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数据库设计基础
数据库的基本概念#xff1a;数据库#xff0c;数据库管理系统#xff0c;数据库系统
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数据库的基本概念数据库数据库管理系统数据库系统
数据模型实体联系模型及 图从 图导出关系数据模型
关系代数运算包括集合运算及选择、投影、连接运算数据库规范化理论
数据库设计方法和步骤需求分析、概念设计、逻辑设计和物理设计的相关策略 数据库的基本概念数据库数据库管理系统数据库系统 数据库Database是指在计算机系统中存储、组织和管理数据的集合。它通常由一个或多个相关表组成每个表包含一个特定类别的数据并且这些数据之间存在着某种关系。 数据库管理系统Database Management SystemDBMS是一种软件系统用于管理和操作数据库。它提供了一个结构化的方式来存储和检索数据可以支持多用户并发访问保证数据的完整性、一致性和安全性提高数据访问效率和管理能力。 数据库系统Database System是由数据库、数据库管理系统和相关应用程序构成的一个完整的信息系统。它可以帮助用户轻松地管理和访问大量数据对数据进行审计、备份和恢复并支持多种应用程序例如财务、销售、人力资源等。 数据库的基本概念还包括 数据库模型描述数据如何在数据库中组织和存储的规则和原则。常见的数据库模型有关系型模型、面向对象模型和文档型模型等。 数据库表由行和列组成的二维表格用于存储特定类型的数据。每个表都有一个唯一的名称并且包含一个或多个列每个列描述一个特定的数据类型。 主键用于唯一标识数据库表中的每一行记录的一列或列组合。主键可以帮助识别和检索特定的记录。 外键用于在不同表之间建立关系的列它引用另一个表的主键并确保数据的完整性和一致性。 SQL结构化查询语言Structured Query Language是一种用于管理关系型数据库的标准化语言它可以用于检索、更新和管理数据库中的数据。 数据模型实体联系模型及 图从 图导出关系数据模型 数据模型是描述数据、数据之间关系以及数据操作的概念模型。常见的数据模型包括层次模型、网状模型和关系模型等。 实体联系模型Entity-Relationship ModelE-R Model是一种用于描述现实世界中实体、实体之间关系和属性的图形化表示方法。它主要由实体、联系和属性组成。 实体Entity是指现实世界中可以独立存在并具有唯一标识的事物例如一个人、一本书或一个订单。实体通常用矩形框表示。 联系Relationship表示实体之间的关系。例如一个学生和一个教师之间可能存在着“学习”关系。联系通常用菱形表示。 属性Attribute描述实体的特征或性质。例如一个学生实体可能有姓名、年龄和性别等属性。属性通常用椭圆形表示。 E-R 图是使用实体、联系和属性表示现实世界中实体之间关系的图形化表示。它由实体框、联系线和属性表示符组成。 在根据 E-R 图导出关系数据模型时需要将实体、联系和属性转换为对应的表和列。 实体转换为表每个实体会被转换为一个表表的每个列对应实体的属性。 联系转换为外键在表中添加外键来表示实体之间的关系。外键是一个指向另一个表的列它用于建立联系。 属性转换为列每个属性会被转换为表中的列列的数据类型和约束条件根据属性的特性确定。 通过以上转换可以得到关系数据模型也即是用关系表表示实体、实体之间的关系以及属性的模型。 关系代数运算包括集合运算及选择、投影、连接运算数据库规范化理论 关系代数是一种用于操作关系数据库的形式化查询语言主要包括集合运算和关系运算。 集合运算 并Union运算将两个关系的元组合并在一起去除重复元组。交Intersection运算找出同时出现在两个关系中的元组。差Difference运算找出存在于一个关系中但不存在于另一个关系中的元组。 关系运算 选择Selection运算从一个关系中选择满足指定条件的元组。投影Projection运算从一个关系中抽取出指定的属性列生成一个新的关系。连接Join运算通过共享的属性将两个关系连接在一起生成一个新的关系。可以使用等值连接、自然连接或其他连接类型。 数据库规范化理论是指将关系数据库设计分解成更小、更规范的关系模式的过程。规范化的目的是消除冗余数据提高数据的存储效率和查询性能同时保持数据的一致性和完整性。 规范化理论通常包括以下几个范式 第一范式1NF确保每个属性都是原子的不可再分。第二范式2NF在满足1NF的基础上消除非主属性对主键的部分函数依赖。第三范式3NF在满足2NF的基础上消除非主属性对主键的传递函数依赖。BCNFBoyce-Codd范式在满足3NF的基础上消除主属性对候选键的部分和传递函数依赖。第四范式4NF在满足BCNF的基础上消除多值依赖。第五范式5NF在满足4NF的基础上消除连接依赖。 数据库设计方法和步骤需求分析、概念设计、逻辑设计和物理设计的相关策略 数据库设计是一个系统化和逐步的过程通常包括需求分析、概念设计、逻辑设计和物理设计等步骤。以下是每个步骤的相关策略 需求分析 理解业务需求与业务相关的人员交流了解业务需求、数据要求和操作流程。收集和分析数据收集相关数据并进行详细的分析包括数据类型、数据量、数据关系等。确定功能需求明确数据库需要支持的功能和操作例如查询、插入、更新、删除等。 概念设计 实体识别和关系建立根据需求分析阶段的数据分析结果识别实体和实体之间的关系建立概念模型。绘制E-R图使用实体-联系图E-R图表示概念模型清晰地展示实体、关系和属性的结构。 逻辑设计 范式分析将概念模型转换为符合范式要求的逻辑数据模型如第三范式3NF或BCNF。设计关系模式将实体和关系转换为关系表确定表之间的关系、主键和外键等约束。 物理设计 数据库存储结构确定数据库的存储结构如表空间、数据文件和日志文件等。索引设计根据查询需求和性能考虑在关键字段上创建适当的索引提高查询效率。安全和备份策略制定数据安全策略包括用户权限控制、备份和恢复策略以保证数据的安全性和可靠性。
