数据库设计基础知识分享

概念模式
内模式
程序k
程序j
外模式n 外模式/模式映射
模式/内模式映射
数据库
三级模式
模式（概念模式）
数据库系统中全局数据逻辑结构的描述,DBA视图
外模式（子模式或用户模式）
用户的数据视图，由概念模式推导而出，给出每个 用户的局部数据描述。
内模式（物理模式）
给出了数据库的物理存储结构与物理存储方法,系 统程序员视图。
的DBMS无关，与具体的计算机平台无关。 逻辑数据模型(数据模型)
面向数据库系统的模型 层次模型、网状模型、关系模型
物理数据模型(物理模型) 面向计算机物理表示的模型
E-R图(实体－联系)
E-R图用于建立概念模型,它将现实世 界的要求转化为实体、属性、联系等几 个概念，以及它们间的连接关系。
实体
设计过程概述
应用程序1
5.应用程序设计阶段
应用程序2 应用程序3
用户 应用1 要求
应用2
用户 要求
应用3
用户 要求
1.需求分析阶段
局部概念 模式
外模 外模 外模 式1 式2 式3
局部概念 模式
总体 概念模式
逻辑 模式
内模式
局部概念 模式
2.概念模式设计阶段
3.逻辑模式设计阶段
4.物理模式 设计阶段
1
管 理
1
班级
班级
1
包 含
n 学生
教师
m
教 授
n 学生
例：学生选课子系统 学生实体：学号、姓名、班级 课程实体：编号、名称、性质、学分
有关的语义如下： 每个学生可以选修多门课程； 每门课程可以被多个学生选修； 每个学生选修的每门课程都有一个成绩
学号
姓名
班级
学生
n
选
成绩
修
m
课程
编号
名称
性质
学分
客观存在并可相互区别的事物称为实体
属性
实体的特性
联系
实体之间的对应关系,反映事物之间的 相互关系
有三种联系: 1:1 一对一
1:n 一对多
m:n 多对多
E-R图的表示
实体型 用矩形表示，矩形框内写明实体名。
属性 用椭圆形表示，椭圆形内写明属性名。
联系 用菱形表示，菱形框内写明联系名
班长
二级映射
外模式／模式映射 模式/内模式映射
建立数据库系统三级模式间的联系和转 换
图书馆三级关系示意图
用户级
子模式A 按书名检索卡
子模式B 按书名检索卡
子模式/内模式映射
子模式C 分类检索卡
概念级
模式：图书馆内部索书号 书名，作者名，分类号
物理级
模式/内模式映射
书架
用户级数据库 概念级数据库
工号 101 102 123 124
姓名 李鹏 王霞 苏武 胡维
工资 1200 1100 1300 1240
工号 101 102 103 123
姓名 李鹏 王霞 陈江建 苏武
性别 男 女 男 男
年龄 52 32 38 29
工号 101 102 103 123 124 125
姓名 李鹏 王霞 陈江建 苏武 胡维 钟晓
关系模型的基本概念
关系模型由 ❖ 关系数据结构 ❖ 关系操作 ❖ 关系完整性约束
关系数据结构
关系
属性
学号
姓名
班级
元组
2000306100 张倩倩 计算机031
2000305101 王祥林 英语032
2003021111 李亚红 对外贸易031
主码 关系模式
学生(学号，姓名，班级)
学号
姓名
学生
n
从指定关系的属性集合中选取若干个属性组 成新的关系。
例题：从关系score1中选择“学号”、
“姓名”、“数学”组成新的关系S2。
3．联接
两个关系中的元组按指定条件组合新的关系 例题:将score1和score2按相同学号合并
数据库设计
需求分析 概念结构设计
产生E-R图 逻辑设计
将E-R图转换为数据库系统支持的关系 模式 物理设计
编号 C01 C02 C01
成绩 90 67 67
关系完整性规则
实体完整性规则 主码的属性值不能为空值。
参照完整性规则 用户定义完整性
四、关系的基本运算
1．选择
从指定的关系中选择满足给定条件的元组组 成新的关系。
例题：从关系score1中选择数学大于90的元
组组成关系S1。
2．投影
文件 管理 系统
学生基本信息文件student 课程基本信息文件course 成绩表信息文件score
程序与文件相互依存 数据冗余大 数据容易发生矛盾
数据库系统阶段
程序A 逻辑文件A 程序B 逻辑文件B 程序C 逻辑文件C
DBMS
学号
姓名
20000121 王林
性别 男
课程号 课程名
学时
C01
第15章 数据库技术基础
数据库系统的基本概念 数据模型 关系代数运算 数据库设计方法及步骤
数据库系统的基本概念
数据 数据是数据库研究和处理的对象。 数据是具有语义和联系的。
例：关于学生的数据是需要组织在一起的。 （李明，男，1972，江苏，计算机系，1990）
数据库 数据库是长期存储在计算机外存，有组
性别 工资 男 1200 女 1100 男 900 男 1300 女 1240 女 1000
年龄 52 32 38 29 24 21
地址 江苏 河南 浙江 湖南 江西 湖南
部门 A W A X X W
物理级数据库
101 102 103
123 124 125
数据模型按应用层次，数据模型分为
概念数据模型(概念模型)－E-R图 面向客观世界和面向用户的数据模型，与具体
数据管理技术的发展
人工管理阶段 文件系统管理阶段 数据库系统管理阶段
人工管理阶段
数据不保存 由应用程序管理数据 数据不共享 数据不具有独立性
文件系统阶段
学籍管理部门：
建立student文件
学号 20000121 20000122
姓名 王林 张大民
性别 男 男
课程管理部门：
建立course文件
选 修 m 课程
班级 成绩
学生
学号 2000306100 2000305101 200302111
课程
姓名 张倩倩 王祥林 李亚红
编号
名称
性质
学生选课
学分
编号 C01 C02
名称 大学计算机 高等数学
班级 计算机031 英语032 对外贸易031
性质 必修 必修
学分 4 4
学号 2000306100 2000306100 2000305101
学生成绩管理部门：
课程编号 课程名称
C01
数据库原理
C02
C语言设计
学时数 80 60
建立score文件
学号 20000121 20000121 20000122
姓名 王林 王林 张大民
课程编号 C01 C02 C01
课程名 数据库原理 C程序设计 数据库原理
成绩 86 91 79
学籍处理程序 课程处理程序 成绩处理程序
数据库原理 80
学号 20000121
课程号 C01
成绩 86
数据库系统的基本特点
数据的高共享性与低冗余性
(注意：可以减少冗余，但无法避免一切冗余！！！）
数据的独立性
物理独立性 逻辑独立性
数据统一管理和控制
数据库系统的体系结构
数据库系统在内部具有三级模式和Байду номын сангаас级映射
程序1
程序2
外模式1
…… ……
织，可共享的数据集合。 数据库就是计算机内存放数据的仓库
数据库管理系统（DBMS） 数据库管理软件。负责数据库中数据组
织、操作、维护、控制及数据保护。
数据库管理员（DBA） 对数据库进行规划、设计、维护和监视
等工作的人员。 数据库系统
是指计算机系统引入数据库后的系统构 成。
数据库、DBMS、DBA、系统硬件和系 统软件组成。