数据库设计基础1.ppt

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。,数据库系统示意图,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,课程管理部门： 建立course文件,学生成绩管理部门： 建立score文件,程序与文件相互依存 数据冗余大 数据容易发生矛盾,文件 管理 系统,逻辑文件A,数据库系统阶段,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,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。,三级模式,建立数据库系统三级模式间的联系和转换,二级映射,外模式模式映射 模式/内模式映射,图书馆三级关系示意图,书架,子模式A 按书名检索卡,子模式B 按书名检索卡,子模式C 分类检索卡,模式：图书馆内部索书号 书名，作者名，分类号,用户级,子模式/内模式映射,模式/内模式映射,用户级数据库,概念级数据库,物理级数据库,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 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,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,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,主码 关系模式 学生(学号，姓名，班级),关系,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 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,设计过程概述,用户 要求,用户 要求,用户 要求,应用1,应用2,应用3,局部概念 模式,局部概念 模式,局部概念 模式,总体 概念模式,逻辑 模式,内