Access_CH01_初识Access

本章目标

数据库系统概述
数据库管理技术的发展
数据模型
数据库设计基础
初识Access 2016
数据库的基本操作

数据库系统概述

数据库技术产生于20世纪60年代末、70年代初，它的出现使计算机应用进入了一个新的时代，并使社会的每一个领域都与计算机应用发生了联系，使人类对数据的处理进入了一个崭新的时代。数据库能够把大量的数据按照一定的结构保存下来，开辟了数据处理的新纪元。数据处理的基本问题是数据的组织、存储、检索、维护以及加工利用。

数据库名词

1.信息与数据

信息与数据是两个密切相关的概念，信息是各种数据所包含的意义，数据则是承载信息的物理符号。例如，某个人的年龄、某个考生的考试成绩、某年度的国民生产总值等，都是信息。如果将这些信息用文字或其它符号记录下来，那么，这些文字或符号就是数据。同一数据在不同的场合具有不同的意义。在许多场合下，对信息和数据的概念并不做严格的区分，可互换使用。

2.数据库

数据库(DataBase),从字面上理解，即存储数据的仓库。

数据库是“按照数据结构来组织、存储和管理数据的仓库”。是一个长期存储在计算机内的、有组织的、可共享的、统一管理的大量数据的集合。

3.数据库管理系统

数据库管理系统(DataBase Managerment System)，是一个多级系统结构，需要一组软件提供相应的工具进行数据的管理和控制，以达到保证数据的安全性和一致性的基本要求。这组软件就是数据库管理系统，它具有数据组织定义、数据操作与查询优化、数据控制及数据维护、数据管理以及提供各种接口等功能。

数据库系统

数据库系统（Database System），是由数据库及其管理软件组成的系统。

数据库系统是为适应数据处理的需要而发展起来的一种较为理想的数据处理系统，也是一个为实际可运行的存储、维护和应用系统提供数据的软件系统，是存储介质、处理对象和管理系统的集合体。

数据库管理技术的发展

人工管理阶段

20世纪50年代中期之前，计算机只用于科学计算，没有直接存取的存储设备，也没有操作系统和数据管理软件，处理方式还是批处理。
人们把计算机当成一种计算工具，主要用于科学计算。这一时期就是我们说的数据的人工管理阶段。通常的办法是：用户针对某个特定的求解问题，首先确定求解的算法；然后利用计算机系统所提供的编程语言，直接编写相关的计算机程序；最后将程序和相关的数据通过输入设备送入计算机，计算机处理完之后输出用户所需的结果。不同的用户针对不同的求解问题，均要编写各自的求解程序，整理各自程序的所需的数据，数据的管理完全由用户负责。
因此这个阶段的数据管理具有数据不保存、应用程序管理数据、数据不共享、数据不具有独立性等特点：
1.数据不保存
当时计算机主要用于科学计算，一般不需要将数据长期保存，只是计算某一课题时输入数据，用完就撤走。
2.应用程序管理数据
数据需要由应用程序自己设计、说明（定义）和管理，没有相应的软件系统负责数据的管理工作。应用程序中不仅要规定数据的逻辑结构，而且要设计物理结构（包括存储结构、存取方法、输入方式等），所以程序员负担很重。
3.数据不共享
数据是面向应用程序的，一组数据只能对应一个程序。多个应用程序涉及一些相同的数据时，只能各自定义，无法相互利用、参照，因此程序与程序间有大量冗余数据。
4.数据不具有独立性
数据的逻辑结构或物理结构发生变化后，必须相应地修改应用程序，因此加重了程序员的负担。

文件系统管理阶段

20世纪50-60年代，这个时候已经出现了磁鼓、磁盘等直接存取存储设备，操作系统中出现了专门的数据管理软件，称为文件系统，在处理方式上，不仅有批处理，还出现了联机实时处理。
计算机用于大量处理数据工作，大量的数据存储、检索和维护成为紧迫的需求。为了方便用户使用计算机，提高计算机系统的使用效率，产生了以操作系统为核心的系统软件，以有效的管理计算机资源。文件是操作系统管理的重要资源之一，而操作系统提供了文件系统的管理功能。在文件系统中，数据以文件形式组织与保存。文件是一组具有相同结构的记录的集合。记录是由某些相关数据项组成的。数据组织成文件以后，就可以处理与它的程序相分离而单独存在。数据按其内容、结构和用途的不同，可以组织成若干不同命名的文件。文件一般为某一用户（或用户组）所有，但也可供指定的其他用户共享。文件系统还为用户程序提供一组对文件管理与维护的操作或功能，包括对文件的建立、打开、读/写和关闭等。应用程序可以调用文件系统提供的操作命令来建立和访问文件，应用系统就成了用户程序与文件之间接口
该阶段的文件系统数据管理具有数据可以长期保持、文件系统管理数据、数据共享性差，冗余度大、数据独立性差等特点：
1.数据可以长期保存
由于计算机大量用于数据处理，数据需要长时间保留在外存上反复进行查询、修改、插入和删除等操作。
2.由文件系统管理数据
由专门的软件即文件系统进行数据管理，文件系统把数据组织成相互独立的数据文件，利用“按文件名访问，按记录进行存取”的管理技术，可以对文件进行修改、插入和删除的操作。文件系统实现了记录内的结构性，但整体无结构（文件由记录构成，记录内部有某些结构（记录由若干属性组成），但记录之间没有联系）。程序和数据之间由文件系统提供存取方法进行转换，使应用程序和数据之间有了一定的独立性，程序员可以不必过多地考虑物理细节，将精力集中于算法。而且数据在存储上的改变不一定反映在程序上，大大节省了维护程序的工作量。
3.数据共享性差，冗余度大
在文件系统中，一个（或一组）文件基本上对应一个应用程序，即文件仍然是面向应用的。不同的应用程序具有部分相同的数据时，也必须建立各自的文件，而不能共享相同的数据，因此数据的冗余度（redundancy）大，浪费存储空间，而且由于重复存储、各自管理，容易造成数据不一致，增加了数据修改和维护的难度。
4.数据独立性差
文件系统中的文件为某一特定应用服务，文件的逻辑结构对该应用程序来说是优化的，所以要想对现有的数据再增加新的应用是很困难的，系统不易扩充。
一旦数据的逻辑结构改变，必须修改相应程序，修改文件结构的定义。因此数据与程序之间仍然缺乏独立性。
可见，文件系统仍然是一个不具有弹性的无结构的数据集合，即文件之间是孤立的，不能反映现实世界事物之间的内在联系。

数据库系统管理阶段

从20世纪60年代后期开始，计算机应用于管理的规模更加庞大，需要计算机管理的数据急剧增长，对数据共享的要求也与日俱增。
随着大容量磁盘系统的使用，计算机联机存取大量数据成为可能；软件价格相对上升，硬件价格相对下降，使独立开发系统和维护软件的成本增加，文件系统的管理方法已无法满足要求。为了解决独立性问题，实现数据统一管理，最大限度地实现数据共享，必须发展数据库技术。于是为了解决多用户、多应用共享数据的需求，使数据为尽可能多的应用服务，数据库技术应运而生，出现了统一管理数据的专门软件系统——数据库管理系统。
数据库技术为数据管理提供了一种较完善的高级管理模式，它克服了文件系统方式下分散管理的缺点，对所有数据实行统一、集中管理，使数据的存储独立于它的程序，从而实现数据共享。
相比于人工管理和文件系统，数据库系统具有明显的优点，其主要特点如下：
1.数据结构化
数据库系统实现整体数据的结构化，这是数据库的主要特征之一，也是数据库系统与文件系统的本质区别。“整体”结构化指在数据库中的数据不再仅仅针对某一应用，而是面向全组织；不仅数据内部是结构化的，而且整体也是结构化的，数据之间是有联系的，而文件系统只是内部有结构，但整体无结构，记录之间没有联系。
在数据库系统中，不仅数据是整体结构化的，而且存取数据的方式也很灵活，可以存取数据库中的某一个数据项、一组数据项、一个记录或一组记录，而在文件系统中，数据的存取单位是记录，粒度不能细到数据项。
2.数据的共享性高，冗余度低，易扩充
数据库系统从整体角度看待和描述数据，数据不再面向某个应用而是面向整个系统，因此数据可以被多个用户、多个应用共享使用。数据共享可以大大减少数据冗余，节约存储空间，还能避免数据间的不相容性和不一致性。数据的不一致性指同一数据不同拷贝的值不一样。
由于数据面向整个系统，是有结构的数据，不仅可以被多个应用共享使用，而且容易增加新的应用，这就使数据库系统弹性大、易于扩充。可以选取整体数据的各种子集用于不同的应用程序，当应用需求改变或增加时，只要重新选取不同的子集加上一部分数据，便可满足新需求。
3.数据独立性高
数据独立性包括数据的物理独立性和数据的逻辑独立性。
物理独立性指用户的应用程序与存储在磁盘上的数据库中的数据是相互独立的。数据在磁盘上的数据库中怎样存储是有DBMS管理的，用户程序不需要了解，应用程序要处理的只是数据的逻辑结构，这样当数据的物理存储改变时，应用程序不用改变。
逻辑独立性指用户的应用程序与数据库的逻辑结构是相互独立的。当数据的逻辑结构发生改变，用户程序也可以不变。
数据独立性是由DBMS的二级映像功能来保证的。
数据与程序的独立，把数据的定义从程序中分离出去，加上存取数据的方法又由DBMS负责提供，从而简化了应用程序的编制，大大减少了应用程序的维护和修改。
4.数据由DBMS统一管理和控制
数据库的共享是并发的共享，即多个用户可以同时存取数据库中的数据，甚至可以同时存取数据库中同一个数据。
为此DBMS还必须提供以下几方面的数据控制功能：
（1）数据的安全性（Security）保护
数据的安全性是指保护数据，以防止不合法的使用造成数据的泄密和破坏。使每个用户只能按规定对某些数据以某些方式进行使用和处理。
（2）数据的完整性（Integrity）检查
数据的完整性指数据的正确性、有效性、相容性。完整性检查将数据控制在有效的范围内，或保证数据之间满足一定的关系。
（3）并发（Concurrency）控制
当多个用户的并发进程同时存取、修改数据库时，可能会发生相互干扰而得到错误的结果或使数据库的完整性遭到破坏，因此必须对多用户的并发操作加以控制和协调。
（4）数据恢复（Recovery）
计算机系统的硬件故障、软件故障、操作员的失误以及故意的破坏也会影响数据库中数据的正确性，甚至造成数据库部分或全部数据的丢失。DBMS必须具有将数据库从错误状态恢复到某一已知的正确状态（也称为完整状态或一致状态）的功能，这就是数据库的恢复功能。

数据模型

数据库系统建立在数据模型的基础上，数据模型是对现实世界特征的模拟和抽象。

由于计算机不能直接处理现实世界的具体事物，所以人们必须事先把具体事物转换成计算机能够处理的数据。在人们从客观事物中获取计算机数据的过程中，需要用某种方法描述对象之间的关系，通常将这种描述对象之间关系的方法称为模型。

数据模型的分类

1.现实世界、信息世界和机器世界

（1）现实世界：就是人们通常所指的客观世界，事物及其联系就处在这个世界中，一个实际存在并且可以识别的事物称为个体。个体可以是一个具体的事物，比如一台计算机、一栋楼，也可以是一个抽象的概念，如某人的爱好与性格。

（2）信息世界：是现实世界在人们头脑中的反映，是人们对客观事物及其联系的抽象描述和概念化。

（3）机器世界：是数据化的信息世界，又称为数据世界。

2.抽象过程和数据模型

数据模型的种类很多，目前被广泛使用的数据模型可分为两类

概念数据模型

1.基本概念

（1）实体(entity)：客观存在并可相互区别的事物称之为实体

（2）属性(attribute)：实体所具有的某一特性称为属性。

（3）实体型(entity type)：具有相同属性的实体必然具有共同的特征和性质。

2.实体之间的关系

（1）一对一联系：如果对于实体集A中的每一个实体，实体集B中最多有一个（也可以没有）实体与之联系，反之亦然，则称实体集A与实体集B具有一对一联系，表示为1:1

（2）一对多联系：如果对于实体集A中每一个实体，实体集B中有n个实体(n>=0)与之联系，反之，对于实体集B中的每一个实体，实体集A中最多只有一个与之联系，则称为实体集A与实体集B有一对多联系，表示为1：N

（3）多对多联系：如果对于实体集A中的每一个实体，实体集B中有N个实体(N>=0)与之联系，反之，对于实体集B中的每一个实体，实体集A中也有m个实体(m>=0)与之联系，则称实体集A与实体集B具有多对多联系，表示为m:n

3.E-R图

E-R图也称实体-关系图(Entity-Relationship Diagram),它提供了表示实体型、属性和联系的方法，用来描述现实世界的概念模型。

逻辑数据模型

1.层次数据模型

层次数据模型通过树结构表示实体及实体间的关系，树中的每个节点表示一个实体，节点之间的箭头表示实体之间的联系。其特征如下：

（1）有且仅有一个根节点

（2）其他节点有且仅有一个父节点

（3）同层次的节点之间没有联系

2.网状数据模型

网状数据模型通过网状结构表示实体及实体间的关系，网中每个节点表示一个实体。节点之间的箭头表示实体之间的关系。其主要特征如下：

（1）一个节点可以有多个父节点

（2）可以有一个以上的节点无父节点

（3）两个节点之间可以有多个联系

3.关系数据模型

关系数据模型是通过二维表结构表示实体联系的数据模型。通常将此种二维表称为关系或表。在关系数据模型中，一张二维表描述一种实体型，表中一行数据描述一个实体，表中一个字段描述实体的一个属性。用同一表中相同字段实现同类实体之间的联系，用不同表中具有相同含义的字段实现不同实体型之间的联系。

关系数据库

基于关系模型的数据库管理系统称为关系数据库，关系数据库是目前的主流数据库产品。

1.关系数据库的基本术语

（1）关系：一个关系就是一个二维表，每个关系有一个关系名。其格式为关系名(属性1,属性2，…属性n)

（2）元组：在一个关系中，水平方向的行称为元组，每一行是一个元组。元组对应表中的一个具体记录。

（3）属性：二维表中垂直方向的列称为属性，每一列有一个属性名。

（4）域：域是指属性的取值范围，即不同元组对同一个属性的取值所限定的范围。

（5）主键：其值能够唯一的标识一个元组的属性或属性的组合。

（6）外键：表之间的关系是通过外键来建立的，一个表的外键就是与它所指向的表的主键对应的一个属性。

2.关系的基本性质

（1）每一列中的数据项类型相同，来自同一个域。

（2）不同的列要给予不同的属性名

（3）列的顺序无特定要求

（4）任意两个元组不能完全相同

（5）行的顺序没有特定要求

（6）每一个数据项都必须是不可分的

3.关系运算

对关系进行的操作称为关系运算，关系的基本运算有两类：传统的集合运算和专门的关系运算。关系运算的结果仍然是关系。传统的集合运算主要包括并、交、差。在关系数据库中查询用户所需数据时，需要对关系进行专门的关系运算。专门的关系运算主要有选择、投影和连接3种。

（1）选择：从关系中找出满足给定条件的那些元组的操作称为选择。其中的条件是以逻辑表达式给出的，该逻辑表达式值为真的元组将被选取。这是从行的角度进行的运算，即从水平方向抽取元组。

（2）投影：从关系模式中挑选若干属性组成新的关系的操作称为投影。这是从列的角度进行的运算，相当于对关系进行垂直分解。

（3）连接：一个具有n个属性的关系R与一个具有m个属性的关系S组合成一个新的关系，新关系的属性的个数为n+m,元组为R中的每个元组连接S中的每个元组所构成的元组的集合，其元组数为R中的元组数与S中的元组数的乘积。

4.关系完整性

关系完整性是为保证数据库中数据的正确性和相容性，对关系模型提出的某种约束条件或规则。关系完整性通常包括实体完整性、参照完整性和用户定义的完整性。其中实体完整性和参照完整性是关系模型必须满足的完整性约束条件，被称作关系的两个不变型，应该由关系系统自动支持。

（1）实体完整性：实体完整性是指关系的主关键字不能重复也不能取空值。

（2）参照完整性：参照完整性是定义建立关系之间联系的主关键字与外部关键字引用的约束条件。

（3）用户定义的完整性：实体完整性和参照完整性适用于任何关系数据库系统，它主要是针对关系的主关键字和外部关键字取值必须有效而做出的约束。

数据库设计基础

数据库设计原则

为了合理组织数据，应遵从以下基本设计原则。

1.关系数据库的设计应遵从概念单一化、一物一表的原则。

2.避免在表之间出现重复字段（重复意思的字段）。

3.表中的字段必须是原始数据和基本数据元素。

4.用外部关键字保证有关联的表之间的联系。

数据库设计步骤

1.需求分析

2.确定需要的表

3.确定所需字段

4.确定表之间的关系

认识Access

Access是一个面向对象的、采用事件驱动的新型关系数据库管理系统。它提供了强大的数据处理功能，可以帮助用户组织和共享数据库信息，以便根据数据库信息做出有效的决策。它具有界面友好、易学易用、开发简单、接口灵活等特点。

启动和退出Access

1.启动Access

2.退出

（1）点击窗口右上角”x”按钮

（2）ALT+F4

（3）标题栏空白处右键->关闭

（4）菜单栏左侧退出

Access的工作环境

1.功能区

功能区是一个横跨窗口顶部且将相关常用命令分组在一起的选项卡集合，它把主要命令菜单、工具栏、任务窗格和其他用户界面组件的任务或入库哦点集中在一起，在同一时间只显示活动菜单中的命令。

2.backstage视图

Backstage视图是功能区的“文件”选项卡上显示的命令集合，它包含应用于整个数据库文件的命令和信息。

3.导航窗格

导航窗格位于程序窗口的左侧，用于显示当前数据库中的各种数据库对象。

4.工作区

工作区是用户界面中最大的区域，用来显示数据库的各种对象，是进行数据库操作的主要工作区域。

5.状态栏

状态栏位于程序窗口的最底部，用于显示系统正在进行的操作信息，可以帮助用户了解所进行操作的状态。状态栏最右边还包含用于切换视图的按钮。

6.获取帮助

如有疑问，可以按F1键或单击标题栏右侧的问号图标来打开帮助系统获取帮助。

Access的数据库对象

作为一个数据库管理系统，Access通过各种数据库对象来管理数据。

1.表

表是Access数据库中用来存储数据的对象，是创建其他5种对象的基础。一个数据库中可以包含多个表，表中信息分行、列存储。表中的每一列代表某种特定的数据类型，称为字段；表中每一行由各个特点的字段组成、称为记录。

2.查询

查询是数据库的核心操作，用户通过查询可以在表中搜索符合特定条件的数据，并可以对目标记录进行修改、插入和更新等编辑操作。

3.窗体

窗体，也称为表单，是应用程序和用户之间的接口界面，是创建数据库应用系统最基本的对象。窗体为用户查看和编辑数据库中的数据提供了一种友好的交互式界面。用户通过窗体来实现数据维护、控制应用程序流程等人机交互功能。

4.报表

报表是以打印格式显示用户数据的一种有效方式，报表还可以对数据进行计算、分组和汇总等操作。

5.宏

宏是一个或多个操作的集合，也可以是若干宏的集合所组成的宏组。宏可以将数据库中的不同对象连在一起，从而形成一个数据库应用系统。

6.模块

模块可以保存VBA（Visual Basic Application）应用程序的声明和过程，模块的主要作用是建立复杂的VBA程序以完成宏不能完成的任务。

数据库的基本操作

创建数据库

1.使用模板创建数据库

2.创建空白数据库

打开和关闭数据库

1.打开数据库

在使用或维护已创建的数据库时，都必须首先将其打开。

2.关闭数据库

当不再需要使用数据库时，可以将数据库关闭。关闭数据库的具体操作步骤如下

（1）单击窗口右上角的“关闭”按钮，即可关闭数据库。

（2）单击“文件”选项卡，选择“关闭”命令，也可关闭数据库。

维护数据库

使用或维护数据库都需要先打开数据库，然后根据个人的使用习惯设置数据库。

1.改变新建数据库的默认文件格式

在Access中数据库文件的扩展名为xxx.accdb,如果要改变新建数据库的文件格式，可以单击“文件”选项卡，“选项”命令，在对话框中选择“常规”选项。

2.数据库版本的转换

Access具有不同的版本，可以将使用Access 2003/Access 2002/Access 2000或Access 97 创建的数据库转换成 Access 2007-Access 2016 文件格式.accdb. 此文件格式支持新的功能，如多值字段和附件等。

.accdb文件格式的数据库不能用早期版本的Access打开，如果需要在早期版本的Access中使用.accdb数据库，则必须将其字段转换为早期版本的.mdb。

（1）打开要转换的数据库文件，单击”文件”选项卡，选择“另存为”命令。

（2）在“另存为”对话框中输入文件名，选择对应类型

（3）点击保存

3.设置默认数据库文件夹

Access 系统打开或保存数据库文件的默认文件夹是 My Documents,但为了数据库文件管理、操作上方便，可把数据库放在一个专用的工作文件夹中。

（1）单击“文件”选项卡，选择“选项”命令。

（2）在对话框中单击“常规”选项，在“创建数据库”选项中的“默认数据库文件夹”文本框中输入指定文件夹，或单击“浏览”找到对应文件夹。

（3）单击“确定”

操作数据库对象

打开数据库之后，就可以操作数据库中的对象了。对数据库对象的操作包括创建、打开、复制、删除、编辑和关闭等。本节只介绍基本的打开、关闭、复制和删除操作，其它的操作将在后续章节中详细介绍。

1.对象的文档窗口显示方式

（1）选择“文件”选项卡，然后单击“选项”按钮。

（2）在左侧对话框中，单击“当前数据库”选项，在“应用程序选项”下的“文档窗口选项”中，选择“选项卡式文档”单选按钮。

（3）单击“确定”

2.打开数据库对象

在导航窗格中找到要打开的对象，然后双击即可打开该对象。也可以右击要打开的对象，从弹出的快捷菜单中，选择“打开”命令打开数据库对象。

3.关闭数据库对象

点击对应窗口右上角的叉叉直接关闭。

4.复制数据库对象

在Access 数据库中，使用复制方法可以创建对象的副本，通常在修改某个对象之前最好创建对象的副本，这样可以避免因修改操作错误造成数据丢失，一旦发生错误还可以用副本还原出原始对象。

5.删除数据库对象

如果要删除某个数据库对象，需要先关闭该数据库对象。在导航窗格中右击要删除的对象，从弹出的快捷菜单中选择“删除”命令，或按Delete键，该对象就直接删除了。

思考题

1.什么是数据、数据库、数据库管理系统和数据库系统。

2.现常用的数据库管理系统软件有哪些？数据库管理系统和数据库应用系统之间的区别是什么?

3.解释以下名词：实体、实体集和实体型。

4.数据库管理系统所支持的传统数据模型是哪三种？各自有哪些优缺点?

5.设计数据库的基本步骤有哪些？