NCRE公共基础知识(五) 数据库设计基础

文章目录

  • 一、数据库系统的基本概念
    • 1.数据、数据库、数据库管理系统
        • 1.1数据
        • 1.2数据库
        • 1.3数据库管理系统
        • 1.4数据库管理员
        • 1.5数据库系统
    • 2.数据库系统的发展
    • 3.数据库系统的基本特点
    • 4.数据库系统的内部结构体系
  • 二、数据模型
    • 1.数据模型的基本概念
    • 2.E-R模型
    • 3.层次模型
    • 4.网状模型
    • 5.关系模型
  • 三、数据库设计与管理
    • 1.数据库设计概述
    • 2.数据库设计的需求分析
    • 3.数据库概念设计


一、数据库系统的基本概念

1.数据、数据库、数据库管理系统

1.1数据

    数据(data)实际上就是描述事物的符号记录。数据有型(type)和值(value)之分,型给出了数据表示的类型,值给出了符合给定型的值。

1.2数据库

    数据库(database,DB)是数据的集合,它具有统一的结构形式并存放于一定的存储介质中,是多种应用数据的集合,并可被各个应用程序所共享。

1.3数据库管理系统

    数据库管理系统(DBMS)是数据库系统的核心,它负责数据库中的数据组织、数据操纵、数据维护、控制及保护和数据服务等。
    未完成功能,数据库管理系统一般提供相应的数据语言:

  • 数据定义语言DDL,负责数据的模式定义与数据的物理存取构建;
  • 数据操纵语言DML,负责数据的操纵,包括增删改查等;
  • 数据控制语言DCL,负责数据完整性、安全性的定义与检查以及并发控制、故障恢复等功能。

1.4数据库管理员

    数据库管理员主要工作如下:

  • 数据库设计
  • 数据库维护
  • 改善系统性能,提高系统效率

1.5数据库系统

    数据库系统(DBS)由数据库、数据库管理系统、数据库管理员、硬件平台、软件平台构成。

2.数据库系统的发展

    数据管理发展至今主要经历了三个阶段:

  1. 文件系统阶段
  2. 层次数据库与网状数据库系统阶段
  3. 关系数据库系统(RDBMS)阶段

3.数据库系统的基本特点

    数据库技术以数据文件的形式组织数据,其具有以下特点:

  • 数据的集成性
  • 数据的高共享性与低冗余性
  • 数据独立性
  • 数据统一管理与控制

4.数据库系统的内部结构体系

    数据库系统在其内部具有三级模式:

  • 概念模式:数据库系统中全局数据逻辑结构的描述,是全体用户(应用)公共数据视图,主要描述数据的概念记录类型以及它们间的关系;
  • 外模式:用户的数据视图;
  • 内模式:给出数据库物理存储结构及物理存取方法。
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二、数据模型

1.数据模型的基本概念

    数据是现实世界的符号,而数据模型则是数据特征的抽象,它从抽象层次上描述了系统的静态特征、动态行为和约束条件,为数据库系统的信息表示与操作提供一个抽象的框架。
    数据模型所描述的内容主要分为三个部分:

  • 数据结构:描述数据的类型、内容、性质以及数据间的联系等;
  • 数据操作:描述在响应数据结构上的操作类型与操作方式;
  • 数据约束:描述数据结构内数据的语法、语义联系,数据间的制约与依存关系,以及数据动态变化的规则。

2.E-R模型

    E-R模型即实体联系模式,主要包括以下概念:

  • 实体:实体是概念世界中的基本概念,它们是客观存在又能相互区别的事物;
  • 属性:属性刻画了实体的特征;
  • 联系:反映了实体集间的一定关系。

3.层次模型

    层次模型的基本结构是树状结构,特点是自顶而下,层次分明。

4.网状模型

    从图论观点看,网状模型是一个不加任何限制条件限制的无向图,一般将其分解为若干个二级树。
    在网状的DBTG中,基本结构简单二级数叫系,系的基本数据单位是记录。

5.关系模型

    关系模型采用二维表来表示,简称表。二维表由表框架(frame)及表的元组(tuple)组成。

三、数据库设计与管理

1.数据库设计概述

    数据库设计的基本任务是根据用户对象的信息需求、处理需求和书库的支持环境设计出数据模式。
    所谓信息需求是用户对象的数据及其结构,它反映了数据库的静态要求;所谓处理需求则表示用户对象的行为和动作,它反映了数据的动态要求。

2.数据库设计的需求分析

    需求分析阶段的任务主要是通过详细调查现实世界要处理的对象,充分了解原系统的工作概况,明确用户的各种需求,然后再次基础上确定新系统的功能。

3.数据库概念设计

    数据库概念设计的目的是分析数据间内在语义关联,在此基础上建立一个数据的抽象模型,主要有集中式模式设计法和视图集成设计法。

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