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第8章数据库基础

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基本要求理解数据库系统的功能与基本组成 了解常见数据库管理系统的特点 了解概念模型及常见数据模型 了解建立关系数据库系统的步骤 了解数据库在管理信息系统中的应用 掌握Access数据库的使用，解决简单应用问题

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主要内容8.1 8.2 8.3 8.4 数据库系统概述 Access 2002数据库的建立和维护 数据库的建立和维护 Access 2002数据库的查询 数据库的查询 Access 2002的窗体、报表 的窗体、 的窗体

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8.1数据库系统概述 8.1数据库系统概述信息化社会离不开信息系统， 信息化社会离不开信息系统，信息系统 的核心是数据库。 的核心是数据库。 典型案例： 典型案例： 大学计算机基础考试系统 银行取款系统 考试系统数据库

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8.1.1 常用术语1.数据库(DataBase,DB) 1.数据库(DataBase,DB) 数据库 长期保存在计算机外存上的、有结构的、 长期保存在计算机外存上的、有结构的、可共享的数据集 合。 2.数据库管理系统 数据库管理系统(DataBase System, 2.数据库管理系统(DataBase Management System,DBMS) 数据库系统中对数据库进行管理的软件系统。 数据库系统中对数据库进行管理的软件系统。数据库的一 切操作，如查询、更新、插入、删除以及各种控制， 切操作，如查询、更新、插入、删除以及各种控制，都是通过 DBMS进行的。 DBMS进行的。 进行的 DBMS是位于用户 或应用程序)和操作系统之间的软件。 是位于用户( DBMS是位于用户(或应用程序)和操作系统之间的软件。 借助于操作系统实现对数据的存储和管理， 借助于操作系统实现对数据的存储和管理，使数据能被各种不 同的用户所共享，DBMS提供给用户可使用的数据库语言 提供给用户可使用的数据库语言。 同的用户所共享，DBMS提供给用户可使用的数据库语言。 3.数据库系统 数据库系统( System,DBS) 3.数据库系统(DataBase System,DBS) 由数据库、数据库管理系统、应用程序、数据库管理员、 由数据库、数据库管理系统、应用程序、数据库管理员、 用户等构成的人-机系统。 用户等构成的人-机系统。6Dept. of Computer Science and Technology

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8.1.2 数据库技术的产生和发展数据管理经历了三个发展阶段： 数据管理经历了三个发展阶段：–人工管理 人工管理 –文件管理 文件管理 –数据库系统 数据库系统 数据库技术是对传统信息管理模式的大变革： 数据库技术

是对传统信息管理模式的大变革： –提高了信息的利用率 提高了信息的利用率 –缩短了信息的传播过程 缩短了信息的传播过程 –实现了信息一体化的管理 实现了信息一体化的管理7Dept. of Computer Science and Technology

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1. 人工管理阶段20世纪 年代中期以前： 世纪50年代中期以前 世纪 年代中期以前： 硬件方面只有卡片、纸带、 硬件方面只有卡片、纸带、磁带等存储设备 软件方面没有操作系统， 软件方面没有操作系统，没有进行数据管理的软件 此时的计算机、 此时的计算机、数据主要以科学计算为目的 运算、 原始数据随程序一起输入内存 、运算、退出 数据是面向应用 数据不具有共享性应用程序 数据

数据需要由应用程序自己来管理 程序与相应的数据有着很强的依赖性 程序与数据之间不具有独立性8Dept. of Computer Science and Technology

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人工管理程序举例： 人工管理程序举例：

求6个数据之和和最大值 个数据之和和最大值程序2 /* 程序2:求6个数中的最大值 */ #include <stdio.h> main() { int i,s; int a[6]={66,55,75,42,86,77}; s=a[0]; for(i=1;i<6;i++) if (s<a[i]) s=a[i]; printf(“%d %d”,s); printf( %d ,s); }

程序1 /* 程序1:求6个数之和 */ #include <stdio.h> main() { i,s=0 int i,s=0; int a[6]={66 55,75,42,86,77} 66, a[6]={66,55,75,42,86,77}; for(i=0 i<6 for(i=0;i<6;i++) s=s+a[i]; s=s+a[i]; printf(“% ,s) ,s); printf( %d”,s); }

程序和数据放在一起，虽然是处理同一批数据， 程序和数据放在一起，虽然是处理同一批数据，但是程序之 间没有数据共享。 间没有数据共享。9Dept. of Computer Science and Technology

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2. 文件系统阶段20世纪 年代中期 世纪60年代中期 世纪 硬件方面有了磁带、 硬件方面有了磁带、磁盘等大容量存储设备 软件方面有了操作系统 不仅用于科学计算，还用于数据管理。 不仅用于科学计算，还用于数据管理。所有相关数据存放在特 定的应用文件中，并由该文件系统进行管理。 定的应用文件中，并由该文件系统进行管理。 问题： 问题：数据共享性差， 数据共享性差，冗余度大 数据的不一致性 程序与数据之间的独立性不高

应用程序 OS 应用程序

数据1 数据2

数据缺乏统一的管理和控制 安全性、 并发操作、 安全性、完整性 、并发操作、数据破坏后的恢复

大量重复程序、 子系统的问题 ：大量重复程序、技术难度10Dept. of Computer Science and Technology

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文件系统程序举例： 求6个数据之和和最大值 程序举例： 个数据之和和最大值程序1 /* 程序1:求6个数之和 */ #include <stdio.h> main() { i,s=0,a[6 int i,s=0,a[6]; fp; FILE * fp; fp=fopen("c: da

ta.dat","rb"); fp=fopen("c:\data.dat","rb"); fread(a,2 ,fp); fread(a,2,6,fp); /* 读 数 据 * / for(i=0 i<6 for(i=0;i<6;i++) s=s+a[i]; s=s+a[i]; d",s); printf(" %d",s); fclose(fp); fclose(fp); /* 关闭文件 */ } 程序2 /* 程序2:求6个数中的最大值 */ #include <stdio.h> main() { a[0 ,a[6 int i,s= a[0] ,a[6]; fp; FILE * fp; fp=fopen("c: data.dat","rb"); fp=fopen("c:\data.dat","rb"); fread(a,2 ,fp); fread(a,2,6,fp); s=a[0 s=a[0]; for(i=0 i<6 for(i=0;i<6;i++) s=a[i]; if (s<a[i]) s=a[i]; printf("%d",s); printf("%d",s); fclose(fp); }11Dept. of Computer Science and Technology

数据来自同一个文件C:\ 数据来自同一个文件C:\ data.dat C:

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3. 数据库系统阶段20世纪 年代后期: 世纪60年代后期 世纪 年代后期: 硬件方面出现了大容量且价格低廉的磁盘 软件方面操作系统已开始成熟，为数据技术的发展提供了良 软件方面操作系统已开始成熟， 好的基础 数据处理的规模越来越大， 数据处理的规模越来越大，数据共享的要求越来越强烈 数据库技术诞生的标志: 数据库技术诞生的标志 1968年美国 年美国IBM公司推出的层次模型的IMS数据库管理系统 公司推出的层次模型的 数据库管理系统 年美国 公司推出的层次模型 1969年美国数据系统语言研究会下属数据库任务组公布了关 年美国数据系统语言研究会下属数据库任务组公布了关 网状模型的 于网状模型的DBTG报告 报告 1970年IBM公司研究员 年 公司研究员E.F.Codd发表论文提出了关系模型 发表论文提出了关系模型 公司研究员 发表论文提出了12Dept. of Computer Science and Technology

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数据库系统程序举例: 数据库系统程序举例:查询某个数据项的和、最大值 如下语句来实现：SELECT sum(数据 数据) 数据 SELECT max(数据 数据) 数据 AS AS 数据和 最大值 FROM 数据表 FROM 数据表

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数据库系统的特点： 数据库系统的特点：1.采用复杂的结构化的数据模型。 .采用复杂的结构化的数据模型。 2.最低的冗余度 . 3.有较高的数据独立性 . 用户面对的是简单的逻辑结构操作而不涉及数据具体的物理存储 结构， 结构， 4.安全性 . 设置用户的使用权限 在数据库被破坏时，系统有能力把数据库恢复到可用状态。 在数据库被破坏时，系统有能力把数据库恢复到可用状态。 5.完整性 . 系统采用一些完整性检验以确保数据符合某些规则， 系统采用一些完整性检验以确保数据符合某些规则，保证数据库 中数据始终是正确的。 中数据始终是正确的。

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新型数据库系统： 新型数据库系统：分布式数据库系统-分布式数据库系统--数据

库中一个数据在多个不同的地理位置存储的和处理。 的和处理。

面向对象数据库--可以像对待一般对象一样存储复杂信息与过程。 面向对象数据库--可以像对待一般对象一样存储复杂信息与过程。 多媒体数据库--涉及图像、音频、视频处理、三维动画、 多媒体数据库-- 涉及图像、 音频 、 视频处理 、三维动画 、 数据存储与检索等技术。 与检索等技术。

数据仓库--面向主题的、 集成的、 数据仓库 -- 面向主题的 、 集成的 、 稳定的和随时间变化的数据集合,用于决策制定。 用于决策制定。

工程数据库--存储和管理各种工程设计图形和工程设计文档， 工程数据库 -- 存储和管理各种工程设计图形和工程设计文档 ， 并能为工程设计提供各种服务的数据库。 为工程设计提供各种服务的数据库。

空间数据库--是描述、存储与处理具有位置、形状、大小、 空间数据库 -- 是描述、 存储与处理具有位置 、 形状 、 大小 、 分布特征及空间关系等属性的空间数据及其属性数据的数据库系统。 征及空间关系等属性的空间数据及其属性数据的数据库系统。15Dept. of Computer Science and Technology

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8.1.3 数据模型1. 数据模型的定义 现实世界数据特征的模拟和抽象，数据库中数 数据模型的定义--现实世界数据特征的模拟和抽象 现实世界数据特征的模拟和抽象， 据的存储方式 。 2. 数据模型的基本要求 较真实的模拟现实世界 容易被人理解 数据模型的基本要求--较真实的模拟现实世界 便于在计算机上实现。 便于在计算机上实现。 3. 数据模型的二个层次--概念模型(信息模型)、基本数据模型。 数据模型的二个层次 概念模型(信息模型)、基本数据模型。 概念模型 )、基本数据模型 4. 数据模型的三个要素 数据结构、数据操作、数据的约束条件。 数据模型的三个要素--数据结构、数据操作、数据的约束条件。 数据结构 在几十年的数据库发展史中，出现了三种重要的数据模型： 在几十年的数据库发展史中，出现了三种重要的数据模型： 层次模型 网状模型 关系模型 用树型结构来表示实体及实体间的联系 用网状结构来表示实体及实体间的联系 用一组二维表表示实体及实体间的关系16

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