了得網計算機/網絡_數據庫原理與應用教程（Access 2010版）

編輯推薦

本書從一個Access數據庫應用繫統實例——商貿公司的管理繫統入手，繫統地介紹數據庫的基本原理及Access各種主要功能的使用方法，主要包括數據庫的基本原理和相關概念，關繫數據庫的基本設計方法，數據庫的建立、數據表、查詢、窗體、宏、報表、VBA程序設計及數據庫編程技術，數據庫的安全和管理。本書在內容的組織方面，以學生認知規律作為主線索，從數據庫的基本知識學習開始，介紹數據庫的發展及關繫數據庫的相關知識，並以Access作為工具，從數據庫的創建，到數據表操作、各種查詢的應用，SQL語句的撰寫，窗體、報表、宏的學習，並以一定篇幅介紹了VBA程序的編寫及數據庫編程方法，和數據庫安全與管理的相關技術。以期通過本教材的學習，幫助同學掌握一個綜合的數據庫管理繫統的開發技術。本書在操作方面采用大量的圖文編寫，培養學生理論和實際動手能力。我們期望通過這門課程的學習使學生具備數據庫方面的基本知識和良好的邏輯思維能力。
本書可操作性強，適合作為經濟類高校學生學習數據庫基礎及應用的教材，也可作為相關領域技術人員的參考用書或培訓教材。

內容簡介

本書從一個Access數據庫應用繫統實例——商貿公司的管理繫統入手，繫統地介紹數據庫的基本原理及Access各種主要功能的使用方法，主要包括數據庫的基本原理和相關概念，關繫數據庫的基本設計方法，數據庫的建立、數據表、查詢、窗體、宏、報表、VBA程序設計及數據庫編程技術，數據庫的安全和管理。
本書內容全面繫統，結構完整清晰，深入淺出，圖文並茂，通俗易懂，可讀性、可操作性強，適合作為各類高校學生學習數據庫基礎及應用的教材，也可作為相關領域技術人員的參考用書或培訓教材。

目錄

第1章數據庫繫統概述

1.1引言

1.2數據庫繫統

1.2.1數據庫繫統的構成

1.2.2數據庫繫統的特點
目錄

第1章數據庫繫統概述

1.1引言

1.2數據庫繫統

1.2.1數據庫繫統的構成

1.2.2數據庫繫統的特點

1.2.3數據管理技術的發展

1.3數據庫繫統三級模式結構

1.3.1模式結構概念

1.3.2數據庫繫統三級模式與二級映像

1.4數據庫設計的基本步驟

1.5實體—聯繫模型

1.5.1實體—聯繫模型中的基本概念

1.5.2實體集之間的聯繫形式

1.6習題

第2章關繫模型和關繫數據庫

2.1數據模型

2.2關繫模型的數據結構

2.3關繫數據庫和關繫數據庫規範化

2.3.1關繫數據庫

2.3.2關繫數據庫規範化

2.3.3關繫數據完整性規則

2.4ER模型向關繫模型的轉換

2.4.1實體轉換為關繫模式

2.4.2實體之間聯繫的轉換

2.5關繫數據操作基礎

2.5.1集合運算

2.5.2關繫運算

2.6習題

第3章數據庫和表

3.1Access概述

3.1.1Access的特點

3.1.2Access的啟動與退出

3.1.3Access數據庫的結構

3.1.4Access設置

3.1.5幫助繫統

3.2創建Access數據庫

3.2.1創建數據庫

3.2.2數據庫的簡單操作

3.3Access數據類型

3.4創建數據表

3.4.1創建表

3.4.2設置字段屬性

3.4.3修改表結構

3.4.4輸入數據

3.5建立聯繫

3.5.1創建索引與主鍵

3.5.2建立表之間的聯繫

3.6操作數據表

3.6.1調整表的外觀

3.6.2數據的查找與替換

3.6.3記錄排序

3.6.4記錄篩選

3.6.5更名、復制和刪除

3.7操作實例：商務管理數據庫的創建

3.7.1創建數據表

3.7.2建立表間聯繫

3.8習題

第4章查詢

4.1查詢的功能及類型

4.1.1查詢的功能

4.1.2查詢的類型

4.2表達式

4.2.1常量

4.2.2Access常用函數

4.2.3運算符與表達式

4.3選擇查詢

4.3.1利用向導創建查詢

4.3.2利用設計視圖創建查詢

4.3.3查詢屬性

4.3.4添加計算字段

4.3.5總計查詢

4.4交叉表查詢

4.4.1利用向導創建交叉表查詢

4.4.2利用設計視圖創建交叉表查詢

4.5動作查詢

4.5.1生成表查詢

4.5.2更新查詢

4.5.3追加查詢

4.5.4刪除查詢

4.6參數查詢

4.6.1單參數查詢

4.6.2多參數查詢

4.7其他類型的查詢

4.7.1查找重復項查詢

4.7.2查找不匹配項查詢

4.8操作實例：數據查詢

4.9習題

第5章結構化查詢語言

5.1數據查詢語言

5.1.1SELECT語句

5.1.2簡單查詢

5.1.3多表查詢

5.1.4排序

5.1.5子查詢

5.1.6分組查詢

5.1.7聯接查詢

5.1.8聯合查詢

5.2數據定義語言

5.2.1創建表CREATE

5.2.2修改表ALTER

5.2.3刪除表DROP

5.3數據操縱語言

5.3.1追加INSERT

5.3.2更新UPDATE

5.3.3刪除DELETE

5.4習題

第6章窗體

6.1窗體概述

6.1.1窗體的功能

6.1.2窗體的結構

6.1.3窗體的類型

6.1.4窗體的視圖

6.2創建快速窗體

6.2.1自動窗體

6.2.2利用向導創建窗體

6.2.3創建數據透視表和數據透視圖窗體

6.2.4創建圖表窗體

6.3設計視圖創建窗體

6.3.1窗體設計視圖

6.3.2常用控件的功能

6.3.3常用控件的使用

6.3.4窗體中控件的常用操作

6.4修飾窗體

6.4.1利用主題

6.4.2利用屬性

6.4.3利用條件格式

6.4.4提示信息的添加

6.5定制繫統控制窗體

6.5.1創建切換窗體

6.5.2創建導航窗體

6.5.3設置啟動窗體

6.6對像與屬性

6.6.1面向對像的基本概念

6.6.2對像屬性

6.6.3對像事件和方法

6.7窗體設計實例

6.8習題

第7章報表

7.1概述

7.1.1報表的功能

7.1.2報表的視圖

7.1.3報表的結構

7.1.4報表的類型

7.2創建報表

7.2.1使用“報表”工具自動創建報表

7.2.2使用“報表向導”工具創建報表

7.2.3使用“標簽向導”工具創建標簽報表

7.2.4使用“報表設計”工具創建報表

7.2.5使用“空報表”工具創建報表

7.3編輯報表

7.3.1設置報表格式

7.3.2修飾報表

7.3.3創建多列報表

7.4報表的高級應用

7.4.1報表的排序和分組

7.4.2使用計算控件

7.4.3創建子報表

7.5報表的預覽和打印

7.6操作實例

7.7習題

第8章宏

8.1宏的概念

8.2宏的創建與編輯

8.2.1操作序列宏的創建

8.2.2宏操作分組

8.2.3子宏的創建

8.2.4條件宏的創建

8.2.5宏的編輯

8.3宏的運行和調試

8.3.1宏的運行

8.3.2宏的調試

8.4操作實例

8.5常用宏操作

8.6習題

第9章VBA與模塊

9.1VBA簡介

9.1.1VBA的概念

9.1.2VBA編輯環境介紹

9.1.3模塊簡介

9.2VBA程序設計基礎

9.2.1數據類型

9.2.2常量與變量

9.2.3數組

9.2.4VBA表達式

9.3VBA基本語句

9.3.1基本語法規則

9.3.2賦值語句

9.3.3交互式輸入

9.3.4輸出語句

9.4流程控制語句

9.4.1分支結構

9.4.2循環結構

9.4.3過程調用與參數傳遞

9.4.4變量的作用域與生存期

9.5VBA常用操作

9.5.1DoCmd命令

9.5.2打開和關閉操作

9.5.3操作實例

9.6VBA數據庫編程

9.6.1VBA數據庫編程技術簡介

9.6.2數據庫編程示例

9.7習題

第10章數據庫安全與管理

10.1數據庫的安全性

10.1.1數據庫加密與解密

10.1.2通過備份和還原保護數據

10.2數據庫的管理

10.2.1壓縮和修復數據庫

10.2.2數據導入與導出

10.2.3數據庫文件格式轉換

10.3習題

參考文獻

前言

前言

隨著信息化進程的不斷推進，社會工作和生活都離不開信息技術，對於非計算機專業類學生，掌握一定的計算機科學知識的要求也越來越高，對於信息管理技術的要求也日趨加深。在日常的工作和學習中，可以深深體會到，企業的信息化，數據組織和處理技術的好壞，往往關繫到企業信息化的成敗。因此，需要所有非計算機類專業的學生，均要掌握數據建模的基本知識，掌握數據庫的設計方法和相關原則，以幫助他們具有一定的企業信息化和數據處理的能力。
本書適用於非計算機類專業學生學習“數據庫原理與應用”課程，面向各類專業學生講授數據庫繫統基本的內容——數據庫設計和數據庫編程。前言

隨著信息化進程的不斷推進，社會工作和生活都離不開信息技術，對於非計算機專業類學生，掌握一定的計算機科學知識的要求也越來越高，對於信息管理技術的要求也日趨加深。在日常的工作和學習中，可以深深體會到，企業的信息化，數據組織和處理技術的好壞，往往關繫到企業信息化的成敗。因此，需要所有非計算機類專業的學生，均要掌握數據建模的基本知識，掌握數據庫的設計方法和相關原則，以幫助他們具有一定的企業信息化和數據處理的能力。
本書適用於非計算機類專業學生學習“數據庫原理與應用”課程，面向各類專業學生講授數據庫繫統基本的內容——數據庫設計和數據庫編程。

本書力求做到與實際教學緊密結合。在內容的組織方面，以學生認知規律作為主線索，從數據庫的基本知識學習開始，介紹數據庫的發展及關繫數據庫的相關知識，並以Access作為工具，介紹從數據庫的創建，到數據表操作、各種查詢的應用，SQL語句的撰寫，窗體、報表、宏的學習等相關內容，並以一定篇幅介紹了VBA程序的編寫及數據庫編程方法，以及數據庫安全與管理的相關技術，以期通過本書的學習，幫助讀者掌握一個綜合的數據庫管理繫統的開發技術。
本書除了知識結構的提煉外，還通過大量的圖文介紹操作步驟，培養讀者理論和實際動手能力。我們期望通過這門課程的學習使讀者具備數據庫方面的基本知識和良好的邏輯思維能力。

本書主要由中央財經大學教師唐小毅、吳靖和金鑫編寫。在此，感謝中央財經大學教師江淼和劉艷萍在本書編寫過程中付出的勞動。
在本書編寫過程中，編者參考了不少書籍，在此向這些書籍的作者表示衷心的感謝！
由於計算機技術日新月異，加之編者能力有限，書中難免有不足之處，懇請讀者批評指正。

編者
2018年3月

在線試讀

第1章

數據庫繫統概述

20世紀80年代，美國信息資源管理學家霍頓(F.W.Horton)和馬錢德(D.A.Marchand)等指出，信息資源(Information Resources)與人力、物力、財力和自然資源一樣，都是企業的重要資源，因此，應該像管理其他資源那樣管理信息資源。
數據是信息時代的重要資源之一。商業的自動化和智能化，使得企業收集到了大量的數據，積累下來許多重要資源。政府、企業等各類組織需要對大量的數據進行管理，從數據中獲取信息和知識，從而進行決策，於是就有了數據庫蓬勃發展的今天。數據庫技術是計算機科學中一門重要的技術，數據庫技術在政府、企業等機構得到廣泛的應用。特別是Internet技術的發展，為數據庫技術得以迅速發展奠定了重要基礎。
本章的重點是介紹數據庫繫統的基本概念和數據庫設計的步驟。
知識體繫：
第1章

數據庫繫統概述

20世紀80年代，美國信息資源管理學家霍頓(F.W.Horton)和馬錢德(D.A.Marchand)等指出，信息資源(Information Resources)與人力、物力、財力和自然資源一樣，都是企業的重要資源，因此，應該像管理其他資源那樣管理信息資源。
數據是信息時代的重要資源之一。商業的自動化和智能化，使得企業收集到了大量的數據，積累下來許多重要資源。政府、企業等各類組織需要對大量的數據進行管理，從數據中獲取信息和知識，從而進行決策，於是就有了數據庫蓬勃發展的今天。數據庫技術是計算機科學中一門重要的技術，數據庫技術在政府、企業等機構得到廣泛的應用。特別是Internet技術的發展，為數據庫技術得以迅速發展奠定了重要基礎。
本章的重點是介紹數據庫繫統的基本概念和數據庫設計的步驟。
知識體繫：
數據庫繫統的基本概念
數據庫設計的基本步驟
ER模型
學習目標：
了解數據庫繫統的發展歷程
掌握數據庫繫統的三級模式結構
掌握數據庫設計的基本步驟
學會利用ER圖進行數據庫繫統的設計
1.1引言
首先，通過幾個事例，討論為什麼需要數據庫。
A公司的業務之一是銷售一種科技含量較高的日常生活用品，為分別適應不同客戶群的需求，這種商品有九個型號；產品通過分布在全市的3000多個各種類型零售商銷售(例如，各類超市、便利店等)；同時，公司在全國各主要城市都設有辦事處，通過當地的代理商銷售這種商品。
如果是你在管理這家公司，你需要什麼信息？
A公司的管理層需要隨時掌握各代理商和零售商的進貨情況、銷貨情況和庫存情況；需要掌握各銷售渠道的銷售情況；需要了解不同型號產品在不同地域的銷售情況，以便及時調整銷售策略；等等。A公司的工作人員定期對代理商和零售商進行回訪，解決銷售過程中的各種問題，並對自己的客戶(代理商和零售商)進行維護。在此過程中，公司還需要對自己的市場部門工作業績進行考核。這個例子涉及了產品、客戶、員工和訂單。
隨著市場範圍的不斷擴大，業務量迅速增長，A公司需要有效地管理自己的產品、客戶和員工等數據，並且這類數據正在不斷地積累、增大。
這樣大量且相互關聯的數據，靠人工管理已經不再可能，比較好的方法之一是用數據庫繫統來管理其數據。那麼，應該如何去抽像數據、組織數據並能夠有效地使用數據，從中得到有價值的信息呢？這正是要討論的問題。
另一個例子是銀行，大概每個人都有在銀行接受服務的經歷。首先在銀行開戶，向銀行提供個人的基本數據，例如，姓名和身份證號碼，之後作為銀行客戶就會不斷地存款、取款、消費；而銀行需要及時地記錄這些數據，並實時地更新賬戶餘額。
解決上述問題的方案之一就是使用數據庫。產生數據庫的動因和使用數據庫的目的正是為了及時地采集數據、合理地存儲數據、有效地使用數據，保證數據的準確性、一致性和安全性，在需要的時間和地點獲得有價值的信息。
1.2數據庫繫統
本節討論數據庫繫統的構成，數據庫繫統的特點以及數據庫技術的發展歷史。
1.2.1數據庫繫統的構成
數據庫技術所要解決的基本問題有兩個：一是
如何抽像現實世界中的對像，如何表達數據以及數據之間的聯繫；二是
如何方便、有效地維護和利用數據。
通常意義下，數據庫是數據的集合。一個數據庫繫統的主要組成部分是數據、數據庫、數據庫管理繫統、應用程序以及用戶。數據存儲在數據庫中，用戶和用戶應用程序通過數據庫管理繫統對數據庫中的數據進行管理和操作。
1. 數據
數據(Data)是對客觀事物的抽像描述。數據是信息的具體表現形式，信息包含在數據之中。數據的形式或者說數據的載體是多種多樣的，它們可以是數值、文字、圖形、圖像、聲音等。例如，用會計分錄描述企業的經濟業務，會計分錄反映了經濟業務的來龍去脈。會計分錄就是其所描述的經濟業務的抽像，並且是以文字和數值的形式表現的。
數據的形式還不能完全表達數據的內容，數據是有含義的，即數據的語義或數據解釋，所以數據和數據的解釋是不可分的。例如，“983501011，張捷，女，1970，北京，信息學院”就僅僅是一組數據，如果沒有數據解釋，讀者就無法知道這是一名學生還是一名教師的數據。1970應該是一個年份，但它是出生年份還是參加工作或入學的年份就無法了解了。
在關繫數據庫中，上述數據是一組屬性值，屬性是它們的語義。例如，這組數據描述的是學生，描述學生的屬性包括學號、姓名、性別、出生日期、籍貫、所屬學院，則上述數據就是這一組屬性的值。
通過對數據進行加工和處理，從數據中獲取信息。數據處理通常包括數據采集、數據存儲、數據加工、數據檢索和數據傳輸(輸出)等環節。
數據的三個範疇分為現實世界、信息世界和計算機世界。數據庫設計的過程，就是將數據的表示從現實世界抽像到信息世界(概念模型)，再從信息世界轉換到計算機世界(數據世界)。
2. 數據庫
數據庫(DataBase)是存儲數據的容器。通常，數據庫中存儲的是一組邏輯相關的數據的集合，並且是企業或組織經過長期積累保存下來的數據集合，是組織的重要資源之一。數據庫中的數據按一定的數據模型描述、組織和存儲。人們從數據中提取有用信息，信息的積累成為知識，豐富的知識創造出智慧。
3. 數據庫管理繫統
數據庫管理繫統(DataBase Management System，DBMS)是一種繫統軟件，提供能夠科學地組織和存儲數據，高效地獲取和維護數據的環境。其主要功能包括數據定義、數據查詢、數據操縱、數據控制、數據庫運行管理、數據庫的建立和維護等。DBMS一般由軟件廠商提供，例如，Microsoft的SQL Server、Access等。
4. 數據庫繫統

一個完整的數據庫繫統(DataBase System，DBS)由保存數據的數據庫、數據庫管理繫統、用戶應用程序和用戶組成。DBMS是數據庫繫統的核心，

圖1.1數據庫繫統組成

其關繫如圖1.1所示。用戶以及應用程序都是通過數據庫管理繫統對數據庫中數據進行訪問的。

通常，一個數據庫繫統應該具備以下功能。
(1) 提供數據定義語言，允許使用者建立新的數據庫並建立數據的邏輯結構(Logical Structure)。
(2) 提供數據查詢語言。
(3) 提供數據操縱語言。
(4) 支持大量數據存儲。
(5) 控制並發訪問。
1.2.2數據庫繫統的特點
1. 數據結構化

數據庫中的數據是結構化的。這種結構化就是數據庫管理繫統所支持的數據模型。使用數據模型描述數據時，不僅描述了數據本身，同時描述了數據之間的聯繫。按照應用的需要，建立一種全局的數據結構，從而構成一個內部緊密聯繫的數據整體。關繫數據庫管理繫統支持關繫數據模型，關繫數據模型的數據結構是關繫——滿足一定條件的二維表格。
2. 數據高度共享、低冗餘度、易擴充
數據的共享度直接關繫到數據的冗餘度。數據庫繫統從整體角度看待和描述數據，數據不再面向某個應用而是面向整個繫統。因此，數據庫中的數據可以高度共享。數據的高度共享本身就減少了數據的冗餘，同時確保了數據的一致性，同一數據在繫統中的多處引用是一致的。
3. 數據獨立
數據的獨立性是指數據庫繫統中的數據與應用程序之間是互不依賴的。數據庫繫統提供了兩方面的映像功能，從而使數據既具有邏輯獨立性，又具有物理獨立性。
數據庫繫統的一個映像功能是數據的總體邏輯結構與某類應用所涉及的局部邏輯結構之間的映像或轉換功能。這一映像功能保證了當數據的總體邏輯結構改變時，通過對映像的相應改變可以保持數據的局部邏輯結構不變，由於應用程序是依據數據的局部邏輯結構編寫的，所以應用程序不必修改。這就是數據與程序的邏輯獨立性，簡稱數據的邏輯獨立性。
數據庫繫統的另一個映像功能是數據的存儲結構與邏輯結構之間的映像或轉換功能。這一映像功能保證了當數據的存儲結構(或物理結構)改變時，通過對映像的相應改變可以保持數據的邏輯結構不變，從而應用程序也不必改變。這就是數據與程序的物理獨立性，簡稱數據的物理獨立性。
4. 數據由數據庫管理繫統統一管理和控制
DBMS提供以下幾方面的數據管理與控制功能。
1) 數據的安全性
數據的安全性(Security)是指保護數據，防止不合法使用數據造成數據的洩密和破壞，使每個用戶隻能按規定權限對某些數據以某種方式進行訪問和處理。例如，部分用戶對學生成績隻能查閱不能修改。
2) 數據的完整性
數據的完整性(Integrity)是指數據的正確性、有效性、相容性和一致性。即將數據控制在有效的範圍內，或要求數據之間滿足一定的關繫。
3) 並發控制
當多用戶的並發(Concurrency)進程同時存取、修改數據庫時，可能會發生相互干擾而得到錯誤的結果，並使得數據庫的完整性遭到破壞，因此必須對多用戶的並發操作加以控制和協調。
4) 數據庫恢復
計算機繫統的硬件故障、軟件故障、操作員的失誤以及故意的破壞都會影響數據庫中數據的正確性，甚至造成數據庫部分或全部數據的丟失。DBMS必須具有將數據庫從錯誤狀態恢復到某一已知的正確狀態(也稱為完整狀態或一致狀態)的功能，這就是數據庫的恢復(Recovery)功能。
5. 數據庫發展過程
美國學者詹姆斯·馬丁在其《信息工程》和《總體數據規劃方法論》中，將數據環境分為四種類型，闡述了數據管理即數據庫的發展過程。
(1) 數據文件。
在數據庫管理繫統出現之前，程序員根據應用的需要，用程序語言分散地設計應用所需要的各種數據文件。數據組織技術相對簡單，但是隨著應用程序的增加，數據文件的數量也在不斷增加，終會導致很高的維護成本。數據文件階段會為每一個應用程序建立各自的數據文件，數據是分離的、孤立的，並且隨著應用的增加，數據被不斷地重復，數據不能被應用程序所共享。
(2) 應用數據庫。
意識到數據文件帶來的各種各樣的問題，於是就有了數據庫管理繫統。但是各個應用繫統的建立依然是“各自為政”，每個應用繫統建立自己的數據庫文件。隨著應用繫統的建立，孤立的數據庫文件也在增加，“數據孤島”產生，數據仍然在被不斷地重復，數據不能共享，並且導致了數據的不一致和不準確。
(3) 主題數據庫。
主題數據庫是面向業務主題的數據組織存儲方式，即按照業務主題重組有關數據，而不是按照原來的各種登記表和統計報表來建立數據庫；強調信息共享(不是信息私有或部門所有)。主題數據庫是對各個應用繫統“自建自用”數據庫的徹底否定，強調各個應用繫統“共建共用”的共享數據庫；所有源數據一次一處輸入繫統(不是多次多處輸入繫統)。同一數據必須一次一處進入繫統，保證其準確性、及時性和完整性，經由網絡—計算機—數據庫繫統，可以多次多處使用；主題數據庫由基礎表組成，基礎表具有以下特性：原子性(表中的數據項素)、演繹性(可由表中的數據生成全部輸出數據)和規範性(表中數據結構滿足三範式要求)。
(4) 數據倉庫。
數據倉庫是從多個數據源收集的信息存儲，存放在一個一致的模式下。數據倉庫通過數據清理、數據變換、數據集成、數據裝入和定期數據刷新來構造。建立數據倉庫的目的是進行數據挖掘。
數據挖掘是從海量數據中提取出知識。數據挖掘是以數據倉庫中的數據為對像，以數據挖掘算法為手段，終以獲得的模式或規則為結果，並通過展示環節表示出來。
1.2.3數據管理技術的發展
隨著計算機應用範圍的不斷擴大，也伴隨著各領域對數據處理的需求不斷增強，數據管理技術在不斷地發展。
計算機數據管理隨著計算機硬件、軟件技術和計算機應用範圍的發展而不斷發展，經歷了以下三個階段：人工管理階段、文件繫統階段和數據庫技術階段。對數據有效地管理，是為了對數據進行處理，數據處理的過程包括數據收集、存儲、加工和檢索等過程。
1. 人工管理階段
20世紀50年代中期以前，計算機主要用於數值計算。從硬件繫統看，當時的外存儲設備隻有紙帶、卡片、磁帶，沒有直接存取設備；從軟件繫統看，沒有操作繫統以及管理數據的軟件；從數據看，數據量小，數據無結構，由用戶直接管理，且數據間缺乏邏輯組織，數據依賴於特定的應用程序，缺乏獨立性。人工管理階段的數據管理特點如下。
(1) 數據不保存。一個目標計算完成後，程序和數據都不被保留。
(2) 應用程序管理數據。應用程序與所要處理的數據集是一一對應的，應用程序與數據之間缺少獨立性。
(3) 數據不能共享。數據是面向應用的，一組數據隻能對應一個程序。
(4) 數據不具有獨立性。數據結構改變後，應用程序必須修改。
2. 文件繫統階段
20世紀50年代後期到60年代中後期，計算機應用從科學計算發展到了科學計算和數據處理。1954年出現了臺商業數據處理的計算機UNIVACI，標志著計算機開始應用於以加工數據為主的事務處理階段。這種基於計算機的數據處理繫統也就從此迅速發展起來。這個階段，硬件繫統出現了磁鼓、磁盤等直接存取數據的存儲設備；軟件繫統有了文件繫統，處理方式也從批處理發展到了聯機實時處理。文件繫統階段的數據管理特點如下。
(1) 數據可以長期保存。數據能夠被保存在存儲設備上，可以對數據進行各種數據處理操作，包括查詢、修改、增加、刪除操作等。
(2) 由文件繫統管理數據。數據以文件形式存儲在存儲設備上，有專門的文件繫統軟件對數據文件進行管理，應用程序按文件名訪問數據文件，按記錄進行存取，可以對數據文件進行數據操作。
(3) 程序與數據相互獨立。應用程序通過文件繫統訪問數據文件，使得程序與數據之間具有一定的獨立性。
(4) 數據共享差、數據冗餘大。仍然是一個應用程序對應一個數據文件(集)，即便是多個應用程序需要處理部分相同的數據時，也必須訪問各自的數據文件，由此造成數據冗餘，並可能導致數據不一致；數據不能共享。
(5) 數據獨立性不好。數據文件與應用程序一一對應，數據文件改變時，應用程序就需要改變；同樣，應該程序改變時，數據文件也需要改變。
3. 數據庫技術階段
20世紀70年代開始有了專門進行數據組織和管理的軟件——數據庫管理繫統，特別是在20世紀80年代後期到90年代，由於金融和商業的需求，數據庫技術得到了迅猛的發展。數據庫管理繫統管理數據具有以下特點。
(1) 數據結構化。
(2) 數據共享性高，冗餘度低，易擴充。
(3) 數據獨立性高。
(4) 數據由DBMS統一管理，完備的數據管理和控制功能。
1.3數據庫繫統三級模式結構
從數據庫管理繫統的內部體繫結構角度看，數據庫管理繫統對數據庫數據的存儲和管理采用三級模式結構。
數據庫繫統三級模式結構是指數據庫繫統由模式、外模式和內模式三級構成。數據庫繫統三級模式結構如圖1.2所示。

圖1.2數據庫繫統三級模式結構

1.3.1模式結構概念
1. 模式

模式(Schema)，又稱邏輯模式，是數據庫中全部數據的邏輯結構和特征的描述，是對數據的結構和屬性的描述。
關繫數據庫用關繫數據模型來描述數據的邏輯結構(數據項、數據類型、取值範圍等)和數據之間的聯繫，以及數據的完整性規則。
在關繫數據模型中，對學生數據的一組描述(學號，姓名，性別，所在學院)就是一個模式，這個模式可以有多組不同的值與其對應，每一組對應的值稱為模式的實例，例如，(2008350222，鐘紅，女，信息學院)就是上述模式的一個實例。
數據庫設計的主要任務之一就是數據庫的模式設計。
2. 外模式
外模式(External Schema)，又稱子模式或用戶視圖，是用戶能夠看到和使用的邏輯數據模型描述的數據。外模式通常是從模式得到的子集；用戶的需求不一樣，用戶視圖就不一樣，因此，一個模式可以有很多個外模式。
外模式可以很好地起到保護數據安全的作用，是數據庫數據安全的一個有力措施。外模式使得每個用戶隻能訪問到與其相關的數據，不能看到模式中的全部數據。
3. 內模式
內模式(Internal Schema)，又稱存儲模式，是數據物理結構和存儲方式的描述，一個模式隻有一個內模式。

1.3.2數據庫繫統三級模式與二級映像
數據庫繫統三級模式對應數據的三個抽像級別，數據的具體組織由DBMS管理，用戶可以邏輯地抽像處理數據，而無須關心數據在計算機內部的具體表示方式和存儲方式。
數據庫繫統三級模式提供了二級映像，從而保證了數據庫繫統中數據的邏輯獨立性和物理獨立性。
1. 模式/外模式映像
模式描述了數據的全局邏輯結構，外模式是根據用戶需求描述的數據局部邏輯結構。
對應一個模式可以有任意多個外模式，如圖1.3所示。

圖1.3模式/外模式轉換

對應於每一個外模式，都有一個模式/外模式映像，它定義了該外模式與模式之間的對應關繫。
應用程序是依據數據的外模式編寫的，因此當模式改變時，應用程序不必改變，從而實現了數據與程序之間的邏輯獨立性，簡稱數據的邏輯獨立性。

2. 模式/內模式映像
數據庫中，模式是的，內模式也是的，模式與內模式是一一對應的，模式/內模式映像也是的，如圖1.4所示。

圖1.4模式/內模式轉換

模式/內模式映像定義了數據全局邏輯結構與存儲結構之間的對應關繫，並且實現了數據的物理獨立性。
1.4數據庫設計的基本步驟
數據是一個組織機構的重要資源之一，是組織積累的寶貴財富，通過對數據的分析，可以了解組織的過去，把握今天，預測未來。但這些數據通常是大量的，甚至是雜亂無章的，如何合理、有效地組織這些數據，是數據庫設計的重要任務之一。
正如前面所述，數據庫是企業或組織所積累的數據的聚集，除了每一個具體數據以外，這些數據是邏輯相關的，

圖1.5數據庫設計步驟

即數據之間是有聯繫的。數據庫是組織和管理這些數據的常用工具。數據庫設計討論的問題是，根據業務管理和決策的需要，應該在數據庫中保存什麼數據？這些數據之間有什麼聯繫？如何將所需要的數據劃分到表和列，並且建立起表之間的關繫。
數據的三個範疇分為現實世界、信息世界和計算機世界。數據庫設計的過程，就是將數據的表示從現實世界抽像到信息世界(概念模型)，再從信息世界轉換到計算機世界(數據模型)。

數據庫設計的目的在於提供實際問題的計算機表示，在於獲得支持高效存取數據的數據結構。數據庫中用數據模型這個工具來抽像和描述現實世界中的對像(人或事物)。數據庫設計分為四個步驟，如圖1.5所示。
1. 需求分析

對需要使用數據庫繫統來進行管理的現實世界中對像(人或事物)的業務流程、業務規則和所涉及的數據進行調查、分析和研究，充分理解現實世界中的實際問題和需求；需求分析的策略一般有兩種，自下向上的方法和自上向下的方法。
(1) 自下向上的方法。
對事物進行了解，理解實際問題的業務規則和業務流程。在此基礎上，歸結出該事物處理過程中需要存放在數據庫中的數據。
例如，一個產品銷售數據庫，需要保存客戶的哪些數據？可以做出一個二維表格，每一列是一個數據項，每一行是一個客戶信息，可能包括客戶姓名、地址、郵政編碼、手機號碼等。
(2) 自上向下的方法。
從為描述事物終提供的各種報表和經常需要查詢的信息著手，分析出應包含在數據庫中的數據。
例如，上述產品銷售數據庫的客戶信息，是否需要按客戶性別進行統計分析，如果需要，就應該增加一列“性別”數據項。
進行需求分析時，通常會同時使用上述兩種方法。自下向上的方法反映了實際問題的信息需求，是對數據及其結構的需求，是一種靜態需求；自上向下的方法側重點在於對數據處理的需求，即實際問題的動態需求。
2. 數據庫概念設計
數據庫概念設計是在需求分析的基礎上，建立數據的概念模型(Conceptual Data Model)，用概念模型描述實際問題所涉及的數據以及數據之間的聯繫，這種描述的詳細程度和描述的內容取決於期望得到的信息。一種較常用的概念模型是實體—聯繫模型(EntityRelationship Model，ER模型)。ER模型是一種較高級的數據模型，它不需要使用者具有計算機知識。ER模型用實體和實體之間的聯繫來表達數據以及數據之間的聯繫。
例如，產品銷售數據庫，供應商是實體，客戶是另一個實體，產品是實體，訂單是實體，並且它們之間是有聯繫的；使用ER模型描述這些實體以及它們之間的聯繫。
3. 數據庫邏輯設計
數據庫邏輯設計是根據概念數據模型建立邏輯數據模型(Logic Data Model)，邏輯數據模型是一種面向數據庫繫統的數據模型，本書使用目前被廣泛使用的關繫數據模型來描述數據庫邏輯設計：根據概念模型建立數據的關繫模型(Relational Model)；用關繫模型描述實際問題在計算機中的表示；關繫模型是一種數據模型，用表的聚集來表示數據以及數據之間的聯繫。數據庫邏輯設計實際是把ER模型轉換為關繫模型的過程。
ER模型和關繫模型分屬兩個不同的層次，概念模型更接近於用戶，不需要用戶具有計算機知識，屬於現實世界範疇；而關繫模型是從計算機的角度描述數據及數據之間的聯繫，需要使用的人具有一定的計算機知識，屬於計算機範疇。
4. 數據庫實現(數據庫物理設計)
依據關繫模型，在數據庫管理繫統(如Access)環境中建立數據庫，Access把數據組織到表格，表格由行和列組成。簡單的數據庫可能隻包含一個表格，但是大多數數據庫是包含多個表的，並且表之間有關繫。
例如，產品銷售數據庫，就應該至少包含供應商表、客戶表、產品表、訂單表等，這些表通過主鍵建立聯繫。
1.5實體—聯繫模型
數據庫設計的過程就是利用數據模型來表達數據和數據之間聯繫的過程。數據模型是一種工具，用來描述數據(Data)、數據的語義(Data Semantics)、數據之間的聯繫(Relationship)以及數據的約束(Constraints)等。數據建模過程是一個抽像的過程，其目的是把一個現實世界中的實際問題用一種數據模型來表示，用計算機能夠識別、存儲和處理的數據形式進行描述。在本節中，將討論一種用於數據庫概念設計的數據模型： ER模型。一般地講，任何一種數據模型都是經過嚴格定義的。
理解實際問題的需求之後，需要用一種方法來表達這種需求，現實世界中使用概念數據模型來描述數據以及數據之間的聯繫，即數據庫概念設計。概念模型的表示方法之一是實體—聯繫模型表達實際問題的需求。ER模型具有足夠的表達能力且簡明易懂，不需要使用者具有計算機知識。ER模型以圖形的方式表示模素以及它們之間的聯繫，所以又稱ER圖(EntityRelationship Diagram)。ER圖便於理解且易於交流，因此，ER模型得到了相當廣泛的應用。
1.5.1實體—聯繫模型中的基本概念
下面介紹ER模型中使用素。
1. 實體
實際問題中客觀存在並可相互區別的事物稱為實體(Entity)。實體是現實世界中的對像，實體可以是具體的人、事、物。例如，實體可以是一名學生、一位教師或圖書館中的一本書籍。
2. 屬性
實體所具有的某一特性稱為屬性(Attribute)。在ER模型中用屬性來描述實體，例

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