数据库基本概念与设计方法
数据库基本概念与设计方法
- 一、数据库基本概念
- 数据Data
- 数据库DB
- 数据库管理系统DBMS
- 数据库管理系统DBMS功能
- 数据库系统
- 二、数据库特点
- 三、数据库结构
- 数据库的三级模式结构
- 三级模式结构保证数据独立性
- 三级模式结构的两层映像
- 数据库系统的运行和应用结构
- 四、数据库模型
- 数据模型
- 概念模型
- 关系模型
- 五 、数据库设计
- 概念结构设计
- 逻辑结构设计
- 物理设计
一、数据库基本概念
数据Data
数据库中存储的基本对象，按一定规则排列组合的物理符号
可以是数字，文字，符号，图片，视频，音频
数据库DB
长期存储在计算机磁盘等外介质，有组织的、可共享的的数据集合
数据库管理系统DBMS
位于用户和操作系统之间的数据管理软件
数据库管理系统DBMS功能
数据定义功能DDL
数据操作功能DML
数据库运行管理
数据库建立和维护
提供有效的接口和工具
数据库系统
计算机系统引入数据库后的系统，包括DB，DBMS，应用开发工具，应用系统，数据库管理员DBA，用户
二、数据库特点
1、数据结构化
2、数据共享性好
3、数据冗余度小
4、数据独立性好
物理独立性：应用程序与存储在磁盘上的数据库中数据是相互独立的
逻辑独立性：应用程序与数据库的逻辑结构是相互独立的
5、数据由DBMS统一管理与控制
三、数据库结构
数据库的三级模式结构
内模式
对数据物理结构和存储方式的描述，是数据在数据库内部的具体表现方式
也称存储模式，对应于物理级，一个数据库只有一个内模式
模式
对数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述，是所有用户的公共数据视图
又称概念模式或逻辑模式，对应于概念级，一个数据库只有一个模式
外模式
对数据库用户能够看见和使用的局部数据的逻辑结构和特征的描述，是数据库用户的数据视图
也称子模式或用户模式，对应于用户级
三级模式结构保证数据独立性
层次独立性
存储独立性
外模式独立性
应用程序独立性
三级模式结构的两层映像
外模式/模式
逻辑独立性
模式/内模式
物理独立性
数据库系统的运行和应用结构
客户/服务器结构
C/S
浏览器/服务器结构
B/S
四、数据库模型
数据模型
对现实世界中数据特征的抽象，描述的是数据的共性
分为概念层、逻辑层、物理层
概念模型
是面向用户、面向现实世界的数据模型，对信息世界的建模
1.1基本概念
实体：现实世界客观存在的一个事物
属性：用来描述实体的特性
码：能唯一标识每个实体的属性集
域：值的集合
实体型：实体名和属性名集合来抽象和刻画同类实体
联系：实体（型）内部和实体（型）之间的联系
两个实体型之间的联系：一对一、一对多、多对多
1.2概念模型表示方法
最常用的是实体-联系方法，用E-R图描述
矩形框：实体型
菱形框：联系
椭圆框：属性（主属性可在文字加下划线）
关系模型
具有简单明快的数据建模概念，用二维表结构表示实体之间的联系
逻辑层：描述数据库数据整体的逻辑结构
2.1基本概念
关系：一个关系对应一个二维表
元组：行
属性：列
主键：也称关键字
域：相同数据类型的值的集合
表：由行和列组成
行：表中的一条记录
列：表中一个字段
外键：外部码，用于定义两个表之间的联系
关系模式：对关系（表）的描述
2.2关系模型规范化
减少数据的冗余，增强数据的易操性
第一范式（1NF）
无重复列（某一属性不能有多个值或不能有重复的列）
第二范式（2NF）
满足第一范式，没有部分函数依赖，属性完全依赖于主键（不存在非主键的列依赖于组合主键的某个部分的现象）
第三范式（2NF）
满足第二范式，没有传递函数依赖，不存在非主键的列于其他非主键的列相互关联的现象
BCNF范式
满足第三范式，表中不存在主键列对主键的部分函数依赖和传递函数依赖
五 、数据库设计
分为六个阶段：
需求分析、概念结构设计、逻辑结构设计、物理结构设计、数据库实施、数据库运行与维护
概念结构设计
整个数据库设计的关键、通常使用E-R图来描述现实世界的概念模型
逻辑结构设计
把E-R图转换为关系模型（表及其联系），对其性能进行优化
物理设计
数据库逻辑结构在存储设备上的实现
1、确定数据库的物理结构
2、对物理结构进行评价
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