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一、數據庫的基本知識

1.什么是數據庫

數據庫這個詞有多種解釋,簡單的定義是這樣的:數據庫(DataBase)是結構化數據的集合。

從廣義上講,數據庫就是數據或信息的集合,相當于一個數據倉庫。具體來說,數據庫是一組經過計算機整理后的數據,在關系數據庫中,它由許多數據表組成。

David M.Kroenke關于數據庫的定義是:數據庫是指自描述的完整記錄的集合。它表達了三層含義:

⑴ 數據庫是自描述的。

數據庫除了包含用戶的源數據以外,還包含關于它本身結構的描述,這個描述稱作數據詞典(或數據目錄、元數據)。從這個意義上講,數據庫與作為一個自描述的書的集合的圖書館相似:除了書籍以外,圖書館還包含一個描述它們的卡片目錄。

⑵ 數據庫是集成記錄的集合。

數據的標準結構如下:位 —> 字節(jié) —> 域 —> 記錄 —> 文件, 按這種模式說,文件組合成數據庫是非常誘人的,但卻無法深入,數據庫將包含四種數據:用戶數據文件、元數據、索引、應用元數據。

用戶數據大多表示為表格,稱之為數據表,它存放了用戶的各種有用資料和數據。例如:

學生姓名

指導老師

老師電話

劉小景

錢志國

5666043

李  娟

楊一如

5666120

古介新

吳  萌

4108219

屈  達

錢志國

5666043

王成義

吳  萌

4108219

元數據是關于用戶數據的結構的描述,稱之為系統(tǒng)表。例如:

表名

字段數

主關鍵字

Student

7

學號

Adviser

4

姓名

Guideplan

3

學生姓名

索引數據改進了數據庫的性能和可訪問性,稱之為概括數據。例如:

學生姓名

指導老師

古介新

吳  萌

李  娟

楊一如

劉小景

錢志國

屈  達

錢志國

王成義

吳  萌

指導老師

老師電話

錢志國

5666043

吳  萌

4108219

楊一如

5666120

應用元數據用來存儲用戶表格、報表、查詢、媒體數據和其它形式的應用組件。并非所有的DBMS都支持應用組件,支持應用組件的DBMS也不一定把全部組件的結構作為應用元數據存儲在數據庫中。

⑶ 數據庫是模型的模型。

數據庫是用戶關于現實世界的模型的模型。具體解釋是:非計算機操作數據的情況下,人們所建立的一套文件、表格、數字等的處理內容和規(guī)則是人們關于現實世界的模型,在計算機操作數據的情況下,數據庫設計者將在人們關于現實世界的模型的基礎上再次建模,從而建立一個適用于計算機處理的數據庫模型。

三個世界的劃分:

現實世界(客觀世界):實體、實體集、屬性、實體標識符

信息世界(觀念世界):記錄、文  件、字段、關鍵字

數據世界(計算機世界):位、字節(jié)、字、塊、卷

2.從文件管理到數據庫管理

前面提到從文件組合成數據庫是非常誘人的,但卻無法深入。實際上,在數據庫處理之前,確實采用的文件管理方式,即用數據文件來存放數據,并通過高級語言完成對數據文件的操作。一個數據文件包含若干個“記錄(Record)”,一個記錄又包含若干個“數據項(Data Item)”,用戶通過對文件的訪問實現對記錄的存取。通常稱支持這種數據管理方式的軟件為“文件管理系統(tǒng)”,它一直是操作系統(tǒng)的重要組成部分。

隨著計算機處理的數據量不斷增加,文件管理系統(tǒng)采用的一次最多存取一個記錄的訪問方式,以及在不同文件之間缺乏相互聯系的結構,不能適應管理大量數據的需要,于是數據庫管理系統(tǒng)應運而生,并在上世紀60年代末誕生了第一個商業(yè)化的數據庫系統(tǒng)——IBM的IMS(Information Management System)。

3.數據庫系統(tǒng)的特點

與文件系統(tǒng)比較,數據庫系統(tǒng)有下列特點:

⑴ 數據的結構化。文件系統(tǒng)中單個文件的數據一般是有結構的,但從整個系統(tǒng)來看,數據在整體上沒有結構,數據庫系統(tǒng)則不同,在同一數據庫中的數據文件是有聯系的,且在整體上服從一定的結構形式。

⑵ 數據的共享性。在文件系統(tǒng)中,數據一般是由特定的用戶專用,數據庫系統(tǒng)中的數據可以有為不同部門、不同單位甚至不同用戶所共享。

⑶ 數據的獨立性。在文件系統(tǒng)中,數據結構和應用程序相互依賴,一方的改變總是要影響到另一方的改變。數據庫系統(tǒng)中的數據文件與應用程序之間的這種依賴關系已大大減小。

⑷ 數據的完整性。在數據庫系統(tǒng)中,可以通過對數據的性質進行檢查而管理它們,使之保持完整正確。如商品的價格不能為負數,一場電影的定票數不能超過電影院的座位數。

⑸ 數據的靈活性。數據庫系統(tǒng)不是把數據簡單堆積,而是在記錄數據信息的基礎上具有多種管理功能,如輸入、輸出、查詢、編輯、修改等。

⑹ 數據的安全性。數據庫系統(tǒng)中的數據具有安全管理功能。

⑺ 數據可控冗余度。數據專用時,每個用戶擁有使用自己的數據,難免會出現數據相互重復,這就是數據冗余。實現數據共享后,不必要的數據重復將全部消除,有時為了提高查詢效率,也保留少量的重復數據,其冗余度可以由設計者控制。

4.數據庫系統(tǒng)的分代

數據庫系統(tǒng)可分為三代。

⑴ 非關系型數據庫系統(tǒng)。是對第一代數據庫系統(tǒng)的總稱,包括層次型數據庫系統(tǒng)和網狀型數據庫系統(tǒng)。其主要特點是:采用“記錄”作為基本數據結構,在不同“記錄型”之間,允許存在相互聯系,一次查詢只能訪問數據庫中的一個記錄。(P3)

⑵ 關系型數據庫系統(tǒng)(RDBS)。1970年,E.F.Codd在一篇名為“A Relational Model of Data For Large Shared Databanks(大型共享數據庫數據的關系模型)”文章提出了“關系模型”的概念。70年代中期,商業(yè)化的RDBS問世,數據庫系統(tǒng)進入第二代,目前PC機上使用的數據庫系統(tǒng)主要是第二代數據庫系統(tǒng)。其主要特點是:采用“表格”作為基本數據結構,在不同的表之間,允許存在相互聯系,一次查詢可以訪問整個表格中的數據。

⑶ 對象—關系模型數據系統(tǒng)(ORDBS)。將數據庫技術與面向對象技術相結合,以實現對多媒體數據和其它復雜對象數據的處理,這就產生了第三代數據庫系統(tǒng)。其主要特點是:包含第二代數據庫系統(tǒng)的功能,支持正文、圖形圖像、聲音等新的數據類型,支持類、繼承、方法等對象機制,提供高度集成的、可支持客戶/服務器應用的用戶接口。

二、數據庫管理系統(tǒng)和數據庫應用系統(tǒng)

1.數據庫管理系統(tǒng)

實際上,數據庫是存于某種存儲介質上的相關數據有組織的集合,為了在計算機中對數據庫進行定義、描述、建立、管理和維護,應通過特定的數據庫語言進行,這就需要一套支持該數據庫語言的系統(tǒng)軟件,稱作數據庫管理系統(tǒng)(DBMS)。一般說,數據庫管理系統(tǒng)具有下列功能:

⑴ 數據定義功能。DBMS向用戶提供“數據定義語言(DDL)”,用于描述數據庫的結構,在關系數據庫中其標準語言是SQL(Structured Query Language),它提供了DDL語句。

⑵ 數據操作功能。對數據庫進行檢索和查詢,是數據庫的主要應用。為此DBMS向用戶提供“數據操縱語言(DML)”,用于對數據庫中的數據進行查詢,同樣SQL也提供了DML語句。

⑶ 控制和管理功能。除了DDL和DML兩類語句外,DBMS還具有必要的控制和管理功能。

在討論可視化的數據庫管理系統(tǒng)(如VFP、Access)時,一般而言,從組成結構上看,DBMS的特點和功能可以分為三個子系統(tǒng):設計工具子系統(tǒng)、運行子系統(tǒng)和DBMS引擎。

設計工具子系統(tǒng)提供設計工具,包括表生成、窗體生成、查詢生成、報表生成和過程語言編譯器等工具,設計工具子系統(tǒng)與開發(fā)人員相關聯。

運行子系統(tǒng)提供對設計時產生的程序的執(zhí)行,它與用戶接口。

DBMS引擎介于設計工具及運行子系統(tǒng)與數據本身之間。實際上,它將根據以上組件的請求,將其翻譯成對操作系統(tǒng)的命令,以實現對物理介質上的數據的讀寫。除此之外,DBMS引擎還涉及事務管理、鎖定、備份和恢復等工作。

2.數據庫應用系統(tǒng)

數據庫應用系統(tǒng)(DataBase Application System、DBAS)專指基于數據庫的應用系統(tǒng)。一個DBAS通常由數據庫和應用程序兩部分組成,它們都需要在DBMS支持下開發(fā)。開發(fā)一個信息系統(tǒng),一是要設計數據庫,二是要開發(fā)應用程序。并且,這二者亦是相互關聯的。

三、Access 2003內部結構

Access 2003是一個功能強大、方便靈活的關系型數據庫管理系統(tǒng)。Access 2003作為一個小型數據庫管理系統(tǒng),它最多能為由此由25-30臺計算機組成的小型網絡服務。

進入Access 2003,打開一個示例數據庫,可以看到如下的界面,在這個界面的【對象】欄中,包含有Access 2003的七個對象。另在【組】欄中,可以包含數據庫中不同類型對象的快捷方式的列表,通過創(chuàng)建組,并將對象添加到組,從而創(chuàng)建了相關對象的快捷方式集合。

Access 2003所提供的對象均存放在同一個數據庫文件(.mdb)中。Access 2003中各對象的關系如下圖所示。

下面對Access 2003每一類對象進行簡單介紹。

1. 表

表是Access 2003中所有其他對象的基礎,因為表存儲了其他對象用來在Access 2003中執(zhí)行任務和活動的數據。每個表由若干記錄組成,每條記錄都對應于一個實體,同一個表中的所有記錄都具有相同的字段定義,每個字段存儲著對應于實體的不同屬性的數據信息。請看下圖。

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