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第7章 数据库基础
计算机自诞生以来已经历了半个多世纪的历程,它的应用已经渗透到人类社会的各个
领域,其中最主要的应用领域是科学计算、过程控制和数据处理。近些年来,随着科学技
术的发展和信息量的迅猛增长,使计算机的另一应用领域-数据管理的应用在逐渐扩大,其
中最主要的是数据库技术。本章首先介绍数据库DB(Database)和数据库管理系统
DBMS(Database management system)的基本概念,然后以常用的微软Oce组
件Access为例,介绍数据库管理系统的使用方法,包括创建数据库、创建表、使用数据表
进行查询,创建窗体和报表等常用功能。
.1 数据库的概念
.1.1 数据、信息与数据处理
a. 数据的概念
数据是指存储在某种媒体上的符号的集合,是对客观事物的描述,这些符号不仅可代
表数字、文字,还可代表图形、声音、视频信号等。
b. 信息的概念
信息是指数据中“有用”的部分,是随着研究的问题不同而改变的,是因人而异的。同
样的数据对某个问题“有用”,构成信息,可以帮助人们做出正确的决策,但对另一个问题
可能没什么用途,甚至毫无意义。
c. 数据处理
数据处理是指从数据中提取信息的过程,根据具体问题的不同,数据处理可以比较简
单也可以相当复杂。可用公式表示信息与数据之间的关系为:
信息 = 数据 + 处理
.1.2 数据处理方式的发展
d. 人工管理阶段
人们采用手工方法,利用纸和笔及简单的计算工具对数据进行处理,效率非常低。
e. 文件管理阶段
随着计算机硬件和操作系统的发展,计算机的应用范围由单纯的数值计算逐渐推广到
其它应用领域,操作系统中的文件系统负责数据和文件的管理。计算机的文件管理系统不
仅提高了数据处理的效率,还可以将数据和信息长期保存在计算机的存储介质中,以备将
来使用。然而,由于文件管理系统是将数据以文件的形式存储,所以数据之间相互独立,
缺乏彼此之间的联系,且数据的冗余度高。
f. 数据库管理阶段
20 世纪 60 年代后期,计算机硬件和软件得到快速的发展,计算机应用于数据管理的
规模更加庞大,需要计算机管理的数据量急剧增长。文件管理系统的数据管理方法已经无
法满足要求,为解决数据相互之间的独立性问题,实现数据的统一管理,达到数据共享的
目的,发展了数据库技术。
数据库管理阶段的发展经历了层次数据库和网状数据库阶段,发展到 20 世纪 70 年代,
出现了关系数据库系统,并逐渐占据了数据库领域的主导地位。
.1.3 数据库中一些常用的概念
g. 数据库
数据库是将数据按照一定的数据模型进行组织,保存在存储介质中,既包含数据本身,
又包含数据之间的相互联系。
h. 数据库管理系统
数据库管理系统是管理数据库的软件,主要具备以下功能:
(1) 数据定义功能
定义数据库的结构,以及其它约束条件。
(2) 数据操纵功能
对数据库中的数据进行编辑(插入、修改和删除)和查询。
(3) 数据库运行控制功能
数据库中的数据是共享的资源,提供给多个用户共同使用,数据库管理系统必
须有具有对数据安全性和数据存取并发性的控制能力。
(4) 数据库的建立和维护功能
数据库初始数据的输入以及与其它数据源的数据交换等。
.2 数据模型
.2.1 数据模型概念
把现实世界中的事物以及事物之间的相互联系以数据的形式存储到计算机中需要对现
实世界进行抽象,表示现实世界中事物以及事物之间联系的模型称为数据模型(Data
model)。数据模型是数据库中数据的存储方式,是数据库系统的核心和基础。在数据库系
统中,常用的数据模型有层次模型、网状模型和关系模型。其中关系模型是最重要的数据
模型,起着主导地位。支持关系模型的数据库系统称为关系数据库系统。
.2.2 关系模型
i. 关系模型的结构
在关系模型中,数据的组织形式是人们通常所熟悉的一张由行列组成的二维表格,一
张表就是一个关系。如下面三张表“学生”、“课程”、“选课”所表示的三个关系。
表 8-1,学生
学号 所在系 姓名 性别 年龄
200631802101 计算机 李伟峰 男 18
200631802102 计算机 张彩霞 女 19
200631802103 计算机 刘大年 男 19
200641302101 电子工程 王少华 女 18
200641302102 电子工程 李立民 男 19
200641302103 电子工程 张建国 男 18
200642114102 工商管理 沈小莉 女 19
200642114103 工商管理 朱德海 男 20
200642114104 工商管理 马英超 男 18
200642302101 中文 周红 女 19
200642302102 中文 赵正杰 男 19
200642302103 中文 李晓敏 女 18
200642601101 经济与贸易 李海洋 男 18
200642601102 经济与贸易 李淑娴 女 20
200642601103 经济与贸易 王纯 女 18
表 8-2,课程
课程代码 课程名称 类别 学分 开课院系
14210053
人工智能 选修
1.5
计算机
14210054
计算机图形学 选修
1.5
计算机
14210055
网页设计 选修
1.5
计算机
31210010
会计学原理 选修
1.5
工商管理
31210011
统计学原理 选修
1.5
工商管理
43110021
国际贸易实务 选修
1.5
经济与贸易
51210012
数学模型 选修
1.5
数学
51210013
数理统计 选修
1.5
数学
51210031
英语口语中级 选修
1.5
外语
51210032
英语国家概况 选修
1.5
外语
52210005
VB 程序设计 选修
1.5
计算中心
52210006
数据库基础及应用 选修
1.5
计算中心
表 8-3,选课
学号 课程代码 学期
200631802101 31210011 4
200631802102 31210011 4
200641302101 14210053 5
200641302102 14210055 3
200641302102 51210012 3
200642114102 51210013 3
200642302102 14210055 3
200642302103 51210031 3
200642601101 14210055 3
200642601101 51210031 3
200642601101 52210005 3
200642601102 51210032 5
j. 关系模型中的常用术语
(1) 记录:二维表中除第一行外,每一行称为一个记录或一个元组。
(2) 字段:表中的一列称为一个字段或属性,每一列的第一行称为字段名或属性名,从
第二行开始是字段的取值。
(3) 值域:每个字段(属性)的取值范围,称为值域。例如,“性别”字段的值域是{男,
女}
(4) 关系模式:关系模式是对关系的一种描述,一般形式为:
关系名(属性 1,属性 2,… ,属性 n)
如上面的三张表“学生”、“课程”和“选课”可用下列关系模式表示:
学生(学号,所在系,姓名,性别,年龄)
课程(课程代码,课程名称,类别,学分,开课院系)
选课(学号,课程代码,学期)
(5) 关键字:可以唯一确定一条记录的属性或属性的组合称为关键字。如学生表中的属
性“学号”
k. 关系模型的规范化条件
(1) 每一属性是不能再分的最小数据单位,也就是说不允许表中还有表。如下面的学生
成绩表不满足规范化条件。
表 8-4,学生成绩表
学号 姓名
考试成绩
期中考试 期末考试
200641302
101
王少华
85 90
200641302
102
李立民
86 92
应修改成下面的形式:
表 8-4a
学号 姓名 期中考试 期末考试
200641302
101
王少华 85 90
200641302
102
李立民 86 92
(2) 表中的每一列具有不同的属性名
(3) 不允许有完全相同的行(记录)
(4) 表中的行(记录)和列(字段)与其在表中的顺序无关
l. 关系的基本运算
(1) 选择(Selection)
从已知关系中选出若干个元组的运算称为选择。如从关系“学生”中选出经济与贸易系
学生产生新的关系“经贸系学生”如下表。
表 8-5,经贸系学生
学号 所在系 姓名 性别 年龄
200642601101 经济与贸易 李海洋 男 18
200642601102 经济与贸易 李淑娴 女 20
200642601103 经济与贸易 王纯 女 18
(2) 投影(Projection)
从已知关系的属性集合中选取若干个属性组成新的关系称为投影。如从关系“课程”中
选取属性“课程代码”、“课程名称”、“开课院系”组成新的关系。
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