计算机文化基础中国石油大学第九版第六章

第6章数据库技术与Access2003本章导读数据库技术是现代信息科学与技术的重要组成部分，是计算机数据处理与信息管理系统的核心。

在信息技术日益普及的今天，数据库技术已经深入到人类社会的各个方面，我们的工作、学习和生活都已离不开数据库，并且随着计算机技术和互联网的迅猛发展，数据库技术的应用领域也在不断扩大，如企业管理、工程管理、数据统计、多媒体信息系统等领域都在利用数据库技术。

本章介绍了有关数据库技术的基础知识，然后以Access 2003为例，介绍了数据库管理系统的应用。

通过本章的学习，要求熟练掌握数据库与数据库技术的基本知识、数据库技术包含的主要内容，掌握数据库管理系统的组成与功能、Access 2003的主要组件，了解Access 2003数据库管理系统的基本使用方法。

6.1 数据库技术基础数据库技术产生于20世纪60年代末70年代初，其主要目的是有效地管理和存取大量的数据资源。

数据库技术主要研究如何存储、使用和管理数据，是计算机数据管理技术发展的新阶段。

数据库技术是信息系统的一个核心技术，是一种计算机辅助管理数据的方法，它研究如何组织和存储数据，如何高效地获取和处理数据，是通过研究数据库的结构、存储、设计、管理以及应用的基本理论和实现方法，并利用这些理论来实现对数据库中的数据进行处理、分析和理解的技术。

即，数据库技术是研究、管理和应用数据库的一门软件科学。

数据库技术是现代信息科学与技术的重要组成部分，是计算机数据处理与信息管理系统的核心。

数据库技术研究和解决了计算机信息处理过程中大量数据有效地组织和存储的问题，在数据库系统中减少数据存储冗余、实现数据共享、保障数据安全以及高效地检索数据和处理数据。

数据库技术研究和管理的对象是数据，所以数据库技术所涉及的具体内容主要包括：通过对数据的统一组织和管理，按照指定的结构建立相应的数据库和数据仓库；利用数据库管理系统和数据挖掘系统设计出能够实现对数据库中的数据进行添加、修改、删除、处理、分析、理解、报表和打印等多种功能的数据管理相数据挖掘应用系统；利用应用管理系统最终实现对数据的处理、分析和理解。

近年来，数据库技术和计算机网络技术的发展相互渗透、相互促进，已成为当今计算机领域发展迅速、应用广泛的两大领域。

数据库技术不仅应用于事务处理，并且进一步应用到情报检索、人工智能、专家系统、计算机辅助设计等领域。

6.1.1 数据库的基本概念1.数据数据是指存储在某一种媒体上能够识别的物理符号。

数据的概念包括两个方面：其一是描述事物特性的数据内容；其二是存储在某一种媒体上的数据形式。

2.数据处理数据处理是指对各种形式的数据进行收集、存储、加工和传播的一系列活动的总和。

3.数据库数据库是长期存放在计算机内的、有组织的、可以表现为多种形式的可共享的数据集合。

4.数据库管理系统数据库管理系统(DBMS)是对数据库进行管理的系统软件，它的职能是有效地组织和存僻数据，获取和管理数据，接受和完成用户提出的访问数据的各种请求。

5.数据库系统数据库系统是指拥有数据库技术支持的计算机系统，它可以实现有组织地、动态地存储大相关数据，提供数据处理和信息资源共享服务。

6.1.2 数据管理技术的发展数据管理技术的发展大致经历了人工管理、文件系统和数据库系统三个阶段。

1.人工管理阶段20世纪50年代中期以前，计算机主要用于科学计算。

那时的计算机硬件方面，外存只有卡片、纸带及磁带，没有磁盘等直接存取的存储设备；软件方面，只有汇编语言，没有操作系统和高级语言，更没有管理数据的软件；数据处理的方式是批处理。

这些决定了当时的数据管理只能依赖人工来进行。

人工管理阶段的主要特点如下：(1)数据不进行保存；(2)没有专门的数据管理软件；(3)数据面向应用；(4)只有程序的概念。

2.文件系统阶段20世纪60年代，随着科学技术的发展，计算机技术有了很大提高，计算机的应用范围也不断扩大，不仅用于科学计算，还大量用于管理。

这时的计算机硬件已经有了磁盘、磁鼓等直接存取的外存设备；软件则有了操作系统、高级语言，操作系统中的文件系统是专门用于数据管理的软件；处理方式不仅有批处理，还增加了联机实时处理。

文件系统阶段的主要特点如下：(1)数据可以长期保存在磁盘上；(2)文件系统提供了数据与程序之间的存取方法；(3)数据冗余量大；(4)文件之间缺乏联系，相对孤立，仍然不能反映客观世界各个事物之间错综复杂的联系。

3.数据库系统阶段20世纪60年代末以后，计算机的应用更为广泛，用于数据管理的规模也更为庞大，由此带来数据量的急剧膨胀。

计算机磁盘技术有了很大发展，出现了大容量的磁盘。

在处理方式上，联机实时处理的要求更多。

这种变化促使了数据管理手段的进步，数据库技术应运而生。

数据库系统阶段的主要特点如下：(1)数据结构化;(2)数据共享性好;(3)数据独立性好;(4)数据存储粒度小;(5)为用户提供了友好的接口。

未来数据库将朝两个方向发展，一是超大容量，支持海量数据处理，支持数据仓库、数据挖掘、分析等；二是更小，如嵌入式数据库，作为一个完整的商用数据库更灵活、方便地使用。

面向对象的数据库技术将成为下一代数据库技术发展的主流。

面向对象的数据模型由于吸收了已经成熟的面向对象程序设计方法学的核心概念和基本思想，使得它符合人类认识世界的一般方法，更适合描述现实世界。

数据仓库与XML数据库是最近几年出现的数据库的新的分支。

1)数据仓库系统数据仓库技术是目前数据处理中发展十分迅速的一个分支。

所谓数据仓库，是对长期数据的存储，这些数据来自于多个异种数据源。

通过数据仓库提供的联机分析处理(OLAP．On-Line Analytical Processing)工具，实现多维数据分析，以便向管理决策层提供支持。

数据仓库系统允许将各种应用系统集成在一起，为统一的历史数据分析提供坚实的平台，对海量信息处理进行支持。

目前数据仓库已经日渐成为数据分析和联机分析处理的重要平台。

数据仓库的主要特征如下：(1)面向主题特性：围绕某一主题建模和分析：(2)集成特性：将多个异种数据源以及事务记录集成在一起：(3)时变特性：数据存储从历史的角度提供信息；(4)非易失特性：总是物理地独立存放数据。

数据库系统和数据仓库系统的区别主要有以下几点：(1)面向的用户不同。

数据库系统面向使用单位的低层人员，用于日常数据的分析和处理：数据仓库系统面向的是使用单位的决策人员，提供决策支持。

(2)数据内容不同。

数据库系统存储和管理的是当前的数据；数据仓库系统存储的是长期的历史数据。

(3)数据来源不同。

数据库的数据一般来源于同种数据源，而数据仓库的数据可以来源于多个异种数据源。

(4)数据的操作不同。

数据库系统提供了执行联机事务处理( OLTP, On-Line Transaction Processing)系统，数据仓库系统主要提供了联机分析处理( OLAP)和决策支持系统，实现数据挖掘和知识发现。

2)XML数据库XML数据库是～种支持对XML格式文档进行存储和查询等操作的数据管理系统。

在系统中，开发人员可以对数据库中的XML文档进行查询、导出和指定格式的序列化。

XML(Extensible Markup Language)即可扩展标记语言，它与HTML一样，都是SGML （Standard Generalized Markup Language，标准通用标记语言）。

XML作为一种简单的数据存储语言，仅仅使用一系列简单的标记来描述数据。

虽然XML比二进制数据要占用更多的空间，但XML极其简单，易于掌握和使用，尤其具有跨平台的特性。

尽管XML数据库在数据索引、相关一致性等方面的表现不如Access、Oracle和SQL Server等数据库，但是XML数据库具有结构简单、系统负载小、跨平台等优越性，这使得XML在Internet中得到了广泛的应用。

6.1.3 数据库系统的组成数据库系统由四部分组成，即硬件系统、系统软件、数据库应用系统和各类人员。

1.硬件系统由于一般数据库系统数据量很大，加之DBMS丰富的强有力的功能使得自身的体积很大，因此整个数据库系统对硬件资源提出了较高的要求。

2.系统软件系统软件主要包括操作系统、数据库管理系统、与数据库接口的高级语言及其编译系统，以及以DBMS为核心的应用程序开发工具。

3.数据库应用系统数据库应用系统是为特定应用开发的数据库应用软件。

4.各类人员参与分析、设计、管理、维护和使用数据库的人员均是数据库系统的组成部分。

这些人员包括数据库管理员、系统分析员、应用程序员和最终用户。

6.1.4 数据模型人们经常以模型来刻画现实世界中的实际事物。

地图、沙盘、航模都是具体的实物模型，它们会使人联想到真实生活中的事物。

人们也可以用抽象的模型来描述事物及其运动规律，它是以实际事物的数据特征的抽象表示来刻画事物的，描述的是事物数据的表征及其特性。

数据库是企业或组织所涉及的数据的提取和综合，它不仅反映数据本身，而且反映数据之间的联系。

数据库用数据模型对现实世界进行抽象，现有的数据库系统均是基于某种数据模型的。

数据库中最常见的数据模型有三种，即层次模型、网状模型和关系模型。

1.层次模型若用图来表示，层次模型是一棵倒立的树。

在数据库中，满足以下两个条件的数据模型称为层次模型。

(1)有且仅有一个结点无父结点，这个结点称为根结点；(2)其他结点有且仅有一个父结点。

在层次模型中，结点层次从根开始定义，根为第一层，根的子结点为第二层，根为其子结点的父结点，同一父结点的子结点称为兄弟结点，没有子结点的结点称为叶结点。

在图6-1所示的抽象层次模型中，R1为根结点；R2和R3为兄弟结点，并且是Rl 的子结点；R4和R5为兄弟结点，并且是R2的子结点；R3、R4和R5为叶结点。

层次模型对具有一对多层次关系的描述非常自然、直观、容易理解，这是层次数据库的突出优点。

层次数据库采用层次模型作为数据的组织方式。

典型的层次数据库管理系统是2.网状模型若用图来表示，网状模型是一个网络。

在数据库中，满足以下两个条件之一的数据模型称为网状模型。

(1)允许一个以上的结点无父结点；(2)允许结点有多于一个的父结点。

由于在网状模型中子结点与父结点的联系不是唯一的，所以要为每个联系命名，并指出与该联系有关的父结点和子结点。

在图6-2所示的抽象网状模型中，Rl 与R2之间的联系被命名为L1，R1与R4之间的联系被命名为L2，R3与R4之间的联系被命名为L3，R4与R5之间的联系被命名为L4，R2与R5之间的联系被命名为L5。

R1为R2和R4的父结点，R3也是R4的父结点。

R1和R3没有父结点。

网状模型允许一个以上的结点无父结点或某一个结点有一个以上的父结点，从而构成了比层次结构复杂的网状结构。