一、數(shù)據(jù)庫的基本知識

1．什么是數(shù)據(jù)庫

數(shù)據(jù)庫這個詞有多種解釋，簡單的定義是這樣的：數(shù)據(jù)庫（DataBase）是結構化數(shù)據(jù)的集合。

從廣義上講，數(shù)據(jù)庫就是數(shù)據(jù)或信息的集合，相當于一個數(shù)據(jù)倉庫。具體來說，數(shù)據(jù)庫是一組經(jīng)過計算機整理后的數(shù)據(jù)，在關系數(shù)據(jù)庫中，它由許多數(shù)據(jù)表組成。

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

⑴ 數(shù)據(jù)庫是自描述的。

數(shù)據(jù)庫除了包含用戶的源數(shù)據(jù)以外，還包含關于它本身結構的描述，這個描述稱作數(shù)據(jù)詞典（或數(shù)據(jù)目錄、元數(shù)據(jù)）。從這個意義上講，數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)庫是集成記錄的集合。

數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)庫是非常誘人的，但卻無法深入，數(shù)據(jù)庫將包含四種數(shù)據(jù)：用戶數(shù)據(jù)文件、元數(shù)據(jù)、索引、應用元數(shù)據(jù)。

用戶數(shù)據(jù)大多表示為表格，稱之為數(shù)據(jù)表，它存放了用戶的各種有用資料和數(shù)據(jù)。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(shù)據(jù)是關于用戶數(shù)據(jù)的結構的描述，稱之為系統(tǒng)表。例如：

表名

字段數(shù)

主關鍵字

Student

7

學號

Adviser

4

姓名

Guideplan

3

學生姓名

索引數(shù)據(jù)改進了數(shù)據(jù)庫的性能和可訪問性，稱之為概括數(shù)據(jù)。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(shù)據(jù)用來存儲用戶表格、報表、查詢、媒體數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)存儲在數(shù)據(jù)庫中。

⑶ 數(shù)據(jù)庫是模型的模型。

數(shù)據(jù)庫是用戶關于現(xiàn)實世界的模型的模型。具體解釋是：非計算機操作數(shù)據(jù)的情況下，人們所建立的一套文件、表格、數(shù)字等的處理內(nèi)容和規(guī)則是人們關于現(xiàn)實世界的模型，在計算機操作數(shù)據(jù)的情況下，數(shù)據(jù)庫設計者將在人們關于現(xiàn)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(shù)據(jù)庫模型。

三個世界的劃分：

現(xiàn)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(shù)據(jù)世界（計算機世界）：位、字節(jié)、字、塊、卷

2．從文件管理到數(shù)據(jù)庫管理

前面提到從文件組合成數(shù)據(jù)庫是非常誘人的，但卻無法深入。實際上，在數(shù)據(jù)庫處理之前，確實采用的文件管理方式，即用數(shù)據(jù)文件來存放數(shù)據(jù)，并通過高級語言完成對數(shù)據(jù)文件的操作。一個數(shù)據(jù)文件包含若干個“記錄（Record）”，一個記錄又包含若干個“數(shù)據(jù)項（Data Item）”，用戶通過對文件的訪問實現(xiàn)對記錄的存取。通常稱支持這種數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(lián)系的結構，不能適應管理大量數(shù)據(jù)的需要，于是數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)庫系統(tǒng)——IBM的IMS（Information Management System）。

3．數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的特點

與文件系統(tǒng)比較，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)有下列特點：

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

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

⑶ 數(shù)據(jù)的獨立性。在文件系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)文件與應用程序之間的這種依賴關系已大大減小。

⑷ 數(shù)據(jù)的完整性。在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，可以通過對數(shù)據(jù)的性質(zhì)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(shù)，一場電影的定票數(shù)不能超過電影院的座位數(shù)。

⑸ 數(shù)據(jù)的靈活性。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)不是把數(shù)據(jù)簡單堆積，而是在記錄數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)的安全性。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)具有安全管理功能。

⑺ 數(shù)據(jù)可控冗余度。數(shù)據(jù)專用時，每個用戶擁有使用自己的數(shù)據(jù)，難免會出現(xiàn)數(shù)據(jù)相互重復，這就是數(shù)據(jù)冗余。實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享后，不必要的數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)，其冗余度可以由設計者控制。

4．數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的分代

數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)可分為三代。

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

⑵ 關系型數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)庫系統(tǒng)進入第二代，目前PC機上使用的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)主要是第二代數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。其主要特點是：采用“表格”作為基本數(shù)據(jù)結構，在不同的表之間，允許存在相互聯(lián)系，一次查詢可以訪問整個表格中的數(shù)據(jù)。

⑶ 對象—關系模型數(shù)據(jù)系統(tǒng)（ORDBS）。將數(shù)據(jù)庫技術與面向?qū)ο蠹夹g相結合，以實現(xiàn)對多媒體數(shù)據(jù)和其它復雜對象數(shù)據(jù)的處理，這就產(chǎn)生了第三代數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。其主要特點是：包含第二代數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的功能，支持正文、圖形圖像、聲音等新的數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)

1．數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)

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

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

⑵ 數(shù)據(jù)操作功能。對數(shù)據(jù)庫進行檢索和查詢，是數(shù)據(jù)庫的主要應用。為此DBMS向用戶提供“數(shù)據(jù)操縱語言（DML）”，用于對數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(lián)。

運行子系統(tǒng)提供對設計時產(chǎn)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(shù)據(jù)本身之間。實際上，它將根據(jù)以上組件的請求，將其翻譯成對操作系統(tǒng)的命令，以實現(xiàn)對物理介質(zhì)上的數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)

數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)（DataBase Application System、DBAS）專指基于數(shù)據(jù)庫的應用系統(tǒng)。一個DBAS通常由數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)庫，二是要開發(fā)應用程序。并且，這二者亦是相互關聯(lián)的。

三、Access 2003內(nèi)部結構

Access 2003是一個功能強大、方便靈活的關系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。Access 2003作為一個小型數(shù)據(jù)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(wǎng)絡服務。

進入Access 2003，打開一個示例數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)。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(shù)據(jù)信息。請看下圖。