數(shù)據(jù)庫設(shè)計基礎(chǔ)

?? 面向數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的模型//數(shù)據(jù)模型按照不同的應(yīng)用層次分為：

* 概念模型：又稱概念數(shù)據(jù)模型，它是一種面向客觀世界、面向用戶的模型，它與具體的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)和具體的計算機(jī)平臺無關(guān)。概念模型著重于對客觀世界復(fù)雜事物的描述及對它們內(nèi)在聯(lián)系的刻畫。目前，最著名的概念模型有實體聯(lián)系模型和面向?qū)ο竽Ｐ汀＃ǜ拍钅Ｐ陀糜诂F(xiàn)實世界的建模，與具體的DBMS無關(guān)。）

* 邏輯模型：又稱邏輯數(shù)據(jù)模型，是指數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)。在數(shù)據(jù)庫中，邏輯模型有關(guān)系、網(wǎng)狀、層析，可以清晰地表示各個關(guān)系。

* 物理模型：又稱物理數(shù)據(jù)模型

邏輯數(shù)據(jù)模型，也稱數(shù)據(jù)模型，是面向數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的模型，著重于在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)一級的實現(xiàn)。

??按照傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)模型分類，數(shù)據(jù)模型可以分為：

?層次模型：用樹形結(jié)構(gòu)表示實體及其之間聯(lián)系。

?網(wǎng)狀模型：用網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)表示實體及其之間聯(lián)系的模型。

?關(guān)系模型：采用二維表來表示關(guān)系。

?面向?qū)ο竽Ｐ停?/p>

在數(shù)據(jù)庫中存儲的是數(shù)據(jù)以及數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系。//數(shù)據(jù)庫就是存放數(shù)據(jù)的倉庫，只不過數(shù)據(jù)庫存放數(shù)據(jù)是按數(shù)據(jù)所提供的數(shù)據(jù)模式（數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系）存放的。

數(shù)據(jù)庫（DataBase，DB）是指長期存儲在計算機(jī)內(nèi)、有組織的、可共享的數(shù)據(jù)集合。

數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、人員（數(shù)據(jù)庫管理員和用戶）、硬件平臺、軟件平臺、應(yīng)用軟件、應(yīng)用界面7個部分。

數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)中的核心問題是數(shù)據(jù)庫設(shè)計。

實體-聯(lián)系圖是指提供來表示實體、屬性和聯(lián)系的方法，用來描述現(xiàn)實世界的概念模型。

E—R圖中，矩形表示實體集，橢圓形表示屬性，菱形表示聯(lián)系。

概念設(shè)計最常用的方法就是的實體-聯(lián)系方法，簡稱E- R方法。E-R圖是E-R方法的產(chǎn)物。

關(guān)系模式進(jìn)行規(guī)范化的目的是使關(guān)系結(jié)構(gòu)更加合理，消除存儲異常，使數(shù)據(jù)冗余盡量小，便于插入、刪除和更新等操作。

關(guān)系數(shù)據(jù)庫中的二維表一般滿足7個基本特征：

1. 元組（行）個數(shù)是有限的———元組個數(shù)有限性。

2.? 元組（行）均不相同———元組的唯一性。

3.? 元組（行）的次序可以任意交換———元組的次序無關(guān)性。

4.? 元組（行）的分量是不可分割的基本特征———元組分量的原子性。

5.? 屬性（列）名各不相同———屬性名唯一性。

6.? 屬性（列）與次序無關(guān)，可以任意交換———屬性的次序無關(guān)性。

7.? 屬性（列）的分量具有與該厲性相同的值域———分量值域的統(tǒng)一性。

數(shù)據(jù)模型通常由數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)操作及數(shù)據(jù)約束3部分組成。完整性規(guī)則屬于數(shù)據(jù)約束。

數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的主要功能包括：

①數(shù)據(jù)模式定義；②數(shù)據(jù)存取的物理構(gòu)建；③數(shù)據(jù)操縱；④數(shù)據(jù)完整性、安全性的定義與檢查；⑤數(shù)據(jù)庫的并發(fā)控制與故障恢復(fù)；⑥數(shù)據(jù)的服務(wù)。

數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)中關(guān)系代數(shù)的運算有：投影運算 π、選擇運算 σ 、笛卡爾積、交、連接等。

?投影：從關(guān)系模式中指定若干屬性組成新的關(guān)系

?選擇：從關(guān)系中找出滿足給定條件的元組的操作

數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)提供以下三種數(shù)據(jù)語言：

?數(shù)據(jù)定義語言DDL：負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的模式定義與數(shù)據(jù)的物理存取構(gòu)建

?數(shù)據(jù)操作語言DML：負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的操縱如查詢與增刪改等

?數(shù)據(jù)控制語言DCL：負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的完整性、安全性的定義與檢查以及并發(fā)控制、故障恢復(fù)等

數(shù)據(jù)庫就是存放數(shù)據(jù)的倉庫，只不過數(shù)據(jù)庫存放數(shù)據(jù)是按數(shù)據(jù)所提供的數(shù)據(jù)模式（數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系）存放的。

數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)具有集成、共享的特點，可以被不同應(yīng)用程序所使用，減少相同數(shù)據(jù)重復(fù)存儲的現(xiàn)象。

數(shù)據(jù)模型按照不同的應(yīng)用層次分為3種類型：

概念數(shù)據(jù)模型（概念模型）、邏輯數(shù)據(jù)模型（邏輯模型）、物理數(shù)據(jù)模型（物理模型）。

數(shù)據(jù)庫管理階段的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基本特點：數(shù)據(jù)集成性、數(shù)據(jù)的共享性高，冗余性低、數(shù)據(jù)獨立性高、數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理與控制。

數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)內(nèi)部采用三級模式和模式間的二級映射，是為了提高數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)獨立性，即物理獨立性與邏輯獨立性。

- 概念模式也稱為模式，是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中全局?jǐn)?shù)據(jù)邏輯結(jié)構(gòu)的描述，全體用戶的公共數(shù)據(jù)視圖。只能有一個。

- 外模式也稱子模式或者用戶模式，是用戶的數(shù)據(jù)視圖，也就是用戶所能夠看見和使用的局部數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和特征的描述，是與某一應(yīng)用有關(guān)的數(shù)據(jù)的邏輯表示，由概念模式推導(dǎo)而出?？梢杂卸鄠€。

- 內(nèi)模式又稱物理模式，是數(shù)據(jù)物理結(jié)構(gòu)和存儲方式的描述，是數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫內(nèi)部的表示方式。只能有一個。

數(shù)據(jù)的一致性是指在系統(tǒng)中同一數(shù)據(jù)在不同位置的出現(xiàn)應(yīng)保持相同的值，而不是數(shù)據(jù)類型的一致。

由于數(shù)據(jù)冗余，有時修改數(shù)據(jù)時，部分?jǐn)?shù)據(jù)修改，而另一部分沒有修改，造成同一種數(shù)據(jù)有多個值，產(chǎn)生數(shù)據(jù)不一致。

數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)比文件系統(tǒng)有更強(qiáng)的管理控制能力，而不是管理更多的數(shù)據(jù)。

邏輯獨立性是指用戶的應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)庫的邏輯結(jié)構(gòu)是相互獨立的。

傳遞依賴：

部分依賴：

滿足最低要求的叫第一范式，簡稱1NF。在滿足第一范式的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步滿足更多要求規(guī)范則是第二范式。然后在滿足第二范式的基礎(chǔ)上，還可以再滿足第三范式，以此類推。

第一范式（1NF)：主屬性（主鍵）不為空且不重復(fù)，字段不可再分。

第二范式 (2NF)：如果關(guān)系模式是第一范式，每個非主屬性都沒有對主鍵的部分依賴。

第三范式 (3NF)：如果關(guān)系模式是第二范式，沒有非主屬性對主鍵的傳遞依賴。

BCNF范式：所有屬性都不傳遞依賴于關(guān)系的任何候選鍵。

在關(guān)系模式中凡能唯一標(biāo)識元組的最小屬性集稱為該關(guān)系的鍵或碼。

關(guān)系模式中可能有若干個鍵，它們稱為該表的候選碼或候選鍵。

關(guān)系模式中不能沒有候選鍵。