第四部分_数据库设计基础

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1、5.数据库设计基础5.0内容数据库的基本概念：数据库，数据库管理系统，数据库系统。数据模型，实体联系模型及E-R图，从E-R图导出关系数据模型。关系代数运算，包括集合运算及选择、投影、连接运算，数据库规范化理论。数据库设计方法和步骤：需求分析、概念设计、逻辑设计和物理设计的相关策略。5.1基本概念1.数据(Data)实际上就是描述事物的符号记录软件中的数据一定是有结构的2.数据库(DB)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学模型组织、描述和存储，具有较小的冗(rong

2、)余度，较高的数据独立性和易扩展性，并可为各种用户共享。3.数据库管理系统(DBMS)数据库系统的核心软件要在操作系统支持下工作解决如何科学地组织和存储数据，如何高效的获取和维护数据的系统软件主要功能包括数据模式定义数据存取的物理构建数据操纵数据的完整性、安全性定义与检查数据库的并发控制与故障恢复数据的服务为完成上述功能，DBMS一般提供相应的数据语言：数据定义语言（DDL）数据操纵语言（DML）数据控制语言（DCL）数据语言按其使用方式具有两种结构形式交互式命令语言宿主型语言4.数据库管理员主要工作包括

3、：数据库设计数据库维护改善系统性能，提高系统效率5.数据库系统（DBS）由数据库（数据）、数据库管理系统（软件）、数据库管理员（人员）、系统平台之硬件平台（硬件）和软件平台（软件）构成。6.数据库应用系统（DBAS）利用数据库系统进行应用开发.由数据库系统、应用软件、应用界面三者组成。7.数据库管理技术的发展人工管理阶段文件系统阶段数据库系统接数据库技术的根本目标：是解决数据共享问题。第7页数据库系统8.数据库系统的基本特点数据的集成性采用统一的数据结构方式按照多个应用的需要组成全局的统一的数据结构数据模

4、式是多个应用共同的、全局的数据结构数据的高共享性与低冗余性（可以减少冗长但无法避免冗长）数据独立性物理独立性和逻辑独立性数据统一管理与控制数据的完整性检查数据的安全性检查并发控制9.数据库系统的内部结构体系数据库系统的三级模式（1）概念模式（2）外模式（用户模式）（3）内模式（物理模式）内模式处于最底层，它反映了数据在计算机物理结构中的实际存储形式概念模式处于中层，它放映了设计者的数据全局逻辑要求外模式处于最外层，它反映了用户对数据的要求数据库系统的两级映射：（1）概念模式/内模式映射：实现了概念模式到内

5、模式的转换。当存储结构发生变化时，可通过修改概念模式/内模式映射，使数据逻辑模式不变，保证了很高的物理独立性。（2）外模式/概念模式映射：实现了外模式到概念模式之间的相互转换。当逻辑模式发生变化时，能过修改外模式/概念模式映射，使得用户所使用的那部分外模式不变，从而应用程序不必修改，保证较高的逻辑独立性。第10页11应用外模式(用户数据库)应用外模式(用户数据库)应用外模式(用户数据库)概念模式(概念数据库)内模式(物理数据库)数据库外模式→概念模式映射概念模式→内模式映射模式5.2数据模型5.2.1数据

6、模型的基本概念数据模型是数据特性的抽象数据模型描述的内容数据结构数据操作数据约束数据模型按不同的应用层次分成三种类型概念数据模型（概念模型）主要有E－R模型、扩充的E—R模型、面向对象的模型、谓词模型。逻辑数据模型（数据模型）主要有层次模型、网状模型、关系模型、面向对象模型。物理数据模型（物理模型）第13页2.数据模型E-R模型的基本概念（1）实体：现实世界中的事物；（2）属性：事物的特性；（3）联系：现实世界中事物间的关系。实体集的关系有一对一、一对多、多对多的联系。一个班级的学生，学生与学生之间是一对

7、一的关系。在一所学校，一门课程与学生之间是一对多的关系。在一所学校，多门课程与多个学生之间是多对多的关系。E-R模型的基本成分是实体和联系。三个基本概念之间的联接关系实体集与属性间的联接关系实体与联系14E-R模型的图示法用简单的几何图形表示实体集、属性与联系。(1)实体集表示法在E-R图中用矩形表表示实体集，在矩形内写上实体集名称。如实体集学生(student)、实体集课程(course)(2)属性表示法在E-R图中用椭圆形表示属性，在椭圆形内写上该属性名称。如学生有属性：学号(S#)、姓名(Sn)及年

8、龄(Sa)可用如下表示。studentcourseS#SnSa15(3)联系表示法在E-R图中用菱形(内写上联系名)表示联系。如学生与课程的联系SC,如下图所示：(4)实体集与属性间的联系关系属性依附于实体集，它们之间有联系关系用无向线段表示。SCstudentS#SnSa16属性也依附于联系，它们之间也有联系关系，因此也可用无向线段，如联系SC可与学生的课程成绩属性G建立联系并用下图表示。(5)实体集与联系间的连接关系(也可