数据库系统
◆数据:是数据库中存储的基本对象,是描述事物的符号记录。
数据的种类:文本、图形、图像、音频、视频、学生的档案记录、货物的运输 情况等。
◆数据库DB: 是长期存储在计算机内、有组织的、可共享的大量数据的集合。
◆数据库的基本特征:
数据按一定的数据模型组织、描述和存储;
可为各种用户共享
冗余度较小;
数据独立性较高;
易扩展。
◆数据库系统DBS: 是一个采用了数据库技术,有组织地、动态地存储大量相关 数据,方便多用户访问的计算机系统。其由下面四个部分组成:
数据库(统一管理、长期存储在计算机内的,有组织的相关数据的集合)
硬件(构成计算机系统包括存储数据所需的外部设备)
软件(操作系统、数据库管理系统及应用程序)
人员(系统分析和数据库设计人员、应用程序员、最终用户、数据库管理员 DBA)。
◆数据库管理系统DBMS 的功能
实现对共享数据有效的组织、管理和存取。
包括数据定义、数据库操作、数据库运行管理、数据的存储管理、数据库的建 立和维护等。
三级模式两级映像
内模式:管理如何存储物理的数据,对应具体物理存储文 件。
模 式:又称为概念模式,就是我们通常使用的基本表,根据应用、需求将物理数据划分成一张张表。
外模式:对应数据库中的视图这个级别,将表进行一定的处理后再提供给用户使用
外模式一模式映像:是表和视图之间的映射,存在于概念级和外部级之间,若表中数据发生了修改,只需要修改此映射,而无需修改应用程序
模式- 内模式映像:是表和数据的物理存储之间的映射, 存在于概念级和内部级之间,若修改了数据存储方式,只需 要修改此映射,而不需要去修改应用程序
数据库设计
(1) 需求分析:即分析数据存储的要求,产出物有数据流图、数据 字典、需求说明书。获得用户对系统的三个要求:信息要求、处理要 求、系统要求。
(2) 概念结构设计:就是设计E-R图,也即实体-联系图。工作步骤 包括:选择局部应用、逐一设计分E-R图、E-R图合并。
分E-R 图进行合并时,它们之间存在的冲突主要有以下3 类。
◆属性冲突。同一属性可能会存在于不同的分E-R 图中。
◆命名冲突。相同意义的属性,在不同的分E-R 图上有着不同的命名, 或是名称相同的属性在不同的分E-R 图中代表着不同的意义。
◆结构冲突。同一实体在不同的分E-R 图中有不同的属性,同一对象 在某一分E-R 图中被抽象为实体而在另一分E-R 图中又被抽象为属性。
(3) 逻辑结构设计:将E-R图,转换成关系模式。工作步骤包括:确
定数据模型、将E-R 图转换成为指定的数据模型、确定完整性约束和
确定用户视图。
(4) 物理设计:步骤包括确定数据分布、存储结构和访问方式。
(5) 数据库实施阶段。根据逻辑设计和物理设计阶段的结果建立数 据库,编制与调试应用程序,组织数据入库,并进行试运行。
(6) 数据库运行和维护阶段。数据库应用系统经过试运行即可投入 运行,但该阶段需要不断地对系统进行评价、调整与修改。
数据模型
◆关系模型是二维表的形式表示的实体-联系模型,是将实体-联系模型转换而 来的,经过开发人员设计的;就是表
◆概念模型是从用户的角度进行建模的,是现实世界到信息世界的第一抽象, 是真正的实体-联系模型。就是er图
◆网状模型表示实体类型及其实体之间的联系,一个事物和另外几个都有联系, 形成一张网。
◆面向对象模型是采用面向对象的方法设计数据库,以对象为单位,每个对象 包括属性和方法,具有类和继承等特点。
◆数据模型三要素:数据结构(所研究的对象类型的集合)、 数据操作 (对数 据库中各种对象的实例允许执行的操作的集合)、数据的约束条件 (一组完整 性规则的集合)。
◆用E-R图来描述概念数据模型,世界是由一组称作实体的基本对象和这些对象 之间的联系构成的。
◆在E-R模型中,使用椭圆表示属性(一般没有)、长方形表示实体、菱形表示 联系,联系的两端要填写联系类型。实体有强实体和弱实体
联系类型有:1对1.1对多,多对多
◆实体:客观存在并可相互区别的事物。可以是具体的人、事、物或抽象概念。 如人、汽车、图书、账户、贷款。
◆弱实体和强实体:弱实体依赖于强实体的存在而存在。
◆实体集:具有相同类型和共享相同属性的实体的集合,如学生、课程。
◆属性:实体所具有的特性。
◆属性分类:简单属性和复合属性;单值属性和多值属性;NULL 属性;派生属 性。
◆域:属性的取值范围称为该属性的域。
◆码 (key): 唯一标识实体的属性集。
◆联系:现实世界中事物内部以及事物之间的联系,在E-R图中反映为实体内部 的联系和实体之间的联系。
◆联系类型:一对一1:1、一对多1:N、多对多M:N。
关系模型中数据的逻辑结构是一张二维表,由行列组成。
用表格结构表达实体集,用外键标识实体的联系。
◆E-R模型转换为关系模型:每个实体都对应一个关系模式;联系分为三种:
1:1联系中,联系可以放到任意的两端实体中,作为一个属性 (要保证1:1的两端 关联),也可以转换为一个单独的关系模式;
1:N的联系中,联系可以单独作为一个关系模式,也可以在N端中加入1端实体的 主键;
M:N 的联系中,联系必须作为 一 个单独的关系模式,其主键是M和 N端的联合主 键。