数据库学习笔记02——概论2

目录

第二节 数据模型

一.基本理解

二.概念模型

三.数据模型的组成要素

四.关系模型

第三节.数据库系统的结构

一.数据库系统模式的概念（对“型”的理解）

二.数据库系统的三级模式结构

三.数据库的二级映像功能

第二节 数据模型

难重点：

1.对两类数据模型的理解

2.对数据模型组成要素的理解

3.对关系模型的理解

一.基本理解

• 1.数据模型是对现实世界数据特征的抽象 ，即对于现实世界的模拟，数据模型是数据库系统的核心和基础

• 2.根据应用目的不同可分为两个层次

  • 概念模型（信息模型）：从用户角度，用于数据库设计

  • 逻辑模型和物理模型

    • 逻辑模型是按照计算机的观点对数据建模

    • 物理模型是对数据底层的抽象（不比过多关注）

  • 客观对象的抽象过程——两步抽象

    • 现实世界 ——> 概念模型，由数据库设计人员完成

    • 概念模型 ——> 逻辑模型，由数据库设计人员完成

    • 逻辑模型 ——> 物理模型，由DBMS完成

二.概念模型

• 1.概念模型的用途和对概念模型的基本要求

• 2.基本概念

  • 实体：客观存在并可相互区别的事物称为实体（学校的学生）

    • 可以是具体的人、事、物或抽象的概念

  • 属性 ：实体所具有的某一特性称为属性

  • 码：唯一标识实体的属性集

    • 即用来区分不同实体的属性，可以一个也可以是多个（学生学号、学生姓名+性别）

    • 可以区分实体就是码，没有数量要求

  • 实体型：用实体名及其属性名集合来抽象和刻画同类实体

    • 可以理解为刻画实体的模子或框架

    • 学生（姓名 性别 学号 ）

    • 体现了“型”的概念

  • 实体集：同一类型实体的集合称为实体集

    • 所有学生记录的集合

    • 体现“值”的概念

    • 学生记录变化很大，所以“值”的概念不稳定，“型”的概念更稳定

  • 联系：现实世界中事物内部以及事物之间的联系

  • 概念模型的一种表示方法

    • 实体-联系方法（Entity-Relationship approach）

    • E-R方法也称为E-R模型

三.数据模型的组成要素

数据结构

• 1.数据结构：描述数据库的组成对象，以及对象之间的联系

• 2.数据结构是对系统静态特征的描述

数据操作

• 1.数据操作：对数据库中各种对象(型)的实例(值)允许执行的操作及有关的操作规则

• 2.类型：

  • 查询

  • 更新：增、删、改

• 3.数据操作是对系统动态特性的描述

数据的完整性约束条件

• 一组完整性规则的集合，即保证存入数据库的数据符合要求

四.关系模型

• 1.关系模型的数据结构

  • 在用户观点中，关系模型数据的逻辑结构是一张二维表，这个表叫关系

  • 元组：表中的一行称为一个元组，关系中有多少行就有多少元组

  • 属性：表中的一列称为一个属性，关系中有多少列就有多少属性

  • 域：是一组具有相同数据类型的值的集合

    • 属性中所有可能取到值的集合就是值域

  • 分量：元组中的一个属性值

  • 关系模式：对关系的描述，属于”型“

    • 表示为：关系名(属性1，属性2，……，属性n）

    • 在码下面画一条下划线

    • 关系必须是规范化的

  • 关系必须是规范化的

    • 最基本的规范条件：关系的每一个分量必须是一个不可分的数据项

    • 不允许表中还有表

• 2.关系数据模型的操纵和完整性约束

  • 数据操作是集合操作，操作对象和操作结果都是关系

    • 查询

    • 插入、删除、修改

  • 数据操作是集合操作，操作对象和操作结果都是关系，即若干元组的集合

  • 存取路径对用户隐蔽，用户只要指出“干什么”，不必详细说明“怎么干”

• 3.关系模型的优缺点

  • 优点

    • 关系模型建立在数学概念上

    • 概念单一：联系都用关系表示

    • 关系模型的存取路径对用户隐蔽

  • 缺点

    • 查询效率不如格式化数据模型

    • 对用户请不断优化，增加开发难度

第三节.数据库系统的结构

重难点

1.对“型”和“值”概念的理解

2.对三级模式结构的理解

3.对二级映像功能的理解

一.数据库系统模式的概念（对“型”的理解）

二.数据库系统的三级模式结构

外模式——模式——内模式

• 1.模式——全局

  • 模式是数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述。从全局的角度理解

  • 一个数据库只有一个模式

  • 模式的地位：是数据库系统模式结构的中间层

    • 与物理及硬件环境无关

    • 与应用程序、开发工具、高级程序设计语言无关

  • 模式定义语言：DDL

• 2.外模式——局部

  • 数据库用户（包括应用程序员和最终用户）能够看见和使用的局部数据的逻辑结构和特征的描述

  • 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

    • 对视图的理解：视图是模式的一个子集

    • 比如学生信息有姓名、学号、成绩、血型等，如果要开发一个成绩管理系统，那么学习、身高体重就不需要，有用的部分就是视图呈现出来

  • 外模式的用途是保证数据库的安全性，不会让所有的模式都显示出来，用户只能访问对应外模式的数据

  • 地位：介于模式和应用之间

    • 模式与外模式的关系：一对多 ，外模式是模式的子集

    • 外模式与应用的关系：一对多

• 3.内模式——存储模式

  • 是数据物理结构和存储方式的描述、是数据在数据库内部的组织方式

  • 一个数据库只有一个内模式

  • 不会太关心内模式

三.数据库的二级映像功能

外模式/模式映像

模式/内模式映像

• 1.有这两个映像的目的是使三级模式之间连通起来

• 2.可以把映像理解为一个对应关系或者一段代码，在模式变化的时候，保证外模式不会变化，外模式稳定则应用稳定

• 所谓数据的逻辑独立性：

  • 当模式改变时，修改外模式/模式映像，使得外模式不变，从而应用程序不变，这就是保证数据的逻辑独立性

• 所谓数据的物理独立性：

  • 当数据库存储结构改变了，修改模式/内模式映像，使得模式不变，模式不变而外模式不变，从而应用程序不变，这就是保证数据的物理独立性

• 总的来说二级映像最重要的就是要保证整个体系的稳定，不会使得“牵一发而动全身”，我们的最终目的就是保证外模式不变，从而使得应用程序不变

• 但是当外模式不能满足视图要求的时候，外模式也要做出改变，应用程序也要做出修改。