巴中城乡和住房建设厅网站,大学生创业50个小案例,不属于网站架构,为何要屏蔽网站快照数据库基础 数据库基本概念概述三级模式、两级映像概念模式外模式内模式二级映像逻辑独立性物理独立性 数据库设计需求分析概念结构设计逻辑结构设计物理设计数据库实施阶段据库运行和维护阶段 数据模型E-R模型关系模型模型转换E-R图的联系 关系代数 数据库基本概念
概述
数据… 数据库基础 数据库基本概念概述三级模式、两级映像概念模式外模式内模式二级映像逻辑独立性物理独立性 数据库设计需求分析概念结构设计逻辑结构设计物理设计数据库实施阶段据库运行和维护阶段 数据模型E-R模型关系模型模型转换E-R图的联系 关系代数 数据库基本概念
概述
数据是数据库中存储的基本对象是描述事物的符号记录。 数据的分类文本、图形、图像、音频、视频等。 数据库DataBaseDB是统一管理的、长期储存在计算机内的有组织的相关数据的集合。其特点是数据间联系密切、冗余度小、独立性较高、易扩展并且可为各类用户共享。一般主要指的是存储数据的各种物理设备以及数据本身。 数据库管理系统DBMS是数据库系统的核心软件是由一组相互关联的数据集合和一组用以访问这些数据的软件组成。它的功能包括 1实现对共享数据有效的组织、管理和存取。 2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。 数据库系统 DataBase SystemDBS 是一个采用了数据库技术有组织地、动态地存储大量相关联数据从而方便多用户访问的计算机系统。广义上讲DBS包括了数据库管理系统DataBase Management SystemDBMS。它由四部分组成 1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。 2硬件构成计算机系统包括存储数据所需的外部设备。 3软件操作系统、数据库管理系统及应用程序。 4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。
三级模式、两级映像
三级模式是指数据库管理系统从三个层次来管理数据分别是外部层ExternalLevel、概念层Conceptual Level*和内部层Internal Level。 这这三个层次分别对应三种不同类型的模式分别是外模式External Schema、概念模式Conceptual Schema和内模式Internal Schema。 在外模式与概念模式之间以及概念模式与内模式之间还存在映像即二级映像。 外模式面向应用程序描述用户的数据视图View 内模式又称为物理模式、存储模式面向物理上的数据库描述数据在磁盘中如何存储 概念模式又称为模式、逻辑模式面向数据库设计人员描述数据的整体逻辑结构。 概念模式
概念模式也称模式是数据库中全部数据的逻辑结构和特征的描述它由若干个概念记录类型组成只涉及“型”的描述不涉及具体的值。概念模式的一个具体值称为模式的一个实例同一个模式可以有很多实例。概念模式反映的是数据库的结构及其联系所以是相对稳定的而实例反映的是数据库某一时刻的状态是相对变动的。 需要说明的是概念模式不仅要描述概念记录类型还要描述记录间的联系、操作、数据的完整性和安全性等要求。 但是概念模式不涉及存储结构、访问技术等细节。只有这样概念模式才算做到了“物理数据独立性”。 概念模式类似于表格的列标题它描述了商品表中包含哪些信息。表的横向称为行纵向称为列第一行就是列标题用来描述该列的数据表示什么含义。 实际上概念模式在数据库中描述的信息还有很多如多张表之间的联系、表中每一列的数据类型和长度等。
外模式
外模式也称用户模式或子模式是用户与数据库系统的接口是用户需要使用的部分数据的描述。它由若干个外部记录类型组成。 用户使用数据操纵语言对数据库进行操作实际上是对外模式的外部记录进行操作。 在打开一个电子表格后默认会显示表格中所有的数据这个表格称为基本表。 在将数据提供给其他用户时出于权限、安全控制等因素的考虑只允许用户看到一部分数据或不同用户看到不同的数据这样的需求就可以用视图来实现。
内模式
内模式也称存储模式是数据物理结构和存储方式的描述是数据在数据库内部的表示方式。定义所有的内部记录类型、索引和文件的组织方式以及数据控制方面的细节。 如在将Excel表格另存为文件时可以选择保存的文件路径、保存类型如XLS、XLSX、CSV等格式等这些与存储相关的描述信息相当于内模式。 在数据库中内模式描述数据的物理结构和存储方式如堆文件、索引文件、散列Hash文件等。
二级映像
三级模式是数据的三个抽象级别每个级别关心的重点不同。 为了使三级模式之间产生关联数据库管理系统在三级模式之间提供了二级映像功能。 二级映像是一种规则它规定了映像双方如何进行转换。 通过二级映像体现了逻辑和物理两个层面的数据独立性。
逻辑独立性
外模式/概念模式映像体现了逻辑独立性。 逻辑独立性是指当修改了概念模式不影响其上一层的外模式。 例如将用户表的“姓名”和“年龄”拆分到另一张表中此时概念模式发生了更改但可以通过改变外模式/概念模式的映像继续为用户提供原有的视图。
物理独立性
概念模式/内模式映像体现了物理独立性。 物理独立性是指修改了内模式不影响其上层的概念模式和外模式。例如在Excel中将.xls文件另存为.xlsx文件虽然更换了文件格式但是打开文件后显示的表格内容一般不会发生改变。 在数据库中更换更先进的存储结构或者创建索引以加快查询速度内模式会发生改变。此时只需改变概念模式/内模式映像就不会影响到原有的概念模式。
数据库设计
数据库设计是指根据用户的需求在某一具体的数据库管理系统上设计数据库的结构和建立数据库的过程。 数据库设计的内容包括需求分析、概念结构设计、逻辑结构设计、物理结构设计、数据库的实施和数据库的运行和维护六大部分。
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。
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。
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。
物理设计
步骤包括确定数据分布、存储结构和访问方式。
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。
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 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。 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)。
E-R模型
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示例如下图 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。一对一1 1 一对多1 N多对多MN
关系模型
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 间的联系。 优点 1建立在严格的数学概念基础上 2概念单一、结构简单、清晰用户易懂易用 3存取路径对用户透明从而数据独立性、安全性好简化数据库开发工作。 缺点由于存取路径透明查询效率往往不如非关系数据模型。
模型转换
E-R模型转换为关系模型 E-R图是全局的设计概念不适合进行计算机处理为了适应关系数据库的处理必须将E-R图转为关系模型。 E-R图是由实体、属性和联系三要素组成而关系模型只有一个结构所以我们使用以下方式进行转换每个实体都对应一个关系模型实体名对应关系模型中的名称实体属性对应关系模型的属性实体标识符联系对应关系模型的码。
E-R图的联系
1 :1 联系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联系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联系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。
关系代数
并结果是两张表中所有记录数合并相同记录只显示一次。 交结果是两张表中相同的记录。 差S1-S2结果是S1表中有而S2表中没有的那些记录。
笛卡尔积S1XS2产生的结果包括S1和S2的所有属性列并且S1中每条记录依次和S2中所有记录组合成一条记录最终属性列为S1S2属性列记录数为S1*S2记录数。 投影(π)实际是按条件选择某关系模式中的某列列也可以用数字表示。 选择(σ)实际是按条件选择某关系模式中的某条记录。
自然连接显示全部的属性列但是相同属性列只显示一次显示两个关系模式中属性相同且值相同的记录。
