数据库设计基础学习教案.pptx

数据库设计数据库设计(shj)基础基础第一页，共24页。考点考点考点考点(ko din)1 (ko din)1 数据库系统的基本数据库系统的基本数据库系统的基本数据库系统的基本概念概念概念概念一、数据、数据库、数据库管理系统一、数据、数据库、数据库管理系统一、数据、数据库、数据库管理系统一、数据、数据库、数据库管理系统1 1、数据、数据、数据、数据2 2、数据库（、数据库（、数据库（、数据库（DBDB）是长期存储在计算机内，有组织的、可共享的数据是长期存储在计算机内，有组织的、可共享的数据是长期存储在计算机内，有组织的、可共享的数据是长期存储在计算机内，有组织的、可共享的数据集合集合集合集合(jh)(jh)。特点：特点：特点：特点：较小的冗余度较小的冗余度较小的冗余度较小的冗余度 较高的数据独立性和扩展性较高的数据独立性和扩展性较高的数据独立性和扩展性较高的数据独立性和扩展性 可共享可共享可共享可共享3 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（DBMSDBMS）4 4、数据库管理员（、数据库管理员（、数据库管理员（、数据库管理员（DBADBA）数据库设计数据库设计数据库设计数据库设计 数据库维护数据库维护数据库维护数据库维护 提高系统效率提高系统效率提高系统效率提高系统效率 第1页/共23页第二页，共24页。数据库管理系统（数据库管理系统（DBMS）：核心）：核心(hxn)是位于用户和操作系统是位于用户和操作系统是位于用户和操作系统是位于用户和操作系统(xtng)(xtng)之间的一层数据之间的一层数据之间的一层数据之间的一层数据库管理软件，用于描述、管理和维护数据库的程库管理软件，用于描述、管理和维护数据库的程库管理软件，用于描述、管理和维护数据库的程库管理软件，用于描述、管理和维护数据库的程序系统序系统序系统序系统(xtng)(xtng)。主要功能：主要功能：主要功能：主要功能：数据库定义数据库定义数据库定义数据库定义 数据库管理数据库管理数据库管理数据库管理 数据库建立和维护数据库建立和维护数据库建立和维护数据库建立和维护 通信通信通信通信 数据语言由数据语言由数据语言由数据语言由3 3部分组成部分组成部分组成部分组成 数据定义语言（数据定义语言（数据定义语言（数据定义语言（DDLDDL）数据操纵语言（数据操纵语言（数据操纵语言（数据操纵语言（DMLDML）数据控制语言（数据控制语言（数据控制语言（数据控制语言（DCLDCL）第2页/共23页第三页，共24页。数据库系统的发展数据库系统的发展(fzhn)4 4个阶段个阶段个阶段个阶段(jidun)(jidun)：人工管理人工管理人工管理人工管理文件系统文件系统文件系统文件系统数据库系统数据库系统数据库系统数据库系统分布式数据库系统分布式数据库系统分布式数据库系统分布式数据库系统第3页/共23页第四页，共24页。数据库系统的基本数据库系统的基本(jbn)特特点点l l 数据库系统（数据库系统（数据库系统（数据库系统（DBSDBS）组成：）组成：）组成：）组成：l l 数据库数据库数据库数据库l l 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l l 数据库管理员数据库管理员数据库管理员数据库管理员l l 数据库的特点数据库的特点数据库的特点数据库的特点(tdin)(tdin)：l l 数据高度集成数据高度集成数据高度集成数据高度集成l l 数据统一管理控制数据统一管理控制数据统一管理控制数据统一管理控制l l 数据独立性数据独立性数据独立性数据独立性l l 共享性和低冗余度共享性和低冗余度共享性和低冗余度共享性和低冗余度DBDBMSDBADBADBA第4页/共23页第五页，共24页。数据数据(shj)独立性独立性 物理独立性物理独立性 数据数据(shj)的存储结构变化时，的存储结构变化时，应用程序不变应用程序不变 逻辑独立性逻辑独立性 数据数据(shj)的逻辑结构改变了，的逻辑结构改变了，用户程序不变用户程序不变第5页/共23页第六页，共24页。数据库系统的内部结构体系数据库系统的内部结构体系(tx)数据体系结构：数据体系结构：数据体系结构：数据体系结构：三级模式三级模式三级模式三级模式 内模式：内模式：内模式：内模式：存储模式（物理模式）存储模式（物理模式）存储模式（物理模式）存储模式（物理模式）描述了数据在存储介质上的安排与存放方描述了数据在存储介质上的安排与存放方描述了数据在存储介质上的安排与存放方描述了数据在存储介质上的安排与存放方式。式。式。式。概念模式：概念模式：概念模式：概念模式：全局全局全局全局(qunj)(qunj)数据逻辑结构的描述，是全数据逻辑结构的描述，是全数据逻辑结构的描述，是全数据逻辑结构的描述，是全体用户公共数据视图体用户公共数据视图体用户公共数据视图体用户公共数据视图 外模式：外模式：外模式：外模式：用户级数据库用户级数据库用户级数据库用户级数据库 两层映像：两层映像：两层映像：两层映像：外模式外模式外模式外模式/概念模式概念模式概念模式概念模式 概念模式概念模式概念模式概念模式/内模式内模式内模式内模式第6页/共23页第七页，共24页。3级模式级模式(msh)、2种映射关系图种映射关系图应用应用(yngyng)应用应用(yngyng)应用应用外模式外模式(用户数据库用户数据库)外模式外模式(用户数据库用户数据库)外模式外模式(用户数据库用户数据库)内模式内模式(物理数据库物理数据库)概念模式概念模式(概念数据库概念数据库)数据库数据库外模式外模式 概念模式映射概念模式映射概念模式概念模式 内模式映射内模式映射第7页/共23页第八页，共24页。考点考点考点考点(ko din)2 (ko din)2 数据模型数据模型数据模型数据模型 一、数据模型的基本概念一、数据模型的基本概念一、数据模型的基本概念一、数据模型的基本概念 是指反映是指反映是指反映是指反映(fnyng)(fnyng)实体及其实体间联系的实体及其实体间联系的实体及其实体间联系的实体及其实体间联系的数据组织结构和形式数据组织结构和形式数据组织结构和形式数据组织结构和形式1 1、实体的、实体的、实体的、实体的3 3种联系：种联系：种联系：种联系：一对一：一对一：一对一：一对一：1 1：1 1一对多：一对多：一对多：一对多：1 1：n n多对多：多对多：多对多：多对多：mm：n n2 2、数据模型组成：、数据模型组成：、数据模型组成：、数据模型组成：数据结构数据结构数据结构数据结构 数据操纵数据操纵数据操纵数据操纵 数据约束数据约束数据约束数据约束第8页/共23页第九页，共24页。E-R模型模型(mxng)1、E-R模型的模型的3要素要素(yo s)实体实体 属性属性 联系联系2、E-R模型的图示法模型的图示法 实体：矩形实体：矩形 属性：椭圆属性：椭圆 联系：菱形联系：菱形第9页/共23页第十页，共24页。学生学生(xu sheng)课程(kchng)选课选课学号姓名(xngmng)学分课程名课号系课号学号mn课号第10页/共23页第十一页，共24页。三、层次模型三、层次模型三、层次模型三、层次模型 只能反映只能反映只能反映只能反映(fnyng)(fnyng)实体间的一对多的联实体间的一对多的联实体间的一对多的联实体间的一对多的联系系系系四、网络模型四、网络模型四、网络模型四、网络模型 实体间多对多易于实现实体间多对多易于实现实体间多对多易于实现实体间多对多易于实现第11页/共23页第十二页，共24页。关系关系(gun x)模型模型 二维表：二维表：二维表：二维表：二维表就是关系。它表示二维表就是关系。它表示二维表就是关系。它表示二维表就是关系。它表示(biosh)(biosh)实体及实体之间的联系。实体及实体之间的联系。实体及实体之间的联系。实体及实体之间的联系。二维表的组成：二维表的组成：二维表的组成：二维表的组成：表框架表框架表框架表框架 表的元组表的元组表的元组表的元组学号学号姓名姓名成绩成绩数学数学语文语文英语英语001张三张三789086002李四李四658778003王五王五827067第12页/共23页第十三页，共24页。性质：性质：元组个数有限元组个数有限元组均不相同元组均不相同元组次序可以交换元组次序可以交换元组的分量是不可分的基本数据项元组的分量是不可分的基本数据项属性属性(shxng)名各不相同名各不相同属性属性(shxng)次序无关次序无关属性属性(shxng)分量具有与该属性分量具有与该属性(shxng)相同的值域相同的值域学号学号姓名姓名数学数学语文语文英语英语001张三张三789086002李四李四658778003王五王五827067第13页/共23页第十四页，共24页。键（码）：键（码）：键（码）：键（码）：在二维表中能唯一标识元组的最小属性集在二维表中能唯一标识元组的最小属性集在二维表中能唯一标识元组的最小属性集在二维表中能唯一标识元组的最小属性集 候选键：候选键：候选键：候选键：若干个表的键若干个表的键若干个表的键若干个表的键主键：主键：主键：主键：从候选键中选取一个作为从候选键中选取一个作为从候选键中选取一个作为从候选键中选取一个作为(zuwi)(zuwi)用户使用户使用户使用户使用的键用的键用的键用的键第14页/共23页第十五页，共24页。数据库实例数据库实例(shl)：学生选课：学生选课（3张表）张表）学号学号 姓名 性别出生日期院系课号课号课程名学分学号学号课号分数第15页/共23页第十六页，共24页。2、关系、关系(gun x)模型的特点模型的特点l 关系必须是规范化：关系必须是规范化：关系必须是规范化：关系必须是规范化：l 每一个分量是一个不可每一个分量是一个不可每一个分量是一个不可每一个分量是一个不可(bk)(bk)分的数据分的数据分的数据分的数据项，即不允许表中有表。项，即不允许表中有表。项，即不允许表中有表。项，即不允许表中有表。l 数据结构简单数据结构简单数据结构简单数据结构简单l 直接反映实体间的直接反映实体间的直接反映实体间的直接反映实体间的3 3种联系种联系种联系种联系l 具有严格的理论基础具有严格的理论基础具有严格的理论基础具有严格的理论基础第16页/共23页第十七页，共24页。3 3、关系模型、关系模型、关系模型、关系模型(mxng)(mxng)的数据操纵的数据操纵的数据操纵的数据操纵 4 4种：种：种：种：查询查询查询查询 插入插入插入插入 修改修改修改修改 删除删除删除删除4 4、数据约束、数据约束、数据约束、数据约束 3 3种数据约束：种数据约束：种数据约束：种数据约束：实体完整性约束实体完整性约束实体完整性约束实体完整性约束 参照完整性约束参照完整性约束参照完整性约束参照完整性约束 用户定义的完整性约束用户定义的完整性约束用户定义的完整性约束用户定义的完整性约束 数据库完整性的最基本约束要求：数据库完整性的最基本约束要求：数据库完整性的最基本约束要求：数据库完整性的最基本约束要求：主键值不能为空值主键值不能为空值主键值不能为空值主键值不能为空值第17页/共23页第十八页，共24页。考点考点考点考点3 3 关系关系关系关系(gun x)(gun x)代数代数代数代数 一、传统的集合运算一、传统的集合运算一、传统的集合运算一、传统的集合运算 4 4种：并、交、差、广义种：并、交、差、广义种：并、交、差、广义种：并、交、差、广义(gungy)(gungy)笛卡尔积笛卡尔积笛卡尔积笛卡尔积 并（并（并（并（）：由属于）：由属于）：由属于）：由属于R R或属于或属于或属于或属于S S的元组组成的元组组成的元组组成的元组组成 交（交（交（交（）：由既属于）：由既属于）：由既属于）：由既属于R R又属于又属于又属于又属于S S的元组组成的元组组成的元组组成的元组组成 差（差（差（差（）：由属于）：由属于）：由属于）：由属于R R而不属于而不属于而不属于而不属于S S的元组组成的元组组成的元组组成的元组组成 广义广义广义广义(gungy)(gungy)笛卡尔积（笛卡尔积（笛卡尔积（笛卡尔积（）：诸集合各元素间一切）：诸集合各元素间一切）：诸集合各元素间一切）：诸集合各元素间一切可能的组合可能的组合可能的组合可能的组合 若关系若关系若关系若关系R R有有有有K1K1个元组，关系个元组，关系个元组，关系个元组，关系S S有有有有K2K2个元组，则个元组，则个元组，则个元组，则RSRS有有有有 K1K2 K1K2 个元组。个元组。个元组。个元组。是一个（是一个（是一个（是一个（r+sr+s）元属性的集合，每一个元组的前）元属性的集合，每一个元组的前）元属性的集合，每一个元组的前）元属性的集合，每一个元组的前r r个个个个分量来自分量来自分量来自分量来自R R的一个元组，后的一个元组，后的一个元组，后的一个元组，后s s个分量来自个分量来自个分量来自个分量来自S S的一个元的一个元的一个元的一个元组。组。组。组。前前前前3 3种运算具有相同的属性（目）种运算具有相同的属性（目）种运算具有相同的属性（目）种运算具有相同的属性（目）第18页/共23页第十九页，共24页。ABM1N2BC1335ABBCM113M135N213N235ABBCM113ABCM13RS等值连接等值连接(linji)自然自然(zrn)连连接接RS第19页/共23页第二十页，共24页。二、专门的关系二、专门的关系(gun x)运算运算1 1、选择：、选择：、选择：、选择：从关系中选取使逻辑表达式为真的元组，对从关系中选取使逻辑表达式为真的元组，对从关系中选取使逻辑表达式为真的元组，对从关系中选取使逻辑表达式为真的元组，对“行行行行”操作。操作。操作。操作。2 2、投影：、投影：、投影：、投影：选择出若干属性列组成新的关系，对选择出若干属性列组成新的关系，对选择出若干属性列组成新的关系，对选择出若干属性列组成新的关系，对“列列列列”操作。操作。操作。操作。3 3、连接：、连接：、连接：、连接：从两个从两个从两个从两个(lin)(lin)关系的笛卡儿积中选取属性间满足一定关系的笛卡儿积中选取属性间满足一定关系的笛卡儿积中选取属性间满足一定关系的笛卡儿积中选取属性间满足一定条件的元组条件的元组条件的元组条件的元组 等值连接：从笛卡儿积中选取属性值相等的元组等值连接：从笛卡儿积中选取属性值相等的元组等值连接：从笛卡儿积中选取属性值相等的元组等值连接：从笛卡儿积中选取属性值相等的元组 自然连接：在等值连接的基础上，删除重复的属性列自然连接：在等值连接的基础上，删除重复的属性列自然连接：在等值连接的基础上，删除重复的属性列自然连接：在等值连接的基础上，删除重复的属性列4 4、除：笛卡尔积的逆运算。、除：笛卡尔积的逆运算。、除：笛卡尔积的逆运算。、除：笛卡尔积的逆运算。第20页/共23页第二十一页，共24页。三、关系数据库规范化理论三、关系数据库规范化理论(lln)1 1、第一范式、第一范式、第一范式、第一范式 如果如果如果如果(rgu)(rgu)关系中每个列与行的交点处的取关系中每个列与行的交点处的取关系中每个列与行的交点处的取关系中每个列与行的交点处的取值都是不可再分的基本元素，则达到值都是不可再分的基本元素，则达到值都是不可再分的基本元素，则达到值都是不可再分的基本元素，则达到1NF1NF。第二第二第二第二 五范式五范式五范式五范式第21页/共23页第二十二页，共24页。考点考点(ko din)4 数据库设计与管数据库设计与管理理数据库设计分为数据库设计分为6个阶段：个阶段：一、需求分析一、需求分析 绘制数据流程图、数据分析、功绘制数据流程图、数据分析、功能分析、确定功能处理模块和数能分析、确定功能处理模块和数据之间的关系。据之间的关系。二、数据库概念设计二、数据库概念设计 设计目的：分析数据间内在语义设计目的：分析数据间内在语义关联，建立一个数据抽象模型关联，建立一个数据抽象模型(mxng)方法：实体联系法（方法：实体联系法（E-R图）图）三、数据库逻辑设计三、数据库逻辑设计 E-R图向数据模型图向数据模型(mxng)的转的转换换 逻辑模式规范化及调整、实现逻辑模式规范化及调整、实现四、数据库物理设计四、数据库物理设计五、数据库实现五、数据库实现六、数据库运行管理六、数据库运行管理第22页/共23页第二十三页，共24页。感谢您的观看感谢您的观看(gunkn)。第23页/共23页第二十四页，共24页。