相关概念

* 数据:是数据库中存储的基本对象。
* DB:数据库是长期储存在计算机内、有组织的、可共享的大量数据集合。
* DBMS:数据库管理系统是位于用户和系统之间的一层数据管理软件。
* DBS:数据库系统是在计算机系统中引入数据库后的系统,由数据库管理系统(及其开发工具)、应用系统、数据库和数据管理员组成。
数据管理阶段:人工管理———->>文件系统————–>>数据库系统

数据库系统特点

* 数据结构化(整体结构化)是数据库系统与文件系统的本质区别。(其实就是数据库的中的数据之间有了更多的联系)
* 数据的共享性高,冗余度低,易扩充
* 数据的独立性 包括数据的(高度)物理独立性和(一定)逻辑独立性。
* 数据由DBMS统一管理和控制
数据模型

理解:数据模型是对现实世界的模拟。
数据模型是用来 描述数据、组织数据、操作数据的。
数据模型分为两个层次,现实世界的客观对象抽象成概念模型,然后再转换成机器模型。
1. 概念模型 按照用户观点对数据建模,主要用于数据库设计,
2. 机器模型 分为逻辑模型和物理模型。逻辑模型主要包括层次模型(树)、网状模型(图)、关系模型等,它是按计算机系统的观点对数据建模。
物理模型是机器内部的存储方式和存取方法,由DBMS实现。

组成要素:数据结构、数据操作、数据的完整性约束条件。

概念模型—->E-R图

* 实体:客观存在并可以相互区分的事物。
* 实体型:具有相同属性的实体具有相同的特征和性质,用实体名及其属性名集合来抽象和刻画同类实体,称为实体型。
* 实体集:同型实体的集合称为实体集。
* 属性:实体所具有的某一特性,一个实体可由若干个属性来刻画。
* 域:属性的取值范围称为该属性的域。
* 码:唯一标识实体的属性集称为码。
* 实体联系图( E-R图):提供了表示实体型、属性和联系的方法。
E-R图表示概念模型,其表示规则如下:


E-mail:多值属性,用双线椭圆。
家庭地址:派生属性,用虚线椭圆

两个实体间的三种联系:


例子:用E-R图来表示某个工厂的物资管理的概念模型。
物资管理涉及的实体
A.仓库。属性有仓库号,仓库面积,电话号码。
B.零件。属性有零件号,名称,规格,单价,仓库号,描述。
C.供应商。属性有供应商号,姓名,地址,电话号码,帐号。
D.项目。属性有项目号,预算,开工日期。
E.职工。属性有职工号,姓名,年龄,职称
以下此图中只有实体与其联系,没有实体的属性。

注意:属性和实体之间的划分准则:
1. 属性必须是不可分割的数据项,即没有需要可描述的性质。
2. 属性不能与其他实体有联系。
–不满足以上俩条准则的属性就划分成实体。

E-R图—–>关系模式

一般一个联系变成一张表,一个实体也可以变成一张表。然后用关系规范化理论化简关系模式。
某企业集团有若干工厂,每个工厂生产多种产品,且每一种产品可 以在多个工厂生产,每个工厂按照固定的计划数量生产产品;每个工厂
聘用多名职工,且每名职工只能在一个工厂工作,工厂聘用职工有聘期 和工资。工厂的属性有工厂编号、厂名、地址,产品的属性有产品编号、
产品名、规格,职工的属性有职工号、姓名。 问:先根据以上语义画出E-R 图;然后转换为关系模型。

关系模式如下:
工厂(工厂编号,厂名,地址)
产品(产品编号,产品名,规格)
职工(职工号,姓名,工厂编号,聘期,工资)
生产(工厂编号,产品编号,计划数量)
每个关系模式的主码、外码如下:
工厂:主码是工厂编号,无外码;
产品:主码是产品编号,无外码;
职工:主码职工号,外码是工厂编号;
生产:主码是(工厂编号,产品编号) ,
外码是工厂编号、产品编号。

试述数据库系统的三级模式结构,这种结构的优点是什么?

数据库系统的三级模式结构由外模式、模式和内模式组成。
外模式:
也称子模式或用户模式,是数据库用户能够看见和使用的局部数据的逻辑结构和特征的描述,也是数据库用户的数据视图,是与某一应用有关的数据的逻辑表示,外模式涉及的是数据的局部逻辑结构,通常是模式的子集。一个数据库可以有多个外模式。同一外模式也可以为某一用户的多个应用系统所使用,但一个应用程序只能使用一个外模式。
模式:也称逻辑模式,是数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述,是所有用户的公共数据视图,模式描述的是数据的全局逻辑结构。一个数据库只有一个模式。
内模式:也称存储模式,是数据在数据库系统内部的表示。一个数据库只有一个内模式。
优点:
数据库系统的三级模式是对数据的三个抽象级别,它把数据的具体组织留给DBMS管理,使用户能逻辑抽象地处理数据,而不必关心数据在计算机中的表示和存储。为了能够在内部实现这三个抽象层次的联系和转换,数据库系统在这三级模式之间提供了两层映像:外模式/模式映像(逻辑)和模式/内模式映像(物理)。正是这两层映像保证了数据库系统中的数据能够具有较高的逻辑独立性和物理独立性。

什么是数据与程序的物理独立性?什么是数据与程序的逻辑独立性?为什么数据库系统具有数据与程序的独立性?

数据与程序的物理独立性:
当数据库的存储结构改变了,由数据库管理员对模式/内模式映像做相应改变,可以使模式保持不变,从而应用程序也不必改变,保证了数据与程序的物理独立性。
数据与程序的逻辑独立性:
当模式改变时(例如增加新的关系、新的属性、改变属性的数据类型等),由数据库管理员对各个外模式/模式的映像做相应改变,可以使外模式保持不变。应用程序是依据数据的外模式编写的,从而应用程序不必修改,保证了数据与程序的逻辑独立性。
数据库管理系统在三级模式之间提供的两层映像保证了数据库系统中的数据能够具有较高的逻辑独立性和物理独立性。

什么是数据模型及其要素?

数据模型是数据库中用来对现实世界进行抽象的工具,是数据库中用于提供信息表示和操作手段的形式架构。

一般地讲,数据模拟是严格定义的概念的集合。这些概念精确地描述系统的静态特性、动态特性和完整性约束条件。因此数据模型通常由数据结构、数据操作和完整性约束三部分组成。
- 数据结构:是所有研究的对象类型的集合,是对系统的静态特性的描述。
- 数据操作:是指对数据库中各种对象(型)的实例(值)允许进行的操作的集合,包括操作及有关的操作规则,是对系统动态特性的描述。
- 数据的约束条件
:是完整性规则的集合,完整性规则是给定的数据模型中数据及其联系所具有的制约和依存规则,用以限定符合数据模型的数据库状态及其状态的变化,以保证数据的正确、有效、相容。

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