新编Access数据库技术及应用（含实践教程）

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第1章 概论
　　数据库技术是计算机应用领域中很重要、应用极为广泛的技术之一，是软件学科的一个独立分支。数据库技术是信息社会中信息资源管理与利用的基础，是研究如何存储、使用和管理数据的一门学科。随着计算机应用的发展，数据库应用领域已从数据处理、信息管理、事务处理扩大到计算机辅助设计、人工智能、办公信息系统和网络应用等新的应用领域。
　　经过几十年的发展，数据库技术已形成完整的理论体系和一大批实用系统。关系运算理论和模式设计理论不断完善，数据库管理系统软件日益丰富，为数据库的应用与开发奠定了基础。
　　本章将介绍数据管理的发展过程及数据库技术所涉及的基本概念，包括数据库、数据模型、关系数据库的基本理论等，最后给出建立关系数据库的方法及实例，读者通过本章的学习将对数据库技术有一个全面的了解。
　　1.1 数据管理技术的发展
　　人们对数据进行收集、组织、存储、加工、传播和利用等一系列活动的总和称为数据管理。由于计算机的产生和发展，在应用需求的推动下，数据管理技术得到迅猛发展，在整个利用计算机进行数据管理的发展过程中经历了人工管理、文件系统、数据库系统三个阶段。
　　1.1.1 人工管理阶段
　　20世纪 40年代中期到 50年代中期，计算机主要用于科学计算。从当时的硬件来看，外存只有纸带、卡片、磁带，没有直接存取设备 (如磁盘)；从软件来看，没有操作系统及数据管理的软件；从数据来看，数据量小，用于数据结构的模型没有完善，所以这一阶段的数据由用户直接进行管理。
　　1.1.2 文件系统阶段
　　20世纪 50年代后期到 60年代中期，计算机外部存储设备中出现了磁鼓、磁盘等直接存取设备；计算机操作系统中产生了专门管理数据的软件，称为文件系统。在数据的处理方式方面不仅有了文件批处理，而且能够在需要时随时从存取设备中查询、修改或更新数据。这时的数据处理系统是把计算机中的数据组织成相互独立的数据文件，并按文件名进行访问。
　　1.1.3 数据库系统阶段
　　20世纪 60年代后期，计算机性能大幅度提高，特别是大容量磁盘的出现，使存储容量大大增加并且价格下降。为满足和解决实际应用中多个用户、多个应用程序共享数据的要求，使数据能为尽可能多的应用程序服务，在软件方面就出现了统一管理数据的专用软件系统，克服了文件系统管理数据时的不足，这就是数据库管理技术。现在，数据库已成为各类信息系统的核心。
　　数据管理三个阶段的比较，如表 1-1所示。
　　表1-1 数据管理三个阶段的比较
　　1.2 数据库概念
　　1.2.1 数据库
　　数据库(database，DB)，顾名思义，存放数据的仓库。只不过这个仓库是在计算机存储设备上，而且数据是按一定的格式存放的。人们收集并抽取出一个应用所需要的大量数据之后，将其保存起来以供进一步加工处理，进一步抽取有用信息。
　　数据库是指长期存储在计算机内的、有组织的、可共享的数据集合。数据库中的数据按一定的数据模型组织、描述和存储，具有较小的冗余度、较高的数据独立性和易扩展性，并可以被各种用户共享。
　　1.2.2 数据库管理系统
　　数据库管理系统 (database management system，DBMS)是位于用户与操作系统之间的一款数据管理软件。市场上可以看到各种各样的数据库管理系统软件产品，如 Oracle、SQL Server、Access、Informix、Sybase等。其中 Oracle、SQL Server数据库管理系统适用于大中型数据库； Access是微软公司 Office办公套件中一个极为重要的组成部分，是目前世界上最流行的桌面数据库管理系统，它适用于中小型数据库应用系统。
　　数据库管理系统的主要功能包括以下几个方面。
　　(1)数据定义功能。数据库管理系统提供数据定义语言 (data definition language， DDL)，通过它可以方便地对数据库中的数据对象进行定义。
　　(2)数据操纵功能。数据库管理系统还提供数据操纵语言(data manipulation language，DML)，使用 DML操纵数据实现对数据库的基本操作，如查询、插入、删除和修改等。
　　(3)数据库控制功能。数据库管理系统还提供数据控制语言 (data control language，DCL)，数据库在建立、运用和维护时由数据库管理系统统一管理、统一控制，以保证数据的安全性、完整性、多用户对数据的并发使用及发生故障后的系统恢复。
　　(4)其他功能。它包括数据库初始数据的输入、转换功能，数据库的转储、恢复功能，数据库的管理重组织功能和性能监视、分析功能等。
　　1.2.3 数据库系统
　　数据库系统(database system，DBS)是指在计算机系统中引入数据库后的系统构成。在不引起混淆的情况下，常常把数据库系统简称为数据库，一般由五部分组成：硬件系统、数据库集合、数据库管理系统及相关软件、数据库管理员和用户。
　　1. 硬件系统
　　运行数据库系统的计算机需要有足够大的内存、足够大容量的磁盘等联机直接存取设备和较高的通道能力以支持对外存的频繁访问。还需要足够数量的脱机存储介质，如软盘、磁带存放数据库备份。
　　2. 数据库集合
　　数据库系统包括若干个设计合理、满足应用需要的数据库。
　　3. 数据库管理系统及相关软件
　　数据库管理系统在 1.2.2节已介绍过，是为数据库的建立、使用和维护而配置的软件，它是数据库系统的核心组成部分，当然也离不开支持其运行的操作系统，不仅可以使用数据库管理系统自含的语言，而且可以使用其他程序设计语言及工具软件开发数据库应用系统。
　　4. 数据库管理员
　　对于较大规模的数据库系统，必须有人全面负责建立、维护和管理。承担此任务的人员称为数据库管理员 (database administrator，DBA)。
　　数据库管理员的职责包括：定义并存储数据库的内容，监督和控制数据库的使用，负责数据库的日常维护，必要时重新组织和改进数据库。
　　5. 用户
　　数据库系统的用户分为两类：一类是最终用户，主要对数据库进行联机查询或通过数据库应用系统提供的界面来使用数据库，这些界面包括菜单、表格、图形和报表；另一类是专业用户，即应用程序员，他们负责设计应用系统的程序模块，为最终用户开发适用的数据库应用系统。
　　1.3 数据模型
　　1.3.1 数据模型描述
　　在数据库中用数据模型这个工具来抽象、
　　表示和处理现实世界中的数据和信息。通俗地讲，数据模型就是现实世界的模拟。
　　计算机不能直接处理现实世界中的具体事物，所以人们必须把具体事物抽象并转换成计算机能够处理的数据。一般要经过以下两个阶段。
　　(1) 将现实世界中的客观对象抽象为信息世界的概念数据模型。
　　(2) 将信息世界的概念数据模型转换成机器世界的逻辑数据模型，如图1-1所示。
　　由上述两个阶段可知，数据模型分成两个图1-1对现实世界的抽象过程不同的类型。
　　(1)第一类模型是概念数据模型。它面向现实世界，按用户的观点对数据和信息建模，强调语义表达能力，建模容易、方便，概念简单、清晰，易于被用户所理解，是现实世界到信息世界的第一层抽象，是终端用户和数据库设计人员之间进行交流的语言。概念数据模型主要用在数据库的设计阶段，与数据库管理系统无关。常用的概念数据模型之一是实体-联系(entity-relationship，E-R)模型。
　　(2)第二类模型是逻辑数据模型 (简称数据模型 )。逻辑数据模型是面向机器世界的，它按照计算机系统的观点对数据建模，各种机器上实现的数据库管理系统软件都是基于某种逻辑数据模型的。逻辑数据模型主要包括网状模型、层次模型 (这两者又称为非关系模型 )、关系模型、面向对象模型。
　　设计数据库系统时，通常利用第一类模型进行初步设计，之后按一定方法转换为第二类模型，再进一步设计全系统的数据库结构，最终在计算机上实现。下面对两类模型的细节进行介绍。
　　1.3.2 概念数据模型
　　概念数据模型主要描述现实世界中实体以及实体和实体之间的联系。概念数据模型的表示方法很多， P.P.S. Chen于 1976年提出的 E-R模型，是支持概念数据模型的最常用方法。 E-R模型使用的工具称为 E-R图，它描述的是现实世界的信息结构。
　　1. E-R模型的要素
　　E-R模型主要包含 3个要素：实体 (entity)、属性 (attribute)和联系 (relationship)。
　　1)实体
　　我们把客观存在并可相互区别的事物称为实体。实体可以是实际事物，也可以是抽象的事件。例如，一个学生、一个部门属于实际事物；一次订货、一场演出是比较抽象的事件。
　　E-R图中，实体用矩形表示，矩形框内写上实体名称。
　　例如，产品、订单、员工、客户四个实体，如图1-2所示。
　　图1-2 实图
　　2)属性描述实体的特性称为属性。例如，产品实体用若干属性 (产品 ID、产品代码、产品名称、成本、定价、类别、规格、库存数量、附件 )来描述。在 E-R图中用椭圆表示实体的属性，椭圆内写上属性名，并用连线连到对应的实体，可以在标识属性下加下划线。例如，产品、订单、客户、员工四个实体及其相应属性，如图1-3～图1-6所示。
　　图1-3 产品实体及其属性图
　　图1-4 订单实体及其属性图
　　图1-5 客户实体及其属性图
　　图1-6 员工实体及其属性图
　　3)联系实体之间的对应关系称为联系，它反映现实世界事物之间的相互关联。实体之间的联系通常是指不同实体之间的联系。例如，在“商品销售系统”
　　数据库中，客户实体和订单实体之间就存在“订购”联系。