映了數據在計算機物理結構中的實際存儲形式；概念模型處于中層，它反映了設計

者的數據全局邏輯要求；外模式處于最外層，它反映了用戶對數據的要求。

2．數據庫系統的二級映射

數據庫系統的三級模式是對數據的3個抽象級別。它把數據的具體組織留給數據庫管理系

統（DBMS）管理，使用戶能邏輯地、抽象地處理數據，而不必關心數據在計算機中的具體表

示方式與存儲方式。而為了能夠在內部實現這3個抽象層次的聯系和轉換，數據庫系統在三級

模式之間提供了二級映射：外模式/概念模式映射和概念模式/內模式映射。二級映射保證了數

據庫系統中的數據能夠具有較高的邏輯獨立性和物理獨立性。

（1）外模式/概念模式映射。對于每一個外模式，數據庫系統都有一個外模式/概念模式映射，

它定義了該外模式與概念模式之間的對應關系。當概念模式改變時，由數據庫管理員對各個外

模式/模式映像作相應改變，也可以保持外模式不變，因為應用程序是依據數據的外模式編寫的，

從而應用程序也不必修改，保證了數據與程序的邏輯獨立性。

（2）概念模式/內模式映射。概念模式/內模式映射定義了數據全局邏輯結構與物理存儲

結構之間的對應關系。當數據庫的存儲結構改變時，由數據庫管理員對概念模式/內模式映射

作相應改變，可以保持概念模式不變，從而保證了數據的物理獨立性。

1.2?數?據?模?型

數據庫需要根據應用系統中數據的性質、內在聯系，按照管理的要求來設計和組織。數據

模型就是從現實世界到機器世界的一個中間層。現實世界的事物反映到人的大腦，人們把這些

事物抽象為一種既不依賴于具體的計算機系統又不為某一數據庫管理系統支持的概念模型，然

后再把概念模型轉換為計算機上某一數據庫管理系統支持的數據模型。

1.2.1?組成要素

數據模型通常由數據結構、數據操作和數據的完整性約束三部分

組成。

1．數據結構

數據結構是研究存儲在數據庫中的對象類型的集合，這些對象類

掃一掃看視頻

型是數據庫的組成部分。數據模型中的數據結構主要描述數據的類型、

內容、性質以及數據間的聯系等。數據結構是數據模型的基礎，數據操作與約束均建立在數據

結構上。不同的數據結構有不同的操作與約束，因此，一般數據模型均以數據結構的不同而分類。

數據庫系統是按數據結構的類型來組織數據的，因此數據庫系統通常按照數據結構的類型

來命名數據模型，如層次結構、網狀結構和關系結構的模型分別命名為層次模型、網狀模型和

關系模型。

第1章數據庫基礎與Access20169

2．數據操作

數據操作是指對數據庫中各種對象的實例允許執行的操作的集合，包括操作和有關操作的

規則，例如插入、刪除、修改、檢索、更新等操作。數據模型要定義這些操作的確切含義、操

作符號、操作規則以及實現操作的語言等。

3．數據的完整性約束

數據的約束條件是完整性規則的集合，用以限定符合數據模型的數據庫狀態以及狀態的變

化，以保證數據的正確、有效和相容。數據模型中的數據及其聯系都要遵循完整性規則的制約。

另外，數據模型應該提供定義完整性約束條件的機制，以反映某一應用所涉及的數據必須

遵守的特定的語義約束條件。

1.2.2?概念模型

1．基本概念

數據的描述既要符合客觀現實，又要適應數據庫的原理與結構，

適應計算機的原理與結構。進一步說，由于計算機不能夠直接處理現實

世界中的具體事物，所以人們必須將客觀存在的具體事物進行有效的抽

象、描述與刻畫，將其轉換成計算機能夠處理的數據。這一轉換過程可

分為3個數據范疇：現實世界、信息世界和計算機世界。掃一掃看視頻

從客觀現實到計算機的描述，數據的轉換過程如圖1-6所示。

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圖1-6數據的轉換過程

1）現實世界

用戶為了某種需要，需將現實世界中的部分需求用數據庫實現，這樣，我們所見到的是客

觀世界中的畫定邊界的一部分環境，稱為現實世界。

2）信息世界

信息世界又稱概念世界，是通過抽象對現實世界進行數據庫級上的刻畫所構成的邏輯模型。

信息世界與數據庫的具體模型有關，如層次、網狀、關系模型等。

人們從現實世界抽象各種事物到信息世界時，通常采用實體來描述現實世界中的具體事物

或事物之間的聯系。

（1）實體。客觀存在并可相互區別的事物稱為實體。實體可以是具體的人、事、物，也可

以是抽象的概念或聯系。例如學生、課程、教師都屬于實際存在的事物，而學生選課就是比較

抽象的事物，是由學生和課程之間的聯系而產生的，等等。

（2）實體的屬性。描述實體的特性稱為屬性。一個實體可以由若干個屬性來刻畫，如一個

學生實體有學號、姓名、性別、出生日期等方面的屬性。屬性有屬性名和屬性值，屬性的具體

取值稱為屬性值。例如，對某一學生的“性別”屬性取值“女”，其中“性別”為屬性名，“女”

為屬性值。

（3）實體集和實體型。同類型的實體的集合稱為實體集。例如，對于“學生”實體來說，

全體學生就是一個實體集。

10Access2016數據庫應用技術教程

屬性的集合表示一個實體的類型，稱為實體型。例如，學生（學號，姓名，性別，出生日期，

所屬院系）就是一個實體型。

屬性值的集合表示一個實體。例如，屬性值的集合（202001001，塔娜，女，2003/1/30，計

算機科學與技術學院）就是代表一個具體的學生。

3）計算機世界

在信息世界基礎上致力于其在計算機物理機構上的描述，從而形成的物理模型稱為計算機

世界。現實世界的要求只有在計算機世界中才能得到真正的物理實現，而這種實現是通過信息

世界逐步轉化得到的。

2．實體-聯系模型（E-R模型）

實體-聯系模型（Entity-RelationshipModel）又稱E-R模型或E-R圖，它是描述概念世界、

建立概念模型的工具。

E-R圖包括3個要素：

（1）實體。用矩形框表示，框內標注實體名稱。

（2）屬性。用橢圓形框表示，框內標注屬性名。E-R圖中用連線將橢圓形框（屬性）與矩

形框（實體）連接起來。

（3）實體之間的聯系。用菱形框表示，框內標注聯系名稱。E-R圖中用連線將菱形框（聯

系）與有關矩形框（實體）相連，并在連線上注明實體間的聯系類型。

實體之間的對應關系稱為聯系，它反映現實世界之間的相互聯系。兩個實體（通常是指兩

個實體集）間的聯系有以下3種類型：

①一對一聯系。實體集A中的一個實體至多與實體集B中的一個實體相對應，反之亦然，

則稱實體集A與實體集B之間為一對一的聯系，記作1:1。例如，一個學校只有一個校長，一

個校長只能管理一個學校。

②一對多聯系。如果對于實體集A中的每一個實體，實體集B中有多個實體與之對應；反

之，對于實體集B中的每一個實體，實體集A中至多只有一個實體與之對應，則稱實體集A與

實體集B之間為一對多聯系，記為1:n。例如，學校的一個系有多個專業，而一個專業只屬于一

個系。

③多對多聯系。如果對于實體集A中的每一個實體，實體集B中有多個實體與之對應；反之，

對于實體集B中的每一個實體，實體集A中也有多個實體與之對應，則稱實體集A與實體集B

之間為多對多聯系，記為m:n。例如，一個學生可以選修多門課程，一門課程可以被多名學生選修。

圖1-7所示為兩個簡單的E-R圖示例。

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（a）實體與屬性（b）實體與實體之間的聯系（1∶n）

圖1-72個E-R圖

第1章數據庫基礎與Access201611

1.2.3?三種數據模型

數據模型是從現實世界到機器世界的一個中間層次。現實世界的

事物反映到人的大腦中，人們把這些事物抽象為一種既不依賴于具體的

計算機系統又不依賴于具體的DBMS的概念模型，然后，再把該概念

模型轉換為計算機中某個DBMS所支持的數據模型。

數據模型是實現數據抽象的主要工具。它決定了數據庫系統的結

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構、數據定義語言和數據操縱語言、數據庫設計方法、數據庫管理系統

軟件的設計與實現。常見的數據模型有3種：層次模型、網狀模型和關系模型。根據這3種數

據模型建立的數據庫分別稱為層次數據庫、網狀數據庫和關系數據庫。

1．層次模型

層次模型是數據庫系統中最早采用的數據模型，它通過從屬關系結構表示數據間的聯

系。層次模型是有向“樹”結構。層次模型數據庫的代表是IBM公司的IMS（Information

ManagementSystem）數據庫管理系統。

1）層次模型的數據結構

現實世界中許多實體之間的聯系本來就呈現一種很自然的層次關系，如行政機構、家族關

系等。

圖1-8所示為一個層次模型的例子。該模型描述了一個學院的組成情況。該層次模型有5

個記錄類型：學院、系部、班級、教師和學生。一個學院下設多個系部，一個系部里有若干教師，

一個學院有若干班級，一個班級有若干學生。

圖1-8層次模型示例

2）層次模型的特征

在層次模型中，樹狀結構的每個結點是一個記錄類型，每個記錄類型可包含若干字段。記

錄之間的聯系用結點之間的連線表示。上層結點稱為父結點或雙親結點，下層結點稱為子結點

或子女結點。這些結點有如下特征：

（1）有且僅有一個結點沒有父結點，這個結點稱為根結點。

（2）根結點以外的子結點，向上有且僅有一個父結點，向下可有若干子結點。

2．網狀模型

網狀模型是層次模型的擴展，它表示多個從屬關系的層次結構，呈現一種交叉關系的網絡

結構。網狀模型是有向“圖”結構。網狀模型的典型代表是DBTG（DatabaseTaskGroup，數據

庫任務組）系統，也稱CODASYL系統，它并非實際的數據庫管理系統，但它所提出的基本概念、

方法和技術對于網狀數據庫系統的發展產生了重大影響。

12Access2016數據庫應用技術教程

1）網狀模型的數據結構

網狀模型是一種比層次模型更具普遍性的數據結構，它去掉了層次模型中的兩個限制，具

體表現為：

（1）允許多個結點沒有父結點。

（2）一個結點可以有多個父結點。

圖1-9所示是網狀模型的一個例子。該模型描述了教師授課與學生上課的情況。其中有3

個記錄類型：教師、學生、課程。教師和學生都與課程有聯系，教師要講授課程，學生要學習課程，

課程有兩個父結點。

圖1-9網狀模型示例

2）網狀模型的特征

網狀模型具有如下特征：

（1）可以有一個以上的結點無父結點。

（2）允許結點有多個父結點。

（3）結點之間允許有兩種或兩種以上的聯系。

3．關系模型

關系模型以二維表的方式組織數據，表1-1所示是關系模型的一個例子“學生”表。關系

模型建立在嚴格的數學概念基礎上，發展迅速。20世紀80年代以來，幾乎所有的數據庫系統

都是建立在關系模型之上。

表1-1“學生”表

學號姓名性別民族政治面貌出生日期

202001001塔娜女蒙古族團員2003/1/30

202001002榮仕月男壯族群眾2003/7/9

202001003林若涵女漢族團員2002/12/3

202001004張是琦女白族團員2001/2/5

1.3?關系數據庫

關系是數學集合論中的一個重要概念。1970年，E.F.Codd發表了題為“大型共享數據庫數

據的關系模型”的論文，把關系的概念引入了數據庫，自此人們開始了數據庫關系方法和關系

數據理論的研究，在層次和網狀數據庫系統之后，形成了以關系數據模型為基礎的關系數據庫

系統。

第1章數據庫基礎與Access201613

1.3.1?關系模型

1．關系模型中的常用術語

關系模型是用二維表格的形式描述相關數據，也就是把復雜的數據結構歸納為簡單的二維

表格。表格中的每一個數據都可以看成是獨立的數據項，它們共同構成了該關系的全部內容。

在關系模型中，有以下常用術語。

（1）關系：一個關系就是一張二維表格，每個關系有一個關系名。在Access2016中，一

個關系就是一個表對象。

（2）元組：表格中的每一行稱為一個元組。在Access2016中，元組稱為記錄。

（3）屬性：表格中的每一列稱為一個屬性，給每列起一個名稱，該名稱就是屬性名，如

表1-1中的學號、姓名、性別、出生日期等。在Access2016中，屬性稱為字段。

（4）分量：元組中的一個屬性值稱為分量。關系模型要求關系的每一個分量必須是一個不

可分的數據項，即不允許表中還有表。

（5）域：屬性的取值范圍。從總體上