第四章 数据库设计基础

第4章数据库设计基础

4.1数据库的基础知识4.2数据模型4.3关系运算4.4数据库规范化理论4.5数据库设计方法和步骤

4.1

数据库的基础知识

4.1.1数据库 数据库是指长期储存在计算机内、有组织的、可共享的数据集合。概括起来，数据库主要有以下几个特征。（1）数据库是相互关联的数据的集合。（2）数据库用综合的方法组织数据，保证尽可能高的访问效率。（3）数据库具有较小的数据冗余，可供多个用户共享。（4）数据库具有较高的数据独立性。（5）数据库具有安全控制机制，能够保证数据的安全、可靠。（6）数据库允许并发地使用，能有效、及时地处理数据，并能保证数据的一致性和完整性。4.1.2数据库管理系统 数据库管理系统（DBMS）是对数据库进行管理并对数据库中数据进行操作的管理系统,主要功能:1．数据定义功能2．数据操纵功能3．数据库的运行管理4．数据库的建立和维护功能5．数据库通信功能4.1.3数据库系统数据库系统（DBS）一般由数据库、数据库管理系统（及其开发工具）、应用系统、数据库管理员和用户构成。数据库系统（DBMS）在计算机系统中的地位

4.2数据模型4.2.1数据模型概述 1．数据范畴

数据是描述事物的符号记录

2．数据模型数据模型是数据特征的抽象逻辑数据模型的分类:（1）层次模型（2）网状模型（3）关系模型3．数据模型的组成要素（1）数据结构（2）数据操作（3）数据的约束条件4.2.2实体联系模型及E-R图1．实体联系模型

（1）实体（2）属性 （3）联系

①一对一联系

②一对多联系

③多对多联系

E-R图实例之一2．E-R图图4-6E-R图实例之二多个实体之间联系的E-R图4.3关系运算4.3.1关系代数 关系代数是一种抽象的查询语言，是关系数据操纵语言的一种传统表达方式，它是通过用对关系的运算来表达查询的。表4-1 关系运算符运算符含义运算符含义集合运算符∪−∩并差交比较运算符＞≥＜≤=≠大于大于等于小于小于等于等于不等于运算符含义运算符含义专门的关

系运算符广义笛卡尔积选择投影连接除逻辑运算符∧∨非与或4.3.2集合运算 集合运算是完全把关系看作是元组的集合。集合运算包括集合的广义笛卡尔积运算、并运算、交运算和差运算。（1）并

（2）差（3）交（4）广义笛卡尔积（集合运算实例4.3.3关系模型的基本运算1.插入2.删除3.修改4.查询（1）选择运算（2）投影运算（3）笛卡尔积4.4数据库设计方法和步骤4.4.1数据库设计概述1．数据库设计的任务根据用户对象的信息需求,处理需求和数据库的支持环境,设计出数据模式.2．数据库设计的两种方法 面向数据的方法面向过程的方法4.4.2数据库设计的步骤

1．需求分析

（1）需求分析的任务（2）需求分析阶段主要工作 （3）需求分析的方法2．概念设计 （1）概念结构 （2）概念结构设计的方法步骤设计概念结构通常有以下4类方法。

①自顶向下。

②自底向上。

③逐步扩张。

④混合策略。

（3）数据抽象与局部视图设计 ①数据抽象

分类

聚集概括 ②局部视图设计（4）视图的集成设计概念结构的策略（1）概念模型向数据模型的转换（2）设计用户模式（3）模型的评价与优化3．逻辑设计逻辑模型设计过程 ①确定数据的存储结构。

②选择调整存取路径。

③确定数据存放位置。

④确定存储分配。4．物理设计数据库设计步骤典型考题分析(1)数据库系统的核心是______。

A.数据模型

B.数据库管理系统

C.软件工具

D.数据库

答案：B(2)下列模式中，能够给出数据库物理存储结构与物理存取方法的是______。

A.内模式

B.外模式

C.概念模式

D.逻辑模式

答案：A(3)下述关于数据库系统的叙述中正确的是______。

A.数据库系统减少了数据冗余

B.数据库系统避免了一切冗余

C.数据库系统中数据的一致性是指数据类型的一致

D.数据库系统比文件系统能管理更多的数据

答案：A(4)数据库设计包括两个方面的设计内容，它们是______。

A.概念设计和逻辑设计

B.模式设计和内