数据库学习笔记02——概论2

(68) 2024-04-05 18:01:01

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

    • :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

    • :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

      • 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

关系术语 表格术语
关系名 表名
关系模式 表头(表格描述)
关系 二维表
元组
属性
属性名 列名
属性值 列值
分量 记录的值
非规范关系 表中有表
  • 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)

模式 实例
数据库逻辑结构和特征的描述 模式的一个具体值
是型的描述 反映数据库某一时刻的状态
反映的是数据的结构及其联系 同一个模式可以有很多实例
模式是相对稳定的 实例随数据库中的数据的更新而变动

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。

THE END

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