《数据库技术与》ppt课件

1、第第 6 6 章章 数据库技术与数据库技术与Access 2003 Access 2003 目 录上一页下一页 结 束本章内容本章内容 6.1 数据库技术根底数据库技术根底 6.2 数据库设计数据库设计6.3 数据库管理系统数据库管理系统6.4 数据库管理系统数据库管理系统Access 2003 目 录上一页下一页 结 束6.1 数据库技术根底数据库技术根底 6.1.1 数据库的根本概念数据库的根本概念 6.1.2 数据库管理技术的开展数据库管理技术的开展 6.1.3 数据库系统的组成数据库系统的组成6.1.4 数据模型数据模型 6.1.5 关系数据库关系数据库返 回 目 录上一页下一页 结

2、束6.1.1 数据库的根本概念数据库的根本概念 1. 数据数据 数据是指存储在某一种媒体上可以识别的物理数据是指存储在某一种媒体上可以识别的物理符号。数据的概念包括两个方面：其一是描画事物符号。数据的概念包括两个方面：其一是描画事物特性的数据内容；其二是存储在某一种媒体上的数特性的数据内容；其二是存储在某一种媒体上的数据方式。据方式。 2. 数据处置数据处置 数据处置是指对各种方式的数据进展搜集、存数据处置是指对各种方式的数据进展搜集、存储、加工和传播的一系列活动的总和。储、加工和传播的一系列活动的总和。 3. 数据库数据库 数据库是长期存放在计算机内的、有组织的、数据库是长期存放在计算机内的

3、、有组织的、可以表现为多种方式的可共享的数据集合。可以表现为多种方式的可共享的数据集合。 目 录上一页下一页 结 束6.1.1 数据库的根本概念数据库的根本概念 4. 数据库管理系统数据库管理系统 数据库管理系统数据库管理系统DBMS是对数据库进展管是对数据库进展管理的系统软件，它的职能是有效地组织和存储数据，理的系统软件，它的职能是有效地组织和存储数据，获取和管理数据，接受和完成用户提出的访问数据获取和管理数据，接受和完成用户提出的访问数据的各种恳求。的各种恳求。 5. 数据库系统数据库系统 数据库系统是指拥有数据库技术支持的计算机数据库系统是指拥有数据库技术支持的计算机系统，它可以实现有组

4、织地、动态地存储大量相关系统，它可以实现有组织地、动态地存储大量相关数据，提供数据处置和信息资源共享效能。数据，提供数据处置和信息资源共享效能。 目 录上一页下一页 结 束6.1.2 数据库管理技术的开展数据库管理技术的开展 数据管理技术的开展大致阅历了人工管理、文数据管理技术的开展大致阅历了人工管理、文件系统和数据库系统三个阶段。目前，数据仓件系统和数据库系统三个阶段。目前，数据仓库技术和库技术和XML数据库的开展也非常迅速。数据库的开展也非常迅速。 1. 人工管理阶段人工管理阶段 2. 文件系统阶段文件系统阶段 3. 数据库系统阶段数据库系统阶段 1 数据仓库系统数据仓库系统 2 XML数

5、据库数据库 目 录上一页下一页 结 束6.1.2 数据库管理技术的开展数据库管理技术的开展 -人工管理阶段人工管理阶段 20世纪50年代中期以前，计算机主要用于科学计算。那时的计算机硬件方面，外存只需卡片、纸带及磁带，没有磁盘等直接存取的存储设备；软件方面，只需汇编言语，没有操作系统和高级言语，更没有管理数据的软件；数据处置的方式是批处置。这些决议了当时的数据管理只能依赖人工来进展。 目 录上一页下一页 结 束 人工管理阶段的主要特点如下：1数据不进展保管；2没有专门的数据管理软件；3数据面向运用；4只需程序的概念。人工管理阶段人工管理阶段 返 回 目 录上一页下一页 结 束6.1.2 数据库

6、管理技术的开展数据库管理技术的开展 -文件系统阶段文件系统阶段 20世纪世纪60年代，随着科学技术的开展，计年代，随着科学技术的开展，计算机技术有了很大提高，计算机的运用范围也不算机技术有了很大提高，计算机的运用范围也不断扩展，不仅用于科学计算，还大量用于管理。断扩展，不仅用于科学计算，还大量用于管理。这时的计算机硬件曾经有了磁盘、磁鼓等直接存这时的计算机硬件曾经有了磁盘、磁鼓等直接存取的外存设备；软件那么有了操作系统、高级言取的外存设备；软件那么有了操作系统、高级言语，操作系统中的文件系统是专门用于数据管理语，操作系统中的文件系统是专门用于数据管理的软件；处置方式不仅有批处置，还添加了联机的

7、软件；处置方式不仅有批处置，还添加了联机实时处置。实时处置。 目 录上一页下一页 结 束文件系统阶段文件系统阶段 文件系统阶段的主要特点如下： 1数据可以长期保管在磁盘上；2文件系统提供了数据与程序之间的存取方法；3数据冗余量大；4文件之间缺乏联络，相对孤立，依然不能反映客观世界各个事物之间错综复杂的联络。返 回 目 录上一页下一页 结 束6.1.2 数据库管理技术的开展数据库管理技术的开展 -数据库系统阶段数据库系统阶段 20世纪世纪60年代末以来，计算机的运用年代末以来，计算机的运用更为广泛，用于数据管理的规模也更为庞更为广泛，用于数据管理的规模也更为庞大，由此带来数据量的急剧膨胀。计算机

8、大，由此带来数据量的急剧膨胀。计算机磁盘技术有了很大开展，出现了大容量的磁盘技术有了很大开展，出现了大容量的磁盘。在处置方式上，联机实时处置的要磁盘。在处置方式上，联机实时处置的要求更多。这种变化促使了数据管理手段的求更多。这种变化促使了数据管理手段的提高，数据库技术应运而生。提高，数据库技术应运而生。 目 录上一页下一页 结 束数据库系统阶段数据库系统阶段 数据库系统阶段的主要特点如下：数据库系统阶段的主要特点如下： 1数据的构造化；数据的构造化；2数据共享性好；数据共享性好；3数据独立性好；数据独立性好；4数据存储粒度小；数据存储粒度小；5为用户提供了友好的接口。为用户提供了友好的接口。返

9、 回 目 录上一页下一页 结 束 数据管理三个阶段的比较数据管理三个阶段的比较 人人 工工 管管 理理 阶阶 段段 文文 件件 系系 统统 阶阶 段段 数数 据据 库库 系系 统统 阶阶 段段 背背景景应用背景应用背景 科学计算科学计算 科学计算、管理科学计算、管理 大规模管理大规模管理 硬件背景硬件背景 无直接存取存储设无直接存取存储设备备 磁盘、磁鼓磁盘、磁鼓 大容量磁盘大容量磁盘 软件背景软件背景 无操作系统无操作系统 有文件系统有文件系统 有数据库管理系统有数据库管理系统处理方式处理方式 批处理批处理 联机实时处理、联机实时处理、批处理批处理 联机实时处理、分布处理、批处理联机实时处理

10、、分布处理、批处理 特特点点数据的管理者数据的管理者 用户（程序员）用户（程序员） 文件系统文件系统 数据库管理系统数据库管理系统 数据面向的对象数据面向的对象 某一应用程序某一应用程序 某一应用某一应用 现实世界现实世界 数据的共享程度数据的共享程度 无共享，冗余度大无共享，冗余度大 共享性差，冗余共享性差，冗余度大度大 共享性高，冗余度小共享性高，冗余度小 数据的独立性数据的独立性 不独立，完全依赖不独立，完全依赖于程序于程序 独立性差独立性差 具有高度的物理独立性和一定的逻具有高度的物理独立性和一定的逻辑独立性辑独立性 数据的结构化数据的结构化 无结构无结构 记录内有结构，记录内有结构，

11、整体无结构整体无结构 整体结构化，用数据模型描述整体结构化，用数据模型描述 数据控制能力数据控制能力 应用程序自己控制应用程序自己控制 应用程序自己控应用程序自己控制制 由数据库管理系统提供数据安全性、由数据库管理系统提供数据安全性、完整性、并发控制和恢复能力完整性、并发控制和恢复能力 目 录上一页下一页 结 束6.1.2 数据库管理技术的开展数据库管理技术的开展 -数据仓库系统数据仓库系统 数据仓库技术是目前数据处置中开展非常迅速的一个数据仓库技术是目前数据处置中开展非常迅速的一个分支。所谓数据仓库，是对长期数据的存储，这些数据来分支。所谓数据仓库，是对长期数据的存储，这些数据来自于多个异种

12、数据源。经过数据仓库提供的联机分析处置自于多个异种数据源。经过数据仓库提供的联机分析处置OLAP工具，实现多维数据分析，以便向管理决策层工具，实现多维数据分析，以便向管理决策层提供支持。数据仓库系统允许将各种运用系统集成在一同，提供支持。数据仓库系统允许将各种运用系统集成在一同，为一致的历史数据分析提供坚实的平台，对海量信息处置为一致的历史数据分析提供坚实的平台，对海量信息处置进展支持。目前数据仓库曾经日渐成为数据分析和联机分进展支持。目前数据仓库曾经日渐成为数据分析和联机分析处置的重要平台。析处置的重要平台。 目 录上一页下一页 结 束数据仓库系统数据仓库系统 数据仓库的主要特征如下：数据仓

13、库的主要特征如下：1面向主题特性：围绕某一主题建模和分析；面向主题特性：围绕某一主题建模和分析；2集成特性：将多个异种数据源以及事务记集成特性：将多个异种数据源以及事务记录集成在一同；录集成在一同；3时变特性：数据存储从历史的角度提供信时变特性：数据存储从历史的角度提供信息；息；4非易失特性：总是物理地独立存放数据。非易失特性：总是物理地独立存放数据。返 回 目 录上一页下一页 结 束数据库系统和数据仓库系统的区别数据库系统和数据仓库系统的区别 1面向的用户不同。数据库系统面向运用单位的低层人员，用于日常面向的用户不同。数据库系统面向运用单位的低层人员，用于日常数据的分析和处置；数据仓库系统面

14、向的是运用单位的决策人员，提供决数据的分析和处置；数据仓库系统面向的是运用单位的决策人员，提供决策支持。策支持。2数据内容不同。数据库系统存储和管理的是当前的数据；数据仓库数据内容不同。数据库系统存储和管理的是当前的数据；数据仓库系统存储的是长期积累的历史数据。系统存储的是长期积累的历史数据。3数据来源不同。数据库的数据普通来源于同种数据源，而数据仓库数据来源不同。数据库的数据普通来源于同种数据源，而数据仓库的数据可以来源于多个异种数据源。的数据可以来源于多个异种数据源。4数据的操作不同。数据库系统提供了联机事务处置数据的操作不同。数据库系统提供了联机事务处置OLTP，On-Line Tran

15、saction Processing系统，而数据仓库系统主要提供了联机分析系统，而数据仓库系统主要提供了联机分析处置处置OLAP，On-Line Analytical Processing和决策支持系统，实现数和决策支持系统，实现数据开掘和知识发现。据开掘和知识发现。返 回 目 录上一页下一页 结 束6.1.2 数据库管理技术的开展数据库管理技术的开展 -XML数据库数据库 XML数据库是一种支持对数据库是一种支持对XML格式文档进展格式文档进展存储和查询等操作的数据管理系统。在系统中，存储和查询等操作的数据管理系统。在系统中，开发人员可以对数据库中的开发人员可以对数据库中的XML文档进展查询

16、、文档进展查询、导出和指定格式的序列化。导出和指定格式的序列化。 XMLExtensible Markup Language即可扩即可扩展标志言语，它与展标志言语，它与HTML一样，都是一样，都是SGMLStandard Generalized Markup Language，规，规范通用标志言语。范通用标志言语。XML作为一种简单的数据作为一种简单的数据存储言语，仅仅运用一系列简单的标志来描画存储言语，仅仅运用一系列简单的标志来描画数据。虽然数据。虽然XML比二进制数据要占用更多的空比二进制数据要占用更多的空间，但间，但XML极其简单，易于掌握和运用，尤其极其简单，易于掌握和运用，尤其具有跨

17、平台的特性。具有跨平台的特性。 目 录上一页下一页 结 束6.1.3 数据库系统的组成数据库系统的组成数据库系统由四部分组成，即硬件系统、系统软件包括操作系数据库系统由四部分组成，即硬件系统、系统软件包括操作系统和数据库管理系统、数据库运用系统和各类人员。统和数据库管理系统、数据库运用系统和各类人员。1. 硬件系统硬件系统 由于普通数据库系统的数据量很大，加之由于普通数据库系统的数据量很大，加之DBMS丰富的强有丰富的强有力的功能使得本身的体积很大，因此，整个数据库系统对硬件资力的功能使得本身的体积很大，因此，整个数据库系统对硬件资源提出了较高的要求。源提出了较高的要求。2. 系统软件系统软件

18、 系统软件主要包括操作系统、数据库管理系统、与数据库接系统软件主要包括操作系统、数据库管理系统、与数据库接口的高级言语及其编译系统，以及以口的高级言语及其编译系统，以及以DBMS为中心的运用程序开为中心的运用程序开发工具。发工具。3. 数据库运用系统数据库运用系统 数据库运用系统是为特定运用开发的数据库运用软件。数据库运用系统是为特定运用开发的数据库运用软件。4. 各类人员各类人员 参与分析、设计、管理、维护和运用数据库的人员均是数据参与分析、设计、管理、维护和运用数据库的人员均是数据库系统的组成部分。这些人员包括数据库管理员、系统分析员、库系统的组成部分。这些人员包括数据库管理员、系统分析员

19、、运用程序员和最终用户。运用程序员和最终用户。 目 录上一页下一页 结 束6.1.4 数据模型数据模型数据库是企业或组织所涉及的数据的提取和综合，数据库是企业或组织所涉及的数据的提取和综合，它不仅反映数据本身，而且反映数据之间的联络。它不仅反映数据本身，而且反映数据之间的联络。数据库用数据模型对现实世界进展笼统，现有的数据库用数据模型对现实世界进展笼统，现有的数据库系统均是基于某种数据模型的。数据库系统均是基于某种数据模型的。数据库中最常见的数据模型有三种，即层次模型、数据库中最常见的数据模型有三种，即层次模型、网状模型和关系模型。网状模型和关系模型。 目 录上一页下一页 结 束6.1.4 数

20、据模型数据模型 -层次模型层次模型 假设用图来表示，层次模型是一棵倒立的树。假设用图来表示，层次模型是一棵倒立的树。在数据库中，满足以下两个条件的数据模型在数据库中，满足以下两个条件的数据模型称为层次模型：称为层次模型： 1有且仅有一个结点无父结点，这个结有且仅有一个结点无父结点，这个结点称为根结点；点称为根结点； 2其他结点有且仅有一个父结点。其他结点有且仅有一个父结点。 在层次模型中，结点层次从根开场定义，根在层次模型中，结点层次从根开场定义，根为第一层，根的子结点为第二层，根为其子为第一层，根的子结点为第二层，根为其子结点的父结点，同一父结点的子结点称为兄结点的父结点，同一父结点的子结点

21、称为兄弟结点，没有子结点的结点称为叶结点。弟结点，没有子结点的结点称为叶结点。 目 录上一页下一页 结 束层次模型层次模型 以以下图是一个笼统层次模型，以以下图是一个笼统层次模型，R1为根结点；为根结点；R2和和R3为兄弟结点，并且是为兄弟结点，并且是R1的子结点；的子结点；R4和和R5为兄弟结点，并且是为兄弟结点，并且是R2的子结点；的子结点；R3、R4和和R5为叶结点。为叶结点。层次模型构造 目 录上一页下一页 结 束6.1.4 数据模型数据模型 -网状模型网状模型 假设用图来表示，网状模型是一个网络。在数假设用图来表示，网状模型是一个网络。在数据库中，满足以下两个条件之一的数据模型称据库

22、中，满足以下两个条件之一的数据模型称为网状模型。为网状模型。 1允许一个以上的结点无父结点；允许一个以上的结点无父结点； 2允许结点可以有多于一个的父结点。允许结点可以有多于一个的父结点。 由于在网状模型中子结点与父结点的联络不是由于在网状模型中子结点与父结点的联络不是独一的，所以要为每个联络命名，并指出与该独一的，所以要为每个联络命名，并指出与该联络有关的父结点和子结点。联络有关的父结点和子结点。 网状模型允许一个以上的结点无父结点或某一网状模型允许一个以上的结点无父结点或某一个结点有一个以上的父结点，从而构成了比层个结点有一个以上的父结点，从而构成了比层次构造复杂的网状构造。次构造复杂的网

23、状构造。 目 录上一页下一页 结 束网状模型网状模型 以以下图是一个笼统网状模型，以以下图是一个笼统网状模型，R1与与R2之间的联之间的联络被命名为络被命名为L1，R1与与R4之间的联络被命名为之间的联络被命名为L2，R3与与R4之间的联络被命名为之间的联络被命名为L3，R4与与R5之间的之间的联络被命名为联络被命名为L4，R2与与R5之间的联络被命名为之间的联络被命名为L5。R1为为R2和和R4的父结点，的父结点，R3也是也是R4的父结点。的父结点。R1和和R3没有父结点。没有父结点。 网状模型构造 目 录上一页下一页 结 束6.1.4 数据模型数据模型 -关系模型关系模型关 系 模 型 把

24、 世 界 看 作 是 由 实 体 关 系 模 型 把 世 界 看 作 是 由 实 体 E n t i t y 和 联 络 和 联 络Relationship构成的。构成的。所谓联络就是指实体之间的关系，即实体之间的对应关系。所谓联络就是指实体之间的关系，即实体之间的对应关系。联络可以分为三种：联络可以分为三种： 1一对一的联络。如：一个班级只需一个班长，一个班一对一的联络。如：一个班级只需一个班长，一个班长只属于一个班级，班长和班级之间为一对一的联络。长只属于一个班级，班长和班级之间为一对一的联络。 2一对多的联络。如：一样性别的人有许多个，一个人一对多的联络。如：一样性别的人有许多个，一个人

25、只需一种性别，性别与人之间为一对多的联络。只需一种性别，性别与人之间为一对多的联络。 3多对多的联络。如：一个人可以选多门课，一门课可多对多的联络。如：一个人可以选多门课，一门课可以被很多人选，人与课程之间是多对多的联络。以被很多人选，人与课程之间是多对多的联络。经过联络就可以用一个实体的信息来查找另一个实体的信息。经过联络就可以用一个实体的信息来查找另一个实体的信息。关系模型把一切的数据都组织到表中。表是由行和列组成的，关系模型把一切的数据都组织到表中。表是由行和列组成的，反映了现实世界中的现实和值。反映了现实世界中的现实和值。 目 录上一页下一页 结 束关系模型关系模型 满足以下条件的二维

26、表，在关系模型中，称为满足以下条件的二维表，在关系模型中，称为关系。关系。 1每一列中的分量是类型一样的数据；每一列中的分量是类型一样的数据； 2列的顺序可以是恣意的；列的顺序可以是恣意的； 3行的顺序可以是恣意的；行的顺序可以是恣意的； 4表中的分量是不可再分割的最小数据项，表中的分量是不可再分割的最小数据项，即表中不允许有子表；即表中不允许有子表； 5表中的恣意两行不能完全一样。表中的恣意两行不能完全一样。 目 录上一页下一页 结 束关系模型关系模型 如下面给出的“学生根本情况表便是一个关系： 学学 号号姓姓 名名性性 别别出生日期出生日期入学成绩入学成绩0802011001张张 莉莉女女

27、1989-10-015400802011002董董 源源男男1988-01-255760802011003雷晓亮雷晓亮男男1990-10-066010802011004刘刘 萌萌女女1987-08-265560802011005李李 彬彬男男1991-06-14612 目 录上一页下一页 结 束关系模型关系模型 层次数据库是数据库系统的先驱，而网状数据库层次数据库是数据库系统的先驱，而网状数据库那么为数据库在概念、方法、技术上的开展奠定那么为数据库在概念、方法、技术上的开展奠定了根底，它们是数据库技术研讨最早的两种数据了根底，它们是数据库技术研讨最早的两种数据库，而且也曾得到广泛的运用。但是，

28、这两种数库，而且也曾得到广泛的运用。但是，这两种数据库管理系统存在着构造比较复杂、用户不易掌据库管理系统存在着构造比较复杂、用户不易掌握、数据存取操作必需按照模型构造中已定义好握、数据存取操作必需按照模型构造中已定义好的存取途径进展、操作比较复杂等缺陷，这就限的存取途径进展、操作比较复杂等缺陷，这就限制了这两种数据库管理系统的开展。制了这两种数据库管理系统的开展。 关系数据库以其数学实践根底完善、运用简单灵关系数据库以其数学实践根底完善、运用简单灵敏、数据独立性强等特点，而被公以为是最有出敏、数据独立性强等特点，而被公以为是最有出路的一种数据库管理系统。路的一种数据库管理系统。 目 录上一页下

29、一页 结 束6.1.5 关系数据库关系数据库1. 关系数据库的根本概念关系数据库的根本概念1关系：一个关系就是一张二维表，每个关系有一个关系名。关系：一个关系就是一张二维表，每个关系有一个关系名。在计算机中，关系的数据存储在文件中，在在计算机中，关系的数据存储在文件中，在Access中，一个关系中，一个关系就是数据库文件中的一个表对象。就是数据库文件中的一个表对象。2属性：二维表中垂直方向的列称为属性，有时也叫做一个属性：二维表中垂直方向的列称为属性，有时也叫做一个字段。字段。3域：一个属性的取值范围叫做一个域。域：一个属性的取值范围叫做一个域。4元组：二维表中程度方向的行称为元组，有时也叫做

30、一条元组：二维表中程度方向的行称为元组，有时也叫做一条记录。记录。 5码：又称为关键字。二维表中的某个属性或属性组，假设码：又称为关键字。二维表中的某个属性或属性组，假设它的值独一地标识了一个元组，那么称该属性或属性组为候选它的值独一地标识了一个元组，那么称该属性或属性组为候选码。假设一个关系有多个候选码，那么选定其中一个为主码，码。假设一个关系有多个候选码，那么选定其中一个为主码，也称之为主键。也称之为主键。6分量：元组中的一个属性值叫做元组的一个分量。分量：元组中的一个属性值叫做元组的一个分量。7关系方式：是对关系的描画，它包括关系名、组成该关系关系方式：是对关系的描画，它包括关系名、组成

31、该关系的属性名、属性到域的映象。通常简记为：关系名属性名的属性名、属性到域的映象。通常简记为：关系名属性名1，属性名属性名2，属性名，属性名n。 目 录上一页下一页 结 束关系数据库关系数据库2. 关系运算关系运算对关系数据库进展查询时，假设要找到用户关怀的数据，就需对关系数据库进展查询时，假设要找到用户关怀的数据，就需求对关系进展一定的关系运算。关系运算有两种：一种是传统求对关系进展一定的关系运算。关系运算有两种：一种是传统的集合运算并、差、交、广义笛卡儿积等；另一种是专门的集合运算并、差、交、广义笛卡儿积等；另一种是专门的关系运算选择、投影、衔接。的关系运算选择、投影、衔接。传统的集合运算

32、不仅涉及关系的程度方向即二维表的行，传统的集合运算不仅涉及关系的程度方向即二维表的行，而且涉及关系的垂直方向即二维表的列。关系运算的操作而且涉及关系的垂直方向即二维表的列。关系运算的操作对象是关系，运算的结果仍为关系。专门的关系运算包括：对象是关系，运算的结果仍为关系。专门的关系运算包括：1选择：选择运算即在关系中选择满足指定条件的元组。选择：选择运算即在关系中选择满足指定条件的元组。2投影：投影运算是在关系中选择某些属性列。投影：投影运算是在关系中选择某些属性列。3衔接：衔接运算是从两个关系的笛卡儿积中选取属性间衔接：衔接运算是从两个关系的笛卡儿积中选取属性间满足一定条件的元组。满足一定条件

33、的元组。 目 录上一页下一页 结 束6.2 数据库设计数据库设计 6.2.1 数据库设计概述数据库设计概述 6.2.2 需求分析需求分析 6.2.3 概念设计概念设计6.2.4 逻辑设计逻辑设计6.2.5 物理设计物理设计 返 回 目 录上一页下一页 结 束6.2.1 数据库设计概述数据库设计概述 1. 数据库设计义务数据库设计义务数据库设计是指根据用户需求研制数据库构造的过程，数据库设计是指根据用户需求研制数据库构造的过程，详细地说，是指对于一个给定的运用环境，构造最优详细地说，是指对于一个给定的运用环境，构造最优的数据库方式，建立数据库及其运用系统，使之能有的数据库方式，建立数据库及其运用

34、系统，使之能有效地存储数据，满足用户的各种信息处置要求。效地存储数据，满足用户的各种信息处置要求。详细地说，数据库设计是把现实世界中的数据，根据详细地说，数据库设计是把现实世界中的数据，根据各种运用途置的要求，加以合理的组织，满足硬件和各种运用途置的要求，加以合理的组织，满足硬件和操作系统的特性，利用已有的操作系统的特性，利用已有的DBMS来建立可以实现来建立可以实现系统目的的数据库。系统目的的数据库。 返 回 目 录上一页下一页 结 束数据库设计概述数据库设计概述2. 数据库设计的阶段数据库设计的阶段普通来说，数据库的设计过程大致可分为五个阶段：普通来说，数据库的设计过程大致可分为五个阶段：

35、1需求分析：调查和分析用户的业务活动和数据的运用情况，需求分析：调查和分析用户的业务活动和数据的运用情况，弄清所用数据的种类、范围、数量以及它们在业务活动中交流的弄清所用数据的种类、范围、数量以及它们在业务活动中交流的情况，确定用户对数据库系统的运用要求和各种约束条件等，构情况，确定用户对数据库系统的运用要求和各种约束条件等，构成用户需求规约。成用户需求规约。2概念设计：针对用户要求描画的现实世界可以是一个工概念设计：针对用户要求描画的现实世界可以是一个工厂、一个商场或者一个学校等，经过对其中数据的分类、聚集厂、一个商场或者一个学校等，经过对其中数据的分类、聚集和概括，建立笼统的概念数据模型。

36、和概括，建立笼统的概念数据模型。3逻辑设计：将现实世界的概念数据模型设计成数据库的一逻辑设计：将现实世界的概念数据模型设计成数据库的一种逻辑方式，即顺应于某种特定数据库管理系统所支持的逻辑数种逻辑方式，即顺应于某种特定数据库管理系统所支持的逻辑数据方式。与此同时，可以还需求为各种数据处置运用领域产生相据方式。与此同时，可以还需求为各种数据处置运用领域产生相应的逻辑子方式。这一步设计的结果就是所谓的应的逻辑子方式。这一步设计的结果就是所谓的“逻辑数据库。逻辑数据库。 目 录上一页下一页 结 束数据库设计的阶段数据库设计的阶段 4物理设计；根据特定数据库管理系统所提供的物理设计；根据特定数据库管理

37、系统所提供的多种存储构造和存取方法等依赖于详细计算机构造的多种存储构造和存取方法等依赖于详细计算机构造的各项物理设计措施，对详细的运用义务选定最适宜的各项物理设计措施，对详细的运用义务选定最适宜的物理存储构造包括文件类型、索引构造和数据的存物理存储构造包括文件类型、索引构造和数据的存放次序、存取方法和存取途径等。这一步设计的结放次序、存取方法和存取途径等。这一步设计的结果就是所谓的果就是所谓的“物理数据库。物理数据库。 5验证设计：在上述设计的根底上搜集数据并详验证设计：在上述设计的根底上搜集数据并详细建立一个数据库，运转一些典型的运用义务来验证细建立一个数据库，运转一些典型的运用义务来验证数

38、据库设计的正确性和合理性。普通来说，一个大型数据库设计的正确性和合理性。普通来说，一个大型数据库的设计过程往往需求经过多次循环反复。当设数据库的设计过程往往需求经过多次循环反复。当设计的某步发现问题时，可以就需求前往到前面去进展计的某步发现问题时，可以就需求前往到前面去进展修正，因此，在做上述数据库设计时就应思索到今后修正，因此，在做上述数据库设计时就应思索到今后修正设计的可以性和方便性。修正设计的可以性和方便性。 目 录上一页下一页 结 束6.2.2 需求分析需求分析 需求分析是数据库设计的第一步，是设计的基石。需求分需求分析是数据库设计的第一步，是设计的基石。需求分析能否能全面、准确地表达

39、用户要求，将直接影响到后续各阶析能否能全面、准确地表达用户要求，将直接影响到后续各阶段的设计，影响到整个数据库设计的可用性和合理性。段的设计，影响到整个数据库设计的可用性和合理性。 1. 需求分析的内容和方法需求分析的内容和方法 需求分析的目的是获取用户的信息要求、处置要求、平安需求分析的目的是获取用户的信息要求、处置要求、平安性要求和完好性要求。性要求和完好性要求。 需求分析阶段的义务普通分以下步骤：需求分析阶段的义务普通分以下步骤：1现行系统调研；现行系统调研；2业务及需求分析；业务及需求分析；3综合、调整；综合、调整；4编写需求分析报告，以作为下一阶段设计的根据。编写需求分析报告，以作为

40、下一阶段设计的根据。 目 录上一页下一页 结 束需求分析需求分析2. 用户要求的描画和分析用户要求的描画和分析1数据流图数据流图 数据流图数据流图DFD，Data Flow Diagram是构造化是构造化分析方法分析方法SA，Structured Analysis的工具之一，它的工具之一，它描画数据处置过程，以图形化方式描写数据流从输入描画数据处置过程，以图形化方式描写数据流从输入到输出的变换过程。任何一个系统都可以笼统为如以到输出的变换过程。任何一个系统都可以笼统为如以以下图所示的情况。以下图所示的情况。 返 回 数据流笼统图 目 录上一页下一页 结 束需求分析需求分析2数据字典数据字典 数

41、据字典数据字典DD，Data Dictionary是对系统中数据的是对系统中数据的详尽描画，是各类数据属性的清单。对数据库设计来讲，详尽描画，是各类数据属性的清单。对数据库设计来讲，数据字典是进展详细的数据搜集和数据分析所获得的主数据字典是进展详细的数据搜集和数据分析所获得的主要结果。要结果。 数据字典是各类数据描画的集合，通常包括以数据字典是各类数据描画的集合，通常包括以下几个部分：下几个部分：1数据项：是数据的最小单位。数据项：是数据的最小单位。2数据构造：是假设干数据项有意义的集合。数据构造：是假设干数据项有意义的集合。3数据流：可以是数据项，也可以是数据构造。数据流：可以是数据项，也可

42、以是数据构造。4数据存储：处置过程中存取的数据。数据存储：处置过程中存取的数据。 目 录上一页下一页 结 束6.2.3 概念设计概念设计概念设计是对数据的笼统和分析，它以对信息要概念设计是对数据的笼统和分析，它以对信息要求和处置要求的初步分析为根底，以数据流图和求和处置要求的初步分析为根底，以数据流图和数据字典提供的信息作为输入，运用信息模型工数据字典提供的信息作为输入，运用信息模型工具，发扬开发设计人员的综合笼统才干建立概念具，发扬开发设计人员的综合笼统才干建立概念模型。概念模型独立于数据逻辑构造，也独立于模型。概念模型独立于数据逻辑构造，也独立于DBMS和计算机系统，是对现实世界有效而自然

43、的和计算机系统，是对现实世界有效而自然的模拟。其主要特点如下：模拟。其主要特点如下：1能充分地反映现实世界；能充分地反映现实世界；2易于了解；易于了解；3易于更动；易于更动；4易于向关系、网状或层次等数据模型转换。易于向关系、网状或层次等数据模型转换。 目 录上一页下一页 结 束概念设计概念设计 1. 概念设计的方法概念设计的方法概念设计可采用两种方法，即自顶而下和自底概念设计可采用两种方法，即自顶而下和自底而上，分别如图而上，分别如图1和和2所示所示 图1 自顶而下的方法图2 自底而上的方法 目 录上一页下一页 结 束概念设计概念设计2. 数据笼统与部分视图设计数据笼统与部分视图设计1E-R

44、模型模型 E-R方法是实体方法是实体-联络方法联络方法Entity-Relationship Approach的简的简称，是描画现实世界概念构造模型的有效方法。用称，是描画现实世界概念构造模型的有效方法。用E-R方法建立的概方法建立的概念构造模型称为念构造模型称为E-R模型，或称为模型，或称为E-R图，如图图，如图3所示。所示。图3 ER模型图 目 录上一页下一页 结 束 现实世界的复杂性导致实体联络的复杂性。表如今现实世界的复杂性导致实体联络的复杂性。表如今E-R图上可以归结为以下几图上可以归结为以下几种根本方式：种根本方式：1两个实体集之间的联络，如图两个实体集之间的联络，如图a所示所示2

45、两个以上实体集间的联络，如图两个以上实体集间的联络，如图b所示。所示。3同一实体集内部各实体之间的联络，如图同一实体集内部各实体之间的联络，如图c所示。所示。 实体联络类型 目 录上一页下一页 结 束概念设计概念设计2数据笼统数据笼统 E-R模型是对现实世界的一种笼统。所谓笼统模型是对现实世界的一种笼统。所谓笼统是对实际的人、物、事和概念进展人为处置，抽取是对实际的人、物、事和概念进展人为处置，抽取人们关怀的本质特性，忽略非本质的细节，并把这人们关怀的本质特性，忽略非本质的细节，并把这些特性用各种概念准确地加以描画，这些概念组成些特性用各种概念准确地加以描画，这些概念组成了某种模型。笼统普通有

46、三种，分别是分类、聚集了某种模型。笼统普通有三种，分别是分类、聚集和概括。和概括。返 回 目 录上一页下一页 结 束概念设计概念设计 3部分视图设计部分视图设计 概念构造设计的第一步就是利用上面概念构造设计的第一步就是利用上面引见的笼统机制对需求分析阶段搜集到的数引见的笼统机制对需求分析阶段搜集到的数据进展分类、组织聚集，构成实体、实据进展分类、组织聚集，构成实体、实体的属性，标识实体的码，确定实体之间的体的属性，标识实体的码，确定实体之间的联络类型联络类型1 1，1 n，n m，设计部分，设计部分视图也称部分视图也称部分E-R图。详细做法是：图。详细做法是： 1选择部分运用；选择部分运用；

47、2逐一设计部分逐一设计部分E-R图。图。返 回 目 录上一页下一页 结 束概念设计概念设计3. 视图集成视图集成设计好各子系统的部分视图后，还需求经过视图集成的方法，设计好各子系统的部分视图后，还需求经过视图集成的方法，将各子系统有机交融起来，综合成一个系统的总视图，如图将各子系统有机交融起来，综合成一个系统的总视图，如图4所所示。这样由部分到整体设计出的数据库，最终是从系统整体的示。这样由部分到整体设计出的数据库，最终是从系统整体的角度对待和描画数据的，因此数据不再面向某个运用而是面向角度对待和描画数据的，因此数据不再面向某个运用而是面向整个系统。经过视图集成，使得数据库能被全系统的多个运用

48、整个系统。经过视图集成，使得数据库能被全系统的多个运用共享运用。共享运用。 图4 视图集成部分-图合并消除冲突消除冗余集成视图集成视图根本-图初步-图分析规范化实践 目 录上一页下一页 结 束概念设计概念设计1合并合并 部分部分E-R图中语法和语义都一样的概念称为对应，部分图中语法和语义都一样的概念称为对应，部分E-R图之间的不一致称为冲突。合并部分图之间的不一致称为冲突。合并部分E-R图就是尽量合并图就是尽量合并对应的部分，保管特殊的部分，着重处置冲突的部分。各部分对应的部分，保管特殊的部分，着重处置冲突的部分。各部分E-R图面向不同的部分运用，而通常由不同开发设计人员进展图面向不同的部分运

49、用，而通常由不同开发设计人员进展部分部分E-R图设计，因此，各个部分图设计，因此，各个部分E-R图间的冲突是难免的。图间的冲突是难免的。普通来讲，冲突分为命名冲突、属性冲突和构造冲突。普通来讲，冲突分为命名冲突、属性冲突和构造冲突。2消除冗余消除冗余 冗余包括冗余数据和实体间冗余的联络。冗余数据指可冗余包括冗余数据和实体间冗余的联络。冗余数据指可由其他数据导出的数据；冗余联络是指可由其他联络导出的联由其他数据导出的数据；冗余联络是指可由其他联络导出的联络。冗余数据和冗余联络会破坏数据库的完好性，添加数据库络。冗余数据和冗余联络会破坏数据库的完好性，添加数据库管理的困难，应该消除。管理的困难，应

50、该消除。 留意：但并非一切的冗余都应去掉，对于访问频率高的冗留意：但并非一切的冗余都应去掉，对于访问频率高的冗余数据应适当保管，同时加强数据完好性约束，如设计触发器余数据应适当保管，同时加强数据完好性约束，如设计触发器等。消除冗余后得到根本等。消除冗余后得到根本E-R图。图。 目 录上一页下一页 结 束6.2.4 逻辑设计逻辑设计 逻辑设计是在数据库概念设计的根底上，将概念构造设计阶段得到逻辑设计是在数据库概念设计的根底上，将概念构造设计阶段得到的独立于的独立于DBMS和计算机系统的概念模型转换成特定和计算机系统的概念模型转换成特定DBMS所支持的数所支持的数据模型。据模型。 E-R图向关系模

51、型的转换图向关系模型的转换 ： E-R图由实体、联络和属性组成，图由实体、联络和属性组成，E-R图向关系模型的转换就是图向关系模型的转换就是将实体、联络、属性转换为关系方式。转换原那么如下：将实体、联络、属性转换为关系方式。转换原那么如下：1实体转换为关系模型实体转换为关系模型 用关系模型表示实体是很直接的，实体的称号就是关系的称号，用关系模型表示实体是很直接的，实体的称号就是关系的称号，实体的属性就是关系的属性，实体的主键就是关系的主键。实体的属性就是关系的属性，实体的主键就是关系的主键。2联络转换为关系模型联络转换为关系模型 1一对一联络的转换：假设实体间的联络是一对一联络的转换：假设实体

52、间的联络是1 1，那么选择，那么选择两个实体类型转换成的关系方式中的恣意一个关系方式，在其属性中两个实体类型转换成的关系方式中的恣意一个关系方式，在其属性中参与另一个关系方式的键和联络类型的属性。参与另一个关系方式的键和联络类型的属性。 2一对多联络的转换：假设实体间的联络是一对多联络的转换：假设实体间的联络是1 n，那么可以，那么可以在在“n端实体类型转换成的关系方式中，参与端实体类型转换成的关系方式中，参与“1端实体类型的键和端实体类型的键和联络类型的属性。联络类型的属性。 3多对多联络的转换：假设实体间的联络是多对多联络的转换：假设实体间的联络是m n，那么可以，那么可以把联络类型也转换

53、成关系方式。把联络类型也转换成关系方式。 目 录上一页下一页 结 束6.2.5 物理设计物理设计 物理设计是以逻辑设计结果作为输入，结合物理设计是以逻辑设计结果作为输入，结合DBMS特征与存储设备特性设计出合顺运用环特征与存储设备特性设计出合顺运用环境的物理构造。数据库物理构造是数据库在物境的物理构造。数据库物理构造是数据库在物理设备上的存储构造和存取方法。数据库物理理设备上的存储构造和存取方法。数据库物理设计的目的是提高系统处置效率，充分利用计设计的目的是提高系统处置效率，充分利用计算机的存储空间。算机的存储空间。 普通来讲，数据库物理设计分为两步，即数据普通来讲，数据库物理设计分为两步，即

54、数据库物理设计和性能评价。库物理设计和性能评价。 目 录上一页下一页 结 束物理设计物理设计1. 数据库物理设计数据库物理设计 数据库物理设计主要是确定文件组织、分块技术、缓冲数据库物理设计主要是确定文件组织、分块技术、缓冲区大小及管理方式、数据在存储器上的分布等。区大小及管理方式、数据在存储器上的分布等。1数据簇集设计数据簇集设计 数据簇集就是把有关的元组集中在一个物理块内或物理数据簇集就是把有关的元组集中在一个物理块内或物理上相邻的区域，以提高访问某些数据的速度。上相邻的区域，以提高访问某些数据的速度。 数据簇集建立以后，簇集键一样的元组存放在一同，因数据簇集建立以后，簇集键一样的元组存放

55、在一同，因此簇集键不用在每个元组中反复存储，只需在一组中存储一次即此簇集键不用在每个元组中反复存储，只需在一组中存储一次即可，因此可以节约一些存储空间。簇集键可以是单属性的，也可可，因此可以节约一些存储空间。簇集键可以是单属性的，也可以是复合的。以是复合的。 簇集对于某些特定的运用可以明显地提高性能。普通来簇集对于某些特定的运用可以明显地提高性能。普通来说，用户运用满足以下条件时思索创建簇集。说，用户运用满足以下条件时思索创建簇集。 1经过簇集键进展访问或衔接是该关系的主要运用，与经过簇集键进展访问或衔接是该关系的主要运用，与簇集无关的其他访问很少或是次要的。簇集无关的其他访问很少或是次要的。

56、 2对应每个簇集键值的平均元组既不太少，也不太多。对应每个簇集键值的平均元组既不太少，也不太多。 3簇集键的值相对稳定更新、插入、删除操作少，簇集键的值相对稳定更新、插入、删除操作少，以减少修正簇集键值所引起的维护开销。以减少修正簇集键值所引起的维护开销。 4对查询某一范围的值，最好在相关属性上建立簇集索对查询某一范围的值，最好在相关属性上建立簇集索引。引。 目 录上一页下一页 结 束2索引的选择索引的选择 索引是为了加速对表中数据进展检索而创建的一种索引是为了加速对表中数据进展检索而创建的一种分散存储构造。索引是表的关键字，它提供了指向表中记录分散存储构造。索引是表的关键字，它提供了指向表中

57、记录行的指针。合理建立索引可以提高数据检索速度，加速关系行的指针。合理建立索引可以提高数据检索速度，加速关系衔接，强迫操作的独一性。衔接，强迫操作的独一性。 普通来说，建立索引需思索以下原那么：普通来说，建立索引需思索以下原那么： 1思索建立索引的属性：思索建立索引的属性： 主关键字。主关键字。 衔接中频繁运用的属性。衔接中频繁运用的属性。 2不思索建立索引的属性：不思索建立索引的属性： 很少或从来不在查询中出现的属性。很少或从来不在查询中出现的属性。 属性值很少的属性。属性值很少的属性。 小表记录很少的表。小表记录很少的表。 经常更新的属性或表。经常更新的属性或表。 属性值分布不均，在几个值

58、上很集中。属性值分布不均，在几个值上很集中。 过长的属性。过长的属性。 目 录上一页下一页 结 束物理设计物理设计 2. 评价物理构造评价物理构造 数据库物理设计可以有多个方案，衡数据库物理设计可以有多个方案，衡量一个物理设计的优劣，可以从存储空间、呼量一个物理设计的优劣，可以从存储空间、呼应时间、维护代价等方面综合评定。存储空间应时间、维护代价等方面综合评定。存储空间利用率、存取时间和维护代价等经常是相互矛利用率、存取时间和维护代价等经常是相互矛盾的。例如，某一冗余数据可提高检索效率，盾的。例如，某一冗余数据可提高检索效率，但添加了存储空间。开发设计人员必需进展权但添加了存储空间。开发设计人

59、员必需进展权衡，进展性能的预测和评价，选择一个较优的衡，进展性能的预测和评价，选择一个较优的设计。设计。 目 录上一页下一页 结 束6.3 数据库管理系统数据库管理系统 数据库管理系统数据库管理系统DataBase Management System是一种支配和管理数据库的系统软件，是一种支配和管理数据库的系统软件，用于建立、运用和维护数据库，简称用于建立、运用和维护数据库，简称DBMS。 6.3.1 数据库管理系统的组成和功能数据库管理系统的组成和功能 6.3.2 数据库管理系统的层次构造数据库管理系统的层次构造 6.3.3 常见数据库管理系统常见数据库管理系统 6.3.4 数据库管理系统的

60、选择原那么数据库管理系统的选择原那么 目 录上一页下一页 结 束6.3.1 数据库管理系统的组成和功能数据库管理系统的组成和功能1. 数据库管理系统的组成数据库管理系统的组成 按功能划分，数据库管理系统大致可分为以下六个部分：按功能划分，数据库管理系统大致可分为以下六个部分： 1方式翻译：提供数据定义言语方式翻译：提供数据定义言语DDL。 2运用程序的编译：把包含着访问数据库语句的运用程运用程序的编译：把包含着访问数据库语句的运用程序编译成在序编译成在DBMS支持下可运转的目的程序。支持下可运转的目的程序。 3交互式查询：提供易运用的交互式查询言语。交互式查询：提供易运用的交互式查询言语。 4