21世纪高职高专创新精品规划教材,数据库原理与应用（Access）,朱定善 熊丽华 主编,第一章 数据库知识,本章学习目标 随着计算机技术的发展，计算机应用已从早期的科学计算、过程控制进入到目前的数据信息处理，并已成为计算机应用的主要领域之一。而在数据信息处理过程中，并不需要进行复杂的计算，如一间学校的学生信息管理，一个单位的人事档案管理，一个大型百货商店的商品管理（进、销、存管理）等，它们主要是从事大量数据的存储、查找、统计等工作。若要有效地使用保存在计算机系统中的大量数据，必须严格合理的对这些数据进行组织、存储、维护等，这一切都离不开数据库技术。,数据库技术是研究数据库结构、存储、设计和使用的一门软件科学，是进行数据管理和处理的技术。在信息社会里，信息已成为各行各业的重要财富资源，以数据库为核心的信息系统已成为企业或组织生存和发展的重要条件。数据库技术已成为计算机科学与工程技术领域的重要研究方向之一，也日益成为计算机与工程技术人员应掌握的必不可少的知识与技能。通过本章的学习，应掌握数据库的基本理论、数据模型、关系数据库的特点、关系的规范化概念、关系数据库的设计等内容。,11数据库基本概念,数据库技术所涉及到许多概念，主要包括信息、数据与数据处理，数据库、数据库管理管理系统及数据库系统。,111信息、数据与数据处理,1信息 信息是现实世界事物的存在方式或运动状态的反映。泛指通过各种方式传播、可被感受的声音、文字、图像、符号等表示的某一特定事物的消息、情报或知识。它具有可感知、可存储、可加工、可传递和可再生等特点。,2数据 数据是指存储在某一媒体上能识别的物理符号，是反映客观事物特性的记录。数据的概念包括两个方面：一是所反映的事物特性的数据内容；二是存储在某一种媒体上的数据形式。数据形式可以是多种多样的，如某人的出生日期是“1984年10月28日”，也可表示为“84/10/28”，其含义没有改变。,从信息处理的角度来看，任何事物的特性都是通过数据来表示的，数据经过加工处理后，使其具有知识性，并对人类活动产生决策作用，从而形成信息。用数据符号表示信息通常有三种形式：数值型数据，即客观事物的定量符号，如金额、数量、单价的多少等；字符型数据即对客观事物进行定性记录的符号，如学号、姓名、电话等；特殊型数据，如图形、图像、动画、影像、声音等多媒体数据。从计算机的角度看，数据泛指那些可以被计算机接受并能被计算机处理的符号。,3数据处理 数据处理又称为信息处理。实际上就是利用计算机对各种类型的数据进行处理，并将其转换成信息的过程。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的操作过程。数据处理的目的是从大量的、原始的数据中获得所需的资料并提取有用的数据成份，作为行为和决策的依据。, 人工管理方式 人工管理方式出现在计算机应用于数据管理的初期（20世纪40年代末期到50年代中期以前）。由于没有必要硬件环境的支持，外存储器只有卡片、纸带、磁带，没有像磁盘这样的可以随机访问、直接存储的外存储器设备。软件方面也没有专门管理数据的软件，数据由计算机或处理它的程序进行携带。数据管理任务，包括存储结构、存取方法、输入输出方式等完全由程序设计人员负责完成。这种管理方式下，用户的应用程序与数据之间相互结合不可分割，当数据有所改变时，程序也随之改变，独立性差；各程序间的数据不能传递，共享性差，既不方便，也不安全，编程效率极低。, 文件管理方式 文件管理方式即把有关的数据组织成一个文件（20 世纪50年代后期至60年代后期），这种数据文件可以脱离程序而独立存在，由一个专门的文件管理系统对其实施统一管理。文件管理系统是一个独立的系统软件，它是应用程序与数据文件间的一个接口。在这种管理方式下，应用程序通过文件管理系统对数据文件中的数据进行加工处理。应用程序的数据具有一定的独立性，解决了人工管理方式下的数据独立性差的缺点。但数据文件仍高度依赖于其对应的应用程序，不能被多个应用程序通用，同一个数据可能出现在多个文件中，这样不仅浪费存储空间，更严重的是由于不能对数据文件作统一修改，容易造成数据的不一致性。, 数据库管理方式 数据库系统管理方式（20世纪60年代后期开始）即对所有的数据实行统一规划管理，形成一个数据中心，构成一个数据仓库，数据库中的数据能够满足所有用户的需要，供不同用户共享。在这一管理方式下，应用程序不再只与一个孤立的数据文件相对应，可以取整体数据集中的某个子集作为逻辑文件与其对应，通过数据库管理系统实现逻辑文件与物理文件之间的映射。在数据库管理系统环境下，应用程序对数据的管理和访问灵活方便，而且数据与应用程序之间完全独立，使程序的编制质量和效率都有所提高；由于数据文件间可以建立关联关系，数据的冗余大大减少，数据共享性显著增强。, 分布式数据库系统方式 分布式数据库系统是数据库技术与和计算机网络技术结合的产物。网络技术的发展为数据库提供了分布运行环境，从主机-终端体系结构发展到客户/服务器系统结构。分布式数据库系统既可以把全局数据模式按数据来源和用途，合理分布在系统的多个节点上，使大部分数据可以就地存取，而用户不感到的分布，即物理上分布、逻辑上集中的分布式数据库结构（紧密型）；又可把多个集中式数据库系统通过网络连接起来，各节点上的计算机可以利用网络通信功能访问其他节点上的数据资源，即物理上、逻辑上分布的分布式数据库结构（松散型）。, 面向对象数据库系统方式 面向对象数据库系统是数据库技术与面向对象程序设计相结合的产物。面向对象数据库系统是面向对象方法在数据库系统中的实现和应用，它既是一个面向对象的系统，又是一个数据库系统。,112 数据库系统,数据库系统是指引进数据库技术后的计算机系统。实现有组织地、动态地存储大量相关数据，提供数据处理和信息资源共享的便利手段。数据库系统由数据库、数据库管理系统、数据库应用系统、数据库管理员用户和计算机系统的软、硬件平台组成。其组成结构如图1-1所示。,图1-1 数据库系统层次结构示意图,1 数据库 数据库是以一定的组织方式将相关的数据组织在一起存放在计算机存储器上的一组组相关数据的集合。 数据库中的数据往往不像文件系统那样，只面向某一项特定应用，而是面向多种应用，可以被多个用户、多个应用程序共享。例如人才交流中心的人才档案数据库，他可以在国际互连网（Internet）上供用户浏览。,2数据库管理系统 为了让多种应用程序并发地使用数据库中具有最小冗余度的共享数据，必须使数据与程序具有较高的独立性。这就需要一个软件系统对数据实行专门管理，提供安全性和完整性等统一控制机制，方便用户以交互命令或程序方式对数据库进行操作。我们称这个软件系统为数据库管理系统（DBMS ）。数据库管理系统是数据库系统的核心。一般来说，数据库管理系统应具备如下功能：, 数据库定义功能 数据库管理系统提供了建立数据库框架，定义数据库中的对象功能。根据此功能，用户可以根据需要在计算机系统中建立自己的数据库，并在数据库存储数据。, 数据操作功能 对数据进行检索和查询是数据库的主要应用，数据库管理系统向用户提供“数据操作语言”，支持用户对数据库中的数据进行查询、更新等操作。, 数据库控制功能 数据库管理系统可以完成对数据库的安全性控制、完整性控制、多用户环境下的并发控制等各方面的控制。, 数据库的管理功能 数据库管理功能可以完成数据库的数据备份、恢复和转储功能。, 数据库通信功能 在分布式数据库或提供网络操作功能的数据库中，数据库管理系统还必须提供数据库的通信功能。 随着计算机技术的发展及计算机应用领域的拓宽，数据库技术得到了很大的发展。数据库管理系统也层出不穷。目前有如下几种常用的典型的数据库管理系统。, Oracle：Oracle是Oracle公司的数据库产品。它是世界著名的商品化关系数据库管理系统。, Sybase：Sybase公司是较早采用客户/服务器技术的数据库厂商。Sybase数据库可以运行在Unix、Windows NT、 Novell等操作系统平台上，支持标准的关系数据库语言SQL，使用客户/服务器模式，采用了开放的体系结构，能够实现网络环境下各节点上的数据库的互访操作。Sybase还拥有十分著名的数据库应用开发工具PowerBuilder，能够快速开发基于客户/服务器的图形化数据库应用。, Informix：Informix是美国Informix软件公司的产品，是一个应用广泛的著名的关系数据库管理系统，它具有独立性强、查询功能齐全、使用方便和易于扩充等优点。可以在Unix、Windows、Windows NT、Netware、Macintosh等多种操作系统环境下运行。, SQL Server：SQL Serve是Microsoft公司推出的适用于大型网络环境的数据库管理系统，它一经推出后，很快得到广大用户的积极响应，并迅速占领了NT环境下的数据库领域，成为数据库市场上的一个重要产品。它采用客户机/服务器或浏览器/服务器设计结构模式，支持分布式数据库结构，具有动态数据存储机制和数据转换服务，并支持Internet的工作环境，包括数据发布、支持XML、电子邮件等。, Access：Access数据库管理系统是Microsoft开发的另一个数据库管理系统。是一个功能强大、方便灵活、适用于个人单机环境下使用的关系型数据库管理系统，同时还提供了一个完整的数据库应用开发工具，可用于开发适合于特定的数据库管理的Windows应用程序。它不仅可用于小型数据库管理，供单机使用，也能与工作站、数据库服务器或主机上的各种数据库互相连接，并可用于建立客户/服务器应用程序中的工作站部分。,3.数据库应用系统 数据库应用系统（DBAS-DataBase Application System）是指系统开发人员利用数据库管理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，通常由数据库和应用程序两部分组成。如以数据库为基础的应用于财务核算的财务管理系统、学生成绩管理系统、教学管理系统、人事档案管理系统、商品信息管理系统等等。无论是面向内部业务和管理的管理信息系统，还是面向外部，提供信息服务的开放式信息系统，从实现技术角度而言，都是以数据库为基础和核心的计算机应用系统。,4数据库管理员与数据库用户 数据库管理员专门从事数据库的规划、设计、使用与维护等工作。数据库用户是指数据库的最终用户，他们可以使用自己开发的应用程序访问数据库，也可以使用数据库系统提供的接口访问数据库。,5计算机系统软件、硬件平台 在数据库系统中，软件包括操作系统（如Windows）、开发工具（如VB）和接口软件（如ODBC）；硬件平台包括计算机和计算机网络，他是数据库系统赖以存在的基础。,113 数据库系统的特点,数据库系统主要有如下特点：, 数据共享 这是数据库系统区别于传统数据管理系统的最大特点之一，也是数据库系统先进性的很重要表现。 共享是指多用户、多种应用互相覆盖地共享数据集合。当前所有用户可同时存取数据库中的数据。这些数据可以是数据库中的部分数据或相互交叉重叠的数据，也可以是文件级、记录级、数据项级的数据。, 面向全组织的数据结构化 数据库系统不再像文件系统那样从属于特定的应用，而是面向整个组织来组织数据，常常是按某种数据模型（有关数据模型在后面章节有详细介绍），将整个组织的全部数据组织成为一个结构化的数据整体。它不仅描述了数据本身的特性，也描述了数据与数据之间的种种关系，这使数据库能描述复杂的数据结构。 全组织的数据结构化，有利用于实现数据共享，它使数据不是面向应用（程序），而是面向系统。这样，系统的弹性大、可扩充，在系统中加入部分数据，就可以适应新的应用需要。, 具有较高的数据独立性 数据库的重要牲特征就是数据独立于应用程序而存在。数据与程序相互独立、互不依赖，这大大简化了应用程序的设计与维护的工作量。, 减少冗余度 数据共享、结构化和数据独立性的优点使数据存储不